DE969386C

DE969386C - Frequenzabhaengiger Blindwiderstand fuer ultrakurze Wellen

Info

Publication number: DE969386C
Application number: DEB4550D
Authority: DE
Inventors: Dr Albert Weissfloch
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1941-01-01
Filing date: 1941-01-01
Publication date: 1958-05-29

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 29. MAI 1958

INTERNAT. KLASSE H 03h

B 4550 Villa

ist als Erfinder genannt worden

(Ges. v. 15. 7.1951)

Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines frequenzabhängigen Blindwiderstandes für ultrakurze Wellen, insbesondere des Dezimeter- oder Zentimetergebietes.

Bekanntlich kann man Blindwiderstände für ultrakurze Wellen durch Lecherleitungen herstellen, die an dem einen Ende kurzgeschlossen werden. Dabei können diese Lecherleitungen als Paralleldrahtleitungen oder als konzentrische Rohrleitungen ausgebildet sein. In Abb. ι ist eine derartige Lecherleitung schematisch dargestellt, und darunter ist die Spannungsverteilung U in Abhängigkeit von der Länge L für zwei verschiedene Wellenlängen wiedergegeben. Am kurzgeschlossenen Ende α ist die Spannung ein Minimum, und an der Stelle α im Abstand λ/ζ davon (A = Wellenlänge) befindet sich ebenfalls wieder ein Spannungsminimum der stehenden Wellen. Verändert man die Wellenlänge, so verschieben sich die Stellen der Spannungsminima auf den Leitungen, und die Frequenzabhängigkeit derartiger Blindwiderstände ist durch diese Verschiebungen der Spannungsminima der stehenden Wellen auf den Lecherleitungen charakterisiert. Das heißt mit anderen Worten, die Frequenzabhängigkeit ist durch die Änderung des komplexen Widerstandes, den die Lecherleitungen, auf die Stelle α bezogen, darstellen, bestimmt. Aus der Telegraphengleichung folgt für diesen Blindwiderstand der Aus-

druck:

-. Hierbei bedeutet Z₁ der Wellenwiderstand, λ die Wellenlänge und χ die Verschiebung des Spannungsmimmums bei Änderung der Wellenlänge λ (vgl. Abb. i).

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Bei einer Hochfrequenzanordnung für ultrakurze Wellen, insbesondere des Dezimeter- und Zentimeterwellenlängengebietes, mit einer am Ende kurzgeschlossenen Lecherleitung und einem im 2/2 äquivalenten Abstand vom kurzgeschlossenen Ende eingebauten Transformationsglied wird erfindungsgemäß die durch das Transformationsglied hervorgerufene, um das reelle Transformationsverhältnis vergrößerte Verschiebung des Spannungsextremwertes, vorzugsweise des Spannungsminimums, zur Bestimmung der Wellenlänge, zur Frequenzstabilisierung oder für Kompensationszwecke ausgenutzt.

Zur Erläuterung sei auf die Abb. 2 Bezug genommen. Hier ist mit L₁ die am Ende α kurzgeschlossene Lecherleitung dargestellt. An das freie Ende ist bei α das Transformationsglied Γ geschaltet, an welches sich wiederum an der anderen Seite die Lecherleitung Z₂ anschließt. Der komplexe Widerstand der Lecherleitung L₁, auf die Stelle α bezogen, erscheint dann am anderen Ende des Transformationsgliedes auf der Seite der Leitung Z₂ an der Stelle ß' mit dem reellen Faktor m multipliziert.

Es sei zunächst der Fall betrachtet, daß die Verschiebung χ = O ist. Es erscheint dann auch unmittelbar vor dem Transformationsglied an der Stelle ß' der Widerstand O, d. h., auf der Lecherleitung Z₂ befindet sich unmittelbar an dem Transformationsglied bei ß' ein Spannungsminimum. In der Entfernung 2/2 davon, an der Stelle ß, befindet sich dann ebenfalls ein Spannungsminimum. Wenn nun durch Frequenzänderung das Spannungsminimum auf der Lecherleitung Z₁ um χ verschoben wird, so erscheint am anderen Ende des Transformationsgliedes auf der Leitung Z₂ an der Stelle ß' und ebenso an der Stelle β

der Widerstand /mZ_x tg—j—. Dies bewirkt auf der Leitung Z₂ eine Verschiebung des Spannungsmini-

2 JT ¹V 2 Tt X

mums um y, wobei/Z₂tg—^- — jTwZjtg—-.— ist.

A A

Betrachtet man den in der Praxis wichtigen Fall der homogenen Leitung, d. h. Z₂ = Z₁, in die ein Transformationsglied eingebaut ist, und berücksichtigt man nur sehr kleine Verschiebungen x, so vereinfacht sich diese Beziehung zu: /Z₁ =)'mZ₁ , woraus folgt y = mx. Hierbei wird χ von α aus und y von β aus in gleicher Richtung gemessen.

