DE955710C - Einrichtung zur Messung von elektrischen Scheinwiderstaenden - Google Patents

Einrichtung zur Messung von elektrischen Scheinwiderstaenden

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DE955710C
DE955710C DEP9009A DEP0009009A DE955710C DE 955710 C DE955710 C DE 955710C DE P9009 A DEP9009 A DE P9009A DE P0009009 A DEP0009009 A DE P0009009A DE 955710 C DE955710 C DE 955710C
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waveguide
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DEP9009A
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Arthur E Laemmel
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Polytechnic Institute of NYU
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/28Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response
    • G01R27/32Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response in circuits having distributed constants, e.g. having very long conductors or involving high frequencies

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Description

  • Einrichtung zur Messung von elektrischen Scheinwiderständen Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheinwiderstandsmeßeinrichtung, welche eine Verzweigungsstelle für Energieleiter enthält, von der wenigstens drei Schenkel ausgehen, dabei der eine Schenkel einen Eingangsschenkel darstellt und zur Zuführung von hcchfrzquenter elektrischer Energie zur Verzweigungsstelle dient, ein anderer Schenkel einen Belastungsschenkel darstellt und zum Anschluß eines zu messenden Scheinwiderstandes dient und ein dritter nunder Schenkel eine Aufnahmevorrichtung mit Richtwirkung enthält, die sich um die Achse des dritten Schenkels zurr Ausmessung der Felder drehen läßt.
  • Der Hauptzweck der Erfindung ist die Schaffung eines Meßgerätes, welches zu demselben Zweck wie die bekannten Schlitzleitungen benutzt werden kann, aber welches diesen gegenüber bestimmte Vorteile besitzt.
  • Die Erfindung kann in eine von Hand bediente, in eine halbautomatische oder in eine vollautomatische Scheinwiderstandsmeßeinrichtung eingebaut werden und läßt sich zur Messung von Scheinwiderständen, von Reflexionsfaktoren, zur Messung Ider Welligkeit (sogenanntes stehendes Wellenverhältnis Umax zu Urin) oder zur Messung ähnlicher Größen benutzen.
  • Bei der Messung des Scheinwiderstandes von Wellenleitern mit Hilfe einer Schlitzleitung besteht das übliche Meßverfahren darin, daß zwei Parameter gemessen werden, von denen der eine das stehende Wellenverhältnis ist und deren anderer die Lage des Minimums gegenüber der Belastung.
  • Diese beiden Parameter bestimmen den Realteil und den Imaginärteil des durch den zu messenden Scheinwiderstand beeinflußten Widerstandes des Wellenleiters. Bei dem Verfahren mit Hilfe einer Schlitzleitung wird eine Sonde in das Feld des Wellenleiters eingeführt. Wenn man diese Sonde in der Längsrichtung des Wellenleiters bewegt, kann jede stehende Welle verfolgt und gemessen werden.
  • Einrichtungen dieser Art sind jedoch mit zahlreichen Fehlern und anderen Nachteilen behaftet, welche gemäß der Erfindung vermieden werden sollen.
  • Es ist bereits eine Scheinwiderstandsmeßeinrichtung bekannt, welche eine Verzweigungsstelle für Energieleiter enthält, von der vier Schenkel ausgehen, dabei der eine Schenkel einen Eingangsschenkel darstellt und zur Zuführung von hochfrequenter elektromagnetischer Energie zur Verzweigungsstelle dient, ein anderer Schenkel einen Belastungsschenkel darstellt und zum Anschluß eines zu messenden Scheinwiderstandes dient und ein dritter runder Schenkel eine eine Richtwirkung aufweisende Aufuahmevorrichtung enthält, die sich um die Achse des dritten Schenkels zur Ausmessung der Felder drehen kann. Der vierte Schenkel dient zum Anschluß eines bekannten Widerstandes, der zweckmäßigerweise gleich dem Wellenwiderstand des vierten Schenkels gewählt wird.
  • Die bekannte Einrichtung enthält ferner ein Wellenfilter am Eingang zum dritten Schenkel, das alle E-Wellen abfängt, während es die H-Wellen durchläßt. Das genannte Filter hat also dieselbe Wirkung wie eine sogenannte elektrostatische Abschirmung.
  • Die Aufnahmevorrichtung besteht im bekannten Falle aus einer Drahtschleife, die im runden Schenkel dicht hinter dem Wellenfilter beginnt, so daß der in der Drahtschieife induzierte Strom auch von den höheren H-Wellen erregt wird. Dies ist aber offenbar der Meßgenauiigkeit abträglich.
  • Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß der dritte Schenkel so bemessen ist, daß er bei der Betriebsfrequenz unterhalb der Grenzfrequenz arbeitet und daß ein Wellenfilter innerhalb des dritten Schenkels zwischen dem Aufnahmeelement und der Verzweigungsstelle zur Ausschaltung aller Hohlleiterwellentypen mit Ausnahme derjenigen, welche eine elliptisch polarisierte Welle am freien Ende des dritten als Hohlleiter ausgebildeten Schenkels erzeugen, vorhanden ist.
  • Durch diese Ausbildung und Bemessung des dritten Schenkels wird in Verbindung mit dem alle E-Wellen ab dämpfenden Wellenfilter erreicht, daß an der Stelle der Aufnahmevorrichtung die höheren H-Wellen sehr stark abgedämpft sind und die Aufnahmevorrichtung daher praktisch nur von der Hrl-Welle beeinflußt wird.
  • Es wird dann möglich, eine Meßeinrichtung zu bauen, die bei Drehung der Aufnahmevorrichtung um die Achse des dritten Schenkels als Funktion des Drehwinkels dasselbe Spannungsbild liefert, wie man es bei einer Schlitzleitung als Funktion der Stellung der Sonde erhält.
  • Es ergibt dann eine vollständige Umdrehung der Aufuahmevorrichtung eine Reihe von Meßwerten, welche der Verschiebung der Sonde um eine volle Wellenlänge auf dem Haupileiter einer Schlitzleitung entspricht.
  • Somit kann man nun alle Größen messen, die bisher mit einer Schlitzleitung gemessen wurden.
  • Ein solches Gerät kann also im gleichen Sinne wie eine Schlitzleitung als eine Scheinwiderstandsmeßeinrichtung bezeichnet werden, ist einfach und raumsparend, ist einfach zu bedienen und liefert zu verlässig genaue Messungen der Welligkeit des Refiexionskoeffizienten, des Scheinwiderstandes, des Wellenleiters oder andere Größen im Mikrofrequenzbereich.
