DEP0009682MA - - Google Patents

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DEP0009682MA
DEP0009682MA DEP0009682MA DE P0009682M A DEP0009682M A DE P0009682MA DE P0009682M A DEP0009682M A DE P0009682MA
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voltage divider
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coupling
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hollow tube
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 29. April 1953 Bekanntgeniacht am 29. März 1956Registration date: April 29, 1953 Announced on March 29, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

PATENTANMELDUNGPATENT APPLICATION

KLASSE 21a4 GRUPPE 74 P 9682VlUaI 21a" CLASS 21a 4 GROUP 74 P 9682VlUaI 21a "

Dr. Hans-Heinrich Meinke, Pöcking bei StarnbergDr. Hans-Heinrich Meinke, Pöcking near Starnberg

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Pintsch-Electro G.m.b.H., Konstanz (Bodensee)Pintsch-Electro G.m.b.H., Konstanz (Lake Constance)

HohlrohrspannungsteilerHollow tube voltage divider

Kapazitive Hohlrohrteiler baute man bisher in der Form der Abb. i. Die Eigenschaften derartiger Teiler sind in dem Buch: Meinke, »Felder und Wellen in Hohlleitern«, München, 1949, näher erläutert. Dort ist auch das Hauptgesetz abgeleitet, das für nicht zu kleine Plattenabstände χ ein Zuwachs Δ χ des Platfcenabstandes einen Dämpfungszuwachs von Capacitive hollow pipe dividers have so far been built in the form of Fig. I. The properties of such dividers are in the book: Meinke, "Fields and waves in waveguides", Munich, 1949, explained in more detail. There the main law is derived, which for not too small plate distances χ an increase Δ χ in the plate distance an increase of attenuation of

Ax
4,8 -—- Neper (D — Durchmesser des Hohlrohrs) ergibt. Auf logarithmischem Papier ist die Dämpfungskurve für größere χ eine Gerade (Abb. 2, Kurve I). Für kleinere χ gibt es Abweichungen von der Geraden wegen der Wirksamkeit sogenannter Hohlrohrfelder höherer Ordnung. Dies hat den Nachteil, daß man in diesem Bereich eine gesonderte Eichung durchführen muß, die im geradlinigen Teil nicht nötig ist. Für sehr kleine χ wird die Dämpfungskurve sehr steil, so daß keine genaue Einstellung mehr möglich und der Teiler dort nicht verwendbar ist.
Ax
4.8 - Neper (D - diameter of the hollow tube) results. On logarithmic paper, the damping curve for larger χ is a straight line (Fig. 2, curve I). For smaller χ there are deviations from the straight line due to the effectiveness of so-called hollow tube fields of a higher order. This has the disadvantage that a separate calibration has to be carried out in this area, which is not necessary in the straight part. For very small χ the attenuation curve becomes very steep, so that an exact setting is no longer possible and the divider cannot be used there.

509 699/365509 699/365

P 9682 VIIIal21 α4 P 9682 VIIIal21 α 4

Es entstand daher das Problem, kleine einstellbare Dämpfungen zu erzeugen. Dies löste man allgemein durch Konstruktion andersartiger Spannungsteiler, die ihrerseits wieder keine großen Dämpfungen' einzustellen gestatten. Es waren z. B. sogenannte ohmsche Teiler üblich. Die Eichung dieser Teiler ist stark frequenzabhängig, ihre Anpassung nicht gut. Die Erfindung erweitert den linearen Bereich des ursprünglichenThe problem arose of creating small adjustable attenuations. This was generally resolved by constructing different types of voltage dividers, which in turn are not large ones Allow attenuations' to be set. There were z. B. so-called ohmic divider common. the The calibration of these dividers is highly dependent on the frequency, and their adaptation is not good. The invention expanded the linear area of the original

ίο kapazitiven Teilers bis zu sehr kleinen Dämpfungen, ersetzt also auch den ohmschen Teiler. Die Kurve II der Abb. 2, die diesen Effekt zeigt, ist an einem Muster gemessen worden. ,ίο capacitive divider up to very small attenuations, thus also replaces the ohmic divider. Curve II of Fig. 2 showing this effect is measured on a sample. ,

Es ist zwar ein Spannungsteiler bekannt, der eine Topfelektrode mit . einer kolbenförmigen Gegenelektrode aufweist. Hierbei ergibt sich eine annähernd logarithmische Ausgangsspannung des Teilers, jedoch kann der Verlauf der Kurve nur durch Probieren ermittelt werden, und ein solcher · Teiler muß stets besonders geeicht werden. Detn-, gegenüber weist die Anordnung nach der Erfindung einen bis zum Anschlag berechenbaren Verlauf auf, was im wesentlichen durch die Anregung nur eines Feldtyps bewirkt wird.Although a voltage divider is known that has a pot electrode. a piston-shaped Has counter electrode. This results in an approximately logarithmic output voltage of the Divisor, but the course of the curve can only be determined by trial and error, and such a Divider must always be specially calibrated. Detn, opposite has the arrangement according to the invention a course that can be calculated up to the stop, which is essentially due to the excitation only one field type is effected.

Die Fehler der früheren Teiler entstehen ' dadurch, daß die zur Anregung benutzte Platte oder ähnlich geformte Gegenstände neben der gewollten aperiodischen £01-Welle auch E„„-Felder höherer Ordnung anregen, die zwar schnell absinken, aber bei starker Annäherung der Platten doch wirksam werden. Wenn man nun anregende Körper form en verwendet, die Äquipotentialflächen des £01-Feldes sind, so entsteht ein reines iiol-Feld. Als Gegenkörper verwendet man ebenfalls eine solche Äquipotentialfläche. Dann ist das E01-FeId auch bei kleinsten Abständen erhalten. Man erhält also einen Teiler nach Abb. 3. Die Schnittkurve der Flächen läßt sich verhältnismäßig einfach berechnen. Abb. 4 zeigt das Ersatzbild des Teilers. Die wichtige Kapazität C2 ist durch den variablen Abstand regelbar, die feste Kapazität C3 durch Formgebung des. Körpers auf einen geeigneten Wert zu bringen. Ein Beispiel für Formgebung des beweglichen Körpers mit größerem C3 gibtThe errors of the earlier divisors arise from the fact that the plate used for excitation or similarly shaped objects, in addition to the desired aperiodic £ 01 wave, also excite E "" fields of a higher order, which decrease rapidly, but are effective when the plates come closer together will. If one now uses stimulating body shapes that are equipotential surfaces of the £ 01 field, a pure ii ol field is created. Such an equipotential surface is also used as a counter body. Then the E 01 field is preserved even with the smallest distances. So you get a divider according to Fig. 3. The intersection curve of the surfaces can be calculated relatively easily. Fig. 4 shows the equivalent image of the divider. The important capacitance C 2 can be regulated by the variable distance, and the fixed capacitance C 3 can be brought to a suitable value by shaping the body. An example of the shape of the movable body with a larger C 3 is given

Abb. 3- .Fig. 3-.

Als induktiven Teiler verwendet man bisher vielfach die Form der Abb. 5 (Ersatzbild in Abb. 6), zwei Schleifen mit variablem Abstand. Diese ergeben die gleichen Mängel der Kurven wie in Abb. 2, Kurve I. Man kann sie vermeiden, wenn man den koppelnden Leitern die entsprechenden Formen gibt, die nur einen einzigen Feldtyp anregen. Mit Leitern, wie sie in Abb. 7 dargestellt sind, kann man z. B. in Rechteckrohren das H10-FeId anregen. Dabei bildet, wie aus dem Querschnitt (Abb. 7„) ersichtlich ist, die obere Fläche α der Leiter die Zuleitung. In Abb. 7 ist der Verlauf der Stromlinien durch Pfeile angedeutet. Der Verlauf der 'magnetischen Feldlinien von oben gesehen ist in Abb. Jb dargestellt. Formeln zur Berechnung derartiger Äquipotentialflächen sind in dem eingangs erwähnten Buch von Meinke angegeben. In einem Rohr von Kreisquerschnitt läßt sich durch Flächen, die denen der Abb. 7 ähnlich, aber etwas anders gewölbt sind, ein /Z11-FeId anregen. Diese Flächen lassen sich nur graphisch konstruieren.So far, the shape of Fig. 5 (equivalent image in Fig. 6), two loops with variable spacing, has often been used as an inductive divider. These result in the same defects in the curves as in Fig. 2, curve I. They can be avoided if the coupling conductors are given the appropriate shapes that only stimulate a single type of field. With ladders, as shown in Fig. 7, you can z. B. stimulate the H 10 field in rectangular tubes. As can be seen from the cross section (Fig. 7 "), the upper surface α of the conductor forms the supply line. In Fig. 7 the course of the streamlines is indicated by arrows. The course of the magnetic field lines seen from above is shown in Fig. J b . Formulas for calculating such equipotential surfaces are given in Meinke's book mentioned at the beginning. In a pipe with a circular cross-section, a / Z 11 field can be excited by surfaces that are similar to those in Fig. 7, but slightly differently curved. These surfaces can only be constructed graphically.

