DE954888C - Symmetrierschleife fuer Hochfrequenzschwingungen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 27. DEZEMBER 1956

E 10607VIIIa 121 a*

Alan Herbert Pratt, London

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Symmetriereinrichtung zum Übergang zwischen einem erdsymmetrischen Teil einer Hochfrequenzanordnung und einer koaxialen Leitung.

Es ist bekannt, daß zur Speisung einer koaxialen Übertragungsleitung von einer erdsymmetrischen Signalspannungsquelle, beispielsweise von einer Dipolantenne, die Zwischenschaltung einer sogenannten Symmetriereinrichtung erforderlich ist. Eine Ausführungsform einer solchen Symmetriereinrichtung ist in der deutschen Patentschrift 755 77% beschrieben·. Diese bekannte Einrichtung weist einen der koaxialen Leitung benachbarten Hilfsleiter auf, dessen eines Ende an der Stelle mit dem Innenleiter der koaxialen Leitung verbunden ist, wo dieser an die eine Klemme der erdsymmetrischen Signalspannungsquelle angeschlossen ist, und dessen anderes Ende mit dem Außenleiter der koaxialen Leitung verbunden ist. Dieser Außenleiter und der Hilfsleiter bilden eine erdsymmeirische Hilfsleitung, deren elektrische Länge einem Viertel einer vorbestimmten Betriebs wellenlänge entspricht. Da die Hilfsleitung an ihrem von der Signalspannungsquelle abgewendeten Ende kurzgeschlossen ist, weist sie an dem mit der Signal- Spannungsquelle verbundenen Ende einen sehr

großen Scheinwiderstand auf. Dieser Scheinwiderstand liegt den Impedanzen der Signalspannungsquelle und der koaxialen Leitung an ibren Verbindungspunkten parallel. Da er aber sehr groß ist, bewirkt er keine Änderung des Anpaissungszustandes an dieser Stelle. Die Abstimmung der Hilfsleitung auf die Betriebsfrequenz ist daher eine Vorbedingung, durch deren Erfüllung es möglich wird, die Symmetrierungsaufgabe zu lösen, ohne daß an den ίο bestehenden Widerstandsverhältnissen etwas geändert wird. Der Hilfsleiter kann durch den Außenleiter eines Koaxialleitungsstückes gebildet werden, welches der mit der Signalspannung gespeisten Leitung in den wesentlichen Konstruktionsmerkmalen entspricht.

Diese bekannte Form der Symmetriereinrichtung

ist nur innerhalb eines begrenzten Frequenzbandes wirksam, dessen Mittenfrequenz mit derjenigen Frequenz übereinstimmt, welche der erwähnten vorbestimmten Betriebswellenlänge entspricht, auf welche die Hilfsleitung durch Bemessung ihrer Länge abgestimmt ist. Gegenstand der Erfindung ist eine Symmetriereinrichtung, welche in zwei sich nicht aneinander anschließenden Frequenzbändern wirksam ist.

Die Erfindung geht aus von der erwähnten bekannten Form einer Symmetriereinrichtung zum Übergang zwischen einem erdsymmet'rischen Teil einer elektrischen Anordnung, vorzugsweise einer erdsymmetrischen Antenne, und einer koaxialen Leitung, deren Außenleiter mit dem einen Anschlußpunkt und deren Innenleiter mit dem anderen Anschlußpunkt des symmetrischen Teiles verbunden ist, während außerdem mit den genannten Anschlußpunkten die beiden Leiter einer symmetrischen Hilfsleitung verbunden sind, deren einer Leiter durch den Außenleiter der koaxialen Leitung gebildet wird oder diesen enthält, undi an die Hilfsleitung ein Blindleitungsstück angeschlossen ist. Erfindungsgemäß soll in einer derartigen Einrichtung das Blindleitungsstück in einem Punkt mit derart bestimmten Abstand von den Anschlußpunkten des symmetrischen Teiles an die Hilfsleitung angeschlossen sein, und die elektrischen Abmessungen des Blindleitungsstückes sollen im Verhältnis zu denjenigen der Hilfsleitung derartig gewählt sein, daß die Hilfsleitung bei zwei vorbestimmten Frequenzen an ihren mit dem symmetrischen Teil verbundenen Enden einen sehr großen Scheinwiderstand aufweist.