  • Im bekannten Falle ist die Gewinnung eines Polardiagramms, d. h. einer Spannung als Funktion des Drehwinkels, nicht vorgesehen, da dort die Meßschleife nur auf gewisse, um 450 gegeneinander versetzte Winkel eingestellt wird und aus den in diesen Stellungen gemessenen Spannungswerten die gewünschten Größen berechnet werden. Dabei bleibt aber der zu messende Scheinwiderstand hinsichltlich des Vorzeichens seiner Blidkolm,ponente unbestimmt.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß eine kontinuierliche Drehbewegung sich leichter motorisch bewerkstelligen läßt als die lineare Bewegung in einer geschlitzten Leitung und daß daher eine oszillographische Darstellung der Wellenverteilung erleichtert wird.
  • Zwar sind motorisch angetriebene Meßeinrichtungen in Form von zu einem Kreise gebogenen Schlitzleitungen mit oszillographischer Anzeige der Wellenverteiung bekannt. Diese haben aber den Nachteil, daß ihre mechanischen Abmessungen proportional zur Wellenlänge wachsen.
  • Auch mechanisch kann die Rotationsbewegung einer Aufnahmevorrichtung genauer durchgeführt werden als die Verschiebung der Sonde in einem Schlitz. Dies ist besonders. bei hohen Frequenzen von Bedeutung, bei denen kleine mechanische Fehler viel stärker ins Gewicht fallen.
  • Fig. I stellt einen Längsschnitt durch eine bekannte Schlitzleitung dar, während Fig. 1 a das Vierpol-Ersatzschaltbild der Anordnung nach Fig. I ist; Fig. 2 ist ein Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Seitenschenkel-Scheinwiderstandsmes sers, während Fig. 2 a das der Fig. 1 a entsprechende Vierpol-Ersatzschaltbild ist; Fig. 3 ist ein Längsschnitt ähnlich wie Fig. 2, zeigt jedoch die Meßeinrichtung um go0 um die Achse-des Belastungsschenkels gedreht; Fig. 4, 5 und 6 stellen eine andere Ausführungsform der Erfindung im Grundriß, im Querschnitt bzw. im Längsschnitt dar; bei dieser Ausführungsform wird ein rechteckförmiger Wellenleiter mit einem exzentrisch angebrachten Seitenschenkel be- nutzt, der für einen Betrieb unterhalb seiner Grenzfrequenz bemessen und an die breite Seite des Wellenleiters angeschlossen ist; Fig. 7 ist ein Teil eines Längsschnittst durch eine wiederum andere Ausführungsform in der Anwendung auf eine Koaxialleitung, während Fig.8 der Querschnitt in der Schnittebene 8-8 der Fig. 7 ist; Fig. g ist eine verallgemeinerte Darstellung der erfindungsgemäßen Verzweigung; Fig. 10 ist eine teilweise aufgeschnitten dargestellte perspektivische Ansicht einer Ausführungsform, bei welcher statt einer Meßschleife ein Richtungskoppler drehbar am freien Ende des runden Seitenschenkels sitzt; Fig. 11 zeigt perspektivisch den Zusammenbau einer sogenannten Smith-Karte mit der drehbaren Aufnahmevorrichtung im Seitenschenkel; Fig. I2 zeigt perspektivisch eine weitere Ausführungsform, bei welcher die drehbare Aufnahmevorrichtung innerhalb des kreisförmigen Seitenschenkels liegt und sowohl längs der Achse dieses Schenkels verstellbar als auch um diese Achse drehbar ist.
  • In Fig. 1 ist eine bekannte Schlitzleitung im Schnitt dargestellt. Sie enthält ein koaxiales Kabel, dessen rohrförmiger Außlenleiter mit I und dessen Innenleiter mit 2 bezeichnet ist. Der Innenleiter ist durch die dielektrischen Scheiben 3 gegen den Außenleiter abgestützt. Der Außenleiter besitzt einen schmalen Längsschlitz, der vom Punkt 1a bis zum Punkt Ib reicht und in duen eine Sonde 4 eingesetzt ist, die sich in der Längsrichtung des Schlitzes verschieben läßt und über eine Leitung 4a an einen geeigneten Detektor und Spannungsmesser angeschlossen ist. Der Detektor und der Spannungsmesser sind in der Zeichnung nicht mit dargestellt.
  • Mit dem linken Ende des Koaxialkabels ist eine Hochfrequenzquelle 6 und mit dem rechten Ende ein Scheinwiderstand 7 verbunden. Dieser Scheinwiderstand kann von beliebiger Art sein und kann z. B. aus einem Stück eines Wellenleiters bestehen.
  • Wenn die Sonde 4 längs oder Leitung bewegt wird, ohne ihre Eintauchtiefe zu ändern und dabei die Eintauchtiefe in die Koaxialleitung nicht zu groß gewählt ist, wenn ferner die Sonde nicht nennenswert durch höhere Wellen, die an den Enden des Schlitzes entstehen, beeinflußt wird oder durch Wellen, die durch die Scheiben 3 oder durch andere Diskontinuitäten hervorgerufen werden, so ändert sich bekanntlich die von der Sonde gelieferte Spannung entsprechend der bekannten.Verteilung der stehenden Wellen, d. h. nach Kurve 8. Die Spannung verläuft längs des Schlitzes entsprechend j Zs cos kz-sin kx, (I) worin x den Abstand der Sonde von der durch das Ende Ib des Schlitzes hindurchgehenden, punktiert angedeuteten Vergleichsebene darstellt, Zs der normierte Scheinwiderstand (d. h. der Scheinwiderstand 7 im Verhältnis zur Größe des Wellenwiderstandes der Leitung) ist, welcher den geschlitzten Teil der Leitung abschließt, k die Ausbreitungskonstante der Energieleitung im geschllitzten Teil und j die imaginäre Eignheiit.
  • Fig. 1 a ist ein Vielpol-Ersatzschaltbild für die Anordnung nach Fig. 1, in welcher der Scheinwiderstand Z zwischen den beiden Ausgangspolen den Ausgangswiderstand der geschlitzten Leitung in der Ebene Z in Fig. I darstellt rund der Widerstand es den in der Vergleichsebene in Fig. I gemessenen Widerstand. In diesem Fall liegt die Vergleichs ebene am Ende des Schlitzes, d. h. im Punkt Ib. Der Widerstand Zs errechnet sich aus der Formel 1 - j # tg (k xmin) Zs = , (2) # - j tg (k#xmin) in welcher e die Welligkeit ist, die man durch Division der Maximalspannung Vmax durch die Minimalspannung Vmin erhält, und Xmtn den Abstand der Meßsonde von der Vergleichsebene für minimale Spannungsanzeige darstellt.
