DE1012969B

DE1012969B - Sensed vibration generator

Info

Publication number: DE1012969B
Application number: DES49652A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Holzwarth; Dipl-Ing Eduard Seibt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-07-21
Filing date: 1956-07-21
Publication date: 1957-08-01

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft einen getasteten Schwingungserzeuger für sehr kurze elektromagnetische Wellen. Der Schwingungserzeuger kann beispielsweise ein selbsterregter Triodensender, ein Magnetron usw. sein.The invention relates to a keyed vibration generator for very short electromagnetic waves Waves. The vibration generator can, for example, be a self-excited triode transmitter, a magnetron etc. be.

Bei der Tastung ζ. B. zum Zwecke der Pulsmodulation einer selbsterregten Schwingstufe zeigt sich, daß die Einschwingzeit der Schwingstufe statistischen Schwankungen unterworfen ist. Es beruht dies darauf, daß eine selbsterregte Schwingstufe, beispielsweise ein Triodensender, bei der Einschaltung aus dem Rauschen anschwingt und die statistischen Schwankungen des Rauschens die unterschiedliche Anschwingzeit verursachen. Zur Beseitigung dieses Nachteils ist es bekannt, der selbsterregt betriebenen Schwingstufe kontinuierlich, also auch während der Tastpausen, einen geringfügigen Anteil Hochfrequenzenergie von einem Hilfssender zuzuführen, dessen Frequenz wenigstens angenähert mit der Betriebsfrequenz der selbsterregten Schwingstufe übereinstimmt. In der Fachsprache hat sich für diesen Hilfssender der Fachausdruck Locksender eingeführt. Der Anteil an zugeführter Hochfrequenzenergie wird dabei derart gering gewählt, daß er gerade die statistischen Schwankungen des Rauschens hinreichend übersteigt. Auf diese Weise lassen sich zwar die statistischen Schwankungen der Einschwingzeit auf ein vernachlässigbar geringes, auch für Pulsphasenmodulation ausreichendes Maß vermindern. Es zeigt sich jedoch in der Praxis, daß der Hilfssender der selbsterregt betriebenen Schwingstufe unnötig viel Energie entzieht. Der gebräuchliche Ausweg der lediglich losen Ankopplung gibt zwar eine gewisse Möglichkeit des Ausgleichs dieser Schwierigkeiten, jedoch muß dann der Hilfssender entsprechend stärker ausgelegt werden, damit der erforderliche Anteil an Steuerleistung sichergestellt ist.When keying ζ. B. for the purpose of pulse modulation of a self-excited vibration stage shows that the settling time of the oscillation stage is subject to statistical fluctuations. It is based on that a self-excited oscillating stage, for example a triode transmitter, is switched off when switched on the noise and the statistical fluctuations of the noise the different Cause build-up time. To eliminate this disadvantage, it is known to operate the self-excited Vibration level continuously, i.e. also during the touch pauses, a small amount of high-frequency energy from an auxiliary transmitter, the frequency of which is at least approximately the same as the operating frequency corresponds to the self-excited vibration level. In the technical language, this auxiliary station the technical term lure transmitter was introduced. The proportion of supplied high-frequency energy is such chosen low so that it just sufficiently exceeds the statistical fluctuations of the noise. In this way, the statistical fluctuations in the settling time can be negligible Reduce a small amount that is also sufficient for pulse phase modulation. It shows, however In practice, that the auxiliary transmitter draws an unnecessarily large amount of energy from the self-excited oscillating stage. The usual way out of merely loose coupling does give a certain possibility of Compensate for these difficulties, but then the auxiliary transmitter must be interpreted correspondingly stronger, so that the required share of tax payments is ensured.

Gegenstand der Erfindung ist ein getasteter Schwingungserzeuger, der unter anderem gerade in dieser Hinsicht wesentlich verbessert ist.The subject of the invention is a gated vibration generator, which, among other things, is precisely in this Respect is much improved.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, einen getasteten Schwingungserzeuger für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus einer getasteten, selbsterregten Schwingstufe, an die über eine Kopplungsvorrichtung, z. B. eine Verbindungsleitung, ein Hilfssender vorzugsweise lose angekoppelt ist, der zur Erzielung eines einheitlichen Anschwingens die getastete Schwingstufe auch während der Tastpausen ansteuert, in der Weise auszubilden, daß der Hilfssender wenigstens angenähert auf ein ganzzahliges Vielfaches der Betriebswellenlänge der Schwingstufe abgestimmt ist, die vorzugsweise über eine mit einer Sperre für die Betriebsweillenilänge der Schwinigstufe versehene Kopplungsvorrichtung, z. B.According to the invention it is proposed a keyed vibration generator for very short electromagnetic Shafts, consisting of a sensed, self-excited vibration stage, to which a coupling device, z. B. a connecting line, an auxiliary transmitter is preferably loosely coupled to the in order to achieve a uniform oscillation, the scanned vibration level also during the scanning pauses controls to train in such a way that the auxiliary transmitter at least approximately to an integer A multiple of the operating wavelength of the vibration stage is tuned, preferably via a with a lock for the operating length of the Schwinigstufe provided coupling device, e.g. B.