Es ist zu erwähnen, daß durch die deutsche Patentschrift 844 32Ί eine Anpassungsschaltung bekanntgeworden ist, welche durch Verwendung einer zusammengesetzten Transformationsanordnung die Wirkung aufweist, daß die bei zwei voneinander verschiedenen Frequenzen vorhandenen Widerstände einer Dipolantenne für beide Frequenzen auf den Wellenwiderstand einer angeschlossenen Koaxialleitung transformiert werden. Die dabei zum Übergang von der Dipolantenne auf die Koaxialleitung vorgesehene Symmetriereinrichtung entspricht grundsätzlich der aus der deutschen Patentschrift 755 778 vorbekannten Form und weist keine Mittel auf, um ihrem Scheinwiderstand bei beiden Frequenzen sehr hohe Werte zu verleihen. Der Scheinwiderstand der symmetrierenden Hilfsleitung geht daher mindestens bei der einen Frequenz mit einem wesentlichen Betrage in die Anpassungsbedingung ein, so daß er bei der bemessung der übrigen Teile berücksichtigt werden muß. Demgegenüber erlaubt es die Erfindung, die Symmetriereinrichtung so auszubilden, daß bei beiden Frequenzen der Scheinwiderstand der Hilfsleitung so hoch ist, daß die Bemessung der übrigen, die Anpassung bzw. Transformation bewirkenden Teile ohne Rücksicht auf den Widerstand der Hilfsleitung erfolgen kann·. Es ergibt sich also der Vorteil einer klaren Aufgabentrennung, weil die Hilfsleitung bei keiner der beiden Frequenzen ändernd auf die Anpassungsverhältnisse einwirkt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung ausgebildeten Symmetriereinrichtung dargestellt. Mit 1 ist eine Dipolantenne bezeichnet, wie sie beispielsweise für den Empfang von Fernsehsignalen verwendet werden kann. Die Ziffern 2 und 3 beziehen sich auf den Innenleiter und den Außenleiter einer koaxialen Übertragungsleitung 4, über welche die von der Antenne 1 aufgenommenen Fernsehsignale zu einem Fernsehempfänger geleitet werden. Der eine Zweig des Dipols ist mit dem Innenleiter 2 der Leitung 4 und der andere Zweig ist mit dem Außenleiter 3 der gleichen Leitung verbunden. In der Nähe des Außenleiters 3 der Leitung 4 und parallel zu diesem erstreckt sich der Hilfsleiter 5, der an seinem einen Ende mit dem Leiter 2 und mit dem einen Zweige des Dipols 1 verbunden ist. Das andere Ende des Hilfsleiters 5, d. h. das von der Dipolantenne 1 abgewendete Ende, ist mit dem Außenleiter 3 der Leitung 4 kurzgeschlossen. Der Hilfsleiter 5 bildet auf diese Weise zusammen mit dem Außenleiter 3. der Übertragungsleitung 4 eine an ihrem von der Antenne abgewendeten Ende kurzgeschlossene, gegen Erde symmetrische Hilfsleitung. In der Zeichnung ist der Hilfsleiter 5 als Außenleiter eines koaxialen Leitungsstückes dargestellt, welches in seiner Ausführung der Leitung 4 entspricht.

An die Hilfsleitung mit den Leitern 3, 5 ist ein Blindleitungsstück 6 angeschlossen, welches an seinem freien Ende kurzgeschlossen ist. Die Enden der Hilfsleitung sind in der Zeichnung mit den Buchstaben A und D, die Verbindungsstelle des Blindleitungsstückes mit der Hilfsleitung ist mit B und das freie Ende des Blindleitungsstückes mit C bezeichnet.

Es sei angenommen, daß die Antenne dafür bestimmt ist, Fernsehsendungen mit Trägerfrequenzen von wahlweise 43,25 und 190 MHz zu empfangen. Damit das symmetrierende Kopplungsglied einwandfrei wirken kann, ist es erforderlich, daß die iao Hilfsleitung 3, 5 an der Stelle A bei beiden Frequenzen einen sehr hohen Eingangsscheinwiderstand aufweist. Um dies zu erreichen, ist die elektrische Länge B-C der Blindleitung gleich λ/2, bezogen auf die Frequenz von 190 MHz, gewählt, so daß sich 1*5 an der Stelle B ein scheinbarer Kurzschluß für diese

