DE1791246U

DE1791246U - ARRANGEMENT FOR HIGH-FREQUENCY ADAPTATION OF A GUIDE TO A HOLLOW LINE.

Info

Publication number: DE1791246U
Application number: DES28076U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1958-09-02
Filing date: 1958-09-02
Publication date: 1959-07-02

Description

Anordnung zur hochfrequenzmäßigen Anpassung eines Richtleiters an eine Hohlleitung ------------------ -=------------ Die'Neuerung bezieht sich auf eine Anordnung zur breitbandigen hochfrequenzmäßigen Anpassung eines Lichtleiters an eine Hohlleitung, insbesondere'zum Zwecke der Spannungsmessung einer sich in der Höhlleitung ausbreitenden elektromagnetischen felle.Arrangement for the high-frequency adaptation of a directional conductor to a hollow line ------------------ - = ------------ The innovation relates to an arrangement for broadband, high-frequency adaptation of a light guide to a hollow conduit, in particular for the purpose of measuring the voltage of an electromagnetic wave propagating in the hollow conduit.

Es ist bekannt, zur Spannungsmessung in Hohlleitern stabförmig ausgebildete Richtleiter zu verwenden, die mit ihrer Achse in Richtung der elektrischen Feldlinien aufgestellt werden. Im Falle eines Rechteckhohlleiters zum Beispiel, der von der '1 f H10-Welle erregt ist, nimmt die Achse des Richtleiters dabei eine parallele Lage zur schmalen Seite des Hohlleiters ein.It is known to use rod-shaped directional conductors for voltage measurement in waveguides, the axes of which are set up in the direction of the electric field lines. In the case of a rectangular waveguide, for example, that of the '1 f H10 wave is excited, the axis of the directional guide assumes a parallel position to the narrow side of the waveguide.

Bei derartigen Anordnungen ist es Üblich, den-verwendeten Richtleiter in Form einer Patrone auszubilden, deren an einem nde befindliche, stabförmig ausgebildete Elektrode galvanisch ! ; ist der Hohlleitungswandung verbunden ist, während die am anderen Ende derPatrone befindliche, kranzförmig ausgebildete Elektrode eine Öffnung in der gegenüberliegenden Begrenzungswand des Hohlleiters in der Weise schließt, daß eine hochfrequenzmäßig einwandfreie Abdichtung, des Hohlleiters an dieser Stelle besteht, während gleichstrommäßig eine einwandfreie Isolierung der kranzförmig ausgebildeten Richtleiterelektrode von der Hohlleiterwandung gewährleistet ist. Die am Richtleiter entstehende Demodulations- bzw. Gleichspannung kann dann an der kranzförmig ausgebildeten Elektrode gegenüber dem Massepotential bzw. der, Hohll. eiterwandung abgenommen werden. Falls die'Ab- , lelliingen des'llohllei-, L messungen des'Hohlleiters kleiner sind als die axiale Länge der Richtleiterpatrone, wird bei den bekannten Anordnungen durch Einsetzen eines turmartigen Ansatzstückes in die Hohl- leiterandung : eren'Starke derart vergrößert, daß das aus dem' Hohlleiter herausragende Ende der Richtleiterpatrone mit der kranzförmig ausgebildeten Elektrode innerhalb des Ansatzstückes untergebracht und an dessen äußerem Ende zur hoch- Ab'rs mittels der kranz- frequenzmâßigen Abdichtung des Hohlleiters mittels der. kranz- förmig ausgebildeten-Elektrode herangezogen werden kann. Derartige Anordnungen haben jedoch insofern wesentliche Nach- teile, als sich mit den üblicherweise verwendeten Richtleitern eine hochfrequenzmäßige Anpassung an die Hohlleitung innerhalb eines breiten Frequenzbandes nicht erreichen läßt o Das hat seinen Grund darin, daß der Scheinwiderstandsverlauf der Richtleiter (z.B. Silizium-Richtleiter) an der unteren Frequenzgrenze des Meßbereiches Serienresonanzerscheinungen infolge der Sperrschichtkapazität und der Induktivität der Zuleitungen im Richtleiter aufweist, während an der oberen Frequenzgrenze Parallelresonanzerscheinungen entstehen, die durch das Zusammenwirken der genannten inneren Reaktanzen des Richtleiters mit seiner parallel geschalteten Halterungskapazität hervorgerufen werden.In such arrangements, it is customary to form the directional conductor used in the form of a cartridge, the one on one nde located, rod-shaped electrode galvanically ! ; is connected to the waveguide wall, while the am at the other end of the cartridge Electrode an opening in the opposite boundary wall of the waveguide closes in such a way that a high-frequency perfect seal of the waveguide exists at this point, while direct current a perfect insulation of the ring-shaped directional conductor electrode from the waveguide wall is guaranteed. The demodulation or DC voltage generated at the directional conductor can then be applied to the ring-shaped electrode with respect to the ground potential or the, Hohll. wall are removed. If the 'Ab- , lelliingen des'llohllei-, L measurements of the waveguide are smaller than the axial length the directional ladder cartridge, is in the known arrangements by inserting a tower-like extension piece into the hollow lead edge: eren'Starke so enlarged that the ' Waveguide protruding end of the directional conductor cartridge with the wreath-shaped electrode housed within the extension piece and at its outer end for high- Ab'rs by means of the wreath frequency-wise sealing of the waveguide by means of the. wreath- shaped electrode can be used. However, such arrangements have significant drawbacks in this respect. When the directional conductors usually used cannot achieve high-frequency adaptation to the hollow line within a broad frequency band o The reason for this is that the impedance curve of the directional conductor (e.g. silicon directional conductor) at the lower frequency limit of the measuring range shows series resonance due to the barrier layer capacitance and the inductance of the leads in the directional conductor, while parallel resonance phenomena arise at the upper frequency limit, which are caused by the interaction of the said internal reactances of the directional conductor with its holding capacitance connected in parallel.