Aus dieser Formel ist die Bedeutung des Erfindungsgedankens klar ersichtlich. Es sei, um ein Beispiel zu wählen, der Transformationsfaktor m = ioo gewählt und die Wellenlänge 2 auf der Leitung Z₁ möge sich um ο,οΐ mm ändern, dann verschiebt sich das Spannungsminimum auf Z₁ von α aus um die Strecke χ = o,oo5 mm. Auf der Leitung Z₂ verschiebt sich dann aber bereits das Spannungsminimum von ß' bzw. β aus um einen hundertmal größeren Betrag, d. h. um y — 0,5 mm. Die Frequenzabhängigkeit des in oben beschriebener Weise konstruierten Zweipols ist also hundertmal größer als die einer gewöhnlichen, am Ende kurzgeschlossenen Lecherleitung.

Transformationsglieder, die die Werte aller dahinter angeschlossenen Widerstände mit einem (größeren) reellen Faktor multiplizieren, können auf verschiedene Weise realisiert werden. Sie können z. B. aus einem 2/4 langen Leitungsstück von bestimmtem Wellenwiderstand oder aus einem Hohlraum, einer Blende, einem Verdrängungskörper, einem unterbrochenen Leiter usw. und dem Leitungsstück bis zur Stelle ß' bestehen. Theoretisch läßt sich am einfachsten ein derartiges Transformationsglied überblicken, das aus zwei hintereinandergeschalteten 2/4 langen Lecherleitungen verschiedener Wellenwiderstände besteht. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Abb. 3 wiedergegeben, und zwar für den Fall konzentrischer Lecherleitungen. Der Außenleiter 1 ist als glattes zylindrisches Rohr ausgebildet, während der Innenleiter 2 an der Stelle α eine Verdickung aufweist, die die Länge 2/4 hat. Hat also die Lecherleitung an allen Stellen den WellenwiderstandZj, so ändert dieser sich an dem 2/4-Stück in den Wert Z₂. Hieran schließt sich als zweites 2/4 langes Stück ein solches mit dem gleichen Wellenwiderstand Z₁ wie jenseits des ersten 2/4-Stückes. Als Transformationsstück dient das gesamte zwischen α und ß' liegende 2/2 lange Stück der Lecherleitung. Theoretisch ergibt sich, daß ein an der Stelle α als komplexer Wert 5R erscheinender Widerstand an der Stelle ß' den Wert -φ-) St besitzt. Das heißt mit anderen Worten, das

zwischen den Stellen α und ß' liegende Schaltelement ist ein Transformationsglied, welches alle Widerstände

(Z \2
-y\ multipliziert.

Bei dieser rechnerischen Überlegung sind die Störungen unberücksichtigt gelassen, die am Übergangsstück zum Transformationsglied, z. B. an den Stirnwänden des stärkeren Innenleiters, entstehen. Bei den ultrakurzen Wellen, z. B. 2 = 14 cm, können diese Störungen aber nicht vernachlässigt werden. Diese Einflüsse lassen sich durch Messung erfassen. Man kann sie z. B. durch zusätzliche Leitungsstücke, die ein- oder beidseitig an das Transformationsglied anschließen und eine geeignete Länge bei entsprechenden Wellenwiderständen haben, kompensieren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE;

1. Hochfrequenzanordnung für ultrakurze Wellen, insbesondere des Dezimeter- und Zentimeterwellenlängengebietes, mit einer am Ende kurzgeschlossenen Lecherleitung und einem im 2/2 (2 = Wellenlänge) äquivalenten Abstand vom kurzgeschlossenen Ende eingebauten Transformationsglied, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Transformationsglied hervorgerufene, um das reelle Transformationsverhältnis vergrößerte Verschiebung des Spannungsextremwertes, vorzugsweise des Spannungsminimums, zur Bestimmung der Wellenlänge, zur Frequenzstabilisierung oder für Kompensationszwecke ausgenutzt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand der Lecherleitung vor und hinter dem Transformationsglied gleich groß ist.

3· Anordnung nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Transformationsglied zwei etwa λ/4 lange Leitungsstücke dienen, von denen das eine einen wesentlich kleineren und das andere den gleichen Wellenwiderstand wie die übrige Lecherleitung besitzt.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lecherleitung als konzentrische Rohrleitung ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

USA.-Patentschriften Nr. 1 927 393, 2 106 768; britische Patentschriften Nr. 436 012, 457 911, 911, 480 434, 490 449 ;

französische Patentschrift Nr. 831 094;

H. Möller, »Grundlagen und mathematische Hilfsmittel der Hochfrequenztechnik«, Berlin, 1940, S. 283.

Entgegengehaltene ältere Rechte:
Deutsches Patent Nr. 749 878.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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