Frequenz ergibt. Außerdem ist die elektrische Länge der Strecke A-B gleich einem ungeradzahligen Vielfachen einer Viertelwelienlänge, bezogen auf 190 MHz, bemessen, so daß sich der scheinbare Kurzschluß bei B auf die Stellet als scheinbarer Leerlauf überträgt, so daß dort der gewünschte sehr große Eingahgsscheinwiderstand auftritt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die elektrische Länge der Strecke A-B gleich 3 λ/4, bezogen auf 190 MHz, gemacht werden. Bei 43,25 MHz ist A-B dann gleich 0,171 λ und B-C ist gleich 0,1141. Um auch für 43,25 MHz an der Stelle A, von der Antenne her gesehen, für die Hilfsleitung einen sehr großen Eingangswiderstand herzustellen, muß die Impedanz bei B gleich 0,54 Zo sein, wobei Zo der .Wellenwiderstand der Hilfsleitung 3, 5 ist. Wenn das Blindleitungsstück den gleichen Wellenwiderstand aufweist, ergibt sich seine Eingangsimpedanz bei B zu 0,87 Zo. Beide erwähnten Impedanzen sind reine Blindwiderstände. Es ist dann ein zusätzlicher Blindwiderstand vom Betrage 1,43 Zo erforderlich, der zu dem bereits vorhandenen Blindwiderstand 0,87 Zo parallel zu schalten ist. Diese Forderung wird dadurch erfüllt, daß die elektrische Länge B-D- gleich 0,155 λ bei 43,25 MHz gewählt wird. Das Leitungsstück B-D hat natürlich bei 190 MHz keine Wirkung, da es dem bei B bestehenden Kurzschluß parallel geschaltet ist.

In einer abgeänderten Ausführungsform einer Symmetriereinrichtung nach der Erfindung kann das Blindleitungsstück auch einen vom Wellenwiderstand der Hilfsleitung 3, 5 abweichenden Wellenwiderstand haben, welcher dann so bemessen sein kann, daß sich der an der Stelle B erforderliche Blindwiderstand ohne weiteres ergibt und das Stück B-D der Hilfsleitung 3, 5 weggelassen werden kann. Wenn die übrigen Bestimmungsgrößen entsprechend den in der vorausgegangenen Beschreibung angegebenen Werten gewählt werden, ergibt sich für das Blindleitungsstück ein Wellenwiderstand Zo, der gleich (0,54/0,87) Zo, d. h. gleich 0,62 Zo ist.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Symmetriereinrichtung zum Übergang zwischen einem erdsymmetrischen Teil einer" Hochfrequenzanordnung, vorzugsweise einer erdsymmetrischen Antenne, und einer koaxialen Leitung, deren Außenleiter mit dem einen Anschhißpunkt und deren Innenleiter mit dem anderen Anschlußpunkt des symmetrischen Teiles verbunden ist, während außerdem mit den genannten Anschlußpunkten die beiden Leiter einer symmetrischen Hilfsleitung verbunden sind, deren einer Leiter durch den Außenleiter der koaxialen Leitung gebildet wird oder diesen enthält, und an die Hilfsleitung ein Blindleitungsstück angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Blkidleitungsstück (6) in einem Punkt (B) mit derart bestimmtem Abstand von den Anschlußpunkten (A) des symmetrischen Teiles an die Hilfsleitung (3, 5) angeschlossen und die elektrischen Abmessungen des Blindleitungsstückes im Verhältnis zu denjenigen der Hilfsleitung derartig gewählt sind, daß die Hilfsleitung bei zwei vorbestimmten Frequenzen an ihren mit dem symmetrischen Teil verbundenen Enden einen sehr großen Scheinwiderstand aufweist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleitung (3, 5) an ihrem von den Anschlußpunkten des symmetrischen Teiles abgewendeten Ende (D) kurzgeschlossen und das Blindleitungsstück (6) an einer zwischen den beiden Enden der Hilfsleitung liegenden Stelle (B) an diese angeschlossen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß'das Blindleitungsstück (6) an das freie Ende der Hilfsleitung (3, 5) angeschlossen ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2>, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Länge des zwischen der Anschlußstelle (B) des Blindleitungsstückes (6) unddenAnschluißpunkten(yi) des symmetrischen Teiles liegenden Stückes der Hilfsleitung gleich einem ungeradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlängeentsprechend der einen der beiden vorbestimmten Frequenzen und die elektrische Länge des Blindleitungsstückes derartig gewählt ist, daß sein Eingangswiderstand an der Anschlußstelle (B) für diese Frequenz nahezu einem Kurzschluß entspricht.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand des Blindleitungsstückes (6) im Verhältnis zu dem Wellenwiderstand der Hilfsleitung (3, 5) derartig bemessen ist, daß sich bei der anderen der beiden vorbestimmten Frequenzen an der uo Anschlußstelle (B) entweder durch das Blindleitungsstück allein oder im Zusammenwirken mit dem zwischen der Anschluß stelle (B) und dem kurzgeschlossenen Ende (D) der Hilfsleitung liegenden Stück der Hilfsleitung ein Blindwiderstand von solcher Größe ergibt, daß dieser an den Anschlußpunkfcen (A) des symmetrischen Teiles bei dieser Frequenz als sehr großer Widerstand transformiert erscheint.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 844321.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 546/316 6.56 (609 723 12.56)