Gemäß vorliegender Neuerung werden die genannten Nachteile der bekannten Anordnungen dadurch vermieden, daß der stabförmig ausgebildete Richtleiter mit einem achsparallel angefügten, stabförmigen Festwiderstand eine'bauliche Einheit bildet, die in Richtung der elektrischen Feldlinien in der Weise angeordnet ist, daß das freie Ende des stabförmigen Fest- 'widerstandes mit der Hohlleiterwandung galvanisch verbunden ist.' Durch die Anordnung nach. der Neuerung werden die schädlichen Einflüsse der inneren Reaktanzen des Richtleiters auf den Scheinwiderstandsverlauf weitgehend herabgesetzt, so daß auch innerhalb eines wesentlich breiteren Frequenzbandes. als bei den bisher bekannten Anordnungen eine einwandfreie hochfrequenzmäßige Anpassung des Richtleiters an die Rohrleitung möglich ist.According to the present innovation, the mentioned disadvantages of the known arrangements are avoided by the fact that the rod-shaped directional conductor with a rod-shaped fixed resistor attached parallel to the axis forms a structural unit which is arranged in the direction of the electric field lines in such a way that the free end of the rod-shaped solid - 'Resistance is galvanically connected to the waveguide wall.' By the arrangement according to. According to the innovation, the harmful effects of the internal reactances of the directional conductor on the impedance curve are largely reduced, so that also within a much broader frequency band. than with the previously known arrangements, a proper, high-frequency adaptation of the directional guide to the pipeline is possible.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Neuerung wird anhand der Figur im folgenden näher beschriebene Es ist hierbei ein Rechteckhohlleiter 1 parallel zu seiner schmalenBegrenzungssei'te geschnitten dargestellt, der an eine Hohl, leitung auflanschbar ausgebildet ist. Unter der daß der Hohlleiter von der H"elle err. egt ist, verlaufen die elektrischen Feldlinien in Richtung der Zeichenebene von oben nach unten bzw. umgekehrt. Ein zur Spannungsmessung der sich in der Hohlleitung ausbreitenden elektro- magnetischen Welle verwendeter, stabföriig ausgebildeter CD Richtleiter 2 ist nun in der Weise ausgerichtet, daß seine längsachse niet der Richtung der elektrischen Feldlinien im Hohlleiter 1 übereinstimmt. Nach,derNeuerungT?ird der stabförBiig ausgebildete Richtlei- ter2 mit'einemstabiörmigenFestwiderstand 3 derart achs- parallel zusammengefügt, daß eine bauliche Einheit entsteht, die vorzugsweise als Ganzes in den Hohlleiter 1 eingefügt und in der Weise in Richtung der elektrischen Feldlinien auge- stellt w B sie eine Verbindung zwischen den beiden gegen- überliegenden, Breitseiten der Hohlleiterwandung bzw. deren Ansatzstücken darstellt. Im einzelnen kann dabei vorteilhaft die Verbindung des Richtleiters 2 über seine stabförmig ausgebildete Elektrode 4 mit dem einen Ende des stabförmigen Festwiderstandes 3 über eine mit federnden Lappen 5 versehene Steckvorrichtung 6 erfolgen, die'ihrerseits in beliebiger e mit dem Körper des stabförmigen'Pestwiderstandes 3 verbunden ist. A preferred embodiment of the arrangement according to the innovation is described in more detail below with reference to the figure. In this case, a rectangular waveguide 1 is parallel to it narrow delimitation side cut, the a hollow line is designed so that it can be flanged on. Under the that the waveguide is energized by hell, the electric field lines run in the direction of the plane of the drawing from top to bottom or vice versa. A voltage measurement of the electro- magnetic shaft used, rod-shaped CD Directional conductor 2 is now aligned in such a way that its longitudinal axis rivets the direction of the electric field lines in the Waveguide 1 matches. After the renewal, the staff-trained directing ter2 with a stabilized fixed resistance 3 in such an axially put together in parallel so that a structural unit is created, which is preferably inserted as a whole in the waveguide 1 and in the way in the direction of the electric field lines if w B she establishes a connection between the two opposing overlying broadsides of the waveguide wall or their Represents attachments. In particular, the connection of the directional conductor 2 via its rod-shaped electrode 4 to one end of the rod-shaped fixed resistor 3 via a resilient tab 5 can be used Plug-in device 6 take place, which in turn can be in any e is connected to the body of the rod-shaped 'pest resistance 3.

