DEP0022723DA - Einrichtung zur Überführung von sich entlang einer Fortpflanzungsbahn fortpflanzender Wellenenergie in eine andere Fortpflanzungsbahn. - Google Patents

Description

D-1176,

Ό'\ <] OO P' P <Τ;

Hazeltine Corporation * Washington D ,,C₁, (Vereinigte Staaten

von Nord-Amerika.)

Einrichtung zur Ueberführung von sich entlang einer Fortpflanzungsbahn fortpflanzender Wellenenergie in eine andero Fortpflanzungsbahn,

Man verwendet Wellenleiter, insbesondere in Form von Rohrleitern _f in grossem Masse zum Leiten der Fortpflanzung von Schwingungsenergie entlang einer vorgeschriebenen Bahn, welche zwei voneinander entfernte Punkte, z.,B, einen Sender und die dazugehörige Sendeantenne,oder einen Empfänger und die dazugehörige Empfangsantenne, miteinander verbindet. Unter dem Ausdruck "Wellenleiter" soll hierbei ganz allgemein jedes System länglicher Flächen verstanden werden, welche zur seitlichen Begrenzung elektrischer Wellen dienen und dazu fähig sind_? die Richtung der Fortpflanzung solcher Wellen zu bestimmen» Wellenleiter können daher aus einem Paar von parallelen Drähten oder Freileitungen, aus einer einen Innenleiter und einen Aussenleiter umfassenden konzentrischen Leitung, oder auch aus einem einzigen hohlen Leiter bestehen·.

Im allgemeinen ist es erwünscht_? dass die Schwingungsenergie sich um oder im Wellenleiter nur in einer Richtung fortpflanzt, denn bei einem Energiefluss in beiden Richtungen ergeben sich stehende Spannungs- und Stromwellen,, welche meist ein Zeichen dafür sind_? dass der Wellenleiter einen verminderten Wirkungsgrad hat und seine Betriebsverhältnisse unstabil sind.

Allerdings gibt es gewisse Anwendungen von Wellenleitern, bei welchen zwecks Erreichung besonderer Wirkungen vorsätzlich

stehende Wellen erzeugt werden. Ein typisches Beispiel einer solchen Anwendung ist die Hochfrequenzwiderstandsmessung, bei welcher ein Widerstand unbekannter Grosse an das eine Ende eines Wellenleiters mit bekannten Wellenwiderstand angekoppelt wird und die kleinsten und grössten Werte der sich im Wellenleiter ergebenden stehenden Wellen gemessen werden, um als Mass der Grosse und des Phasenwinkels des unbekannten Widerstandes verwertet zu werden.

In beiden vorgenannten Fällen ist es daher erwünscht, Mittel zur Anzeige des Vorhandenseins stehender Wellen im Wellenleiter zur Verfügung zu haben, sei es, um unerwünschte Betriebsverhältnisse aufzuzeigen, sei es, um durch Messung der Grosse der stehenden Welle die Widerstandsmessung durchzuführen. Ueberdies ist es auch oft erwünscht, die von einer Energiequelle einer Belastung 'zugeführte Energiemenge einfach und leicht messen zu können, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob nun im Wellenleiter stehende Wellen vorhanden sind, oder nicht.

Die Messung der grössten und kleinsten Amplitudenwerte einer

stehenden Welle, die man gewöhnlich als Messung des Amplitudeneiner Verhältnisses der stehenden Welle bezeichnet, sowie der/Belastung zügeführtai Energiemenge, wurde bisher mittels des geschlitzten Wellenleiters durchgeführt. Dieser besteht aus einem Wellenleiter, dessen Länge vorzugsweise mehr als eine halbe Wellenlänge beträgt und in dessen Aussenleiter ein Längsschlitz vorgesehen ist, durch welchen ein Stift zur kapazitiven Energie entnahme,oder eine Schleife zur induktiven Energieentnahme,in das elektromagnetische Feld innerhalb des Wellenleiters hineinragt-. Dieser Stift oder diese Schleife ist entlang des Schlitzes des Wellenleiters beweglich und die sich während dieser Bewegung am Stift ergebenden

grössten und kleinsten Spannungen bezw, die sich in der Schleife ergebenden stärksten und schwächsten Ströme sind ein Mass für das Amplitudenverhältnis der etwa vorhandenen stehenden Welle» Bei geeigneter Eichung kann man mit Hilfe der erwähnten Anordnung auch die einer Belastung zugeführte Energiemenge messen, Diese Anordnung ist jedoch, obzwar sie eine weit verbreitete Anwendung gefunden hat, in ihrem Aufbau und in ihrer Handhabung nicht so einfach, wie dies erwünscht wäre; überdies hat sie auch andere wohlbekannte Nachteile, auf die hier nicht näher eingegangen werden braucht.

In gewissen Fällen der Anwendung von Wellenleitern ist es erwünscht, die in einer Richtung durch den Wellenleiter fliessende Energiemenge für sich messen zu können, also unabhängig von der etwa in der entgegengesetzten Richtung fliessenden Energie» Eine bekannte Anordnung zur Durchführung einer solchen Messung besteht aus einer zwischen einen Widerstand und einen Anzeigekreis eingeschalteten Drahtschleife, welche in das elektromagnetische Feld eines von zwei gleichachsig-öji-. Leitern gebildeten Wellenleiters eintaucht und daher sowohl magnetisch als auch elektrisch mit dom Innenlcitcr gekoppelt ist. Bei geeigneter Bemessung des Widerstandes, sowie der magnetischen und elektrischen Kopplung zwischen der Schleife und dem Innenleiter_f addieren sich die durch die elektrische und magnetische Kopplung aus dem Energiefluss in der einen Richtung entnommenen Energiemengen,, während die sich aus dem Energiefluss in der entgegengesetzten Richtung entnommenen Energiemengen gegenseitig aufheben, Di^se Anordnung hat jedoch den schwerwiegenden Nachteil, dass dip» mittels der Schleife entnommene Energiemenge mit zunehmender Wellenlänge

sehr rasch abnimmt,, sodass also die Anordnung stark frequensabhängig ist, Dies hat seine Ursache darin, dass die Schleife viel kürzer als eine halbe Wellenlänge ist, sodass die Kopplung infolge der Tatsache_? dass die Koeffizienten der magnetischen und elektrischen Kopplung "wischen-der Schleife und dem Wellenleiter viel kleiner als eins sind, auch im günstigsten Fall sehr schwach ist» Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass zur Herbeiführung des richtigen Wertes der gegenseitigen induktiven Kopplung zwischen der Schleife und dem Innenleiter eine bestimmte Winkelstellung der Schleife mit Bezug auf die

;.chse des Wellenleiters erforderlich ist und dass die richtige Einstellung der ganzen Anordnung auch ansonsten grosse Schwierigkeiten macht, zumal sie nicht im voraus bestimmt werden kann, sondern durch Probieren gefunden werden muss,

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Einrichtung zur Ueberführung von sich entlang einer Fortpflanzungsbahn mit ebener Wellenstirn fortpflanzender Wellenenergie in eine zweite Fortpflanzungsbahn, bei welcher die zweite Bahn aus einem mit der ersten Bahn nur entlang eines zur ersten Bahn parallelen , begrenzten Teiles ihrer Länge elektrisch und magnetisch gekoppelten Wellenleiter besteht _} in welchem sich die Wellenenergie mit derselben Geschwindigkeit fortpflanzen kann, wie entlang der genannten ersten Bahn, wobei dieser Wellenleiter von zumindest zwei Leitern mit zueinander parallellen Leiterteilen gebildet wird, deren gegenseitigen Abstand nur einen Bruchteil ihrer Länge und der. '/ellenlänga der zu überführenden Wellenenergie beträgt und der Wellenleiter zumindest an seinem einen Ende durch einen Widerstand abgeschlossen ist, der verhindert, dass aus dem Energiefluscwelcher in dem zum Wellenleiter parallelen Teil der

erstgenannten Fortpflanzungsbahn in Richtung von dem genannten einen Ende des Wellenleiters nach seinem anderen Ende zu fortschreitet, Wellenenergie zum genannten anderen Ende des Wellenleiters überführt wird,

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, in welchen die Fig. 1, 2, 4, 5 und 7-10 verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgeinässen Uebertragungseinrichtungen vorstellen, Fig. 3 eine unter Verwendung der erfindungsgemässen Übertragungseinrichtung aufgebaute Messanordnung zeigt _t Fig_o 3a eine andere Ausführungsform eines Teiles dieser Messanordnung veranschaulicht und Fig. 6 ein die Uebertragungscharakteristik der Einrichtung gemäss den Fig« 5 und 7 darstellendes Diagramm ist.