Getasteter SchwingungserzeugerSensed vibration generator

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Witteisbacherplatz 2

Dr.-Ing. Herbert HolzwarthDr.-Ing. Herbert Holzwarth

und Dipl.-Ing. Eduard Seibt, München,and Dipl.-Ing. Eduard Seibt, Munich,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

eine Verbindiungsfleitung, an den Hilfssemdeir angeschaltet ist.a connecting line, connected to the auxiliary semester is.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine selbsterregte Schwingstufe beim Tasten einen relativ weiten Bereich ihrer Arbeitskennlinie durchläuft und daß daher bei der Ansteuerung mit einem ganzzahligen Vielfachen der Betriebs wellenlänge in der Schwingstufe selbst Harmonische der Steuerspannung erzeugt werden, von denen eine wenigstens angenähert mit der Betriebswellenlänge der selbsterregten Schwingstufe übereinstimmt. In diesem Fall ist es dann möglich, in die Kopplungsvorrichtung zwischen dem Hilfssender und der selbsterregten Schwingstufe eine Sperre für die Betriebswellenlänge der selbsterregten Schwingstufe einzuschalten, denn die Kopplungsvorrichtung muß nur die wesentlich niedrigere Frequenz des Hilfssenders übertragen. Es wird dadurch möglich, wenn beispielsweise der selbsterregte, getastete Sender auf einer Frequenz von 2500 MHz arbeitet, den Hilfssender auf z. B. 500 MHz arbeiten zu lassen. Das bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, daß der Hilfssender mit einer üblichen, wesentlich einfacher gestalteten Röhre, ζ. Β. einer Triode, bestückt werden kann und nur für den selbsterregten, getasteten Sender eine für den jeweiligen Frequenzbereich geeignete Speziairöhre verwendet werden muß. Es wird also außer einem betriebsmäßigen Vorteil auch noch ein bautechnischer Vorteil erzielt, der darin besteht, daß der Aufwand für den Hilfssender wesentlich geringer gehalten werden kann. A⁷Or allem ist es auf diese Weise möglich, im Hilfssender eine Röhre großer Lebensdauer einzusetzen, denn die Speziairöhren für sehr kurze elektromagnetische Wellen besitzen eine meist nur geringe Lebensdauer.The invention is based on the knowledge that a self-excited oscillation stage runs through a relatively wide range of its operating characteristic when keying and that therefore harmonics of the control voltage are generated in the oscillation stage itself when controlled with an integral multiple of the operating wavelength, one of which is at least approximated with the Operating wavelength of the self-excited oscillation stage matches. In this case it is then possible to switch on a lock for the operating wavelength of the self-excited oscillating stage in the coupling device between the auxiliary transmitter and the self-excited oscillating stage, because the coupling device only has to transmit the much lower frequency of the auxiliary transmitter. It becomes possible, for example, when the self-excited, keyed transmitter operates at a frequency of 2500 MHz, the auxiliary transmitter on z. B. to let work 500 MHz. This has the significant advantage that the auxiliary transmitter with a conventional, much simpler tube, ζ. Β. a triode, can be fitted and a special tube suitable for the respective frequency range only has to be used for the self-excited, keyed transmitter. In addition to an operational advantage, a structural advantage is also achieved, which consists in the fact that the cost of the auxiliary transmitter can be kept significantly lower. A ⁷ Above all, it is possible in this way to use a tube with a long service life in the auxiliary transmitter, because the special tubes for very short electromagnetic waves usually only have a short service life.

709 590/250709 590/250

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments.