Bei sehr hohen Frequenzen muß der Ausgangswiderstand einen gewünschten ohmschen Widerstand Z besitzen, um über ein beliebig langes An^ schlußkabel messen zu können. Dies kann so durchgeführt werden, daß .die gezeichneten Oberflächen nicht aus Metall zu sein brauchen, sondern auch aus einer Widerstandsschicht W auf isolierendem Träger bestehen können, und zwar sowohl beim kapazitiven, wie beim induktiven Teiler. Diese Widerstandsschicht muß jedoch beim kapazitiven Teiler eine vollständige Verbindung zwischen Innenleiter ,und Außenleiter bilden (Abb. 8). Wenn man eine extrem lineare Teilung haben will, muß man hier die Wölbung der Flächen etwas kleiner machen als in Abb. 3, weil längs der Widerstandsschicht ein Spannungsabfall entsteht und die betreffenden Teile der Fläche jeweils den zu dieser niedrigen Spannung gehörenden Äquipotentiallinien entsprechen müssen. Durch zweckmäßige Verteilung des Oberflächenwiderstandes der Schicht kann ein praktisch reflexionsfreier Abschluß beider Teilerseiten erreicht werden.At very high frequencies, the output resistance must have a desired ohmic resistance Z in order to be able to measure over a connecting cable of any length. This can be done in such a way that the drawn surfaces do not need to be made of metal, but can also consist of a resistive layer W on an insulating support, both in the capacitive and in the inductive divider. In the case of the capacitive divider, however, this resistance layer must form a complete connection between the inner conductor and the outer conductor (Fig. 8). If you want an extremely linear division, you have to make the curvature of the surfaces a little smaller than in Fig. 3, because there is a voltage drop along the resistance layer and the relevant parts of the surface must correspond to the equipotential lines belonging to this low voltage. A practically reflection-free closure of both sides of the divider can be achieved by appropriate distribution of the surface resistance of the layer.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Einstellbarer kapazitiver oder induktiver Hohlrohrspannungsteiler für Hochfrequenz aus einem Rohr mit leitenden Wänden und mit einem einkoppelnden und einem auskoppelnden Gebilde, dadurch gekennzeichnet, daß das anregende Koppelorgan eine so gekrümmte Oberfläche aufweist, daß im Rohr nur ein einziger. Feldtyp angeregt wird und die ihm zugewandte Gegenfläche eine solche Gegenkrümmung erhält, daß beide Flächen genau ineinanderpassen. 1. Adjustable capacitive or inductive hollow tube voltage divider for high frequency a pipe with conductive walls and with one coupling-in and one coupling-out Structure, characterized in that the stimulating coupling organ has such a curved surface has that only a single one in the tube. Field type is stimulated and the one facing it Counter surface receives such a counter curvature that both surfaces fit exactly into one another. 2. Hohlrohrspannungsteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des anregenden Koppelorgans annähernd eine Äquipotentialfläche des anzuregenden Feldes darstellt. 2. Hollow tube voltage divider according to claim 1, characterized in that the surface of the exciting coupling organ represents approximately an equipotential surface of the field to be excited. 3. Hohlrohrspannungsteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Fläche des anregenden Koppelorgans annähernd dem Verlauf der magnetischen Feldlinien des anzuregenden Feldes entspricht.3. Hollow tube voltage divider according to claim 1 or 2, characterized in that the curvature the area of the exciting coupling organ corresponds approximately to the course of the magnetic field lines of the field to be excited. 4. Spannungsteiler nach Anspruch ι oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei sehr hohen Frequenzen ein ohmscher Widerstand mit dem Spannungsteiler derart zusammengebaut wird, daß der Auegangswiderstand einen gewünschten Wert besitzt.4. Voltage divider according to claim ι or the following, characterized in that at very high frequencies an ohmic resistor assembled with the voltage divider in this way becomes that the initial resistance has a desired value. 5. Spannungsteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Flächen aus einer Widerstandsschicht auf isolierendem Träger bestehen.5. Voltage divider according to claim 4, characterized in that the curved Surfaces consist of a resistive layer on an insulating carrier. 699/365699/365 P 9682 VIIIal21 α4 P 9682 VIIIal21 α 4 6. Spannungsteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht eine vollständige Verbindung zwischen Innen- und Außenleiter bildet (Abb. 8).6. Voltage divider according to claim 5, characterized in that the resistance layer is a forms a complete connection between the inner and outer conductors (Fig. 8). 7. Spannungsteiler nach Anspruch 4 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung der Flächen etwas kleiner gewählt wird, als es den theoretischen Werten entspricht. 7. Voltage divider according to claim 4 and following, characterized in that the The curvature of the surfaces is chosen to be somewhat smaller than what corresponds to the theoretical values. Angezogene Druckschriften:
Otto Simann, Prüffeldmeßtechnik, 1947, Funkschauverlag, S. 79.
Referred publications:
Otto Simann, Prüffeldmeßtechnik, 1947, Funkschauverlag, p. 79.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

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