DE972113C

DE972113C - Electric switch

Info

Publication number: DE972113C
Application number: DEV3262A
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl-Ing Pusch
Original assignee: PINTSCH ELECTRO GmbH
Current assignee: PINTSCH ELECTRO GmbH
Priority date: 1951-04-08
Filing date: 1951-04-08
Publication date: 1959-05-21

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Weiche, welche die Verbindung eines Senders und eines Empfängers, die auf voneinander abweichende Frequenzen abgestimmt sind, mit einer gemeinsamen Antenne durch einen als Sechspol ausgebildeten, mit einem koaxialen Innenleiter versehenen Schwingtopf herstellt, der in dem einen Weichenzweig als Bandpaßverhalten zeigender Resonanzkreis wirksam ist, an dem der zweite, keine Selektionsmittel enthaltende Weichenzweig unter Herbeiführung einer der gegenseitigen Entkopplung der beiden Weichenzweige dienenden Fehlanpassung angeschlossen ist.The invention relates to an electrical switch which connects a transmitter and of a receiver, which are tuned to frequencies that differ from one another, with a common Antenna through a six-pole designed with a coaxial inner conductor Oscillating pot produces the resonance circuit showing one switch branch as a bandpass behavior is effective, at which the second, no selection means containing switch branch under induction one of the mutual decoupling of the two switch branches serving maladjustment connected.

Es sind Einrichtungen bekannt, hauptsächlich für Radargeräte, bei denen Sender und Empfänger auf eine gemeinsame Antenne arbeiten und bei denen Sender und Empfänger auf die gleiche Frequenz, nämlich die Sendefrequenz, abgestimmt sind. Die Aufgabe bei diesen Geräten besteht darin, die Leitung zum Empfänger während der Sendezeit zu sperren. Auch ist es gebräuchlich, mehrere Sender, die auf voneinander verschiedene Frequenzen abgestimmt sind, über eine gemeinsame Antenne strahlen zu lassen. Hierbei wird jeder einzelne Senderanschluß durch Sperrfilter gegenüber den Frequenzen der übrigen Sender gesperrt. Ferner ist ein Überlagerungsempfänger für Dezimeterwellen bekanntgeworden, bei dem der Oszillator mittels einer Sonde unter Herbeiführung einer Fehlanpassung gegenüber dem Empfänger-Eingangskreis so an einen für die Empfangsfrequenz durchlässigen Schwingtopf angeschlossen ist, daß die Oszillatorenergie lediglich an das Gitter der Mischröhre und nicht in den Antennenkreis des Überlagerungsemp-There are known devices, mainly for radars, in which transmitter and receiver work on a common antenna and where the transmitter and receiver operate on the same frequency, namely the transmission frequency. The task with these devices is to provide the To block the line to the recipient during the transmission time. It is also common to have several transmitters, which are tuned to different frequencies via a common antenna to shine. Each individual transmitter connection is blocked by a blocking filter against the Frequencies of the other stations blocked. There is also a superposition receiver for decimeter waves became known in which the oscillator by means of a probe causing a mismatch with respect to the receiver input circuit so to a permeable for the receiving frequency Vibrating pot is connected that the oscillator energy only to the grid of the mixer tube and not in the antenna circuit of the overlay receiver

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fängers gelangt. Während letztgenannte Anordnung als elektrische Weiche für eine Empfangs- und Sendeeinrichtung über eine gemeinsame Antenne nicht verwendbar ist, da ja aus dem einen Weichenzweig überhaupt keine Energie zur Antenne gelangen kann, verlangen die eingangs erwähnten Anordnungen entweder fest eingestellte Frequenzen oder einen großen Aufwand an Selektionsmitteln, die dann außerdem noch, wenn in einem größeren ίο variablen Frequenzbereich gearbeitet werden soll, ein lästiges Nachstimmen erfordern.catcher arrives. During the latter arrangement as an electrical switch for a receiving and Transmitting device via a common antenna cannot be used, since it is from the one switch branch No energy at all can get to the antenna, require those mentioned at the beginning Arrangements either permanently set frequencies or a large amount of selection means, which then also, if you want to work in a larger ίο variable frequency range, require annoying retuning.

