DE970152C

DE970152C - Anordnung zur Fuehrung elektromagnetischer Wellen ueber eine eine Verzweigungsstellebzw. Zweigleitungen aufweisende Hauptenergieleitung

Info

Publication number: DE970152C
Application number: DEB4897D
Authority: DE
Inventors: Erich Huettmann
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1942-11-03
Filing date: 1942-11-03
Publication date: 1958-08-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Führung elektromagnetischer Wellen, insbesondere des Dezimeter- und Zentimeterwellenlängengebietes, über eine eine Verzweigungsstelle bzw. Zweigleitungen aufweisende Hauptenergieleitung. Eine solche Energieleitung kommt beispielsweise bei Sende- und Empfangsanlagen, bei denen nur eine Antenne zum Senden und Empfangen vorgesehen ist, oder bei Überlagerungsempfängern in Anwendung. In dem ersterwähnten, in Abb. ι skizzierten Fall liegt dann die Aufgabe vor, dafür Sorge zu tragen, daß beim Senden keine Sendeenergie zum Empfänger E gelangt und daß umgekehrt beim Empfangen keine von der Antenne^ aufgenommene Empfangsenergie zum Sender 5¹ gelangt. In ganz ähnlicher Weise muß beispielsweise bei Fremdüberlagerungsempfängern, bei denen der Überlagerer mittels einer Stichleitung an die die Antenne und den Empfänger miteinander verbindende Energieleitung angeschlossen ist, darauf geachtet werden, daß die Überlagererschwingungen nicht zur Antenne gelangen und von dieser ausgestrahlt werden. Die bei Anordnungen dieser oder ähnlicher Art auftretenden Schwierigkeiten sollen durch die vorliegende Erfindung beseitigt werden.

Gemäß der Erfindung wird bei einer eine Verzweigungsstelle bzw. Zweigleitung aufweisenden Hauptenergieleitung zum Zwecke der Führung der elektro-

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magnetischen Wellen in einer und völliger oder teilweiser Auslöschung in der anderen der beiden an der Verzweigungsstelle möglichen Fortpflanzungsrichtungen eine Umwegleitung der elektrisehen Länge α vorgesehen, die mit ihrem einen Ende im Abstand a ■—■ (β η + ι) · λ/4 von der Verzweigungsstelle an die Hauptenergieleitung und mit ihrem anderen Ende im Abstand (2»+ 1) · λ/4 von der Verzweigungstelle an die eine der beiden von der Verzweigungsstelle ausgehenden Zweigleitungen angekoppelt ist. Mit 2 ist dabei die Betriebswellenlänge, mit η eine beliebige ganze Zahl (oder Null) bezeichnet. Durch die Anordnung einer solchen Umwegleitung bei einer Sende- und/oder Empfangsanordnung mit gemeinsamer Antenne, bei der der Sender an das freie Ende der Hauptenergieleitung, der Empfänger an das freie Ende der einen Zweigleitung und die Antenne an das freie Ende der anderen Zweigleitung angeschlossen sind, wird erao reicht, daß beim Senden keine Energie zum Empfänger gelangt. An Hand der Abb. 2 möge diese Wirkung der erfindungsgemäßen Umwegleitung näher erläutert werden.

In der Abb. 2 bedeutet 1 die Hauptenergieleitung, 2 und 3 die beiden an der Verzweigungsstelle 4 der Hauptenergieleitung 1 angeschlossenen Zweigleitungen, 5 die Umwegleitung, 6 den an das freie Ende der Hauptenergieleitung 1 angeschlossenen Sender, 7 den an das freie Ende der Zweigleitung 2 angeschlossenen Empfänger und 8 die an das freie Ende der Zweigleitung 3 angeschlossenen Antenne. Die beiden Zweigleitungen sind bei diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar aneinandergesetzt und bilden die Verbindungsleitung der Antenne 8 mit dem Empfänger 7. Die Umwegleitung S ist bei 10 an die Hauptenergieleitung 1 und bei 9 an die Zweigleitung 3 angeschlossen. Die elektrische Länge α der Umwegleitung 5 ist hier gleich 3 λ/4, und der Abstand des Verzweigungspunktes 4 von dem An-Schlußpunkt 9 der Umwegleitung 5 an die Zweigleitung 3 ist gleich A/4 gewählt. Entsprechend der oben angegebenen Vorschrift ist dann der Abstand des Anschlußpunktes 10 der Umwegleitung 5 an die Hauptenergieleitung 1 von dem Verzweigungspunkt 4 gleich λ/2 zu wählen.