In Fig. 1 ist zunächst ein Prinzipschaltbild eines Schwingungserzeugers nach der Erfindung dargestellt. Die getastete Schwingstufe besteht aus einer Triode 1, an die ein Kathodenkreis 2 und ein Anodenkreis 3 angeschaltet sind und bei der die Rückkopplung durch eine kapazitive Verbindung 4 von der Anode zur Kathode erfolgt. Die Tastung kann beispielsweise durch eine nicht näher dargestellte Tast-Spannungseinführung im Anoden- oder im Gitterkreis dieser Röhre in an sich bekannter Weise bewirkt werden. An dem anodenseitigen Schwingkreis 3 dieser Schwingstufe ist eine Kopplungsvorrichtung 5 angeschaltet, die über eine weitere Kopplungsvorrichtung 6 einen Verbindungsweg -zu einem in gleichartiger Schaltung betriebenen weiteren Triodensender 7 herstellt, dessen Betriebswellenlänge wenigstens angenähert ein ganzzahliges Vielfaches der Betriebswellenlänge der selbsterregt betriebenen Schwingstufe ist. Zur Verhinderung eines Abfließens von Hochfrequenzenergie aus der selbsterregt betriebenen, getasteten Schwingstufe in den'Hilfssender ist in die Verbindungsleitung der Kopplungsvorrichtungen 5, 6 eine Sperre, beim Ausführungsbeispiel ein Parallelresonanzkreis 8, eingeschaltet; die auf die Betriebswellenlänge der selbsterregten Schwingstufe abgestimmt ist. Der Hilfssender arbeitet beispielsweise auf einer Frequenz von 500 MHz, während die selbsterregte, getastete Schwingstufe hei einer Frequenz von 2500 MHz arbeitet. Die Hochfrequenzenergie mit einer Frequenz von 500 MHz kann daher im wesentlichen ohne Schwierigkeiten über die Kopplungsvorrichtung 6, 8, 5 entweder in den Anodenkreis 3 oder in den Gitterkreis 2 der selbsterregten Schwingstufe eingekoppelt werden. Beim Tasten der selbsterregten Schwingstufe wird in dieser eine Harmonische der beispielsweise 500-MHzjHilfsschwingung gebildet, die eine Frequenz von _r2500 MHz besitzt und die daher das stabile Anschwingen der selbsterregten Schwingstufe sicherstellt. Es ist in der Praxis, beispielsweise bei Verwendung einer Scheibentriode mit etwa 20 Watt Ausgangsleistung in der selbsterregten Schwingstufe, ausreichend, wenn der Hilfssender etwa für eine Leistung von 200 mW ausgelegt ist.In Fig. 1, a basic circuit diagram of a vibration generator according to the invention is shown. The sampled oscillating stage consists of a triode 1, to which a cathode circuit 2 and an anode circuit 3 are connected and in which the feedback takes place through a capacitive connection 4 from the anode to the cathode. The keying can be effected in a manner known per se, for example, by introducing a keying voltage (not shown) in the anode circuit or in the grid circuit of this tube. A coupling device 5 is connected to the anode-side oscillating circuit 3 of this oscillating stage, which via a further coupling device 6 establishes a connection path to a further triode transmitter 7 operated in a similar circuit, the operating wavelength of which is at least approximately an integer multiple of the operating wavelength of the self-excited oscillating stage. To prevent high-frequency energy from flowing out of the self-excited operated, keyed oscillating stage in the auxiliary transmitter, a lock, in the exemplary embodiment a parallel resonant circuit 8, is switched on in the connecting line of the coupling devices 5, 6; which is matched to the operating wavelength of the self-excited oscillation stage. The auxiliary transmitter for example operates at a frequency of 500 MHz, while the self-excited, keyed oscillation stage is called a frequency of 2500 MHz. The high-frequency energy with a frequency of 500 MHz can therefore be coupled essentially without difficulty via the coupling device 6, 8, 5 either into the anode circuit 3 or into the grid circuit 2 of the self-excited oscillating stage. When keys of the self-excited oscillation stage in this a harmonic of example 500 MHzjHilfsschwingung is formed which has a frequency of 2500 MHz and _r ensures therefore the stable oscillation of the self-excited oscillation stage. In practice, for example when using a disc triode with around 20 watts of output power in the self-excited oscillation stage, it is sufficient if the auxiliary transmitter is designed for a power of around 200 mW.