Die Einrichtung gemäss Fig. 1 enthält zunächst einen aus dem Innenleiter 11 und dem diesen gleichachsig umgebenden Aussenleiter 10 bestehenden ersten Wellenleiter zur Uebertragung von Trägerseichen mit einer ebenen Wellenstirn. Unter Wellenstirn ist hierbei eine Ebene zu verstehen, welche parallel zu den aufeinander senkrecht stehenden elektrostatischen und magnetischen Kraftlinien der Welle ist« Eine ebene Wellenstirn ist eine solche_f in welcher die elektrischen und die magnetischen Kraftlinien sich nur in zwei Dimensionen ändern, während die Änderung in der dritten Dimension ausschliesslich eine Änderung der Zeit ist _} sodass die Zeichenenergie sich in einer gewissen Richtung ohne merkliche Änderung der Amplitude fortpflanzt. Eine ebene Wellenstirn liegt also nur dann vor, wenn die Zeichenenergie sich weder nach aussen ausbreitet, noch nach innen konzentriert. Unter gleichachsiger Leitung soll hierbei jede Leitung verstanden werden,, welche ein ab.-.: einem Aussenleiter und einem Innenleiter

bestehendes Gebilde darstellt, also jede abgeschirmte Leitung, deren Rückleiter den Innenleiter umgibt, Der Aussenleiter braucht dabei den Innenleiter nicht vollständig zu umschliessen, sondern kann beispielsweise die Form eines dreiseitigen, im Querschnitt rechtwinkligen Troges haben, dessen vierte Seite offen ist, da auch ein solcher Aussenleiter eine für viele Zwecke ausreichende Abschirmung des Innenleiters bewirkt, Dieser obengenannte erste Wellenleiter wird im folgenden Hauptleitung genannt, um ihn von dem in der Einrichtung weiterhin verwendeten zweiten Wellenleiter, den wir im folgenden Nebenleitv^g nennen werden,, zu unterscheiden,,

Die Nebenleitung, welche ebenfalls einen aus zwei gleichachsigen Leitern gebildeten Wellenleiter darstellt, sitzt auf der einen Seite der Hauptleitung und ist zumindest auf einen Teil ihrer Länge parallel zur Hauptleitung, Sie enthalt einen Innenleiter 12, welcher von den Seitenwänden eines auf den Aussenleiter 10 der Hauptleitung aufgesetzten und mit diesem in leitender Verbindung stehenden, rechtwinkligen, leitenden Gehäuses gleich v^eit entfernt ist. Die Vorderseite des Gehäuses 13 ist auch durch eine leitende Wand abgeschlossen, die aber in der Zeichnung weggelassen ist, um das Innere des Gehäuses zu zeigen, Obzwar die Zeichnung dies im Interesse der Klarheit d^r Darstellung nicht erkennen lässt, ist es doch erwünscht, dass die Länge der Hauptleitung und der Nebenleitung erheblich grosser sei, als ihr Durchmesser und ihr gegenseitiger .Ach senabstand*

Die übertragungseinrichtung enthält weiterhin Mittel sur Verschiebung der Ncbenleitung quer zur Achse der Hauptleitung, um mittels der dadurch bewirkten Änderung der Kopplung zwischen den beiden Leitungen den Grad der Energieübertragung zwischen den beiden Leitungen zu regeln. Diese Mittel umfassen ein,e

bewegliche Membran 14 aus leitendem Material, welche mit Öffnungen 15 und 16 für den Leiter 12 versehen ist«, Die Membran 14 ist an einer aus leitendem Material oder aus Isoliermaterial hergestellten Stange 17 befestigt, welche in der an der oberen Wandung des Gehäuses 13 vorgesehenen Hülse 18 verschiebbar gelagert ist. Am Umfang der Membran 14 sind federnde Kontaktfinger

19 angebracht, welche mit den Wandungen des Gehäuses 13 in leitender Berührung stehen.

Die beiden Leitungen 10, 11 und 12, 13 sind nur entlang eines Stückes ihrer zueiander parallelen Teile miteinander magnetisch und elektrisch gekoppelt. Diese Kopplung ist durch einen in der gemeinsamen Wandung der Aussenleiter der beiden Leitungen vorgesehenen länglichen Schlitz 20 ermöglicht, dessen Länge und Breite das Mass der Kop'plung bestimmt. Die von der Länge des Schlitzes abhängige Kopplung ist dann am stärksten, wenn die Länge des .Schlitzes gleich einem Viertel oder einem ungeraden Vielfachen eines Viertels einer ausgewählten Wellenlänge der durch die Hauptleitung übertragenen Zeichen ist. Diese Bemessung der Länge des Schlitzes bewirkt nicht nur die stärkste Kopplung zwischen den beiden Leitungen, sondern gibt überdies auch die Gewähr dafür, dass das Mass der Energieübertragung von der Hauptleitung zur Nebenleitung innerhalb eines die ausgewählte Wellenlänge enthaltenden gewissen Wellenbereiches fast, gleichbleibend ist, Ein weiterer Vorteil der erwähnten Bemessung der Schlitzlänge besteht darin, dass dabei geradzahlige Harmonische der in der Hauptleitung übertragenen Welle nicht in die Nebenleitung überführt werden, was für viele Anwendungszwecke von Bedeutung ist.

Die Nebenleitung 12, 13 endet an ihren beiden Enden in Widerständen 21 und 22, welche zwischen das Ende des Innenleiters

12 und die Membran 14 geschaltet sind. Der Widerstand an dem einen Ende der F?benleitung ist so bemessen dass unter der Einwirkung einer in der Hauptleitung wandernden reinen Wanderwelle,

genannten deren Richtung der Richtung von dem / einen Ende der Nebenleitung nach ihrem anderen. Ende zu entspricht, sich an diesem Ende der Nebenleitung keine Wellenenergie ergibt. Diese Widerstände werden weiter unten noch eingehender betrachtet werden,

Durch die entlang des Schlitzes 20 hervorgerufene elektrische und magnetische Kopplung der Hauptleitung und der Nebenleitung wird der Wellenwiderstand dieser Leitungen im Bereich des Schlitzes etwas geändert, Aus diesem Grunde haben die Leiter 11_? 12 an dieser Stelle einen etwas vergrösserten Durchmesser_f damit der Wellenwiderstand für einen gegebenen gegenseitigen Abstand dieser Leiter entlang der gesamten Länge der beiden Leitungen

der

gleich sei und die Abweichungen/für andere gegenseitige Leiterabstände geltenden Wellenwiderstände vom gewünschten Wert auf ein möglichst kleines Mass herabgesetzt werden. Diese Vergrösserung des Durchmessers ist in der Zeichnung der Klarheit halber übertrieben dargestellt j in Wirklichkeit ist ihr Ausmass im Hinblick auf die verhältnismässig schwache Kopplung zwischen den beiden Leitungen sehr klein»

Die Fig. 1 zeigt die Einrichtung nur ganz schematisch„ daher sind die den Innenleiter 11 im Aussenleiter 10 abstützenden und die den Aussenleiter 12 an der Membran 14 befestigenden Isoliermittel nicht dargestellt.