Das andere Ende des stabförmigen Festwiderstandes 3 ist zweckmäßig mittels einer Steckvorrichtung 7 mit der Uandung des - Hohlleiters 1 galvanisch verbunden, wobei die Steckvorrichtung 7 s. B. mittels eines durch eine Bohrung in der Hohlleiterwandung geführten Zapfens 8 befestigt ist.The other end of the rod-shaped fixed resistor 3 is useful galvanically by means of a plug-in device 7 with the wall of the waveguide 1 connected, the plug-in device 7 s. B. by means of a through a hole in the waveguide wall guided pin 8 is attached.

Die aus dem Richtleiter 2 und dem Festwiderstand 3 gebildete bauliche Einheit ragt infolge ihrer, d, ie entsprechende Hohlleiterabmessung übertreffende Länge mit dem freien Ende des-Richtleiters 2 aus dem Innenraum des Hohlleiters heraus und wird von einem mit der Wandung des Hohlleiters 1 elektrisch dicht verbundenen turmartigen Ansatzstück 10 umschlossen, dessen Endzone derart ausgebildet ist, daß sie zusammen mit der kranzartig ausgebildeten Elektrode 9 bzw. deren Fassung 11 eine hochfrequenzmäßig einwandfreie Abdichtung der Hohlleitung darstellt. Es muß. jedoch dabei Sorge getragen werden, daß eine gleichstrommäßige Isolierung der kranzartig ausgebildeten Elektrode 9 von der auf Nassepotential liegenden Wandung des Ansatzstückes 10 gewährleistet ist. -Lels ei."ies Die Halterung des lichtleiters 2 erfolgt 3. B. mittels eiues Stempels 13, der einen sich gegen die kranzartig ausgebildete Elektrode 9 abstützenden, isolierenden, kegelförmigen Zwischen- ring 14 gegen eine entsprechend ausgebildete kegelförmige Zone des Ansatzstückes 10 drückt. Der Stempel 13 kann vorzugsweise gleichzeitig zur elektrischen Verbindung der kranzartig ausgebildeten Elektrode 9 mit dem Innenleiter einer angeschlossenen Koaxialleitung 15 dienen, während die Wandung des ansatzstäckes 10 über entsprechend angeordnete Kontaktflächen mit dem Außenleiter der Koaxialleitung'15 verbunden ist. Durch eine auf die Wandung des Ansatzstücks 10 aufschraubbare Mutter 16 kann die Verbindung zur Koaxiallei- lung 15 vorzugsweise leicht lösbar-gestaltet werden. \ Für den an die kranzförmig ausgebildete Elektrode 9 und die Wandung des Ansatzstückes 10 angeschlossenen, Demodulations- bzw. Gleichstromkreis bedeutet die zwischen dem die Fortsetzung der, Elektrode 9 darstellenden metallischen Teil 12 des Richtleiters 2 und der dieser gegenüberliegenden Zone des ansatzstückes 10 vorhandene Kapazität die Ladekapazität, deren Größe durch geeignete Dimensionierung und insbesondere auch durch entsprechende Wahl des'Materials für den isolierenden kegelförmigen Zwischenring 14 gewählt werden kann.The structural unit formed from the directional conductor 2 and the fixed resistor 3 protrudes from the interior of the waveguide with the free end of the directional conductor 2 due to its length exceeding the corresponding waveguide dimension is electrical from one to the wall of the waveguide 1 tightly connected tower-like extension piece 10, the end zone of which is designed in such a way that, together with the wreath-like electrode 9 or its socket 11, it represents a high-frequency perfect seal of the hollow pipe. It must. However, care must be taken that a direct current insulation of the wreath-like electrode 9 from the wall of the extension piece 10, which is at wet potential, is ensured. -Lels ei. "Ies The holder of the light guide 2 takes place 3. B. by means of egg Stamp 13, the one against the wreath-like trained Electrode 9 supporting, insulating, conical intermediate ring 14 against a correspondingly designed conical Zone of the extension 10 presses. The stamp 13 can preferably serve at the same time for the electrical connection of the wreath-like electrode 9 to the inner conductor of a connected coaxial line 15, while the wall of the attachment 10 is connected to the outer conductor of the coaxial line 15 via appropriately arranged contact surfaces. A nut 16 that can be screwed onto the wall of the extension piece 10 enables the connection to the coaxial line ment 15 are preferably designed to be easily detachable. \ For the ring-shaped electrode 9 and the Wall of the extension piece 10 connected, demodulation or DC circuit means the capacity between the metallic part 12 of the directional conductor 2, which is the continuation of the electrode 9, and the opposite zone of the attachment piece 10, the charging capacity, its size through suitable dimensioning and in particular also through the appropriate choice of the material for the insulating conical intermediate ring 14 can be selected.