In Fig. 2 ist eine ähnliche Ausführungsform für den Fall dargestellt, daß die Resonanzkreise der selbsterregten Schwingstufe als Koaxialleitungsresonatoren ausgebildet sind, während die Schwingkreise des Hilfssenders noch aus konzentrierten Schaltelementen bestehen. Aus einem der Resonatoren, z. B. 9, der selbsterregt betriebenen Schwingstufe führt eine Koppelleitung 10 nach Art einer Koaxialleitung zu dem Hilfssender 11. An dem dem Hilfssender 11 benachbarten Ende ist die Kopplungsleitung 10 beispielsweise induktiv an den Hilfssender 11 angeschlossen, während sie am anderen Ende über eine Auskoppelelektrode 12, die an ihrem verlängerten Innenleiter angebracht ist, die Hochfrequenzenergie des Hilfssenders in den Resonator 9 einkoppelt. In die Kopplungsleitung 10 ist zur Verhinderung eines Entweichen s von Schwingungsenergie aus dem Resonator 9 in den Hilfssender 11 ein an sich bekannter Sperrtopf 13 von der elektrischen Länge 2/4 (λ = Betriebswellenlänge der selbsterregten Schwingstufe) eingeschaltet. Der Abstand der Stirnseite dieses Sperrtopfes 13 von dem resonatorseitigen Ende der Koppelleitung 11 wird dabei zweckmäßig derart groß gewählt, daß infolge der transformatorischen Wirkung dieses Leitungsabschnittes die kapazitive Einkoppelelektrode 12 gegen die Wandung des Resonators 9 bei der Betriebswellenlänge der selbsterregten Schwingstufe kurzgeschlossen erscheint. Beim Ausführung^ :;In Fig. 2 a similar embodiment is shown for the case that the resonance circuits of the self-excited oscillating stage are designed as coaxial line resonators, while the oscillating circuits of the auxiliary transmitter still consist of concentrated switching elements. From one of the resonators, e.g. B. 9, the self-excited operated oscillating stage leads a coupling line 10 in the manner of a coaxial line to the auxiliary transmitter 11. which is attached to its extended inner conductor, which couples the high-frequency energy of the auxiliary transmitter into the resonator 9. In the coupling line 10, a known blocking pot 13 of electrical length 2/4 (λ = operating wavelength of the self-excited oscillation stage) is switched on to prevent the escape of vibration energy from the resonator 9 into the auxiliary transmitter 11. The distance between the end face of this blocking pot 13 and the end of the coupling line 11 on the resonator side is expediently chosen so large that, due to the transformer effect of this line section, the capacitive coupling electrode 12 appears to be short-circuited against the wall of the resonator 9 at the operating wavelength of the self-excited oscillating stage. When executing ^:;

beispiel ist demnach dieser Abstand elektrisch gleAeli ;^: For example, this distance is therefore electrically the same; ^:

einer halben Betriebswellenlänge der getasteten Schwingstufe zu wählen.half an operating wavelength of the sampled oscillation stage.

Die Einspeisung der Hilfsschwingung niedriger Frequenz kann, wie bereits erwähnt, bei einer selbsterregten Triodenstufe sowohl in den Gitterkreis als auch in den Anodenkreis erfolgen. Ein Ausführttngsbeispiel für die gitterkreisseitige Zuführung Sder Hilfsschwingung niedrigerer Frequenz zeigt die Fig. 3. Es ist dort eine selbsterregte Schwingstufe mit einer Scheibentriode dargestellt. Die Kathodenzufüh- '^: rung 14 und die Gitterzuführung 15 dieser Scheibentriode sind an eine erste Koaxialleitung 16, 17 ißjjigeschaltet. Die Anodenzuführung 18 ist mit dem Aii§i|jaleiter 19 einer weiteren Koaxialleitung verbundeil,: f deren Innenleiter durch den Außenleiter 16 der kathödenseitigen Koaxialleitung gebildet wird. Wie aus .,■ Fig. 3 ersichtlich, umfaßt die anodenseitige Koaxialleitung die kathodenseitige. Zur Abführung von Verlustwärme ist die Scheibentriode mit einem Kühlkopf 20 versehen, der unmittelbar an die Anode ange- » schlossen ist, die über die Zuführung 18 und einfn H Ringfederkontakt 22 mit einer von dem AußenJÄfer, ," 19 zwecks Zuführung der Modulations- baes**ⁱxast' £; spannung gleichstrommäßig isolierten Stirnplatte 21 >:; verbunden ist. Die Rückkopplung erfolgt kapazitiv ;; über einen Kopp lungs stift 23, der am röhrenseitigen ■■ Ende 26 des Innenleiters 17 der kathodenseitigen Koaxialleitung befestigt ist und durch eine öffnung im rohrförmigen Leiter 16 in den Anodenraum hineinragt. Die Vervollständigung der einzelnen Koaxialleitungen zu Resonatoren erfolgt durch zwei Kurz- ■ schlußschieber 24 bzw. 25. Der Innenleiter 17 ist amThe low frequency auxiliary oscillation can, as already mentioned, be fed into the grid circuit as well as into the anode circuit in the case of a self-excited triode stage. An exemplary embodiment for the supply S of the auxiliary oscillation of lower frequency on the side of the grid circle is shown in FIG. 3. A self-excited oscillation stage with a disc triode is shown there. The Kathodenzufüh- ^': tion 14 and the grating 15 of this feed are Scheibentriode ißjjigeschaltet to a first coaxial line 16, 17th The anode feed 18 is connected to the outer conductor 19 of a further coaxial line, the inner conductor of which is formed by the outer conductor 16 of the coaxial line on the cathode side. As can be seen from., ■ Fig. 3, the anode-side coaxial line comprises the cathode-side. Is for the discharge of waste heat the Scheibentriode is provided with a cooling head 20, the reasonable directly to the anode "closed, which via the feed 18 and einfn H annular spring contact 22 with one of the AußenJÄfer," 19 for the purpose of supplying the modulation baes * * ⁱ xast '£; voltage direct current insulated front plate 21>:; is connected feedback is capacitively ;; over a Kopp lungs pin 23 of the inner conductor 17 of the cathode-side coaxial line is fixed to the tube side ■■ end 26 and through an opening in the. tubular conductor 16 protrudes into the anode compartment