Die Wirkungsweise der Einrichtung soll anhand der Fig. 2 erläutert werden, welche ein Ersatzschaltbild der Anordnung gemäss Fig, 1 darstellt. In diesem ist der Wellenwiderstand der Uebertragungsleitung 10, 11 mit R und derjenige der Nebenleitung

mit R' bezeichnet, An das eine Ende der Hauptleitung 10, 11 ist eine Trägerzeichenquelle S angeschlossen, und die Hauptleitung endet in der üblichen Weise in einem Widerstand R , dessen Grosse gleich derjenigen des Wellenwiderstandes der Hauptleitung ist.

Es kann theoretisch und experimentell nachgewiesen werden, dass der Koeffizient k_T der gegenseitigen Induktivität bezw, der magnetischen Kopplung zwischen den Leitungen 10, 11 und 12, 13 gleich dem Koeffizienten k_n ihrer kapazitiven bezw* elektrisehen Kopplung ist, da das Längsmass des Schlitzes 20 und der Leitungen viel grosser als ihr Quermass ist. Diese beiden Kopplungen stehen jedoch in solchem Phasenverhältnis zueinander,, dass die durch eine sich in der Hauptleitung 10, 11 von der Zeichenquelle S zum Widerstand R fortpflanzende reine V/anderwelle in der Nebenleitung 12, 1.3 hervorgerufenen Ströme am Widerstand 21 gleiche Phase, am Widerstand 22 jedoch entgegengesetzte Phase haben. Wenn der Wert des Widerstandes 21 in der weiter unten angegebenen Weise richtig gewählt ist, wird ai diesem Widerstand die Wellenenergie nicht zurückgeworfen_r sodass sich also unter der Einwirkung einer in der Hauptleitung in Richtung von der Zeichenquelle S zum Widerstand R fortschreitenden reinen Wanderwelle eine Wellenenergie nur am Widerstand 21 ergibt, nicht aber am Widerstand 22„, Hieraus geht hervor _r dass die Ueberführung der Wellenenergie in die Nebenleitung gerichtet vor sich geht, d.h, in Abhängigkeit von der Richtung des Energieflusses in der Hauptleitung. Demnach ergibt sich also infolge eines von dem Widerstand R nach der Zeichenquelle S zu gerichteten Energieflusses, beispielsweise infolge einer vom Widerstand R reflektierten Welle j Energie nur am Widerstand 22, nicht aber am Widerstand 21,. falls auch der Widerstand 22 richtig bemessen ist.

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Die an den Widerständen 21 und 22 gemessenen Spannungen oder Ströme sind also ein Mass für die in der Hauptleitung in beiden Richtungen fliessenden Wellenenergien ..Die Einrichtung stellt also eine gerichtete Kopplungsanordnung dar.

Der Wert des Widerstandes 21 oder 22 ist gleich demjenigen des Wellenwiderstandes R' der Nebenleitung. Wie vorhin erwähnt, ändert die elektrische und magnetische Kopplung zwischen den beiden Leitungen den Wellenwiderstand dieser Leitungen im Bereich des Schlitzes 20, Es ist erwünscht, dass der Wellenwiderstand R-, dieses Teiles der Nebenleitung dem Wellenwiderstand R' des übrigen Teiles der Nebenleitung entsprechend angepasst sei, damit in der Nebenleitung an den Enden des Schlitzes 20 keine Wellenreflektion eintritt , Zwecks Herbeiführung dieser Anpassung wird die Nebenleitung so bemessen, dass ihr Wellenwiderstand R-, folgenden Wert hat,

R'
R₁ = - (1)

Vi - k²

wobei

k der für einen gewissen gegenseitigen Abstand zwischen den Leitern 11 und 12 gegebene Koeffizient der induktiven oder kapazitiven Kopplung zwischen den beiden Leitungen ist.

Dieser Koeffizient hat folgenden Wert:

v' oc V se
L und C bedeutet hierin den bei einem gegebenen gegenseitigen

SC SC

Abstand der Leiter 11 und 12 gemessenen induktiven und kapazitiven Widerstand der Nebenleitung , der in der V/eise ermittelt wird, dass man die Nebenleitung an ihrem einen Ende und die Hauptleitung

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an beiden Enden des Schlitzes 20 kurzschliesst und die Messung am anderen Ende der Nebenleitung durchführt, L _n und C „ bedeutet den in derselben Weise gemessenen induktiven und kapazitiven Widerstand der Nebenleitung in dem Falle,, dans die Hauptleitung offen ist.

Es sei hier bemerkt, dass die Nebenleitung keine Energiereflektion in der Hauptleitung verursacht, wenn sie durch die Widerstände 21, 22 in richtiger Weise abgeschlossen ist und im übrigen der Gleichung (1) entspricht, Da diese Gleichung den Kopplungskoeffizienten _k enthält _} welcher seinerseits vom gegenseitigen Abstand der Leiter 11 und 12 abhängt _} fällt die Reflek™ tion am Schlitz nur bei einem bestimmten gegenseitigen Abstand dieser Leiter ganz fort, aber sie hat auch bei anderen gegenseitigen Leiterabständen das geringstmögliche Mass,

Es ist demnach erwünscht, dass der entlang des Schlitzes gegebenen Wellenwiderstand R- der Hauptleitung derart sei. dass sein veränderter Wert sich dem Wellenwiderstand R des übrigen Teiles dieser Leitung anpasst, damit am Ende des Schlitzes 20 keine Wellenreflektion eintritt. Dies wird durch eine derartige Ausbildung der Hauptleitung erreicht, dass ihr Wellenwiderstand Ro den durch die folgende Gleichung bestimmten Wert hat:

^ R

\/l - I^

Bei einer Uebartragungseirrrichtung gemäss Fig_e 1 wird der Kopplungskoeffisient k gewöhnlich sehr klein gewählt, sodass der Wert des Wellenwiderstandes R-, der Nebenleitung im Bereich des Schlitzes 20, angenähert gleich ihrem sonstigen Wellenwiderstand R'' wird. Aus demselben Grunde ist auch der'Wellenwiderstand R^

⁰ ■ sonstigen

der Hauptleitung im Bereich des Schlitzes 20 gleich ihrem/Weilen-

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widerstand R . Falls in einem Sonderfall ein grosser Kopplungskoeffizient k erwünscht ist, können entsprechende _t durch die Gleichungen (1) und (3) bestimmte Werte der Wellenwiderstände R-, und R~ der Hauptleitung und der Nebenleitung durch geeignete Wahl der Abmessungen der Innen- und Aussenleiter beider Leitungen entlang des Schlitzes 20 erreicht werden*

Die Übertragungseinrichtung gemäss Fig, 1 ist so ausgebildet, dass die Grosse des Kopplungskoeffizienten k durch Änderung des gegenseitigen Abstandes zwischen der Hauptleitung und der Nebenleitung mittels der Stange 17 geändert werden kann. Eine Vergrösserung dieses Abstandes vermindert den Kopplungskoeffizienten und verringert infolgedessen die von der Hauptleitung in die Nebenleitung überführte Wellenenergie» Da die Nebenleitung sich immer zwischen den zueinander parallelen , ebenen Seitenwände des Gehäuses 13 bewegt, ändert sich die Kopplung exponentiell mit der Änderung des gegenseitigen Abstandes der beiden Leitungen. Gegebenenfalls kann auf der Stange 17 eine geeignete" Teilung vorgesehen werden, welche die Dämpfung in Dezibel oder in anderen Einheiten angibt,

Die von der Hauptleitung übertragene Energie wird natürlich um die zur Nebenleitung übertragene Energie vermindert. Das Verhältnis dor sich am Ausgangsende der Hauptleitung ergebenden Energiemenge zu der an ihrem Eingangsende zugeführten Energiemenge ist ein Mass für den Wirkungsgrad der Energieübertragung durch die Hauptleitung und auch ein Mass für die in die Nebenleitung überführte Energiemenge, Die Art und Weise der Änderung des Wirkungsgrades der Uebertragung in Abhängigkeit von der in Bogenwinkeln β der übertragenen Welle ausgedrückt^rn Länge des Schlitzes 20 ergibt sich aus folgender Gleichung:

— _LO ""

Aus dieser Gleichung geht hervor, dass der Wirkungsgrad der Uebertragung dann am kleinsten und infolgedessen die Energiezufuhr zur Nebenleitung dann am grossten ist, wenn die Länge des Schlitzes 20 gleich einer ungeraden Anzahl von <^riertelwel—

lenlänsen ist, während das Umgekehrte bei einer einer geraden von Viertelwellenlängen

Anzahl/gleichen Schlitzlänge eintritt, Diese Eigenschaft der Uebertragungseinrichtung ist insbesondere in Verbindung mit einigen weiter unten zu beschreibenden Ausführungsformen der Erfindung vorteilhaft, welche so beschaffen sind, dass mit ihrer Hilfe leicht ein verhältnismässig grosser Wert von k erreicht werden kann.

Fig, 3 zeigt eine eine besondere Ausführungsform der Erfindung verkörpernde Mess'än Ordnung _β J¹TTe den Teilen gemäss Fig. 1 entsprechenden Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen, wie dort, Die Hauptleitung 10, 11 dient zur Verbindung einer Zeichenquelle 2 5 mit einem Zeichenverwerter 26. Die Zeichenquelle 2 5 kann beispielsweise ein Sender und das Gerät 26 eine Sendeantenne sein₀ An jedem Ende der Nebenleitung 12 ^ 13' sind zwei auf dem Innenleiter 12'" verschiebbar gelagerte Ringe 2? und 2$ -aus leitendem Material vorgesehen„ Diese Ringe_? welche den Aussenleiter 13" nicht berühren, haben eine solche Länge, dass man mit ihrer Hilfe eine Widerstandsanpassung herbeiführen kann. An eine Anzapfung des einen Ac::r hlv;5;sv/i:lerstandes 21 der Nebenleitung ist ein Gleichrichter 29 angeschlossen, dessen Ausgangskreis einen Strommesser 30_; einen veränderlichen Widerstand 31 und die eine Spule 32 eines Kreuzspulen-Elektrodynamometers 33 mit Nullstellung in der Mittellage enthält. Ebenso ist mit einer

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Anzapfung des anderen Abschlusswiderstandes 22 in der Nebenleitung ein Gleichrichter 34 verbunden, an welchen sich ebenfalls ein Strommesser 35, ein veränderlicher Widerstand 36 und die andere Spule 37 des genannten Elektrodynamoraeters 33 anschliesst„ Im Aussenleiter 10 der Hauptleitung ist ein länglicher Schlitz vorgesehen, dessen Länge mindestens einer halben Wellenlänge gleich ist. Durch diesen Schlitz ragt in die Hauptleitung der Auskoppelstift 38 eines Gerätes 39 zum Anzeigen stehender Wellen, Dieses Gerät ist üblicher Art und enthält einen Gleichrichter zur Erzeugung einer von der in der Nähe des Stiftes 38 in der Hauptleitung herrschenden Spannung abhängigen Gleichspannung,

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sowie ein Messinstrument/ zur Anzeige der Höhe dieser Gleichspannung,

Um die Messinstrumente 30, 33 und 35 eichen zu können, sind verschiedene Voreinstellungen durchzuführen» Die Messinstrumente 30 und 35 werden in Einheiten der in der Hauptleitung vorwärts und rückwärts fliessenden Wellenenergie geeicht, während die Eichung des Messinstrumentes 33 in Einheiten des Verhältnisses zwischen dem grössten und kleinsten Wert der durch stehende Wellen verursachten Spannungen oder Ströme in der Hauptleitung erfolgt. Zuerst muss das Gerät 26 d-rart ausgebildet oder eingestellt werden, dass sich in der Hauptleitung 10, 11 eine von der Zeichenquelle 25 zum Gerät 26 fortschreitende reine Wanderwelle ergibt„ Diese Bedingung ist erfüllt, wenn das die stehende Welle anzeigende Gerät 39 erkennen lässt, dass die Zeichenspannung entlang der Hauptleitung überall gleich ist. Für diesen Fall ergibt sich aus der obigen Beschreibung der Arbeitsweise der Einrichtung gemäss Fig₈ 1, dass die in der Nebenleitung 12', 13'

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hervorgerufene ganze Zeichenenergie sich am Abschlusswiderstand 21 ansammelt und am Abschlusswiderstand 22 keine Energie vorhanden ist, wenn am Widerstand 21 keine Energiereflektion eintritt. Infolgedessen besteht die zweite Bedingung in der Anpassung des Abschlusswiderstandes 21 an den Wellenwiderstand R' der Nebenleitung in der Weise, dass die Messgeräte 33 und 35 keine Zeichenenergie am Abschlusswiderstand 22 anzeigen» Diese Anüassung kann durch eine geeignete Einstellung der Ringe 27 erreicht werden.

Sobald dies geschehen ist, v-^Ti rd die Nebenleitung 12", 13' im Verhältnis zur Hauptleitung 10**, II¹* umgedreht, sodass die in der Hauptleitung fortschreitende reine Wanderwelle nur am Abschlusswiderstand 22 Zeichenenergie hervorruft. Dieser Widerstand wird nun nüttels der Ringe 2Ö ebenfalls so angepasst, dass die Messgeräte 30 und 33 keine Zeichenenergie am Abschlusswiderstand 21 anzeigen»

Hiernach wird die Nebenleitung im Verhältnis zur Hauptleitung wieder umgekehrt und die Hauptleitung wird vor dem Gerät 26 kurzgeschlossen. Dieser Kurzschluss verursacht eine Totalreflektion der von der Zeichenquelle 2;' zum Kurzschlusspunkt fortschreitenden Zeichenenergie„ sodass nunmehr in der Hauptleitung in beiden Richtungen gleiche Energiemengen fliessen,, Jetzt werden die veränderlichen Widerstände 31 und 36 so eingestellt, dass der Zeiger des Messgerätes 33 seine in der Mitte der Skala gelegene, mit dem Unendlichkeitszeichen bezeichnete Nullstellung einnimmt,

Schliesslich wird der Kurzschluss der Hauptleitung wieder aufgehoben und das Messgerät 30 wird nun in Einheiten der zum Gerät 26 fliessenden Zeichenenergie geeicht, wobei die Energiemessung an der Zeichenquelle 25 in üblicher Weise durchgeführt

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wird. Diese Eichung erfolgt bei der Betriebsfreauenz der die Zeichenquelle 25 und das Gerät 26 umfassenden Anordnung, oder aber, falls diese Anordnung innerhalb eines gewissen Frequenzbereiches arbeiten soll, bei der Mittelfrequenz dieses Frequenzbereiches ο Nunmehr wird die Nebenleitung 12' 13" umgekehrt und

35
das Messgerät/wird in derselben Weise in Einheiten der sum Gerät 26 fliessenden Energie geeicht. Nach abermaliger Umkehrung der Nebenleitung in ihre ursprüngliche Lage ist die Messanordnung betriebsbereit *