  • Für gewöhuliche Messungen kann mit ausreichender Genauigkeit der unbekannte zu messende Widerstand Z zu Zs angenommen werden. Wenn eine größere Genauigkeit verlangt wird, muß man jedoch viele Fehlerquellen berücksichtigen. Im geschlitzten Teil der Leitung stimmt Z3 aus den folgenden Gründen nicht mit Z überein. Der Schlitz beeinflußt nämlich iiinerhalb gewisser Grenzen den Wellenwiderstand der Koaxialleitung, da das Ende des Schlitzes eine Diskontinuität darstellt und auch die rechte Scheibe 3 wie eine Diskontinuität wirkt. Alle diese Einflüsse können dadurch berücksichtigt werden, daß man die Verbindungsstelle zwischen der gleichförmigen Koaxialleitung, in welcher der Widerstand Z3 gemessen wird, mit der gleichförmigen Koaxialleitung, in welcher der Widerstand Z liegt, allgemein als einen Vierpol nach Fig. 1a darstellt. Bei einer bestimmten Frequenz kann ein solcher Vierpol durch sechs reelle Zahlen beschrieben werden oder wenn die Verbindungsstelle verlustlos ist, durch nur drei reelle Zahlen.
  • Nach Messung dieser Parameter läßt sich Z aus Z3 -berechnen.
  • In Fig. 2 ist die Erfindung in der Anwendung auf den Verzweigungspunkt einer Energieleitung dargestellt, von welchem vier Schenkel ausgehen, davon sind drei koaxiale Kabel., Der Eingangsschenkel A, ist eine Koaxialleitung, welche an eine Hochfrequenzquelle 6 angeschlossen ist. Ein zweiter koaxialer Schenkel A2 ist an den unbekannten Scheinwiderstand 7 angeschlossen und ein dritter koaxialer Schenkel A3, der, in der Verlängerung des Schenkels A2 liegt, an einen verstellbaren Kondensator.
  • Ein Meßschenkel A4 wird durch einen unterhalb seiner Grenzfrequenz betriebenen Wellenleiter gebildet und liegt rechtwinkelig zu den drei anderen Schenkeln. Die Innenleiter für die drei koaxialen Schenkel sind mit Bt, B2 und BS bezeichnet.
  • Der verstellbare Kondensator im Schenkel A3 besteht aus einem leitenden Zylinder 9, welcher teleskopartig um, das verstärkte Ende des Innenleiters B3 herum angeordnet ist. Zur Ermöglichung der axialen Bewegung des Hohlzylinders g innerhalb des Schenkels A5 kann eine beliebige geeignete Anordnung gewählt werden, beispielsweise kann man den Zylinder g an einer Stellschraube Io befestigen, welche sich in der Stirnwand des Schenkels A3 dreht. Die jeweilige Lage des Zylinders g kann auf einer Skala II abgelesen werden, die sich ebenfalls an der Stirnwand des Schenkels A8 befestigen läßt.
  • Der Meßschenkel A4 wird durch einen runden Wellenleiter, der unterhalb seiner Grenzfrequenz betrieben ist, gebildet. In diesem Schenkel befindet sich eine geeignete, eine Richtwirkung besitzende Aufnahmevorrichtung zur Ausmessung des im Meßschenkel seitens der anderen Schenkel erzeugten Feldes. Die eine Richtwirkung besitzende Aufnahmevorrichtung kann eine Meßschleife 12 sein, welche am Ende eines leitenden Zylinders 13 befestigt ist, der im oberen Teil des Schenkels A4 liegt und sich um dessen Achse drehen läßt. Am Zylinder 13 ist eine geeignete Skalenscheibe 14 befestigt, der ein feststehender Zeiger 15 zugeordnet ist. Das eine Ende der Meßschleife 12 ist mit dem Zylinder I3 verbunden, während ihr anderes Ende an einen geeigneten Detektor I6 angeschlossen ist, der zusammen mit einem Parallelkondensator I7 innerhalb des Zylinders I3 angebracht werden kann.
  • Der rohrförmige Schenkel A4 ist für alle Betriebsfrequenzen unterhalb seiner Grenzfrequenz bemessen, und die Meßschleife I2 muß genügend weit vom Verzweigungspunkt angebracht werden, um vorweigend durch die H11-Welle beeinflußt zu werden. Die anderen Wellen, welche in diesem Abstand vom Verzweiguingspunkt noch vorhanden sein können, müssen beseitigt werden. Dies ist dadurch möglich, daß man die Schleife 12 in einem so großen Abstand vom Verzweigungspunkt anbringt, daß die genannten höheren Wellen vor Erreichung der Schleife stärker abgeschwächt werden als die gewünschte Welle. Man erreicht dies auch durch Einsetzen eines geeigneten Filters zwischen die Schleife und die Verzweigungsstelle. Ein solches Filter kann aus einem leitenden Zylinder 18 bestehen, welcher die Schleife I2 umgibt und auf den Zylinder I3 von unten aufgesteckt werden kann. Am unteren Ende des Zylinders I8 ist eine Reihe von leitenden, parallel zueinander angeordneten Stegen 19 senkrecht zur Ebene der Schleife 12 angeordnet. Der Detektor I6 ist über die Leitung 16a mit einem geeigneten Spannungsmesser oder einem anderen Meßinstrument verbunden.
  • Wenn die Meßschleife nur die Ht,-Welle aufnimmt und die Schleife nicht zu eng an die Verzweigungsstelle angekoppelt ist und von Reflexionen im Meßschenkel nicht nennenswert beeinflußt wird, so kann das Feld in dem runden Schenkel A4 in zwei zueinander senkrechte Hl-Wellen verlegt werden, welche, wie an Hand der Fig. 3 gezeigt wird, auf die in die Schenkel A2 und A8 hineinfließenden Ströme zurückzuführen sind. Da diese Ströme einen Phasenwinkel miteinander einschließen, ist die resultierende H11-Welle eiliptisch polarisiert.
  • Wenn 0 der Winkel ist, welcher die Verdrehung der Schleife um die Achse des Meßschenkels angibt, so ändert sich die in der Schleife induzierte Spannung entsprechend der Gleichung (I). Dies wird an Hand der Fig. 3 weiter unten noch erläultert werden.
  • Es sei I der Strom, welcher den unbekannten Scheinwiderstand Z (Widerstand 7) durch setzt und V die Spannung an diesem Scheinwiderstand.
  • In den drei Schenkeln-der Koaxialleitungsanordnung nach Fig. 3 fließen Ströme von der Größe I, V/Z3 und I + V/Z3, von denen jeder den runden Seitenschenkel erregt. Die Seitenschenkelerregung in der Richtung von Di und D2 sind in Wirklichkeit einfachere Funktionen des gesuchten Widerstandes als die Erregungen in Richtung der H3l-Komponenten, so daß die ersteren berechnet werden sollen. In der Richtung D1 ist die Erregung nur zu 1 proportional, denn, wie auf Fig. 3 a zu ersehen, erzeugt der Strom 1, der nach oben und nach links fließt, je ein Magnetfeld H1 von gleicher Größe, deren resultierender Vektor die Richtung von D2 besitzt und demnach proportional zu l 21 ist. Dieses Magnetfeld durcbsetzt eine in Richtung D1 liegende Schleife voll.
  • Andererseits erzeugt der Strom V/Z3, der im vertikalen und im nach rechts gehenden Schenkel fließt, zwei senkrecht zueinander liegende Magnetfelder HV/Z3. Dies ist in Fig. 3 b veranschaulicht. Der resultierende Vektor ist also proportional zu @2 V/Z3 und liegt in der Richtung D1. Er erregt also die Schleife D1 nicht. Legt man diese Schleife in die Richtung D2 um, so wird sie nur vom Strome V/Z3 erregt, nicht aber vom Strome I.
  • Für eine Zwischenlage der Schleifenebene, gekennzeichnet durch den winkel # in Fig. 3, wird die Spannung an der Schleife von beiden Strömen 1 und V/Z3 hervorgerufen, aber nur mit Beiträgen, die von sin - bzw. cos 0 abhängen. Dann ist die in der Spule induzierte Spannung proportional zu V/Z3 cos # - I sin #, oder wenn Z3 gleich - j und V gleich IZ3 ist, wobei Z@ der an die Verzweigungsstelle transformierte Widerstand Z ist, so wird die Spannung in der Spule proportional zu I (j Z, cos # - sin #). (3) Dies ist die Gleichung einer stehenden Wellenverteilung von demselben Charakter wie in Gleichung (I).
  • Unter Umständen ist es zweckmäßiger, die Anordnung nach Fig. 2 in einer anderen Weise zu benutzen. Die oben benutzte Bedinguing, daß Z3 = -j ist, läßt sich für eine Frequenz leicht erreichen.
  • Wenn jedoch die Frequenz geändert wird, muß der Blindwiderstand Zs so eingestellt werden, daß seine Größe wieder j ist. Wenn Z3 reell ist, so wird die Wirkungsweise der Meßeinrichtung geändert, jedoch läßt sich der nunmehr erforderliche Wirkwiderstand innerhalb eines breiten Bandes ohne Nachstellungen erzielen.
  • Für einen widerstand Z3 war das Polardiagramm gegeben durch V/Z3 cos # - I sin #; wenn nun aber Z3 reell ist, so gelangt man nicht zur Gleichung (3) einer stehenden Wellenverteilung, da die ganze Gleichung keine imaginäre Komponente aufweist.
  • Ändert man jetzt den Zusammenhang zwischen Spannung und Strom formal folgendermaßen ab, daß man setzt V=I jZr', dann gelangt man, wenn man noch Z8 = I setzt, wieder genau zur Gleichung (3), also zu einer stehenden Wellenverteilung, aus der der Widerstand Zr' hinsichtlich Real- und Imaginärteil bestimmt werden kann. Da aber in Wirklichkeit der Zusammenhang zwischen Strom und Spannung gegeben ist durch V = IZr, so gilt jZr' = Zr oder, wenn man in Real- und Imaginärteil aufspaltet, j(Rr'@+@jXr) = Rr + jX,; hieraus folgt Xr=R und Rr =XR (4) Real- und Imaginärteil sind also vertauscht. Um zum Realteil bzw. Imaginärteil des zu messenden Scheinwiderstandes zu gelangen, hat man den negativen Imaginärteil bzw. Realteil des mittels der Meßeinrichtung enthaltenden Scheinwiderstandes zu nehmen. Diese Uberlegungen gelten nur, wenn man statt einer nachzustimmenden Kapazität einen ohmschen Widerstand verwenden will.
  • Wie im Fall einer Schlitzleitung, kann der komplexe Scheinwiderstand in Gleichung (3) für die Seitenschenkelanordnung in Form von leicht meßbaren Größen nach der Formel 1 - j # tg #min Zr = (5) # - j tg #min angegeben werden, in welcher 0mtn der Winkel ist, in welchem die Minimalspannung von der Vergleichsebene auftritt und die anderen Größen dieselbe Bedeutung haben wie in Gleichung (2). Die Vergleichsebene für die Seitenschenkelanordnung fällt mit der Richtung D2 zusammen, welche den Winkel zwischen der Eingangsleitung und der Lastleitung halbiert. In den Formeln (2) und (5) entsprechen die Indizes s und r dem zu messenden Scheinwiderstand in der geschlitzten Leitung und dem Scheinwiderstand im Polardiagramm.
  • Der Scheinwiderstand Zr im Polardiagramm ist dem unbekannten Scheinwiderstand Z in genau derselben Weise zugeordnet wie Zs zu Z. Der Scheinwiderstand Z, ist der Eingangswiderstand eines sogenannten fiktiven Vierpols, wenn Z der entsprechende Ausgangswiderstand ist. Dies ist in Fig. 2 a dargestellt. Die Schaltung wird' deshalb als eine fiktive Schaltung bezeichnet, weil sie nicht das Ersatzschaltbild der Verzweigungsanordnung selbst oder eines Teils derselben wiedergibt, weil jedoch die Parameter der fiktiven Schaltung Funktionen von Parametern des Ersatzschaltbildes sind. -Zur Beschreibung des fiktiven Vierpols sind wieder drei reelle Zahlen erforderlich, wenn die Anordnung verlustlos ist. Sobald diese Parameter gemessen sind, kann Z aus Zr berechnet werden, und zwar durch Anwendung elementarer Filterrechn!ungen.
  • Die Bedingungen, unter denen Zr und Z in der oben geschilderten Weise zusammenhängen, sind außerordentlich allgemein. Die fiktive Vierpoldarstellung gilt für jede Anordnung zwischen dem runden Seitenschenkel und zwei Koaxialleitungen oder Wellenleitern, von denen der eine zum Generator :und der andere zu dem zu messenden Scheinwiderstand verläuft, mit nur einer weiter unten erwähnten Ausnahme. Es ist nur notwendig, daß die Schleife keine höheren Wellen aufnimmt und daß sie nicht zu eng an die Verzweigungsstelle angekoppelt ist.
  • Wenn man den fiktiven Vierpol annähernd anpaßt, so daß Zr etwa gleich Z wird, darf die Verzweigung nicht ganz willkürlich, sondern muß innerhalb gewisser Grenzen bemessen werden. Die in Fig. 2 dargestellte koaxiale Anordnung ist so bemessen, daß Zr = Z eingestellt werden kann. Der verstellbare Kondensator muß so eingestellt werden, daß er ungefähr einen kapazitiven Blindwiderstand vom Werte 1 bei der Betriebsfrequenz liefert. In der Praxis ist es vorzuziehen, die Parameter des fiktiven Vierpols zu messen, statt sie zu berechnen. Ein Verfahren zur Durchführung dieser Messung besteht darin, daß man eine Reihe von kurz geschlossenen Leitungen verschiedener Länge an den Schenkel für den unbekannten Scheinwiderstand anschließt und eine Kurve aufnimmt; welche die Winkeleinstellung der Meßschleife für die Aufnahmespannung Null in Abhängigkeit von der Länge der Kurzschlußleitungen angibt. Aus dieser Kurve können nicht nur die gewünschten Parameter errechnet, sondern auch die Größe der Fehler erster Ordnung geschätzt werden.
  • Das Spannungsbild, welches bei den Anordnungen nach Fig. 2 und 3 erhalten wird, ist durch die Kurve Vr, welche um die Achse des kreisförmigen Seitenschenkels A4 in Fig. 3 herum gezeichnet ist, dargestellt.
  • Zur Messung eines gesuchten Scheinwiderstandes mittels der Einrichtung nach Fig. 2 wird folgendermaßen verfahren: Bei einer bestimmten Btetriebsfrequenz wird der verstellbare Kondensator g so eingestellt, daß er einen Blindwiderstand vom Wert I darstellt. Die erforderliche spezielle Einstellung kann anfänglich bestimmt werden, und die Skala II des Kondensators kann in Werten der Betriebsfrequenz geeicht werden. Man kann auch eine einfache, linear geteilte Skala in Verbindung mit einer Frequenzeichkurve benutzen.
  • Zur Bestimmung des durch einen unbekannten Scheinwiderstand hervorgerufenen stehenden Wellenverhältnisses wird die Schleife so verdreht, daß zunächst ein Minimalwert und dann ein Maximalwert abgelesen werden kann und die Welligkeit durch Division des Maximalwertes durch den Minimalwert ermittelt. Zur Gewinnung des Widerstandes Zr werden die Schleifeinstellung für minimale und maximale Ablesungen notiert und aud Grund der ermittelten Welligkeit der Widerstand nach der Gleichung (5) berechnet. Die Vergleichsebene halbiert den Winkel zwischen dem Eingangsschenkel und dem Schenkel zum Anschluß des zu messenden Widerstandes. Die Vergleichsebene läßt sich auch durch Kurzschluß des Belastungsschenkels ermitteln- uind durch Einstellung der Schleife -in eine Stellung, in welcher die Anzeige Null erhalten wird. Wenn die Frequenz der zugeführten Welle geändert wird, muß der Kondensator 9 so nachgeregelt werden, daß wieder der Blindwiderstand 1 erhalten wird.
  • In Fig. 4, 5 und 6 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher der runde Seiten- schenkel an eine Verzweigung angeschlossen ist, welche nur drei Schenkel besitzt und bei welcher der Eingangs schenkel und der Lastschenkel durch gleichachsige Teile eines rechteckigen Hohlleiters gebildet werden. Bei dieser Anordnung sind der Eingangsschenkel mit au der Lastschenkel mit A2 bezeichnet in Übereinstimmung mit Fig. 2 und 3.
  • Diese beiden Schenkel sind gleichachsig zwischen einer Spannungsquelle 6 und einem unbekannten Scheinwiderstand 7 angeordnet, während der runde Seitenschenkel A4 an die Verbindungsstelle der beiden erstgenannten Schenkel über eine in der Breitseite des Wellenleiters angebrachte oeffnung angeschlossen ist. Die Mittelachse des Seitenschenkels A, ist gegenüber der Mittelebene des Wellenleiters um die Strecke c in Fig. 4 und 5 versetzt.
  • Diese Versetzung ist nur notwendig, wenn der Eingangs- und der Lastschenkel gleichachsig angebracht werden.
  • Der Seitenschenkel in Fig. 4 bis 6 ist mit einer drehbaren und eine Richtwirkung besitienden Aufnahmevorrichtung von grundsätzlich derselben Form wie in Fig 2 und 3 ausgerüstet, wobei ein ander entsprechende Teile wieder mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Jedoch ist in Fig. 5 und 6 eine von Fig. 2 abweichende Form eines Welienfilters dargestellt. Man kann jedoch in Fig. 5 und 6 auch das Filter nach Fig. 2 benutzen oder umgekehrt in Fig. 2 das Filter nach Fig. 5.
  • Das Filter in Fig. 5 enthält eine Füllung 20 aus festem dielektrischem Material, welches in einen Teil desSeitenschenkels zwischen der Verzweigungsstelle und der Meßschleife eingesetzt ist. Dieses Material hat eine Dielektrizitätskonstante, die genügend groß ist, um den Durchtritt der Hll-Welle durch die Füllung zu ermöglichen, aber alle anderen Wellen abzwschwächen. Das Filter kann somit in der Achsenrichtung des Seitenschenkels lang genug gemacht werden, um die höheren Wellen in einem gewünschten Maße zu schwächen, ohne die Hll-Wellen nennenswert zu beeinflussen. Bei größerer Bandbreite kann das Wellenfilter aus einer Reihe von gefüllten Leitungsabschnitten unter Zwischenschaltung von ungefüllten Leitungs abschnitten bestehen, so daß ein anisotropes Dielektrikum gebildet wird. In einem Wellenleiter, dur ein anisotropes Dielektrikum enthält, werden die Grenzwellenlängen der H-Wellen durch die transversale Dielektrizitätskonstante bestimmt und die Grenzwellenlängen der E-Wellen durch die longitudinale Dielektrizitätskonstante. Da die transversale Dielektrizitätskonstante größer ist als die longitudinale, besteht für die H21-Welle eine größere Grenzwellenlänge als für die EO-Welle, und die Bandbreite ist sodann das Verhältnis zwischen den Grenzwellenlängen für die Hll-Welle und die H2l-Welle und ist größer als die nutzbare Bandbreite des rechteckigen Wellenleiters.
