DE515121C - Anordnung zum Anschluss eines Verbrauchers an eine Energiequelle - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 3. JANUAR 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 a * GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. April 1928 ab

Zur Anpassung von Verbrauchsapparaten an Energieleitungen ist die Benutzung des Transformators üblich. Bei Wechselstrom sehr hoher Frequenz sieht man sich genötigt, denselben abzustimmen. In manchen Fällen wird eine lohnende Vereinfachung des Anpassungsmechanismus erreicht, wenn man, der Erfindung gemäß, statt des abgestimmten Transformators zwischen Verbraucher und Energiequelle

ίο eine möglichst verlustfreie Energieleitung (Anpassungsleitung) schaltet. Es habe der Verbraucher eine Impedanz/?,,, während die Energiequelle zur Erreichung des höchsten Wirkungsgrades eine Verbraucherimpedanz Zq fordere.

Für die Anpassungsleitung gelten die Telegraphengleichungen

Vq = V_v cos an + iZJ_v sin an,

τ τ , .V_v .

Jq — J_v cos an -f· 1—y- sin an,

wo die Leitung verlustfrei (ß = 0) und mit einem reinen Ohmschen Wellenwiderstande Z gedacht ist, was jedoch nicht erforderlich ist. Bei idealen Anpassungsbedingungen ist folglich

Vq V_v cos an -\- i ZJ_V sin an

J_v cos an -\- ι —=- sin an Z_v -j- i Z tg an
ι 4. i—Z-tg an

Diese komplexe Gleichung kann immer so in zwei reelle Gleichungen aufgespaltet werden, daß zwei Größen in den anderen ausgedrückt werden. Es ist also bei jedem Wert von Z_q und Z_v möglich, zugehörige Werte von Z und tg a.n zu finden, wodurch der Gleichung genügt wird. Mit anderen Worten, es ist möglich, jeden Verbraucher an jede Energiequelle anzupassen durch Zwischenschaltung eines Leitungsstückes geeigneter elektrischer Länge und geeigneten Wellenwiderstandes. Als Beispiel dieser Anordnung diene die Abb. 1, die zeigt, wie in dieser Weise der innere Widerstand eines Senderohres ohne Zwischenschaltung von Hilfsapparaten direkt auf die Senderantenne angepaßt werden kann. Länge und Wellenwiderstand der Anpassungsleitung können aus der Gleichung 1 gefunden werden. Ein besonders wichtiger Fall tritt ein, wenn in Gleichung 1

tg aw = 00 oder α =

wird. Dann vereinfacht sich die Gleichung zu

welche Formel besagt, daß bei Verwendung einer Anpassungsleitung der Länge λ/4 und, falls Zq und Z_v ohmisch sind, der Wellenwider- 6a stand der Anpassungsleitung das geometrische Mittel zwischen Verbraucher und überzutragender Widerstand sein muß. Einen weiteren Fall erhält man, wenn die Energiequelle selber eine von irgendeinem Sender gespeiste Leitung 6g mit Wellenwiderstand Zq ist (Abb. 2). Um die Verluste in dieser Leitung möglichst klein zu halten, muß der Verbraucherwiderstand R_v

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Hans-Otto Roosenstein in Berlin.

auf Z_q transformiert werden. Dazu genügt Zwischenschaltung einer Anpassungsleitung von ^χ/₄λ Länge mit einem Wellenwiderstande

Z = V Zq Rv-

Als letztes Ausführungsbeispiel diene eine Anordnung bei Str.ahlwerfern mit verästelter Energiezuführung, wodurch Einschaltung von Zwischenstücken vor jeder Verzweigung mit

ίο einem Wellenwiderstand Z: y'T (sonst haben alle benutzten Rohre einen Wellenwiderstand Z) und einer Länge von λ/4, jede Bildung von stehenden Wellen im Rohre vor der Verzweigung mit den daraus vorkommenden erhöhten Verlusten unterdrückt wird (s. Abb. 3). Wenn z. B. die Leitung der Abb. 3 aus zwei konzentrischen Rohren besteht mit Durchmessern von 104 und 70 mm, so muß nach der oben durchgeführten Rechnung die Transformationsleitung bei einem Außendurchmesser von 104 mm einen Durchmesser des Innenrohres von 78 mm aufweisen.

Dieses Verfahren, bei dem also alle drei verästelten Zweige den Wellenwiderstand Z besitzen, die Anpassung aber durch Zwischenschaltung eines λ/4-Abschnittes erreicht wird, unterscheidet sich von den sonst üblichen Verfahren, bei welchen der reflexionsfreie Übergang von einer auf beispielsweise zwei Leitungen dadurch bewerkstelligt wird, daß der Wellenwiderstand der Zuleitung beispielsweise halb so groß gewählt wird wie der jeden Seitenastes.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zum Anschluß eines Verbrauchers an eine Energiequelle, insbesondere für die Zwecke der Hoohfrequenztech-

   nik, deren günstigste Belastungsimpedanz Z_q von der des Verbrauchers Z_v verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Quelle und Verbraucher eine unverzweigte Leitung gelegt ist, deren konstanter Widerstand Z gemeinsam mit der Länge η so gewählt ist, daß der Gleichung

   Z_v + i Z tg an

   *~ Z

   ι -f i~tga.n

   Genüge getan ist, wo α die Fortpflanzungskonstante und i die imaginäre Einheit ist.

   z. Anordnung gemäß Anspruch 1, um für eine Schwingung der Wellenlänge λ ein Widerstand R_q auf die Energiequelle zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucherwiderstand R_v über die Anpassungsleitung von einer elektrischen Länge λ/4 und einem Wellenwiderstand Z = ]/R_q R_v angeschlossen ist.

   3. Anordnung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraueherwiderstand R_v an eine Energieleitung mit Wellenwiderstand Z_? angepaßt ist durch Zwischenschaltung eines Leitungsstückes mit Wellenwiderstand Z = yz_q R_v und der Länge λ/4.

   4. Anordnung gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Energieleitungen parallel mit einer Gesamtimpedanz Z_v von einer Energieleitung mit einer Impedanz Z_q gespeist und stehende Wellen dadurch vermieden sind, daß als Kopplungsglied eine λ/4 lange Leitung mit einem Wellenwiderstande Z =. \'Z_V Z_q benutzt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen