Antenneneingangssehaltung im DezimeterweHengebiet Die Erfindung betrifft eine Antenneneingangs- schaltung im 1)--zimeterwellengebiet mit einem An- passungsübertragerkreis und einer Duodiode.
Antennencingangsschaltungen im Dezimeter- wellengebiet sind bekannt. Man war bisher bestrebt, im Dezimeterwellenbereich Eingangsschaltungen mit möglichst hoher Anpassungsgenauigkeit zu, erzielen. Es konnten auch eingangsseitig optimale Anpassungen erzielt werden, jedoch nur bei einer bestimmten Wefi enlänge und in stationären Geräten, insbesondere für kommerzielle Zwecke, z. B. im Post- und Fern meldewesen, für Fernsehsendungen, für Trägerfre- quenzanlagen, für Flugplatzanlagen und dergleichen.
Dabei war man gezwungen, entsprechende Misch- und Verstärkeranordnungen anzuwenden, um gegebenen falls auftretende Eingangsverluste auszugleichen.
Die Verwendung von Mehrgitterröhren zur Mi schung im Dezimeterwellengebiet ist nicht mehr mög lich. Der Grund hierfür liegt in den zu grossen Dämpfungen, hervorgerufen durch die Zuleitungs- induktivitäten und den Laufzeiteinfluss der Elektronen. Die Konversionsverstärkung wird zu klein, weil die Elektronenilaufzeit etwa in der Grösse der Perioden dauer liegt, woraus sich sehr geringe Empfindlich keitswerte, ergeben.
Beim Mischen mit Dioden<B>'</B> (Röhren oder Germaniumdioden), unter Berücksichtigung dlämp- fungsarmer und kurzer Zuleitungen, treten die be schriebenen Nachteille praktisch, nicht in Erscheinung. Etwaige Laufzeiteinflüsse können vernachlässigt wer den, weil die Elektrodenabstände bei Dioden wesent lich kleiner sind als bei Mehrgitterröhren. Diese Mischanordnungen erfordern einen hohen technischen und einen erheblichen Zeitaufwand bei Umstellung auf eine andere Wellenlänge, weil die bekannten Anordnungen nur für eine bestimmte Wellenlänge brauchbar sind.
Bei einer bekannten Mischanordnuno, ist im Span nungsbauch, eines Parallel-Drahtsysteins über entspre- chend--, Trennkapazitäten eine Duodiode, angeschlos sen, wobei die Antennenankopplung über eine Zwei- drahtleitung vorgenommen, wird.
Während, die Anten nenspannung das Lechersystem. im Gegentakt erregt, erregt die Oszilllatorspannung den Kreis im Gleich,- takt, so dass eine Entkopplung der Oszillatorfrequenz von der Antenne erreicht ist.
Von den Anoden der Duochode wird über entsprechend definierte Sieb- schahungen das zwischenfrequente Geniisch dem ersten Zwischen-frequenzkreis des Zwischenfrequenz- verstärkers zugeführt. Diese Mischanordhung ist übli cherweise bis zu einer Wellenlänge von etwa<B>30</B> cm anwendbar, bei Verwendung von MenaHlkeramik- dioden auch noch bis zu einer Wellenlänge von etwa 20 cm.
Bei überlagerungsempfängern, bei denen be kanntlich ein Oszillator zur Erzeugung einer der Empfangswelle zu überlagernden Wechselspannung dient, darf die Oszillaltorenergie nicht nach aussen strahlen. Dies wird bei Rundfunkempfängern z. B.
dadurch erreicht, dass <B>die,</B> Empfangs- und OszIR ator- frequenz an, verschiedene Gitter der Mischröhre gelegt worden, so dass eine weitgehende Entkopplung des Einpfangskreises und des Oszillatorkreises gewähr leistet ist.
In Sup,-#rhetem#pfängem für DezimeiterweE# en kann diese Trennung des Antennen- und Oszin, ator- kreises dadurch herbeigeführt worden, dass ein ab geschirmtes Parallelleitersystem als Gegentaktkreis an den Eingangskreis (Antennenkreis) angeschlossen ist, während das gleiche System als Gleichtaktkreis, also als erdung-symmetrisch schwingender Kreis, an den Oszillator gekoppelt wird.
Eine solche Mischkreis- anordnung muss im Hinblick auf die angestrebte Ent- kopplung besonders sorgfältig hergestellt werden; der Gegentaktkreis muss in jeder Beziehung ausgegli- chen sein. Die erforderliche Abstimmungsregelung ist dabei besonders in konstruktiver Hinsicht schwierig zu lösen.
Im unteren Dezimeterwellenbereich, in dem Hohlraumanordnung ,en handliche Abmessungen be- sitzen, kann die Trennung auch dadurch hergestellt werden, dass man die in einem Hohlraum vorhan.- denen, magnetischen und elektrischen Wellentypen getrennt von der Antennen- bzw. Oszillatorseite an regt und so eine Entkopplung beider Kreise erreicht.
Die bekannten Mischanordnungen sind meist für eine Fe#stfrequenz ausgelegt und weisen deshalb eine ganz Cr geringe Regelbarkeit auf, falls eine solche über- ha,upt vorgesehen ist.
Diese Mischanordnungen haben also Schmalbandcharakter. Wegen der Notwendigkeit der Entkopplung zwischen dem Antennenkreis und dem Oszillator ist die. Bangruppe als solche in der Praxis meist vollkommen abgeschirmt hergestellt.
Sofern eine derartige Eingangsschaltung auf eine andere Frequenz umgestellt werden soll, er-fordert dies, dass die Abschirmung entfernt und ein Eingriff in die Schaltung vorgenommen werden muss. Dieser Eingriff in die Schaltung und das anschliessende Wie- derh--rstell#en dar stationären Betriebsverhältnisse ver banden mit den zur Prüfung erforderlichen Mess- arbeiten, muss so lange wiederholt werden, bis der geforderte Messwert erreicht wird.
Bei einer solchen Änderung der Schaltung ändert sich auch der Abstand der Zweidrahtleitung sowie die Lage des Einspei- sungspunktes. Wenn die Anpassung einer Eingangs stufe, bei einer Wellenlänge von z. B. auf 2, <B><I>=</I> 65</B> cm abgestimmt etwa 801)/o beträgt, wird diese bei einer Wellenlänge von 2<B>= 60</B> cm nur noch einen Wert von etwa 3011/9 aufweisen. Der Aufbau der Schaltung müsste also wesentlich geändert werden, um wieder die Anpassungsgenauigkeit von<B>80 %</B> zu erreichen.
Fr-,quenzänd--rungen sind also bei den bekannten Misch,anordnungen mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. In den meisten Fällen sind zusätzliche Entwicklungsarbeiten durchzuführen, die bekanntlich äusserst zeitraubend sind und erhebliche Kosten verur sachen.
Der Erfindung liegt nun die Au.fgabe zugrunde, eine Eingangsschaltung zu schaffen, die eine optimale Anpassung bei gleichzeitiger Breitbandigkeit aufweist, bei der also diese Anpassungsgenauigkeit für jede Wellenlänge innerhalb eines bestimmten vorgegebenen Wellenbereiches, z. B. von 2, = <B>1</B> m bis<B>A = 35</B> cm, mit geringem technischem Aufwand und innerhalb kurzer Zeit wiederherstellbar ist, so dass also von Wellenlänge zu Wellenlänge kontinuierlich abgestimmt werden kann.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch, erreicht, dass der Anpassungsübertragerkreis auf der Primärseite eine reg--1,bare Induktivität und auf der S2kundärseite einen im Gegentakt erregten Mischkreis aufweist, der durch, eine reg-"lbare Abstimmungskapa zität zwischen den Anoden der Duodiede abst--immbar ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegengandes schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. <B>1</B> das Schema der Eingangsschaltung mit Misch- und Oszillatorstufe, Fig. 2 den Eingangsübertragerkreis mit Dezi- mererwellen-Mischstufe, von oben gesehen, Fig. <B>3</B> den Eingangsüberträgerkreis von Fig. 2,<B>je-</B> doch in einem Längsschnitt, zum Teil in Seitenansicht.
Das Schaltbild gemäss Fig. <B>1</B> umfasst die ge.samte Eingangsschaltung einschliesslich der Mischanordnung. In Fig. 2 ist die Pritnärspule PW der übersichtlichkeit halber gegenüber den Spulenhälften SW1, SW2 <I>der</I> Sekundärwindung sccitlich versetzt gezeichnet. Der Schleifer<B>S</B> ist in einer beliebigen Stellung zur Spule gezeichnet.
Die Antenne<B>A</B> ist an den Wellenwiderstand des Koaxiallkabels K an dem einen Ende angepasst. Zur Anpassung an den, am anderen Ende. des Kabels vor handenen Wellenwiderstand ist am Eingang<B>E</B> ein Schleifer<B>S</B> angeordnet, der die Primärwin#d,ung PW des Eingangsübertragers abgreift. Diese Windung hat die Form eines kreisförmig oder halbkreisförmig ge bogenen Rohres, das entweder aus Metall oder aus einem Nichtleiter mit aufgespritzter Metallschicht be steht.
Baulich ist die Schleiferanordnung derart aus geführt, dass die Windung PW von zwei sich gegen überliegenden unter mechanischer Vorspannung s,tehenden Zungen abgegriffen wird.
Die Primärwindung PW ist mit einer Platte des als Kopplungskondensator dienenden Kondiensators C, und damilt mit einer der beiden Häl#ften SW,' SW2 der Seikundärwindung, im Zeichnungsbeispiel mit SW1, galvanisch verbunden.
Diese Windungshälften Sw19 <I><U>SW.,</U></I> bestehen, ebenfalls aus<B>je</B> einem kreis-, halbkreis-, parabel- oder ellipsenförmig gebogenen Leiter mit rechteckigem, quadratischem oder rundem Querschnitt. Die beiden Leiter SW1 <I>und</I> SW2 liegen aus baulichen Gründen in einer Ebene und in gerin gem Abstand parallel zur Primärwindung PW. An den beiden freien Enden der Leiter SWJ, SW2 sind die beiden Anoden der Duodiode, Röl angeschlossen.
Anstelle von Duodioden können auch entsprechende Germaniumdioden oder andere Dioden verwendet werden. Zwischen den beiden freien Enden der Leiter SW" <I><U>SW.,</U></I> ist ein Drehkondensator<B>C,</B> mit Dielektrizi- tätsabstimmung angeordnet. Für die Wirkungsweise ,der Eingangsschaltung ist es gleichgültig, ob die zu der Sekundärwindang SWJ, SW2 parallel liegende Pri- märwind'ung PW sich über oder unter der Sekundär windung befindet.
Das aus der Differenz von Oszillatorfrequenz und Eingangsfrequenz bestehende Misohprodukt wird über die b.-iden Drosselspulen Dr, und Dr2 zum Zwischenfrequenzverstärker geleitet. Hierbei dienen Kondensatoren<B>C3</B> und C4 der Siebung. Sie können als Durchführungs- oder Flächenkonden satoren ausgebildet sein. Ein Oszillator <B>G</B> ist schema tisch eingefügt, und zwar als Blockschaltbild.
Der Kopplungskondensator Ci und der als Drehkonden sator ausgebildete Abstimmungskondensator <B>C,</B> sind vorzugsweise als Plattenkondensatoren aus kerami schem Werkstoff ausgebildet, die beispielsweise beid seitig mit einem Silberbeiag versehen sind. an dem die Primär- und Sekundärwindungen sowie die Dros selspulen Drj, Dr. angelötet sind. Eine andere bau liche Ausführung besteht darin, dass die Konden satoren anstelle eines mit einem Silberbelag versehenen Keramikkörpers aus zwei Metallplatten bestehen.
Hierbei muss grosse Sorgfalt auf einen möglichsit kleinen übergangswiderstand gelegt werden, um an den Verbindungsstellen einen Stoss zu vermeiden, durch den die maximal erreichbare Anpassung einen bestimmten Grösstwert nicht überschreiten würde.
Die Wirkungsweise der Eingangsschaltung ist fol gende: <B>Die</B> Schaltung stellt im wesentlichen einen. regel baren breitbandigen Eingangsübertragungskreis für Dezime#terwellen dar, der primärseitig induktiv und sekundärseitig kapazitiv abgestimmt wird. Dieser Ein- garigsübertragungskreis ist seiner Funktion nach mit einem BandfilteT vergleichbar.
Die Antenne<B>A</B> ist an den Wellenwid.-rstand des Koaxialka#b#els K angepasst und an dieses ist, um Reflexionen durch Fehlanpas- s#ungen zu vermeiden, der Eingang des Empfängers anzupassen. Eine Antenne weist gewöhnlich einen reellen und einen Blindwiderstandsanteil auf, wobei letzterer kapazitiver oder induktiver Art ist. Die in nicht angepasstem Zustand, vorhandenen Anteile müs sen für die Zwecke der Anpassung mittells entfspre- chender Schaltelemente kompensiert werden.
Die Anpassung wird primärseitig mitt.A einer mit der Sekundärwindlung gekoppelten regellbaren Induk- tivität der Windung PW durch die entsprechende Einstellung des Schleifers<B>S</B> und sekundärseitig durch den Abstimmungskondensator<B>C,</B> eingeregelt. Anstatt einer direkt durch die Antenne gespeisten Zweidraht- leitung wird eine übertragungsschaltung verwendet.
Hierbei ist für die Anpassung nicht nur die für den Schlei,fer <B>S</B> abg--griffene Induktivität der Windung PW ausschlaggebend, sondern auch der freie Teil der aus einer Windung bestehenden Spule PW. Dieser weist gegen die Sekundärspulenhälften <I>SW"</I> SW2und gegen Gehäuse eine Kapazität auf, die die gesamte Ein gangstransformation hinsichtlich der Regelung der Anpassung günstig beeinflusst. Mittels der kombi nierten galvanischen,
induktiven und kapazitiven Kopplung des Sekundärkreises mit dem Eingangskreis wird die gefordert.- hohe Anpassungsgr-nauigkeit bei entsprechender Stabilität erreicht und, als Ganzes<B>ge-</B> sehen erhält man eine Filteranordnung. Die galva nische Verbindung zwischen der Windung PW und der Sekundärseite SW1 mit dem zuge#hörigen Kopplungs kondensator des Eingangsübertragers<B>C,</B> bewirkt die angestrebte Entkopplung zwischen dem Antennenkreis und dem Oszillatorkreis. Erst dadurch ist eine Rege lung möglich.
Mit einer nur rein induktiv wirkenden Primärspule, im gleichen Chassis mit dem Oszillator untergebracht, könnte eine Entkopplung nicht erreicht werden, weil dieses Gebilde wie eine Antenne wirkt und mit dem Oszillator elektromagnetisch gekoppelt ist. Die Zwischenfrequenz bzw. das Mischprodukt kann nicht beliebig ausgekoppelt werden, sondern nur an den Punkten AK" AKV welche an dem zwischen den Hälften der Sekundürwindung angeordneten Kopplungskondensator Ci liegen.
Der Vorteil der beschriebenen Eingangsschaltung hegt in der Regellbarkeit des Anpassungsiübertragers. Mit dieser manuell bedienbaren Regelanordnung ist es mit einfachen baulichen Mitteln möglich, einen grösseren Frequenzbereich in beliebiger wählbarer Abstufung zu betherrschen. Beim übergang von einer Wellenlänge auf eine andere ist daher eine optimale Anpassung in kürzester Zeit und,' bei geringem tech nischem Aufwand erreichbar.
Damit hat die beschrie ben.- Anordnung den Charakter der Breitbandigkeit. Mit Hilfe de-s beschriebenen Eingangsübertragers ist es nunmehr möglich, bei den verschiedenen Wellen längen des vorgesehenen Bereiches eine hohe An passungsgenauigkeit am Eingang zu erzielen und C Olleichzeitig optimal, zu mischen.
Die Regelanordhung ist von aussen bedienbar, so dass keinerl#e#i Eingriffe in ,die Schaltung erforderlich sind. Durchdie Eingangs schaltung werden ausserdem Zeit und Kosten für die bisher notwendigen umfangreichen Konstruktions- und Messatbelten gespart. Die beschriebene Eingangs schaltung ist für amplitudenmoduliertren, Dezimeter- wellenempfang anwendbar, z.
B. beim Dezimeter- Femse"h,-mpfang und in amphitudeenmodufierten Emp fängern für Messzwecke, hierbei besonders für Anten# nenmessungen und Feldstärkernessungen für Dezi- meterwellen und für Navigationszwecke u. a. bei der Höhenmessung.