Demgegenüber bringt die nachstehend beschriebene Anordnung nach der Erfindung erhebliche Vorteile. Es ist nicht nur möglich, die Anzahl der Selektionsmittel auf einen für die Empfangsfrequenz durchlässigen Schwingtopf zu beschränken, sondern man kann auch durch die besondere Ausbildung der Verbindungsleitung von der Antenne zum Sender in besonders einfacher und vorteilhafter Weise über einen größeren Frequenzbereich empfangen, ohne daß ein Nachstimmen eines Selektionsmittels für die Empfangsfrequenzen in der Senderenergieleitung erforderlich wäre.In contrast, the arrangement described below brings considerable benefits according to the invention Advantages. It is not only possible to limit the number of selection means to a vibrating bowl that is permeable to the receiving frequency, but you can also use the special design of the connecting line from the antenna to the transmitter in a particularly simple and advantageous manner over a larger frequency range received without retuning a selection means for the reception frequencies would be required in the transmitter power line.

Gemäß der Erfindung besteht die elektrische Weiche aus einem für die Empfangsfrequenz durchlässigen Schwingtopf, der in dem Raum zwischen Topfkreis-Außenleiter und Topfkreis-Innenleiter einen die galvanische Verbindung zwischen dem Innenleiter des Antennenanschlusses und dem Innenleiter des Senderanschlusses des Schwingtopfes herstellenden Leiter aufweist, der einerseits als Koppelelement bzw. als Bestandteil des Koppelelements dient, das dem Schwingtopf die von der Antenne gelieferte Empfangsenergie zuführt und der anderseits den innerhalb des Schwingtopfes verlaufenden Abschnitt der die Antenne mit dem Sender verbindenden Energieleitung bildet, deren den Senderanschluß des Topfkreises mit dem Sender verbindendes Teilstück eine solche Länge aufweist, daß dieses Teilstück die Reaktanz, die der Sender unmittelbar an seinem Ausgang für die Empfangsfrequenz darbietet, auf einen gegenüber dem Wellenwiderstand der die Antenne mit dem Sender verbindenden Energieleitung kleinen oder großen Wert am Ort des Senderanschlusses des Schwingtopfes transformiert, je nachdem, ob durch den Sechspol die beiden Weichenzweige in Serienschaltung oder in Parallelschaltung miteinander verbunden sind.According to the invention, the electrical switch consists of one that is permeable to the reception frequency Vibrating pot, which is in the space between the cup circle outer conductor and the cup circle inner conductor one is the galvanic connection between the inner conductor of the antenna connector and the inner conductor of the transmitter connection of the vibrating pot producing conductor, which on the one hand as Coupling element or as part of the coupling element is used, which the vibrating bowl of the Antenna supplied received energy and on the other hand the inside of the vibrating bowl running section of the power line connecting the antenna to the transmitter the section connecting the transmitter connection of the pot circle with the transmitter is of such a length, that this part of the reactance, which the transmitter directly at its output for the Receiving frequency presents, at one compared to the wave resistance of the antenna with the Transmitter connecting power line small or large value at the location of the transmitter connection of the The vibrating pot is transformed, depending on whether the two switch branches are connected in series through the six-pole connection or connected in parallel with each other.

