DE1026423B - Abstimmbarer koaxialer Schwingungskreis - Google Patents

Description

In dem Hauptpatent 917 014 ist ein abstimmbarer koaxialer Schwingungskreis, dessen Innenleiterlänge veränderbar ist, geschützt, welcher gekennzeichnet ist durch eine solche Ausbildung der im Zuge des Innenleiters liegenden Übergangsstelle vom festen zum beweglichen Teil des Innenleiters, daß diese eine sich zwangläufig mit der Längenveränderung des Innenleiters ändernde Reihenkapazität darstellt, deren bei Verlängerung des Innenleiters erfolgende Verkleinerung in ihrer Wirkung auf die Resonanzfrequenzänderung des Kreises größer ist als die Innenleiterverlängerung.

Die Erfindung betrifft nun eine zweckmäßige Anwendung eines solchen Schwingkreises als Wellenmesser gemäß der in dem Hauptpatent beschriebenen Art.

Es ist bereits ein als Filter dienender Hohlleiter-Schwingungskreis mit einstellbarem zylinderförmigem Kondensator bekannt. Bei dieser Anordnung wird der Kondensator von einem innerhalb des Hohlraumes feststehend angeordneten Zylinder und einem innerhalb des Zylinders verschiebbaren Metallteil gebildet. Der Metallteil ist dabei mit einem scheibenförmigen Flansch versehen, der an seinem äußeren Ende in kapazitiver Verbindung mit der Innenfläche des Hohlraumes steht.

Weiterhin ist ein als Wellenmesser abstimmbarer Topfkreis bekannt, bei dem eine kontaktlose Längenänderung des Innenleitefs eine Änderung der Resonanzfrequenz des Kreises zur Folge hat. Es wird bei dieser Anordnung aber nur der induktive Kreiswiderstand durch die Längenänderung des Innenleiters verändert. Der kapazitive Kreiswiderstand bleibt konstant, da die Übergangsstelle zwischen dem festen und dem beweglichen Teil des Innenleiters mittels einer /l/2-Transformation für den Bereich der Betriebsfrequenz als Kurzschluß ausgebildet ist.

Eine wesentliche Verbesserung der Einstellgenauigkeit eines derartigen Wellenmessers wird mit der Erfindung geschaffen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für die Verwendung des abstimmbaren koaxialen Schwingungskreises als Wellenmesser großer Einstellgenauigkeit der Aufbau derart ist, daß die eine der beiden Komponenten des Blindwiderstandes bei Längenänderung schneller, insbesondere ein wenig schneller, wächst bzw. abnimmt als die andere Komponente.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem Wellenmesser,

Fig. 2 und 3 dienen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte Wellenmesser besteht aus einem Topfkreis, der durch den Außenleiter 1 eines koaxialen Leitungsstückes gebildet wird, dessen Innenleiter mit 2 bezeichnet ist und welcher in der Länge veränder-Abstimmbarer koaxialer Schwingungskreis

Zusatz zum Patent 9'17¹OH

Anmelder:

C. Lorenz Aktiengesellschaft,
Stuttgar t-Zuff enhaus en,
Hellmuth-Hirth-Str. 42

Oskar Bettinger, Pforzheim,
ist als Erfinder genannt worden

lieh ist. Das koaxiale Leitungsstück ist an einem Ende kurzgeschlossen, und am anderen Ende ist über den Außenleiter 1 eine Kappe 3 aufgebracht, so daß ein topfkreisähnliches Gebilde entsteht. 4 ist ein Wellenleiter mit Kopplungsöffnung in den Schwingraum, um den Wellenmesser zu erregen, und 5 ist eine Auskoppelleitung mit Meßdiode. Der Innenleiter 2 besteht in an sich bekannter Weise aus einem fest eingebauten Hohlleiter 6, in welchem ein den Hohlleiter nicht berührender Leiterteil 7 angeordnet ist. Der Leiterteil 7 wird durch eine Stange 8 getragen, auf die am Ende eine Mutter 9 mit Skala aufgeschraubt ist nach Art einer Mikrometerschraube, so daß beim Drehen der Mutter 9 die Stange 8 mit dem Leiterteil 7 gehoben und gesenkt werden kann, um die Länge des Innenleiters 2 zu verlängern bzw. zu verkürzen.