Wie man sich leicht klar macht, ist für die vom Sender 6 ausgehende Energie der Weg über die Hauptenergieleitung 1, den Verzweigungspunkt 4 und die Zweigleitung 3 nach dem Anschlußpunkt 9 ebenso groß wie der Weg über die Umwegleitung 5 nach dem Anschlußpunkt 9, und es ist weiter für die vom Sender 6 ausgehende Energie der Weg über die Umwegleitung 5, Anschlußpunkt 9 und die Zweigleitung 3 nach dem Verzweigungspunkt 4 um λ/2 größer als der direkte Weg über die Hauptenergieleitung ι nach dem Verzweigungspunkt 4. Demnach kommen die beiden Energien im Anschlußpunkt 9 in gleicher Phase und im Verzweigungspunkt 4 in Gegenphase an, d. h. die vom Sender 6 ausgehende Energie pflanzt sich nur über die Zweigleitung 3 in Richtung zur Antenne 8 fort. In Richtung zum Empfänger 7 breitet sich dagegen keine vom Sender 6 ausgehende Energie aus. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Umwegleitung 5 ebenso viel Energie führt wie die Hauptenergieleitung 1. Durch entsprechende Wahl der Wellenwiderstände der Hauptenergieleitung ι und der Umwegleitung 5 und durch entsprechende Wahl des Kopplungsgrades zwischen den einzelnen Leitungen ist diese Voraussetzung zu erfüllen.

Im Sendefalle arbeitet die dargestellte Anordnung demnach in gewünschter Weise. Um nun weiter zu erreichen, daß im Falle des Empfanges die von der Antenne 8 aufgenommene Energie über die Zweigleitungen 3 und 2 in möglichst vollem Umfange zum Empfänger 7 geführt wird, werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die beiden Zweigleitungen 2 und 3 fest miteinander gekoppelt und werden die Hauptenergieleitung 1 und die Umwegleitung 5 mit den beiden Zweigleitungen 2, 3 bzw. mit der Zweigleitung 3 nur lose, insbesondere so lose gekoppelt, daß die Leitungswiderstände der beiden Zweigleitungen 2 und 3, die vorzugsweise unter sich gleich groß sind, durch die Ankopplung des Senders 6 über die Hauptenergieleitung 1 bzw. über die Umwegleitung S nicht beeinflußt werden. Wird die Sendebetriebswellenlänge verschieden von der Empfangsbetriebswellenlänge gewählt, dann ist von vornherein der Einfluß der Hauptenergieleitung auf die Abstimmung der von den Zweigleitungen 2, 3 gebildeten Leitung gering. Wenn weiter dafür Vorsorge getroffen ist, daß der Strahlungswiderstand der Antenne 8 und der innere Widerstand des Empfängers 7 den Wellenwiderständen der Zweigleitungen 3 bzw. 2 angepaßt sind, was gegebenenfalls unter Zuhilfenahme geeignet bemessener Transformationselemente, wie z. B. eines /l/4-Transformationsstückes, erreicht werden kann, dann genügt die dargestellte Anordnung auch im Empfangsfalle den gestellten Anforderungen. Die lose Ankopplung des Sendegenerators 6 bzw. der mit dem Generator 6 verbundenen Leitungen 1 und 5 an die Zweigleitungen 2, 3 ist auch mit Rücksicht auf die Belastungsfähigkeit des Generators zweckmäßig, denn bekanntlich darf insbesondere bei Verwendung eines Ultrakurzwellenröhrengenerators der Verbraucher (Strahler) nicht zu fest an den Generator angekoppelt werden, weil sonst die Gefahr des Abreißens besteht.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind für sämtliche Leitungen Zweidrahtleitungen gewählt. Selbstverständlich können auch bandförmige Doppelleitungen oder konzentrische Leitungen mit oder ohne Innenleiter in Anwendung kommen. Es ist auch nicht erforderlich, daß sämtliche Leitungen gleicher Art sind. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung bestehen jedoch sämtliche Leitungen (die Hauptenergieleitung, die Zweigleitungen und die Umwegleitung) aus konzentrischen Leitungen mit Innenleiter und geschieht die lose Ankopplung der Hauptenergieleitung 1 und der Umwegleitung 5 an die aus einem Stück bestehenden Zweigleitungen 2 und 3 in der Weise, daß der Innenleiter der Hauptenergieleitung 1 und der Umwegleitung 5 an jeder der Ankoppelstellen ein mehr oder weniger großes Stück in den Feldraum der