  • Wenn man -die sehr kleinen Störungen vernachlässigt, welche der Seitenschenkel im Hauptwellenleiter hervorruft, so entspricht das Feld im Hauptwellenleiter in Fig. 4 bis 6 der HlO-Welle. Im runden Seitenschenkel sind zwei zueinander senkrechte und voneinander unabhängige H11-Wellen vorhanden, welche gleiche Abschwächung besitzen.
  • Wegen der geringen Größe des Seitenschenkels im Vergleich zum Hauptwellenleiter können die Intensitäten der H11-Wellen in der Schleife als proportional zu Hx und H2 an der Mündung des Seitenschenkels angenommen werden. Für einen rechteckigen Hohlleiter ist Hx gegenüber H2 um 90° phasenverschoben. Die Größe von Hx ist proportional zum Strom und die Größe von HZ proportional zur Spannung des rechteckigen Wellenleiters.
  • Auf mathematischem Wege läßt sich zeigen, daß die beiden Hll-Wellen des magnetischen Feldes sich mit der Winkelverdrehung um die Achse des Seitenschenkels ändern, und zwar die eine mit dem Kosinus dieses Winkels und die andere mit dessen Sinus. Die in der Schleife induzierte Spannung ist gleich der Änderung des magnetischen~ Feldes durch dieselbe. Wenn die Schleife klein ist, kann diese Spannung aus den Feldern in der Mitte des kreisförmigen Wellenleiters berechnet werden. Die in der Schleife abhängig vom Winkel zwischen der Normalen auf der Schleifenebene und der Achse des rechteckigen Wellenleiters bei der Drehung der Schleife induzierte Spannung gibt die komplexe polare Wellenverteilung, nämlich j Z, cos 0 - sin 0, (6) welche vom gleichen Charakter ist wie die Gleichung (1) für die Schlitzleitung. Der Scheinwiderstand Zr in Gleichung (6) wird durch meßbare Größen entsprechend der Formel (5) bestimmt. Die Vergleichsebene, von welcher aus die Winkel 0" gemessen werden, ist die zum Hauptwellenleiter transversal verlaufende Ebene, welche durch die Achse des Seitenschenkels hindurchgeht.
  • Die durch Gleichung (6) dargestellte Wellenverteilung ist, wie gezeigt werden kann, gleich der Wellenverteilung, welche dann auftritt, wenn Zr gleich Z/A wird, wenn A = #h a in welcher a die innere Breite des Hauptwellenleiters und c die Versetzung des Seitenschenkels gegenüber der Mittelebene des Hauptwellenleiters ist und Ah die Wellenlänge im rechteckigen Hohlleiter sowie Z der unbekannte Scheinwiderstand im rechteckigen Wellenleiter. Aus dieser Gleichung kann man die Versetzung c berechnen, wenn A gleich I gesetzt wird.
  • Die Größe der Versetzung c hängt von der Betriebsfrequenz ab, und man kann, wenn ein ganzes Frequenzband überstrichen werden soll, den Seitenschenkel auf einem transversal auf der Wand des Wellenleiters beweglichen Stück anordnen. Man kann aber auch, statt die Ankopplungsstelle des Seitenschenkels verstellbar zu machen, den Seitenschenkel wie in Fig. 4 bis 6 fest anordnen und die Frequenzabhängigkeit durch Anbringung einer verstellbaren Diskontinuität am unteren Ende des Seitenschenkels berücksichtigen, beispielsweise durch die Abstimmschraube 2I, welche in die Wand des Seitenschenkels in der Vergleichsebene an der oberen Wand des Wellenleiters eingeschraubt ist.
  • Durch Einstellung dieser Schraube auf verschiedene Betriebsfrequenzen läßt sich der Frequenzfehler im wesentlichen ausschalten. Wenn eine größere Genauigkeit erwünscht ist, gilt die fiktive Schaltung nach Fig. 2 a ebenfalls, selbst wenn c nicht genau den richtigen Wert besitzt und der runde Seitenschenkel nicht klein ist.
  • Die Anordnung mit versetztem Seitenschenkel nach Fig. 4 bis 6 kann in einem Koaxialleitungssystem nach Fig. 7 und 8 Verwendung finden. Der Seitenschenkel A4 ist wieder gegenüber der Achse der Haupflcoaxialleitüng, wie dargestellt, versetzt.
  • Außerdem ist eine Sonde oder Antenne 22 durch den Außenleiter des Hauptkabels hindurchgeführt, und zwar in derselben transversalen Ebene, in welcher die Achse des Seitenschenkels liegt und unter einem rechten Winkel zum Seitenschenkel. Diese Sonde oder Antenne dient zur Erregung einer der Hll-Wellen im Seitenschenkel, während der Innenleiter des Kabels die andere Hll-Welle erregt. Die Anordnung nach Fig. 7 und 8 kann für die Durch führung derselben Messungen benutzt werden wie die Einrichtung nach Fig. 4 bis 6.
  • Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Verwendung eines kreisförmigen Seitenschenkels auf verschiedene Formen von Leitungen angewendet werden kann und daß Fig. 9 eine allgemeine Darstellung der Meßeinrichtung ist.
  • Die verschiedenen Schenkel brauchen nicht gleich zu sein, sondern es kann vielmehr der eine ein koaxiales Kabel (z. B. der Eingangslschenkel A1) und der Ausgangs schenkel ein Wellenleiter sein, oder umgekehrt. Die Winkel, welche die Schenkel an der Verzweigungsstelle miteinander bilden, sind ebenfalls unwichtig mit Ausnahme der in Fig. 2 bis 8 dargestellten Fälle, in welchen der Eingangsschenkel und der Ausgangs- oder Lastschenkel gleichachsig angeordnet sind, um Zr möglichst gleich Z zu machen. In jedem Falle ist der Seitenschenkel A4 ein runder Wellenleiter, in dem die Hll-Welle angeregt wird oder in dem wenigstens solche Wellen angeregt werden, die eine einfache sinusförmige Winkelverteilung besitzen. Die fiktive Schaltung nach Fig. 2 a ist ebenfalls allgemein gültig, wenn die Ankopplung der Schleife an die Verzweigungsstelle nicht so eng gemacht wird, daß die sin 0- bzw. cos 0-Verteilung gestört wird.