Die dem auf die Empfangsfrequenz abgestimmten Topfkreis von der Antenne zugeführte Empfangsenergie wird aus diesem ausgekoppelt und zweckmäßig über einen oder mehrere zusätzliche Topfkreise dem Empfänger zugeleitet. Diese Auskopplung der Empfangsenergie aus dem Topfkreis auf die zum Empfänger führende Energieleitung erfolgt durch ein an diese angeschlossenes Leitungsstück, das von einem Teil des Schwingtopf-Außenleiters und einem stab-, rohr- oder bandförmigen Leiter gebildet wird.The received energy supplied by the antenna to the pot circle matched to the receiving frequency is decoupled from this and appropriately fed to the receiver via one or more additional pot circles. This decoupling the received energy from the pot circle to the power line leading to the receiver takes place through a piece of line connected to this, which is carried by part of the vibrating bowl outer conductor and a rod, tube or ribbon-shaped conductor is formed.

Der den Innenleiter des Antennenanschlusses mit dem Innenleiter des Senderanschlusses des Schwingtopfes verbindende Leiter ist so ausgebildet, daß er auf Grund seiner Form, seiner Ouerschnittsgröße und seines Abstandes von der Innenfläche des Schwingtopf-Außenleiters einen Wellenwiderstand aufweist, der mit dem Wellenwiderstand der beidseitig an ihn angrenzenden Teile der die Antenne mit dem Sender verbindenden Energieleitung praktisch übereinstimmt. Für die Empfangsfrequenz bildet sich auf der die Antenne mit dem Sender verbindenden Energieleitung eine stehende Welle aus. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Länge des den Senderanschluß des Topfkreises mit dem Sender verbindenden Teil-Stücks der Energieleitung zwischen der Antenne und dem Sender so bemessen, daß sich bei Veränderung der Empfangsfrequenz innerhalb eines größeren Frequenzbereiches eine Veränderung der Länge jenes Teilstücks erübrigt und ferner bei einer solchen Veränderung der Empfangsfrequenz im Falle der Serienschaltung der Weichenzweige keine Spannungsknoten und im Falle der Parallelschaltung der Weichenzweige keine Stromknoten auf diesem Teilstück auftreten. Außerdem erhält der den Innenleiter des Antennenanschlusses mit dem Innenleiter des Senderanschlusses des Schwingtopfes verbindende Leiter eine solche Länge, daß sich bei jeder Abstimmfrequenz des Empfängers auf diesen Leiter bei Serienschaltung der Weichenzweige ein Spannungsknoten und bei Parallelschaltung der Weichenzweige ein Stromknoten befindet. Durch diese Maßnahmen ist es möglich, ohne besondere Selektionsmittel für die Frequenzen des Empfangsfrequenzbereiches in der von der Antenne zum Sender führenden Energieleitung auszukommen, und damit besteht in besonders einfacher und vorteilhafter Weise die Möglichkeit, über einen größeren Frequenzbereich zu empfangen, ohne daß eine automatische Nachstimmung irgendeines Selektionsmittels für die Empfangsfrequenz in der Senderenergieleitung notwendig ist. In einem bevorzugten Falle liegt bei der kürzesten Empfangswellenlänge des Empfangsfrequenzbereiches der Spannungsknoten der Empfangswelle an der Eintrittsstelle des mit dem Sender verbundenen Teilstücks der Energieleitung zwischen der Antenne und dem Sender in den Schwingtopf. Mit wachsender Empfangswellenlänge verlagert sich dieser Spannungsknoten auf dem innerhalb des Schwingtopfes gelegenen Teilstücks der Energieleitung in Richtung der Antenne.The inner conductor of the antenna connection with the inner conductor of the transmitter connection of the vibrating bowl connecting conductor is designed so that it due to its shape, its Ouerschnitts size and its distance from the inner surface of the vibrating bowl outer conductor a wave resistance has, which with the wave resistance of the parts of the antenna that adjoin it on both sides practically coincides with the power line connecting the transmitter. For the reception frequency A standing wave forms on the power line connecting the antenna to the transmitter the end. In a preferred embodiment of the invention, the length of the transmitter port of the pot circle with the transmitter connecting part of the power line between the antenna and the transmitter dimensioned so that when the receiving frequency changes within a Larger frequency range a change in the length of that section is unnecessary and furthermore with such a change in the reception frequency in the case of the series connection of the switch branches no voltage nodes and, in the case of parallel connection of the switch branches, no current nodes occur on this section. In addition, the receives the inner conductor of the antenna connection the conductor connecting the inner conductor of the transmitter connection of the vibrating bowl is of such a length that at every tuning frequency of the receiver on this conductor with series connection of the switch branches a voltage node and, if the switch branches are connected in parallel, a current node is located. These measures make it possible, without special selection means for the frequencies of the Receiving frequency range in the power line leading from the antenna to the transmitter, and thus there is a particularly simple and advantageous way of using a to receive a larger frequency range without an automatic retuning of any Selection means for the reception frequency in the transmitter power line is necessary. In a preferred The case is at the shortest reception wavelength of the reception frequency range Voltage node of the received wave at the entry point of the section connected to the transmitter the power line between the antenna and the transmitter in the vibrating bowl. With growing Receiving wavelength shifts this voltage node on the inside of the vibrating bowl located part of the power line in the direction of the antenna.