Der Eingangswiderstand ergibt sich in bekannter Weise aus dem Durchmesserverhältnis Bjb und der Leitungslänge und ist in Fig. 2 durch den Kreisbogen 1 mit dem Endpunkt I auf dem Reaktanzkreis des Einheitskreis-(impedanz)diagramms dargestellt. Bei gegebenem Bjb ist die Kreisbogenlänge 1 der Länge des Innenleiters mit dem Durchmesser b proportional. Der Ausgestaltung der Erfindung entsprechend, befindet sich im freien Ende des Innenleiterrohres 2 ein schwächeres Innenleiterstück7 mit dem Durchmesser α und der Länge Ζ,<λ/4 (A = Betriebswellenlänge). Folglich ist zu dem Widerstand I der durch das Kreisbogenstück 2 dargestellte kapazitive Widerstand 2ji
— j 60 In Ajα ctg I

in Serie geschaltet, und schließlich wird der Summenwiderstand II durch das Leitungsstück der Länge [L-I)

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und das Durchmesserverhältnis B ja entsprechend dem Kreisbogen 3 in den Widerstandswert III übergeführt.

Schiebt man nun das Innenleiterstück 7 der Gesamtlänge L vor, so daß die Eintauchtiefe I kleiner wird, so wird einerseits der additive kapazitive, die elektrische Gesamtlänge verkürzende Widerstand größer entsprechend dem Kreisbogen2' in Fig. 3 (Zuwachst). Andererseits wird auch das die Gesamtlänge verlängernde Leitungsstück des Durchmesserverhältnisses B ja langer (Zuwachst), was im Widerstandsverlauf der Fig. 3 durch das Kreisbogenstück 3' dargestellt wird. Man hat es nun in der Hand, durch die Wahl der Eintauchtiefe und der Durchmesserverhältnisse, insbesondere des Verhältnisses A ja, den verkürzenden und den verlängernden Einfluß gegeneinander abzuwägen, um somit mittels großen mechanischen Hubes nur eine geringe elektrische Längenänderung durchzuführen.

Die Meßgenauigkeit des Wellenmessers wird auf diese Weise sehr stark erhöht, da für eine kleine Resonanzfrequenzänderung eine sehr große Längenänderung des Innenleiters 2 und eine noch größere Skalenlänge auf der Mikrometerschraube 9 zur Verfügung steht.

Es ist ferner möglich, die beiden Einflüsse gleich groß zu machen, d. h. die induktive Komponente und die kapazitive Komponente des einstellbaren Blindwider-Standes in ihrer gleichzeitigen Zunahme bzw. Abnahme gleichzumachen. Bei Längenänderung des Innenleiters 2 würde dann der Hohlraum überhaupt nicht verstimmt werden. Dies kann z. B. dann nützlich sein, wenn bei einer Anordnung mit dem verschiebbaren Innenleiter eine zusätzliche mechanische Steuerung vorgenommen werden soll, ohne die Resonanzfrequenz zu ändern.

Man kann ferner die Anordnung so treffen, daß bei sehr großem Durchmesserverhältnis A ja bei Herausbewegen des Leiterteiles 7, d. h. also bei Verlängerung des Innenleiters 2, die elektrische Länge sogar ldeiner wird, d. h. die Resonanzfrequenz abnimmt. Es ist auf diese Weise möglich, jede beliebige Frequenzänderungskurve in Abhängigkeit einer linearen Skala zu erzeugen, wenn der in Fig. 1 gezeigte Topfkreis das frequenzbestimmende Element eines Generators ist, und zwar lediglich durch entsprechende Bemessung der Durchmesserverhältnisse und Formgebung. Eventuell kann man den Teil 7 konisch ausbilden oder ihm irgendwelche andere nicht gleichmäßige Gestalt geben, um beispielsweise die Frequenzänderung eines Generators nach einem bestimmten Gesetz zu steuern.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß sie eine Anordnung zur Längenänderung eines frequenzbestimmenden Dezimeterwellenelementes ohne Verwendung galvanischer Kontakte angibt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Abstimmbarer koaxialer Schwingungskreis, dessen Innenleiterlänge veränderbar ist, nach Patent 917014, gekennzeichnet durch die Verwendung als Wellenmesser großer Einstellgenauigkeit, bei dem die eine der beiden Komponenten des Blindwiderstandes bei Längenänderung schneller; insbesondere ein wenig schneller, wächst bzw. abnimmt als die andere Komponente. '■■>

2. Schwingungskreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Länge veränderliche Leiterteil aus einem festen Hohlleiter besteht, in welchem ein den Hohlleiter nicht berührender Leiterteil beweglich eintauchbar ist.

3. Schwingungskreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Länge veränderliche Leiterteil Innenleiter eines Koaxialleitungsteiles ist.

4. Schwingungskreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer beliebigen Frequenzänderungskurve in Abhängigkeit von einer linearen Bewegung des veränderlichen Leiterteiles das Durchmesserverhältnis zwischen festem Hohlleiter und beweglichem Leiterteil und/oder die Form dieses beweglichen Leiterteiles entsprechend der gewünschten Frequenzänderungskurve gewählt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 893 521;
schweizerische Patentschriften Nr. 234480, 244 960; USA.-Patentschriften Nr. 2 503 256, 2 530 089.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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