  • Die Erfindung ist nicht auf die Benutzung einer Aufnahmevorrichtung in Form einer Meßschleife der dargestellten. Art beschränkt, sondern man kann auch andere, eine Richtwirkung besitzende Aufnahmevorrichtungen zur Ausmessung des Feldes in dem runden Seitenschenkel benutzen. Eine andere geeignete Form einer Aufnahmevorrichtung ist in Fig. 10 dargestellt, in welcher der Seitenschenkel A4 einen drehbaren Oberteil 23 besitzt, über den der Seitenschenkel mit einem kurzen rechteckigen Wellenleiter 24 gekoppelt ist, der seinerseits rechtwinklig zum Seitenschenkel verläuft. Der direhbare Teil 23 ist mit dem Wellenleiter 24 an einem Punkte gekoppelt, der in der Mitte der Breitseite von 24 und nahe dem einen Ende von 24 liegt. Ein geeignetes Aufnahmeelement25, beispielsweise eine Meßsonde, ist in den Wellenleiter 24 an seinem freien Ende eingeführt und an einen geeigneten Detektor und Spannungsmess er angeschlossen.
  • Fig. II zeigt, wie für die Messungen eine Smith-Karte an eine erfindungsgemäße Einrichtung mit ruindem Seitenschenkel angebracht werden kann.
  • Die Simth-Karte ist in Kombination mit einer Einrichtung nach Fig. 4 bis 6 dargestellt, kann jedoch auch ebensogut zusammen mit Einrichtungen nach Fig. 2, 7, 9 und 10 verwendet werden. Der drehbare Träger 13 für die Aufnahmevorrichtung ist mit einer Spindel 26 versehen, welche vertikal über den Seitenschenkel A4 hinausragt. Das obere Ende der Spindel 26 läuft durch den Mittelpunkt einer feststehenden Smith-Karte 27 hindurch und ist an der Innenseite eines durchsichtigen Armes 28 derart befestigt, daß der Arm mit der Aufnahmevorrichtung gedreht werden kann. Der Arm 26 ist mit einer Skala für die Welligkeit versehen, und es ist ferner auf ihm ein Schieber 29 angebracht, der eine Marke oder Linie trägt. Die Smith-Karte 27 enthält eine Reihe von Kurven, welche verschiedene Faktoren, beispielsweise den Wirkwiderstand und den Bi'indwi'derstands anteil des zu messenden Scheinwiderstandes, angeben. Weitere Einzelheiten bezüglich der Ausbildung der Smith-Karte sind in zwei Arbeiten, welche in der Zeitschrift »Electronics «; Januar I939 und Januar In44, erschienen sind, beschrieben.
  • Bei der Benutzung einer Einrichtung nach Fig. II wird die Welligkeit zunächst in der normalen Weise gemessenem Wert der Welligkeit auf dem drehbaren Arm 28 eingestellt. Sodann wird die Meß'schleife gedreht, bis die aufgenommene SpannungeinMinimum wird, und es werden anschließend der Realteil und der Imaginärteil des Scheinwiderstandes auf der Smith-Karte unmittelbar unterhalb des Schiebers abgelesen. Dieser Vorgang ist halbauitomatisch, da die Einstellungen von Hand durch geführt werden und die beiden Anteile des Scheinwiderstandes unmittelbar auf der Karte abgelesen werden können. Wenn die Größe A nicht gleich I ist, so muß der abgelesene Scheinwiderstand mit A multipliziert werden. Allgemeiner gesprochen, muß Zr entsprechend der fiktiven Schaltung in Fig. 2 a transformiert werden, wenn die letztere nicht angepaßt ist.
  • Die Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Zuordnung einer Anzeigekarte zum beweglichen Aufnahmeelement. Diese Anordnung weicht von den oben beschriebenen dadurch ab, daß der drehbare Träger 13 für die Aufnahmevorrichtung sowohl längs seiner Achse verschoben werden als auch um seine Achse gedreht werden kann Dieser Träger ist mit einem zylindrischen Teil 30 von größerem Durchmesser versehen, auf dem eine Karte aufgespannt werden kann. Ein fest mit dem Seitenschenkel A4 verbundener Arm 31 trägt ein Fadenkreuz 32 zur Ablesung der Karte, auf welcher zwei Koordinatenachsen vorhanden sind. Die auf dem Mantel des Zylinders 30 befindlichen Kreise sind Linien konstanter Größe des Reflexionskoeffizienten K, wobei der Kreis für K = 0 auf dem Zylinder 30 am weitesten oben liegt. Die geraden, senkrechten Linien sind Linien konstanten Phasenwinkels von K. Die beiden anderen sich gegenseitig schneidenden Kurvenscharen stellen den Wirkwiderstands- und Blindwiderstandsanteil des zu messenden Scheinwiderstandes dar. Diese letzteren Linien sind im allgemeinen keine geraden Linien oder Kreise und die in Fig. 12 dargestellte Form der letzteren Linien soll nicht etwa ihren tatsächlichen Verlauf andeuten.
  • Die Meßeinrichtung nach Fig. I2 wird folgendermaßen benutzt: Die Schleife wird gedreht, bis der Detektor einen Minimalwert anzeigt, und wird dann - ohne dabei weiter verdreht zu werden -nach unten oder nach oben geschoben, bis die Linie K= 0 unter dem Fadenkreuz liegt. Sodann wird die Schleife - ohne eine weitere axiale Verschiebung - von neuem verdreht, bis der Detektor einen Maximalwert zeigt, und anschließend wird die Schleife - ohne gleichzeitige Drehbewegung -herausgezogen, bis der Detektor wieder den anfänglichen Minimalwert liefert. Der gewünschte Refiexionskoeffizient und der Realteil sowie Imaginärteil des Scheinwiderstandes können dann von der Karte unterhalb des Fadenkreuzes abgelesen werden. Wenn A nicht gleich I ist, so mulß der abgelesene Scheinwiderstand mit A multipliziert werden.
  • Ein Vorteil des Anzeigeverfahrens nach Fig. II und 12 liegt darin, daß, wenn der Scheinhviderstand des Hauptwellenleiters in einer anderen Vergleichsebene gesucht ist als derjenige, für welche die Einrichtung geeicht wurde, man lediglich entweder die Karte nach Fig. II oder den Anzeiger nach Fig. I2 um einen Winkel zu verdrehen braucht, der gerade zweimal so groß ist als die Anzahl der elektrischen Grade, um welche die Vergleichsebene verschoben werden soll. Diese Eigenschaft ist auch von Bedeutung, wenn die Vergleichsebenen für die Eichung Funktionen der Frequenz sein müssen. In diesem Zusammenhang ist daran zu erinnern, daß A zu I angenommen worden war.