Zweckmäßig liegt für jede Frequenz des gesamten Empfangsfrequenzbereiches der Spannungsknoten auf diesem im Schwingtopf gelegenen Teilstück, .115 um für alle Frequenzen eine gute Ankopplung der Empfangsenergie an den Topfkreis zu erreichen. Wandert der Spannungsknoten nach der Antenne zu aus dem Schwingtopf heraus, so wird der Ankopplungsgrad und damit die Empfangsenergie herabgesetzt. Bei der Parallelschaltung der Weichenzweige tritt an Stelle des erwähnten Spannungsknotens ein Stromknoten, für den das Vorstehende entsprechend gilt.The voltage node is expediently located for each frequency of the entire receiving frequency range on this section located in the vibrating bowl, .115 to ensure a good coupling of the To achieve received energy to the pot circle. If the voltage node moves to the antenna to out of the vibrating bowl, then the degree of coupling and thus the received energy degraded. When the switch branches are connected in parallel, the aforementioned voltage node is used a power node for which the above applies accordingly.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in der Abb. 1 ein Ausführungsbeispiel der elektrischenTo further explain the invention is in Fig. 1 an embodiment of the electrical

Weiche, bei der die beiden Weichenzweige in Reihe geschaltet sind, dargestellt.Turnout, in which the two turnout branches are connected in series, is shown.

Der mit einem koaxialen Innenleiter versehene Schwingtopf / besteht aus dem Topfkreisaußenleiter ι und dem Topfkreis-Innenleiter 3. Letzterer bildet an einer Unterbrechungsstelle mit Hilfe der flanschförmigen Ansätze 5, 6 eine einstellbare Kapazität.The vibrating bowl / with a coaxial inner conductor consists of the bowl circle outer conductor ι and the cup circle inner conductor 3. The latter forms at an interruption point with the help of flange-shaped lugs 5, 6 an adjustable capacity.

Der Schwingtopf ist durch die Endplatten 2, 2' ίο galvanisch abgeschlossen. Die durch den Topfkreis gehende und den Sender Λ' mit der Antenne A verbindende Energieleitung setzt sich aus dem den Sender mit dem Topfkreis verbindenden Teilstück 15, 16, einem die galvanische Verbindung zwischen dem Innenleiter des Senderanschlusses und dem Innenleiter des Antennenanschlusses des Schwingtopfes / herstellenden Leiter 19 und der zur Antenne A führenden konzentrischen, an den Topfkreis angeschlossenen Energieleitung zusammen. Die zum Empfänger führende und ebenfalls an den Topfkreis angeschlossene Energieleitung 11, 12 wird an den Topfkreis durch eine Koppelleitung 19', ι gekoppelt. Der Kopplungsleiter 19' ist galvanisch mit der Wandung 1 des Schwingtopfes und im speziellen Beispiel mit dessen Endplatte 2 verbunden, so daß er mit dem benachbarten Teil der Schwingtopfwandung 1 eine induktive Kopplungsleitung bildet. The vibrating bowl is galvanically closed off by the end plates 2, 2 'ίο. The power line going through the pot circle and connecting the transmitter Λ 'to the antenna A consists of the section 15, 16 connecting the transmitter to the pot circle, a conductor that establishes the galvanic connection between the inner conductor of the transmitter connection and the inner conductor of the antenna connection of the vibrating pot / producing conductor 19 and the concentric power line connected to the pot circle leading to antenna A. The power line 11, 12 leading to the receiver and also connected to the pot circle is coupled to the pot circle by a coupling line 19 ', ι. The coupling conductor 19 'is galvanically connected to the wall 1 of the vibrating pot and, in the specific example, to its end plate 2, so that it forms an inductive coupling line with the adjacent part of the vibrating pot wall 1.