Die Wirkungsweise der Messanordnung dürfte auf Grund der obigen Darlegung ihrer vorbereitenden Einstellungen ohne weiteres klar sein» Die Mittelstellung des Zeigers des Messgerätes 33 deutet an, dass in der Hauptleitung in beiden Richtungen gleiche Energiemengen fliessen_? wobei sich das grösste Amplitudenverhältnis der stehenden Welle ergibt. Der Ausschlag des Zeigers in seine äusserste linke ^teilung zeigt an, dass in der Hauptleitung nur eine von der Zeichenquelle 25 zum Gerät 26 fortschreitende reine Wanderwelle vorhanden ist, während der Ausschlag des Zeigers in seine äusserste rechte Stellung ein Zeichen für das Vorhandensein einer vom Gerät 26 nach der Zeichenqüelle 25 gerichteten reinen Wanderwelle wäre» Der letztere Fall kann jedoch bei der dargestellten Anordnung nicht vorkommen« Die Grosse der von der Zeichenquelle 25 zum Gerät 26 fliessenden Zeichenenergie wird vom Messgerät 30 und diejenige der in der entgegengesetzten Richtung fließenden Zeichenenergie wird vom Messgerät 35 angezeigt

Die Fig. 3a stellt eine andere Ausführungsform eines Teiles der Messanordnung gemäss Fig, 3 dar, bei welcher der Elektro-

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dynamometer 33 durch einen Strommesser 43 ersetzt ist, dessen eine Stromspule 44 4n den Ausgangskreis des Gleichrichters 29 und dessen ander® Stromspule 45 an den Ausgangskreis des Gleichrichters 34 angeschlossen ist, wobei die magnetischen Felder dieser beiden Spulen einander* entgegengesetzt gerichtet sind. Der Strommesser 43 hat seine Nullstellung ebenfalls in der Mittellage des Zeigers und der Ausschlag des Zeigers in der einen Richtung zeigt einen Energiefluss von der Zeichenquelle 25 zum Gerät 26 an, während der Ausschlag des Zeigers in der anderen Richtung einen reinen Energiefluss in der entgegengesetzten Richtung anzeigen würde. In diesem Fall müssen die Gleichrichter 29 und entweder solche sein, deren gleichgerichteter Ausgangsstrom dem Quadrat der zugeführten Wechselspannung proportional ist, oder sie müssen aus Wärmegeräten bestehen, deren Ausgangsstrom der zugeführten Energie proportional ist.

Fig, 4 zeigt eine andere Aus führung s form der Einrichtung gemäss Fig, 1. Diese enthält eine aus gleichachsigen Leitern 48,-49 bestehende Hauptübertragungsleitung und eine mit dieser gleich-"chsige Nebenleitung^ welche aus einem Aussenleiter 5o und dem Aussenleiter 49 <Ae:r Hauptleitung besteht, der gleichzeitig als Innenleiter der Nebenleitung dient» Die Nebenleitung ist an ihren Enden durch leitende Ringe 51 und 52 abgeschlossen. Der gemeinsame Leiter 49 ist mit einem Schlitz 53 versehen, der gemäss den in Verbindung mit der Einrichtung nach Fig. 1 erläuterten Grundsätzen derart bemessen ist_t dass er zwischen der Hauptleitung und der Nebenleitung eine magnetische und elektrische Kopplung von erwünschtem Ausmass herbeiführt, Mit der Nebenleitung ist an von den Abschlussringen 51 und 52 um je eine Viertelwellen'-

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länge entfernten Punkt/dieser Leitung je eine gl?ichachsige Anschlussleitung 54 und 55 verbunden, welche in je einem zum Abschliessen der Nebenleitung dienenden Widerstand 56 und 57 enden, Die zwischen den Anschlussleitungen und de. ihnen benachbarter kurzgeschlossenen Ende der Nebenleitung befindlichen Teile dieser Leitung wirken als Viertelwellenläng-^n-Widorstandstransformatoren, welche an ihrem von der Anschlussleitung entfernten Ende kurzgeschlossen sind und daher an de" Verbindungspunkte¹?, der Nebenleitung mit den Anschlussleitungen einen grossen Widerstand für die Zeichenenergie darstellen. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist im übrigen gleich derjenigen der Einrichtung nach Fig. 1 und braucht daher nicht näher erläutert zu werden,

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführurigsforrn, bei welcher der Avis seilleiter 61 der aus den gleichachsigen Leitern 6® und öl bestehenden Uebertragungsleitung einen Abschnitt 63 vergrösserten Durchmessers aufweist, Die Nebenleitung ist ebenfalls eine gleichachsige Leitung und besteht zum Teil aus dem an seinen beiden Enden offenen, mit dem Innenleiter 60 der Hauptleitung gleichachsigen, innerhalb des Teiles 63'des Ausnonleiters 61 liegenden Hohlleiter 62, Den anderen Leiter der Nebenleitung kann entweder der Innenleiter 60 oder der Aussenleiter 63 bilden, der dann für beide Leitungen gemeinsam ist. In diesem Fall ist aus den weiter unten zu erläuternden Zweckmässigkeitsgründcn der Leiter 63 als der zweite Leiter der Nebenleitung gewählt worden. Die die Nebenleitung bildenden Leiter sind so bemessen, dass der kombinierte Widerstand der beiden Leitungen gleich dem V/^llerrwiderstand der Hauptleitung 60, 6l wird und sich zwischen den beiden Leitungen das gewünschte Mass elektrischer und magnetisch.sr Kopplung ergibt. Falls der Wellenwiderstand des ausserb^;'ii"o --Ier Nebenleitung

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62, 63 liegenden Teiles 6O_S 6.1 der Hauptleitung R'"" ist, nimmt der Wellenwiderstand der Hauptleitung einen über die ganze Länge dieser Leitung hinweg konstanten Wert an, wenn der Durchmesser des erweiterten Teiles 63 dieses Aussenleiters sich zu den Durchmessern der Leiter 60 und 62 wie folgt verhält:

^Ro* ⁼V^R2 ^(R1 ^{+ R}2^{) (5}}

In dieser Gleichung ist

R2 der Wellenwiderstand des von den Leitern 60 und 62 gebildeten Leitungsstückes, während

R-, der Wellenwiderstand der Nebenleitung 62 _f 63 ist.

An dem einen Ende der Nebenleitung 62, 63 sind zwischen den beiden Leitern dieser Leitung Widerstände 64 vorgesehen, welche die Nebenleitung so abschliessen, dass eine in der Hauptleitung in Richtung von diesem Ende der Nebenleitung nach ihrem anderen Ende zu fortschreitende reine Wanderwelle an dem anderen Sn "ie der Nebenleitung keine Zeichenenergie hervorruft» Der zu diesem Zwecke erforderliche Wert der Widerstände 61+ ergibt sich zu:

Dieser Widerstandswert kann auch wie folgt ausgedrückt werden:

Hierin bedeutet

Jk den Koeffizienten der elektrischen und magnetischen Kopplung zwischen der Hauptleitung und der Nebenleitung, dessen Grosse sich wie folgt bestimmt:

k - / ± (7a)

\/^Rl ^{+ R}2
In der Praxis ist es im allgemeinen vorteilhaft_? das andere

Ende der Nebenleitung durch ebensolche Widerstände 66 abzuschliessen_? welche denselben Wert haben, wie die Widerstände 64. Der

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Widerstandsabschluss der Nebenleitung an ihrem einen Ende sichert die Gleichmässxgkeit des Wellenwiderstandes entlang der

Hauptleitung nur für in einer Richtung fortschreitende Wellender
um diese Vorteile auch für die in/anderer. Richtung fortschreitendenWellen zu erreichen, muss der Widerstandsabschluss an beiden Enden der Nebenleitung vorgesehen werden. Wenn die Uebertragungseinrichtung in ähnlicher V/eise benutzt werden soll, wie im Falle der Fig„ 3, können mit den Widerständen 64 und 66 Anschlussleiter 65 und 67 verbunden werden. Die Nebenleitung ist mit der Hauptleitung entlang des Leiters 62 elektrisch und magnetisch gekoppelt, Zwecks Erzielung der stärksten Kopplung soll die Länge dieses Leiters gleich einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen der durch die Hauptleitung übertragenen Zeichen aein, Ben Wirkungsgrad der Uebertragungseinrichtung gibt die Gleichung (4) an, wenn in dieser die Grosse β die Länge des Leiters 62 :..·.. ,Bogenmass der übertragenen Welle bedeutet,

Wie bereits erwähnt, kann die Nebenleitung anstatt aus den Leitern 62 und 63 auch aus den Leitern 60 und 62 bestehen^ wobei die Widerstände 66 und 64 zwischen diesen beiden Leitern goschnltet werden. Um auch in diesem Fall Stromkreise an die Widerstände anschliessen zu können, muss allerdings der Leiter 60 hohl sein,

und 67
da dann die Anschlussleiter 65/durch das Innere des Leiters 60 geführt werden müssen. Auch für diese Ausführungsform gölten die Gleichungen (5) bis (7a), wenn die Grossen R-, und Rg miteinander vertauscht werden,

Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Fig. 5 ist gleich derjenigen der Einrichtung gemäss Fig, I₃ mit dem Unterschied, dass bei der Einrichtung gemäss Fig, 5 viel grössere Werte ".es Kopplungskoeffizienten k erreicht werden können. Infolgedessen

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kann sich der Wirkungsgrad der Uebertragung in Abhängigkeit von der Wellenlänge der übertragenen Zeichen in viel grösserem Masse ändern, sodass die Einrichtung so ausgebildet werden kann,, dass sie eine frequenzabhängige Uebertragungscharakteristik bezw. Dämpfungscharakteristik hat. Dies ist in Fig. 6 dargestellt, welche de:ⁿ. Uebertragungswirkungsgrad als Funktion der für eine gewisse Wellenlänge der übertragenen Zeichen gegebenen Länge der Nebenleitung zeigt. Wie ersichtlich, ergibt sich für Wellenlängen, welche in der Nähe derjenigen Wellenlänge liegen, bei welcher die Länge der Nebenleitung eine ungerade Anzahl von Viertelwellenlängen beträgt, eine grosse Dämpfung, während die Dämpfung für diejenigen Wellenlängen, bei welchen die Länge der Nebenleitung angenähert gleich einer ganzen Zahl halber Wellenlängen ist, sehr klein ausfällt „ Infolge dieser ihrer Eigenschaft kann die Einrichtung als frequenzabhängiges Dämpfungsglied für Trägerzeichen verwendet werden,

Die in Fig. 7 dargestellte Uebertragungseinrichtung ist im ■..'esentlichen gleich derjenigen gemäss Fig, 5 und ihre den Teilen der Einrichtung gemäss Fig. 5 entsprechenden Teile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wie dort, Der innerhalb des Leiters 62 liegende Teil 6s des Innenleiters 60" hat dieselben Abmessungen _s wie der Innenleiter 60 der Einrichtung gemäss Fig. 5, "während die Abmessungen des übrigen Teiles des Innenleiters grosser sind und der Aussenleiter 61" einen über seine ganze Länge hinweg gleichbleibenden, dem Durchmesser des Leiterteiles 63 der Fig_B 5 gleichen Durchmesser aufweist. Die Leiterabmessungen sind so gewählt j dass sie die Gleichung (5) befriedigen, sodass der Wellenwiderstand über die ganze Länge der Haptleitung hinweg konstant ist _z Die Wirkungsweise und die Charakteristik dieser

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Ausführungsform ist dieselbe, wie diejenige der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform,

Die Fig. 8 und Sa stellen eine als Kolbendämpfungsglied ausgebildete Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung i-\ Seitenansicht und im Querschnitt dar, Die Haupt übertragungsleitung 69j 70 endet in einem leitenden Gehäuse 71 rechtwinkligen Querschnitts und ist durch einen Abschlusswiderstand 72 abgeschlossen, dessen Grosse gleich dem Wellenwiderstand der Hauptleitung ist» Im Gehäuse 71 ist eine in der Längsrichtung des Gehäuses bewegliche, leitende Platte 73 vorgesehen, welche mittels der Stange 74 verschoben werden kann und mit den Gehäusewänden in Berührung stehende Kontaktfinger 75 aufweist. Die Nebenleitung besteht aus den die Platte 73 durchsetzenden Leitern

der

und 77, wobei der Innenleiter 77 dieser Leitung, auf/dem Innenleiter 69 der Hauptleitung zugewendeten Seite der Platte 73 parallel zu diesem Innenleiter 69 verläuft. Die Nebenleitung ist durch einen Widerstand 7$ abgeschlossen, welcher einem der Widerstände 21 oder 22 der Einrichtung gemäss Fig, I entspricht. Die Höhe w des Gehäuses ist vorzugsweise erheblich grosser als seine Breite _t_? damit das Mass der magnetischen und elektrischen Kopplung . der Hauptleitung und der Nebenleitung hauptsächlich durch ihre grösseren Seitenwände bestimmt wird. Dieses Kopplungsmass ändert sich mit der Entfernung zwischen der Hauptleitung und der Nebenleitung, Die Innenleiter 69 und 76 der Hauptleitung und der Nebenleitung sollen in der Mittelebene des Gehäuses liegen, damit die unerwünschte magnetische Wellentype geringer Dämpfung _} für welche die Höhe w des Gehäuses massgebend ist, nicht erregt cder weitergeleitet wird, Die freistehenden Teile der Innenleiter beider Leitungen werden zweekmässig von

fir.choIi Metallb:;.ndcrn gebildet, damit sie bei Aufrechterhaltung des erforderlichen AbStandes zwischen ihnen fester miteinander gekoppelt werden können. Der Querschnitt des Gehäuses 71 wird so bemenscn_; dass der Wellenwiderstand der beiden Leitungen auf deren ganzen Länge, einschliesslich des innerhalb des Gehäuses liegenden Teiles, konstant sei,

Die AuDiührungsform gemäss Fig„ Ö entspricht in ihrem Aufbau der Einrichtung gemäss Fig. 1. mit der Ausnahme, dass die Innenleiter der beiden Uebertragungsleitungen einander auf ihrer ganzen Länge innerhalb des Gehäuses 71 frei gegenüberstehen.Zur Erreichung der besten Kopplung zwischen beiden Leitungen muss die Länge des freiliegenden Teiles des Innenleiters 76 der Nebenleitung gleich einer ungeraden ^Anzahl von Viertelwellenlängen sein« Die Wirkungsweise der Anordnung gemäss Fig. 6 entspricht derjenigen der in Fig, I dargestellten Einrichtung und braucht daher nicht wiederholt zu werden.

Fig, 9 /'Cigt eine v/eitere Ausführungsform der Erfindung, welche im wesentlichen derjenigen gemäss Fig. 7 gleicht, sich jedoch zur Anwendung in Verbindung mit offenen oder ausgeglichenen Uebertragungsleitungen eignet. Die aus den beiden parallelen Leitern Ö'O und el bestehende Hauptleitung stellt eine solche offene und ausgeglichene Leitung dar. Die Nebenleitung besteht aus an ihren Enden offenen Hohl^f/.ylindern $2_} 83, welche je eines der Leiter der Hauptleitung umgeben. Die Länge der Leiter 02,03 ist. ebenso wie im Falle der Einrichtung gemäss den Fig. 5 und 7; gleich einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen. Die Achse jeden der Leiber $2 und S3 liegt parallel zur Achse des von diec>'- Lp it em umgebenen Leiters 00 bezw. Öl, ist aber in Bezug auf diene Achse so weit seitlich verschoben., dass die

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einander zugekehrten Seiten der Leiter 82 und 83 in der Mitte zwischen dem von ihnen umgebenen Leiter und der neutralen Mittelebene zwischen den Leitern SO und Sl liefen. Die Leiter 82 und S3 liegen demnach in denjenigen Equipotentialflächen einander gleich grosser Potentiale entgegengesetzter Vorzeichen, welche sich um die Leiter 00 und Öl ausbilden würden, wenn die Leiter 82 und S3 nicht vorhanden wären.