röhrenseitigen Ende 26 aufgetrennt, derart, daß das ":: tube-side end 26 separated in such a way that the "::

weitergeführte Ende 26, welches mit einem Ringfederkontakt versehen ist, mit der Kathodenzuführung 14 ■■ in leitender Verbindung steht und mit der iSoÄ- ΐ führung 27 gegen den Innenleiter 17 eine weitere Kp^ axialleitung bildet, wobei innerhalb der Fortführung 27 die Brennerzuführung 28 der Scheibentriote angeordnet ist. In der weiteren Koaxialleitung 17, 27 ist, ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, eine /l/4-Sperre 29 derart angeordnet, daß an der Unterbrechungsstelle 30 ein hochfrequenter Kurzschluß für die Betriebswellenlänge der selbsterregten Stufe bewirkt wird. Die weitere Koaxialleitung 17, 27 ist nach außen geführt und beispielsweise über eine induktive Kopplung 31 mit dem Hilfssender gekoppelt. Auf diese Weise ist erreicht, daß die in der selbster- '; regten Schwingstufe erzeugte Hochfrequenzenergie, _:. die z.B. eine Frequenz von 2500 MHz besitzt, nicht nach außen zum Hilfssender gelangen kann, daß aber umgekehrt die Hochfrequenzenergie des Hilfssenders, die beispielsweise eine Frequenz von 500 MHz besitzt, praktisch ungestört in den Kathodengitterkr^is · der selbsterregten Schwingstufe eingekoppelt wiiM, ;, und zwar in Serie zu einer Unterbrechungsstelle des Innenleiters des entsprechenden Koaxialleitungskreises 16, 17.Continued end 26, which is provided with an annular spring contact, is in conductive connection with the cathode feed 14 ■■ and with the iSoÄ- ΐ guide 27 against the inner conductor 17 forms a further Kp ^ axial line, with the torch feed 28 of the disk triote within the continuation 27 is arranged. In the further coaxial line 17, 27, similar to the exemplary embodiment according to FIG. 2, a 1/4 barrier 29 is arranged in such a way that a high-frequency short circuit for the operating wavelength of the self-excited stage is effected at the interruption point 30. The further coaxial line 17, 27 is led to the outside and, for example, coupled to the auxiliary transmitter via an inductive coupling 31. In this way it is achieved that those in the self- '; excited vibration stage generated high frequency energy, _: . which, for example, has a frequency of 2500 MHz, cannot get to the outside of the auxiliary transmitter, but that, conversely, the high-frequency energy of the auxiliary transmitter, which has a frequency of 500 MHz, for example, is coupled practically undisturbed into the cathode grid circuit of the self-excited oscillating stage,;, in series with an interruption point in the inner conductor of the corresponding coaxial line circuit 16, 17.

Claims

PATENT CLAIM:

Sensed vibration generator for very short electromagnetic waves, consisting of a 'sensed, self-excited vibration stage to which an auxiliary transmitter is preferably loosely coupled via a connecting line in front of -' .., f, which is used to achieve, k :

the sensed vibration level also during the sensing pauses drives low power, characterized in that the auxiliary transmitter at least approximately is matched to an integral multiple of the operating wavelength of the vibration stage, the preferably via one provided with a lock for the operating wavelength of the oscillating stage Connection line to the auxiliary transmitter is switched on.

1 sheet of drawings