Zweigleitungen hineinragt, wie dies in der Abb. 3 schematisch angedeutet ist.

Für den Fall, daß die Erfindung auf eine Sende- und/oder Empfangsanordnung mit Überlagerungsempfängern angewendet werden soll, bei der im Empfangsfalle der Sender als Uberlagerer dient, und es demzufolge erwünscht ist, daß ein Teil der vom Sender 6 ausgehenden Energie zum Empfänger 7 gelangt, ist eine vollständige Kompensation der im Verzweigungspunkt 4 ankommenden Teilenergien nicht erforderlich. Dieses läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß die Ankopplung der Hauptenergieleitung ι unterschiedlich von der Ankopplung der Umwegleitung 5 an die Zweigleitungen 2, 3 gewählt wird oder indem die Anschlußstelle 10 der Umwegleitung 5 an die Hauptenergieleitung 1 um einen geringen Betrag verschoben wird.

Man kann selbstverständlich auch gleichzeitig einen besonderen Sendegenerator und einen besonderen Überlagerungsgenerator vorsehen. Der Überlagerungsgenerator wird dann in vorteilhafter Weise bei 11 an die Umwegleitung 5 angeschlossen, so daß die von dem Überlagerer 11 ausgehende Energie sich nur über die Zweigleitung 2 in Richtung zum Überlagerungsempfänger 7 ausbreitet, während die von dem Sender 6 ausgehende Energie nur über die Zweigleitung 3 in Richtung zur Antenne 8 geführt wird. Zweckmäßig wird, um die Überlagerungsamplitude gegenüber der Sendeamplitude kleinzuhalten, die Ankopplung des Überlagerungsgenerators an die Umwegleitung 5 loser gewählt als die Ankopplung des Sendegenerators an die Hauptleitung i.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Erfindung kann auch bei anderen als zum Senden und/oder Empfangen dienenden Einrichtungen Anwendung finden. In bevorzugter Weise wird die Erfindung bei Einrichtungen zum Arbeiten mit Dezimeter- und Zentimeterwellen verwendet. In diesem Falle werden, wie es die Anordnungen nach den Abb. 2 und 3 zeigen, die geometrischen Längen der Leitungsabschnitte zwischen dem Verzweigungspunkt der Hauptenergieleitung und den Ankoppelstellen der Umwegleitung an die Hauptenergieleitung bzw. an die eine der beiden Zweigleitungen und die geometrische Länge der Umwegleitung zweckmäßig gleich den angegebenen elektrischen Längen dieser Leitungsabschnitte gewählt. Dagegen können für den Fall, daß die Erfindung bei mit längeren Wellen arbeitenden Einrichtungen Verwendung findet, die geometrischen Längen der genannten Leitungsabschnitte durch die Einschaltung von Phasendrehvorrichtungen, wie

z. B. Vierpolen, unter Aufrechterhaltung ihrer elektrischen Längen in vorteilhafter Weise verkürzt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können insbesondere die geometrischen Längen der Hauptenergieleitung und der Umwegleitung dadurch kleingehalten werden, daß ein Steuersender vorgesehen wird, an den, zweckmäßig unmittelbar, über je eine Verstärkerstufe die Hauptenergieleitung und die Umwegleitung angekoppelt werden. Trifft man hierbei die Einrichtung so, daß die beiden Verstärkerstufen mit 90⁰ Phasenverschiebung gegeneinander arbeiten, dann können sogar die geometrischen Längen der Hauptenergieleitung und der Umwegleitung nahezu gleich Null bzw. sehr klein zur Betriebswellenlänge, die hierbei, wie bereits erwähnt, im Gebiete längerer Wellen liegen soll, gewählt werden. Wenn bei einer solchen Anordnung nun noch zwischen dem Verzweigungspunkt 4 und dem Anschlußpunkt 9 der Umwegleitung an die Zweigleitung 3 ein Vierpol geschaltet ist, der eine Phasenverschiebung von 90⁰ bewirkt, dann sind die geometrischen Abmessungen aller Leitungsabschnitte zwischen den Punkten 4, 9, 11, 10 im Vergleich zu ihren äquivalenten elektrischen Längen klein gehalten. Man erkennt also, daß das erfmdungsgemäße Prinzip unter Innehaltung verhältnismäßig kleiner Abmessungen der genannten Leitungsabschnitte auch im Gebiete langer Wellen verwirklicht werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Anordnung zur Führung elektromagnetischer Wellen, insbesondere des Dezimeter- und Zentimeterwellenlängengebietes, über eine eine Verzweigungsstelle bzw. Zweigleitungen aufweisende Hauptenergieleitung, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Führung der " elektromagnetischen Wellen in einer und völliger oder teilweiser Auslöschung in der anderen der beiden an der Verzweigungsstelle möglichen Fortpflanzungsrichtungen eine Umwegleitung der elektrischen Länge α vorgesehen ist, die mit ihrem einen Ende im Abstand a— (2»+i) · 2/4 von der Verzweigungsstelle an die Hauptenergieleitung und mit ihrem anderen Ende im Abstand (271+1) · 2/4 "von der Verzweigungsstelle an die eine der beiden von der Verzweigungsstelle ausgehenden Zweigleitungen angekoppelt ist, wobei λ die Betriebswellenlänge und η eine beliebige ganze Zahl oder Null ist.
2. Die Anwendung der Anordnung nach Anspruch ι auf eine Sende- und Empfangsanordnung mit gemeinsamer Antenne — vorzugsweise mit von der Empfangsfrequenz abweichender Sendefrequenz — in der Weise, daß der Sender (6) an das freie Ende der Hauptenergieleitung (1), der Empfänger (7) an das freie Ende der einen nicht mit der Umwegleitung (5) verbundenen Zweigleitung (2) und die gemeinsame Antenne (8) an das freie Ende der anderen mit der Umwegleitung (5) verbundenen Zweigleitung (3) angeschlossen sind (Abb. 2).
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptenergieleitung (1) und die Umwegleitung (5) nur lose an die Zweigleitung (2 bzw. 3) angekoppelt sind.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenwider-

stände der Hauptenergieleitung (i), der Zweigleitungen (2, 3) und der Umwegleitung (5) in Abhängigkeit von dem Kopplungsgrad zwischen den einzelnen Leitungen derart gewählt sind, daß die Amplituden der in dem Verzweigungspunkt (4) bzw. in dem Anschlußpunkt (9) ankommenden Teilenergien gleich groß sind.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußpunkt (10) zwischen der Hauptenergieleitung (1) und der Umwegleitung (5) längs der Hauptenergieleitung verschiebbar ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit Überlagerungsempfang, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlagerer im Abstand (μη + ι) ·/t/4 von dem Anschlußpunkt (10) zwischen der Hauptenergieleitung (1) und der Umwegleitung (s) an die Umwegleitung (5) angeschlossen ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit Überlagerungsempfang unter Verwendung des Sendegenerators als Überlagerer, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Verzweigungspunkt (4) und dem Anschlußpunkt (10) der Umwegleitung (5) an die Hauptenergieleitung (1) um einen so kleinen Betrag abweichend von dem Werte α— (2w+i) · 2/4 gewählt ist oder daß die Wellenwiderstände der Hauptenergieleitung (i), der Umwegleitung (5) und der Zweigleitungen (2, 3) bzw. der Kopplungsgrad zwischen diesen Leitungen so gewählt sind, daß ein hinreichender Teil der vom Sender (6) ausgehenden Energie über die Zweigleitung (2) dem (Überlagerungs-) Empfänger (7) zugeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 710 089.

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