Um einen entlang der Hauptleitung 8Ü_? Öl konstanten Wellenwiderstand zu erreichen _} ist der Durchmesser der innerhalb der Leiter 82 und 83 liegenden Teile 34 und 85 der Leiter 80 und Öl vermindert. Dieser verminderte Durchmesser ist im Verhältnis zum Durchmesser der Leiter 82, 83 und zum Wellenwiderstand der Nebenleitung so bemessen, dass er die folgende Gleichung befriedigt;

In dieser ist

P/" der Wellenwiderstand der Hauptleitung 30, Öl an einem ausserhalb der Leiter 82, S3 gelegenen Punkt dieser Leitung,

Rp das Doppelte des Wellenwiderstandes zwischen dem Leiterteil' S4 und dem Leiter S2 bezw, zwischen dem Leiterteil 85 und dem Leiter 83., während

R-, der Wellenwiderstand der Nebenleitung 82, 83 ist. Die Nebenleitung ist an ihren beiden Enden durch je einen Widerstand 86 abgeschlossen, dessen Grosse sich aus folgender Gleichung bestimmt:

^R86 - ^R\k~T^

y^Ri ^{+ R}2

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Falls es erwünscht ist, die einem dieser Widerstände oder beiden zugefiihrte Zeichenenergie messen zu können, kann mit dem betreffenden Widerstand ein in seinen Mittelpunkt eingefügter Strommesser 37 in Reihe geschaltet werden. Die Wirkungsweise der Einrichtung gleicht im wesentlichen derjenigen der Einrichtung gemäss Fig. 5 und 7.

Die Einrichtung gemäss Fig, 10 unterscheidet sich von derjenigen gemäss Fig. 9 dadurch, dass die Nebenleitung aus zwei,, eine offene oder ausgeglichene Uebertragungsleitung bildenden parallelen Leitern S2", &3', besteht, welche in gleichen Abständen von je einem der Leiter 80, Öl der Hauptleitung liegen und durch Widerstände 86% abgeschlossen sind. Die für diese Anordnung gültigen Parameter ergeben sich aus den Gleichungen (1) - (4). Da die Leiter 32' und 83' auf ihrer ganzen Länge frei dem elektrischen und magnetischen Feld der Leiter $0, Sl der Hauptleitung ausgesetzt sind, ergibt sich dann die beste und gleichförmigste Kopplung zwischen der Hauptleitung und der Nebenleitung, wenn die Länge der Leiter der Nebenleitung gleich einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen ist, Die Wirkungsweise der Anordnung gleicht derjenigen der Anordnung gemäss Fig, I und 8,

Die Hauptleitung aller obenbeschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist dazu bestimmt, die zu übertragende Wellenenergie entlang einer vorgeschriebenen Bahn zu leiten und dafür zu sorgen, dass die Fortpflanzung der Energie entlang dieser Bahn mit ebener Wellenstirn vor sich geht, Das die Vorbedingung des Vorliegens der ebenen Wellenstirn darstellende zweidimensionale Feld wird bei der erfindungsgemassen Einrichtung dadurch erreicht, dass die Länge des Kopplungsschlitzes ein Mehrfaches

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seiner breite ausmacht. Im Fal3.e der Anordnung gemäss Fig„ 10 kann die Nebenleitung 82', $3' auch als ein gerichtetes Kopplungsglied zum Einkoppeln von sich im freien Raum fortpflansender Wellenenergie in die Hauptleitung verwendet werden. Dabei ergibt sich das grösste Mass der Energiezufuhr zur Nebenleitung dann, wenn die Achsender Leiter der Nebenleitung normal auf die Wellenstirn der sich im Raum fortpflanzenden Wellenenergie stehen. In diesem Fall wirkt die Nebenleitung als einseitig gerichtete Antenne und kann als solche verwendet werden. Dasselbe gilt auch für die beispielsweise in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten, aus gleichachsigen Leitern bestehenden Nebenleitungen, wenn ihr Aussenleiter mit einem Schlitz zur Herbeiführung einer gerichteten Kepplung zwischen der Nebenleitung und der sich im freien Raum fortpflansenden Wellenenergie versehen ist.

Aus der vorstehenden kurzen Darlegung der gerichteten Kopplung mit einer sich im freien Raum fortpflanzenden Welle ist ersichtlich, dass die Uebertragungseinrichtung gemäss der Erfindung entlang der Fortpflanzungsbahn der Welle mit ebener Wellenstirn angeordnet werden kann und einen Wellenleiter enthalt, in welchem sich die Welle entlang einer zweiten Bahn mit annähernd derselben Geschwindigkeit fortpflanzt, wie entlang der erstgenannten Bahn. Dieser Wellenleiter besteht aus zumindest zwei parallelen Leitern,deren gegenseitiger Abstand einen Bruchteil ihrer Länge und der Wellenlänge der au übertragenden Welle beträgt. Zwischen der genannten ersten und zweiten Bahn besteht eine sich nur über ein begrenztes Stück ihrer zueinander parallelen. Teile erstreckende magnetische und elektrische Kopplung^ welche entweder durch die Länge der den Feldern der übertragenen Welle ausgesetzten Leiterteile der Nebenleitung begrenzt ist, oder aber

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dadurch_? dass der Innenleiter der Nebenleitung durch einen Aussenleiter abgeschirmt ist, welcher einen länglichen Schlitz aufweist, durch den die magnetischen Felder der zu übertragenden Welle in das Innere der abgeschirmten Nebenleitung eindringen können. Die festeste Kopplung ergibt sich, wie bereits erwähnt, bei einer einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen gleichen Länge der zueinander parallelen Teile der beiden vorgenannten Bahnen. Die Richtwirkung der Kopplung ergibt sich aus der Verwendung eines Abschlusswiderstandes an zumindest einem Ende des vorgenannten Wellenleiters, wobei die Grosse dieses Widerstandes derart ist, dass sich unter der Einwirkung einer sich entlang der ersten Bahn in Richtung von dem erwähnten einen Ende zum anderen Ende des Wellenleiters fortpflanzenden reinen Wanderwelle keine Wellenenergie an diesem anderen Ende des Wellenleiters ergibt.

Die Energieübertragung von der Fortpflanzungsbahn der Welle in den Wellenleiter hängt von der Wellenlänge und der Länge der zueinander parallelen Teile dieser Bahnen ab, entlang welcher die elektrische und magnetische Kopplung zustande kommt, wenn auch der Kopplungskoeffizient von diesen Grossen unabhängig ist» Jedenfalls ändert sich die Energieübertragung in Abhängigkeit von der Wellenlänge in kleinerem Masse, wenn die Länge der Kopplung zwischen den beiden Fortpflanzungsbahnen gleich einer ungeraden Anzahl von Viert-jlwellenlängen ist.

Die Tatsache, dass in der vorstehenden Beschreibung zwecks Vereinfachung der Darstellung die eine Leitung Hauptleitung und die andere Leitung Nebenleitung genannt wurde, hat keine Bedeutung bezüglich der Bestimmung dieser Leitungen, da die zwischen den beiden Leitungen bestehende elektrische und magnetische

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Kopplung sowohl in der Richtung von der einen Leitung zur anderen als auch von der anderen zur einen wirksam ist, sodass es keinen Unterschied macht, welche der beiden Leitungen man als Hauptleitung und welche man als Nebenleitung benutzt.

