DE967499C

DE967499C - Anordnung zur Trennung der in einer Leitung fliessenden elektrischen Energie nach Richtungen

Info

Publication number: DE967499C
Application number: DEP4562A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Kaden; Karl Kuehnemann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1957-11-14

Description

In manchen Fällen ist es erforderlich, die in einer Leitung fließende elektrische Energie nach den Anteilen zu trennen, die in jeder Richtung befördert werden. Zum Beispiel müssen die in der Fernsprechtechnik benutzten sogenannten Gabelsehaltungen der Forderung genügen, die ankommende Energie auf einen anderen Weg zu leiten, als ihn die abgehende nimmt. Auch in der Meßtechnik kann die Aufgabe in verschiedenen Fällen auftreten, so, wenn die Reflexion in eine Leitung hineinfließender Wellen an Unstetigkeitsstellen gemessen werden soll; auf diese Weise kann etwa die Güte der Anpassung eines Leitungsabschlusses an die Leitung bestimmt oder die Ursache von Nebensprechen infolge unerwünschter Reflexionen ermittelt und beseitigt werden.

Eine derartige bekannte Anordnung ist in ihrer allgemeinsten Form in Fig. 1 gezeigt. In die mit dem Widerstand W abgeschlossene, zu messende Doppelleitung L₁ mit dem Wellenwiderstand Z₁ wird von einem Sender G eine Welle beliebiger Frequenz geschickt, die am Ende der Leitung (z. B. infolge Fehlanpassung von W an Z₁) reflektiert wird. Die im folgenden »primäre Welle« genannte, vom Sender G in die Leitung hinein- ^a5 laufende Welle erregt über eine induktive Kopplung m und eine kapazitive Kopplung k in der kurzen Hilfsleitung L₂, die beiderseits mit dem eigenen Wellenwiderstand Z₂ abgeschlossen ist, Spannungen, die sich am einen Ende der Leitung L₂ addieren, am anderen subtrahieren. Bei geeigneter Bemessung des Kopplungsgrades der

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beiden Kopplungen kann man erreichen, daß die von der primären Welle hervorgerufenen Spannungen sich z. B. am rechten Ende der Hilfsleitung L₀ gerade aufheben, am linken Ende verdoppein. Die in der Leitung L₁ in anderer Richtung laufende reflektierte Welle verhält sich in diesem Fall dann gerade umgekehrt: die von ihr in der Hilfsleitung L₂ hervorgerufenen Spannungen heben sich am linken Ende auf und verdoppeln sich am

ίο rechten Ende. Eine am rechten Ende der Hilfsleitung vorgenommene Spannungsmessung gibt also ein Maß für den Wert der in der Leitung L₁ laufenden reflektierten Welle.

Die Bedingung für das Auslöschen der Wirkungen der beiden Kopplungen an je einem Ende der Hilfsleitung ist offenbar, daß die von der induktiven Kopplung hervorgerufene gleich der von der kapazitiven Kopplung erzeugten Spannung ist. Sie ist erfüllt, wenn für die in den Leitungen auftretenden Widerstände die Beziehung

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gilt. Hieraus ergibt sich auch, daß die Auslöschung dann für alle Frequenzen eintritt.

Es sind bereits Anordnungen zur Messung der reflektierten Welle in einer Leitung bekannt. Sie arbeiten mit zwei räumlich um ein Viertel der verwendeten Wellenlänge auseinanderliegenden gleichen Kopplungen zwischen einer Hilfsleitung und der zu messenden Leitung und erreichen auf diese Weise durch eine der Wirkung der sogenannten Reflektoren bei Richtantennen entsprechende räumliche Interferenz die Auslöschung der Wellenzüge am einen oder anderen Ende der Hilfsleitung je nach der Fortpflanzungsrichtung der Welle. Es liegt in der Natur dieser Anordnungen, daß sie nur für die Wellenlänge richtige Ergebnisse liefern, für die der Abstand der Koppelstellen voneinander richtig gewählt ist.

Es sind auch sogenannte Richtungskoppler bekannt, bei denen die Hilfsleitung koaxial um eine Hauptleitung angeordnet ist. Die Kopplung erfolgt bei dieser Anordnung über zwei im Außenleiter der Hauptleitung befindliche Kopplungsöffnungen, die eine Viertelwellenlänge voneinander entfernt sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Trennung der in einer Leitung fließenden elektrischen Energie nach Richtungen unter Verwendung einer an die Leitung mittels zweier Kopplungen angekoppelter Hilfsleitung, die koaxial um die erste Leitung (Hauptleitung) herumliegend angeordnet ist, wobei die eine Kopplung mittels des in der Leitung fließenden Stromes, die andere mittels der anliegenden Spannung bewirkt ist, und die so bemessen ist, daß wenigstens die von der in einer Richtung fließenden Energie hervorgerufenen Wirkungen in der Hilfsleitung sich aufheben.

Die Anordnung nach der Erfindung besteht aus einer so ausgebildeten Hilfsleitung, daß sie als zu der ersten Leitung passender Meßvorsatz koaxial um die zu messende Leitung herumgelegt werden kann. Die Hilfsleitung kann also wahlweise, insbesondere für Meßzwecke, praktisch an jede zu messende Leitung angesetzt werden, ohne daß diese Leitung aufgetrennt werden muß. Eine derartige Anordnung ist also von großem Vorteil überall dort, wo es darauf ankommt, an z. B. verlegten Leitungen Meßeinrichtungen anzubringen, z. B. für die Dauerüberwachung, Einzelmessung, Einpegelung od. dgl. Die Rückwirkung der angesetzten Hilfsleitung auf die zu messende Leitung ist so gering, daß an der Ansatzstelle der zu messenden Leitung keine Unstetigkeitsstellen entstehen.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Tn Fig. 2 ist ein Meßvorsatz nach der Erfindung im Querschnitt gezeigt. Er ist um die zu messende Hauptleitung L₁ gelegt und bildet ziisammen mit dem Außenleiter der zu messenden Leitung das koaxiale Leitungssystem L₂. Die Kopplung erfolgt durch Spalte S₁ bis S_A der Breite b.

Claims

Patentanspruch:

Anordnung zur Trennung der in einer Leitung fließenden elektrischen Energie nach Richtungen unter Verwendung einer an die Leitung mittels zweier Kopplungen angekoppelten Hilfsleitung, die koaxial um die erste Leitung herumliegend angeordnet ist, wobei die eine Kopplung mittels des in der Leitung fließenden Stromes, die andere mittels der anliegenden Spannung bewirkt ist, und die so bemessen ist, daß wenigstens die von der in einer Richtung fließenden Energie hervorgerufenen Wirkungen in der Hilfsleitung sich aufheben, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Hilfsleitung, daß sie als zu der ersten Leitung passender Meßvorsatz koaxial um die zu messende Leitung herumgelegt werden kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 506 172; USA.-Patentschrift Nr. 2434334; ENT, 1931, S/63 bis 76;

ETZ, 1938, S. 815 bis 818;

Proc. of the IRE, 1946, S. 883 und 884;

Hochfrequenztechnik und Elektroakustik, 1943, Bd. 61, H. 4, S. 93 bis 100;

Terman, »Radio Engineering«, 1947, New York, S. in, 112 und 141;

C.G.Montgomery, »Technique of Microwave Measurements«, New York, 1947, S. 873 und 874.

Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent Nr. 804 334.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©709762/6O 11.57