  • Die stehende Wellenverteilung, die bei den verschiedenen Ausführungsformen auftritt, kann auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre sichtbar gemacht werden, wenn man die Aufnahmevorrichtung mit konstanter Geschwindigkeit umlaufen läßt und somit einen Wechselstrom am Ausgang des Detektors erzeugt, der gewünschtenfalls verstärkt werden kann. Die Alusgangsleistung der Aufnahmevorrichtung kann mittels eines Schleifringes herausgeführt und den vertikalen Ablenkplatten einer Kathodenstrahlröhre, gewünschtenfalls nach vorheriger Verstärkung, zugeführt werden. Durch Benutzung eines sich drehenden Trägers für die Aufnahmevorrichtung zutr Betätigung eines Auslösekontaktes für die Kathodenstrahlablenkung bei jedem Umlauf kann der horizontale Ablenkgenera: tor der Kathodenstrahlröhre bei jeder Umdrehung in einem bestimmten Zeitpunkt angestoßen werden, so daß der Kathodenstrahl die Wellenverteilung auf dem Schirm aufzeichnet.
  • Man sieht, daß bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen für die Widerstandsmeßeinrichtung eine Verzweigung von wenigstens drei Leitungen mit sogenannten inneren Feldern benutzt wird und daß es sich dabei sowohl um Hohlleiter als auch um koaxiale Kabel handeln kann. Außerdem ist aus den dargelegten Gründen die H11-Welle im runden Seitenschenkel elliptisch polarisiert.
  • Im Fall eines rechteckigen Wellenleiters nach Art der Fig. 4 bis 6 wird der runde Seitenschenkel im allgemeinen einen Durchmesser erhalten, der beträchtlich kleiner ist als die längere transversale Abmessung des Hauptwellenleiters und dabei kleiner sein kann als die Hälfte dieser längeren transversalen Abmessung. Vorzugsweise soll zwar der Seitenschenkel bis unterhalb seiner Grenzfrequenzen bemessen werden, uim höhere Wellen als die H11-Wellen zu unterdrücken, jedoch können diese höheren Wellen auch durch andere Formen von Wellenfiltern unterdrückt werden.
  • PATENTANSPROCHE: I. Scheinwiderstandsmeßeinrichtung, welche eine Verzweigungsstelle für Energieleiter enthält, von der wenigstens drei Schenkel aus gehen, wobei der eine Schenkel einen Eingangs schenkel darstellt und zur Zuführung von hoch,-frequenter elektrischer Energie zur Verzwveigungsstelle dient, ein anderer Schenkel einen Belastungsschenkel darstellt und zum Anschluß eines zu messenden Scheinwiderstandes dient und ein dritter runder Schenkel eine Aufnahmevorrichtung mit Richtwirkung enthält, die sich um die Achse des dritten Schenkels zur Ausmessung der Felder drehen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schenkel so bemessen ist, daß er bei der Betriebsfrequenz unterhalb der Grenzfrequenz arbeitet und daß ein Wellenfilter innerhalb des dritten Schenkels zwischen dem Anfuahmeelement und derVerzweigungsstelle zur Ausschaltung aller Hohlleiterwellentypen mit Ausnahme derjenigen, welche eine elliptisch polarisierte Welle am freien Ende des dritten als Hohlleiter ausgebildeten Schenkels erzeugen, vorhanden ist.

Claims (1)

  1. 2. Meßeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzekhnet, daß das Wellenfilter aus einem festen dielektrischen Material in einem Teil des dritten Schenkels besteht, welches die H11-Welle hindurchläßt, alle höheren Wellen jedoch dämpft.
    3. Meßeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeelement mit Richtwirkung auis einer Meßschleife besteht und daß ein starr in bezug àuf die Meßschleife angebrachtes Wellenfilter sich zusammen mit der Meßschleife drehen läßt.
    4. Meßeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenfilter aus parallel zueinander angeordneten Drähten besteht, die rechtwinklig zur Ebene der Meßschleife liegen.
    5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche zur Messung der Eigenschaften eines Ultrahochfrequenzgerätes durch Feststellung der stehenden Wellen bei Anschluß des Gerätes als Belastung an eine nach außen feldfreie Energieleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieleitung die HtO-Welle ungedämpft durchläßt, im rechten Winkel zum Meßschen,kel verläuft, der unterhalb der Grenzfrequenz arbeitet, und daß der an die Energieleitung angepaßte Meßschenkel ein breites Frequenzband umfaßt und höhere Wellen als die Hll-Welle unterdrückt.
    6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der runde Hohlleiter mit seinem einen Ende an einen rechteckigen Wellenleiter angeschlossen ist, dessen eine transversale Abmessung größer als die andere ist, daß sich in der Breitseite des rechteckförmigen Welienleiters ein Koppelloch befindet und dieses seitlich gegenüber der Längsmittellinie der Breitseite versetzt ist (Fig. 5 und 6).
    7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Abgleichstift (2I in Fig. 5 u,nd 6), welcher transversal in den runden Wellenleiter in der Nähe des rechteckförmigen Wellenleiters hineinreicht und rechtwinklig zur Achse des rechteckförmigen Wellenleiters verläuft.
    8. Meßeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Karte und ein mit ihr zusammenarbeitender Zeiger vorhanden sind, von denen die Karte oder der Zeiger fest in bezug auf den Wellenleiter angebracht ist und der Zeiger bzw. die Karte sich mit dem drehbaren Aufnahmeelement zusammen drehen kann (Fig. 11).
    9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Karte mit Zeiger eine Smith-Karte mit auf ihr drehbarem Zeiger ist (Fig. II).
    10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeelement innerhalb des runden Wellenleiters nicht nur drehbar um die Wellenleiterachse, sondern auch verschiebbar längs dieser Wellenleiterachse angebracht ist (Fig. I2).
    11. Einrichtung nach Anspruch I0, dadurch gekennzeichnet, daß die Karte auf einer zylindrischen Fläche, welche eine Fortsetzung des zylindrischen Trägers des Aufnahmeelements bildet, angebracht ist, daß diese Karte Kreise enthält, welche in ihrer Längsrichtung gegeneinander versetzt sind und verschiedenen Werten des Reflexionskoeffizienten entsprechen, daß die Karte ferner parallele Linien enthält, die um die Achse des Aufnahmeelements gegeneinander versetzt sind und verschiedene Werte des Reflexionskoeffizienten angeben, und daß sie zwei sich unter rechten Winkeln schneidende Kiarvenscharen enthält, welche den Wirkwiderstand bzw. Blindwiderstand darstellen (Fig. I2).
    12. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein drehbares Gelenk, welches das äußere Ende des runden Wellenleiters mit dem rechteckförmigen Wellenleiter, der eine Sonde an seinem Ende trägt, verbindet (Fig. Io).
    In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 527 979.
DEP9009A 1952-01-11 1953-01-11 Einrichtung zur Messung von elektrischen Scheinwiderstaenden Expired DE955710C (de)

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