Die erfindungsgemässe Uebertragungseinrichtung hat den Vorteil, dass mit ihrer Hilfe Wellenenergie aus dem freien Raum in einen Wellenleiter oder von einem Wellenleiter in einen anderen Wellenleiter in der Weise übertragen werden kann, dass die Richtung und Stärke des übertragenen Energieflusses von der Richtung und Stärke des ursprünglichen Energieflusses abhängt, Ein weiterer Vorteil der Einrichtung besteht darin_? dass sie die Möglichkeit gibt, jede der im freien Raum oder in einem Wellenleiter in zwei Richtungen fliessenden Energiemengen genau zu messen, Ferner kann mit Hilfe der Einrichtung ein in einer bestimmten Richtung fliessender Teil des Gesamtenergieflusses eines Wellenleiters aus diesem Wellenleiter ausgekoppelt werden. Schliesslich kann die erfindungsgemäss Einrichtung leicht co ausgebildet werden, dass ihre Uebertragungscharakteristik derjenigen eines Bandfilters entspricht, wobei die Wellen eines gewissen Frequenzbereiches entweder unterdrückt oder bevorzugt durchgelassen werden.

Claims (1)

1. - 29 Patentan s_p rüche:

   1, Einrichtung zur Ueberführung von sich entlang einer Fortpflanzungsbahn mit ebener Wellenstirn fortpflanzender Wellenenergie in eine zweite Fortpflanzungsbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bahn aus einem mit der ersten Bahn nur entlang eines zur ersten Bahn parallelen _t begrenzten Teiles ihrer Länge elektrisch und magnetisch gekoppelten Wellenleiter besteht, in welchem sich die Wellenenergie mit derselben Geschwindigkeit fortpflanzen kann, wie entlang der genannten ersten Bahn, wobei dieser Wellenleiter von zumindest zwei Leitern mit zueinander parallelen Leiterteilen gebildet wird, deren gegenseitiger Abstand nur einen Bruchteil ihrer Länge und der Wellenlänge der zu überführenden Wellenenergie beträgt und der Wellenleiter zumindest an seinem einen Ende durch einen solchen Widerstand abgeschlossen ist, der verhindert, dass aus dem Energiefluss, welcher in dem zum Wellenleiter parallelen Teil der erstgenannten Fortpflanzungsbahn in Richtung von dem genannten einen Ende des Leiters nach seinem anderen Ende zu

   anderen fortschreitet, Wellenenergie zum genannten/Ende des Wellenleiters

   überführt wird.

   2, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge desjenigen Teiles der beiden Fortpflanzungs« bahnen, an welchem sie miteinander gekoppelt sind, gleich einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen der entlang der erstgenannten Bahn übertragenen Welle ist,

   3, Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Koppelteilea gleich einer Viertelwellenlänge der entlang der erstgenannten Bahn übertragenen Welle ist.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch Mittel zur Veränderung des Grades der gegenseitigen Kopplung der beiden Fortpflanzungsbahnen,

   5» Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter an seinem einen Ende durch einen Abschlusswiderstand abgeschlossen ist, dessen Grosse gleich dem Wellenwiderstand des Wellenleiters ist.

   6, Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter an seinen beiden Enden durch Abschlusswiderstände abgeschlossen ist, die verhindern, dass aus dem Energiefluss„ welcher in dem zum Wellenleiter parallelen. Teil der erstgenannten Fortpflanzungsbahn in Richtung von dem einen Ende des Wellenleiters nach seinem anderen Ende zu fortschreitet, Wellenenergie zum genannten anderen Ende des Wellenleiters überführt wird,

   7. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter aus zwei gleichachsigen Leitern besteht,

   B, Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung zwischen den beiden Fortfplanzungsbahnen mittels einen länglichen Schlitzes im Aussenleiter des Wellenleiters bewirkt wird,

   9<■ Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch die erste Fortpflanzungsbahn von einem Wellenleiter gebildet ist.

   10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wellenleiter nebeneinander angeordnet sind.

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   11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wellenleiter aus zwei gleichachsigen Leitern besteht,

   12, Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet;, dass ein Teil des Aussenleiters der beiden Wellenleiter für beide Wellenleiter gemeinsam ist und einen länglichen Kopplungsschlitz enthält.

   13₀ Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wellenleiter miteinander gleichachsig sind und einer ihrer Leiter für beide Wellenleiter gemeinsam ist,

   14. Einrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen länglichen Kopplungsschlitz im gemeinsamen Leiter,

   15. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet _f dass einer der Leiter des einen Wellenleiters aus einem an seinen beiden Seiten offenen, hohlen Leiter besteht, der zwischen den den anderen Wellenleiter bildenden Leitern angeordnet ist, wobei die Abmessungen der Leiter der beiden Wellenleiter so gewählt sind, dass der Gesamtwiderstand der beiden Wellenleiter gleich dem an einem ausserhalb seines genannten hohlen Leiters liegenden Punkt des anderen Wellenleiters gemessenen Wellenwiderstand dieses Wellenleiters ist.

   16. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 od-r6 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusswiderstände zwischen das Ende des genannten hohlen Leiters und einen der anderen Leiter geschaltet sind,

   17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnot, dass die Länge des genannten hohlen Leiters gleich einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen der Welle ist, welche durch den von den anderen beiden Leitern gebildeten Wellenleiter übertragen wird.

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   1Ö. Einrichtung nach Anspruch 9_} gekennzeichnet durch einen aus zwei parallelen Leitern bestehenden Wellenleiter und einen zweiten Wellenleiter, welcher aus zwei, je einen der genannten parallelen Leiter umgebenden, zu ihnen parallelen hohlen Leitern besteht j welche so angeordnet sind, dass sich zu beiden Seiten der in der Mitte zwischen den beiden genannten parallelen Leitern liegenden Neutralebene gleiche Abstände zwischen dieser Ebene und dem hohlen Leiter einerseits und zwischen dem hohlen Leiter und dem von ihm umschlossenen parallelen Leiter andererseits ergeben, wobei die Abmessungen der hohlen Leiter und des von ihnen umschlossenen Teiles der parallelen Leiter derart sind, dass der Gesamtwiderstand der beiden Wellenleiter gleich dem an einem ausserhalb der genannten hohlen Leiter liegenden Punkt des von den parallelen Leitern gebildeten ^T.Vel» lenlciters gemessenen Wellenwiderstand dieses Wellenleiters ist.

   19* Einrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6 und IS, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusswiderstände zwischen die Enden der beiden genannten hohlen Leiter geschaltet sind.

   20, Einrichtung nach Anspruch lö oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der genannten hohlen Leiter gleich einer ungeraden Anzahl von Viertelwelltnlängen der Welle ist, welche durch den von den genannten parallelen Leitern geformten Wellenleiter übertragen wird.

   21. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen ersten Wellenleiter, welcher in einem leitenden Gehäuse endet und durch einen Widerstand abgeschlossen ist, dessen Grosse gleich dem Wellenwiderstand des ersten Wellenleiters ist, eine im genannten Gehäuse in der zur Achse des genannten Wellenleiters

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   senkrechten Richtung bewegliche leitende Platte_? sowie einen aus zur genannten Platte senkrecht verlaufenden zwei gleichachsigen Leitern bestehenden zweiten Wellenleiter, dessen Aussenleiter in der genannten Platte endet und dessen Innenleiter die genannte Platte durchsetzt, wobei der in dieser Weise freiliegende Endteil dieses Innenleiters zum Innenleiter des ersten Wellenleiters parallel liegt.