Der die galvanische Verbindung des Innenleiters des Antennenanschlusses mit dem des Senderanschlusses des Topfkreises herstellende Leiter 19, der auch als Koppelelement dient, welches dem Schwingtopf die von der Antenne gelieferte Empfangsenergie zuführt, ist so ausgebildet, daß er auf Grund seiner Form, seiner Ouerschnittsgröße und seines Abstandes von der Innenfläche des Schwingtopf-Außenleiters ι einen Wellenwiderstand aufweist, der mit dem Wellenwiderstand der beiderseitig angrenzenden Teile der die Antenne A mit dem Sender .S¹ verbindenden Energieleitung praktisch übereinstimmt.The conductor 19, which establishes the galvanic connection of the inner conductor of the antenna connection with that of the transmitter connection of the pot circle, which also serves as a coupling element which supplies the vibrating pot with the received energy supplied by the antenna, is designed in such a way that it, due to its shape, its cross-section size and its Distance from the inner surface of the vibrating bowl outer conductor ι has a wave impedance which practically coincides with the wave impedance of the mutually adjoining parts of the power line connecting the antenna A to the transmitter .S ^1.

Das Teilstück 15, 16 dieser Energieleitung führt zu dem Sender mit einem auf die Sendefrequenz abgestimmten Schwingkreis. Der Sender ist z. B. ein Röhrengenerator in Eigenerregung, beispielsweise in Rückkopplungsschaltung. Da in diesem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 Serienschaltung der Weichenzweige vorliegt, ist die Länge /_s des Teilstücks 15, 16 der Sender-Antenne-Energieleitung so gewählt, daß durch dieses Teilstück die Reaktanz, die der Sender unmittelbar an seinem Ausgang für die Empfangsfrequenz darbietet, auf einen gegenüber dem Wellenwiderstand der die Antenne A mit . dem Sender S verbindenden Energieleitung kleinen Wert am Ort des Senderanschlusses des Schwingtopfes transformiert wird. Die Abb. 2 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die beiden Weichenzweige parallel geschaltet sind. Hierbei erfolgt die Kopplung des Topfkreises mit dem duixh diesen führenden und die Verbindung des Innenleiters des Antennenanschlusses herstellenden Leiter 20 durch das elektrische Feld des Kreises, während in der Anordnung nach Abb. 1 das magnetische Feld des Kreises die Kopplung des Topfkreises mit dem Leiter 19 herstellt.The section 15, 16 of this power line leads to the transmitter with an oscillating circuit tuned to the transmission frequency. The transmitter is z. B. a tube generator in self-excitation, for example in a feedback circuit. Since the switch branches are connected in series in this exemplary embodiment according to Fig. 1, the length / _{s of} the section 15, 16 of the transmitter-antenna power line is chosen so that this section enables the reactance that the transmitter offers directly at its output for the reception frequency , on one opposite the wave resistance of the antenna A with. the energy line connecting the transmitter S is transformed into a small value at the location of the transmitter connection of the vibrating bowl. Fig. 2 illustrates a further embodiment of the invention, in which the two switch branches are connected in parallel. Here, the coupling of the cup circle with the duixh leading to it and the connection of the inner conductor of the antenna connection producing the conductor 20 takes place through the electric field of the circle, while in the arrangement according to Fig. 1 the magnetic field of the circle creates the coupling of the cup circle with the conductor 19 .