Für die elektrische Wirkungsweise der Anordnung nach der Neuerung ist es zweckmäßig, den Festwiderstand 3 als Kohleschichtwiderstand auszubilden, der seinen Widerstandswert auch bei hohen Frequenzen beibehält. Durch geeignete Wahl dieses Widerstandswertes kann-erreicht werden, daß der Gesamtwiderstand der aus dem Richtleiter 2 und dem Festwiderstand 5 bestehenden baulichen Einheit bei Serienresonanz einen bestimmten Wert nicht unterschreitet. For the electrical operation of the arrangement according to the innovation it is appropriate to use the fixed resistor 3 as a carbon film resistor to train which maintains its resistance value even at high frequencies. Through suitable Choice of this resistance value can-be achieved that the total resistance of the from the directional conductor 2 and the fixed resistor 5 existing structural unit Series resonance does not fall below a certain value.

Eine optimale Anpassung des Richtleiters 2 an die Hohlleitung wird schließlich bei der Anordnung nach der Neuerung dadurch erzielt, daß ein ortsveranderbarer Kurzschluß 16 sowie ein zum Zwecke der weiteren Abstimmung vorgesehener, in den Hohlleiter einschaltbarer Parallelblindleitwert (z.B. eine kapazitive Abstimmschraube 17) optimal eingestellt wird.An optimal adaptation of the directional guide 2 to the hollow line is finally achieved in the arrangement according to the innovation that a portable Short circuit 16 and one provided for the purpose of further coordination, in the Waveguide switchable parallel conductance (e.g. a capacitive tuning screw 17) is optimally set.

Ein mit der, Anordnung nach-der Neuerung versehener Hohlleiter kann mit Vorteil zum Zwecke der Spannungsmessung in eine Hohlleitung eingesetzt oder B. als Indikator für Hohlleiterbrücken und Richtungskoppler oder ähnliche Geräte der Hochstfrequenztechnik verwendet werden. 4Seha nspruclle 1Figur A waveguide provided with the arrangement according to the innovation can advantageously be used for the purpose of voltage measurement in a waveguide or, for example, as an indicator for waveguide bridges and directional couplers or similar devices high frequency technology can be used. 4See rules 1 figure

Claims

z S c hut z call -------------- 1. Arrangement for, high-frequency adjustment. of a directional

conductor to a hollow pipe, in particular for the purpose of measuring the voltage of a the electromagnetic wave, characterized that the 'rod-shaped Richtleäer (2) with

a rod-shaped fixed resistor attached parallel to the axis forms a structural unit which is arranged in the direction of the electric field lines in such a way that the free end of the rod-shaped fixed resistor is galvanically connected to the wall of the waveguide. "

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the connection between the light guide (2) and one end of the rod-shaped fixed resistor (3) and / or the connection between the other end of the rod-shaped fixed resistor (3) and the Hohleitungswandung as a plug connection (6, 7) is formed.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow line behind the cross section of the directional conductor (2) is equipped with a short-circuit member (16) which is preferably displaceable in the direction of its longitudinal axis. . Arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that preferably in the hollow pipe in front of the cross section of the light guide (2) additional batiittel (e.g. trim screw (17), covers, etc.) are provided.