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Electrical switch, which establishes the connection of a transmitter and a receiver, which are tuned to differing frequencies, with a common antenna by means of a six-pole oscillating pot with a coaxial inner conductor, which is effective in the resonance circuit that behaves as a bandpass switch in one branch of the switch , to which the second switch branch, which does not contain any selection means, is connected, causing a mismatch that serves the mutual decoupling of the two switch branches, characterized by a vibrating bowl (/) which is permeable to the reception frequency and which is located in the space between the cup circle outer conductor (1) and the cup circle Inner conductor (3) has a conductor (19, 20) which establishes the galvanic connection between the inner conductor of the antenna connection and the inner conductor of the transmitter connection of the vibrating bowl (/) and which serves as a coupling element or as a component of the coupling element that vibrates opf (/) supplies the received energy supplied by the antenna (A) , and which on the other hand forms the section of the energy line connecting the antenna (A) with the transmitter (S) that runs inside the vibrating bowl (/) and the other side of which forms the power line connecting the antenna (A) with the transmitter (S) The section (15, 16 ) connecting the transmitter (S) has a length (IJ ) such that this section reduces the reactance that the transmitter offers directly at its output for the reception frequency to the wave impedance of the antenna (A) with the transmitter (S) connecting power line small or large value at the location of the transmitter connection of the vibrating bowl (/), depending on whether the two switch branches are connected in series or in parallel by the six-pole connection.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the power line (11, 12) leading to the receiver (E) is coupled to the vibrating bowl (/) which is tuned to the receiving frequency by a line piece which is connected by part of the vibrating bowl outer conductor ( 1) and a rod-shaped, tubular or band-shaped conductor (19 ') is formed.

3. Switch according to claim 1 or 2, characterized in that the inner conductor of the Antenna connection with the inner conductor of the transmitter connection of the vibrating bowl (/) Head (19) due to its shape, its cross-section size and its distance has a wave resistance from the inner surface of the vibrating bowl outer conductor (1), the one with the wave resistance of both sides

practically coincides with the parts of the power line connecting the antenna (A) with the transmitter (S) that adjoin it.

4. Switch according to Claim 1 or one of the following, characterized in that the length (/ _s ) of the section (15, 16) of the power line between the antenna (A) connecting the transmitter connection of the pot circle (I) with the transmitter (S) and the transmitter (S) is chosen so that when the reception frequency changes within a larger frequency range, there is no need to change the length (l _s ) of that section (15, 16) and furthermore with such a change in the reception frequency in the case of the series connection of the switch branches no voltage nodes and, in the case of parallel connection of the switch branches, no current nodes occur on this section (15, 16), and that the conductor (19, 20) connecting the inner conductor of the antenna connection to the inner conductor of the transmitter connection of the vibrating bowl (I) is of such a length, that with each tuning frequency of the receiver (E) on this conductor with series connection of the switch branches there is a voltage node and with parallel connection d he switch branches a power node is located.

5. Switch according to claim 1 or one of the following, characterized in that one or more additional cup circles matched to the receiver frequency are included in the switch branch associated with the receiver (B).

Considered publications:

German Patent No. 624757;

Swedish Patent No. 112 833;

British Patent No. 494,835;

U.S. Patent Nos. 1,933,668, 2,128,400;

Book: MicrowaveDuplexers, 1st edition, 2nd print, 1948, Mac Graw Hill Book Comp., New York, Toronto, London, p. 270;

Rogan's book: Microwave Transmission Circuits, Vol. 9, pp. 709, 687;

The Bell System Technical Journal, 1947, Vol. 26, pp. 693-817.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings