DE893523C - Hochfrequenz-Breitbanduebertrager - Google Patents

Description

• Hochfrequenz-Breitbandübertrager Es sind bereits Hochfrequenzanordnungen zur Widerstandsübersetzung (Anpassung) in einem breiten Frequenzbereich, insbesondere für sehr kurze Wellen, bekannt, bei denen Filterglieder oder Leitungsabschnitte in geeigneter Weise zusammengeschaltet werden. Bei einer bekannten Anordnung dieser Art ist zwischen dem zu übertragenden Widerstand, z. B. einer Antenne, und der anzupassenden Speiseleitung ein Leitungsabschnitt solcher Länge, z. B. der Länge 23/4 2,, eingeschaltet, daß der Eingangswiderstand dieses Leitungsabschnittes einen angenähert frequenzkonstanten Wirkanteil bei frequenzabhängigem Blindanteil besitzt. Letzterer wird durch einen zusätzlichen Blindwiderstand etwa in Gestalt einer Stichleitung in einem breiten Frequenzbereich ausgeglichen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht unter Verwendung verhältnismäßig weniger einfacher Glieder bzw. weniger kurzer Leitungsabschnitte eine gleichmäßige Übertragung in einem wesentlich breiteren Frequenzbereich, als es bisher möglich war. Das grundsätzliche Schaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt Abb. z. Parallel zur niederohmigen Seite des Übertragers, also parallel zu dem hochzutransformierenden Wellenwiderstand R1, liegt zunächst ein auf die mittlere Frequenz des Übertragungsbereiches abgestimmter Parallelschwingkreis L1, Cl. An diesen schließt sich ein L-Glied mit der Längsinduktivität L2 und der Querkapazität C2 an. Dieses L-Glied ist der eigentliche, die Wiederstandsübersetzung bewirkende Anpassungsvierpol, dessen Übersetzung für die Resonanzfrequenz gegeben ist durch die Gleichung der übertragene hochtransformierte Widerstand R2 wird parallel zu C2, jedoch gemäß der Erfindung über einen auf die mittlere Arbeitsfrequenz abgestimmten Reihenschwingkreis L3, C3 wirksam.
• Die beiden zusätzlichen Kreise L1, Cl und L3, C3 dienen zum Ausgleich des Frequenzganges des Transformationsgliedes L2, C2. Ihr L:C-Verhältnis, d. h. ihr Wellenwiderstand, muß zur vollständigen Kompensation passend bemessen werden. Bei Dezimeterwellen dient als Parallelschwingkreis L1, Cl eine kurzgeschlossene A/4-Leitung oder ein Topfkreis, während der Vierpol L2, C2 durch eine A/4-Leitung und der Reihenkreis L3, C3 durch eine offene A/4-Leitung dargestellt werden (A = mittlere Arbeitswellenlänge). Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Abb. 2. Die an den niederohmigen Widerstand R1 angeschlossene und angepaßte Koaxialleitung K verzweigt sich in eine kurzgeschlossene A/4-Leitung K1 und eine A/4-Leitung K2. Die Enden a, b der Leitung K2 entsprechen den Belegungen des Kondensators C2 in Abb. i. An den Punkt a ist mit ihrer einen Klemme eine offene A/4-Leitung K3 angeschlossen, die im vorliegenden Fall durch das hohle Innere des Innenleiters von K2 und einen in dieses hineinragenden Stift dargestellt wird. Zwischen dem Ausgangspunkt c dieses Stiftes und dem Punkt b, d. h. dem Außenleiter von K2, wird dann der übertragene Widerstand R2 wirksam. Im dargestellten Fall geht der Stift in den Innenleiter einer Koaxialleitung K' vom Wellenwiderstand R2 über. Der Wellenwiderstand Z von K2 ist so zu wählen, daß gemäß der Gleichung für die mittlere Arbeitswelle R1 in R2 transformiert wird. Die Wellenwiderstände der Leitungen K1 und K3 sind so zu wählen, daß der Frequenzgang von K2 in einem breiten Bereich ausgeglichen wird.
• Die Wirkungsweise geht aus dem Widerstandsdiagramm nach Abb.3 hervor. Für die mittlere Arbeitsfrequenz sind die Leitungen K1 und K3 (entsprechend L1, Cl und L3, C3 in Abb. i) unwirksam. K2 transformiert also A/4-Leitung R1 in R2. Für eine höhere Frequenz transformiert K2 so, daß eine Drehung längs des gestrichelt dargestellten Kreisbogens von mehr als i8o° erfolgt. K1 führt R1 auf einem Kreisbogen in Ri über (zusätzlicher kapazitiver Blindanteil). K2 transformiert R1' in R2', das durch K3 durch eine zusätzliche induktive Komponente längs einer geraden Linie in R2 übergeführt wird.
• An sich würde man. bereits durch Ergänzung von K2 allein durch K1 (bzw. L1, Cl) oder allein durch K3 (bzw. L3, C3) bei entsprechend anderem Wellenwiderstand eine Kompensation des Blindwiderstandsganges erreichen können. Jedoch würde dann noch ein merklicher Frequenzgang des Wirkwiderstandes übrigbleiben. Bei alleiniger Anwendung von K2 und K3 würde z. B. Rl gemäß der strichpunktierten Kurve in R," und darauf lediglich in den Widerstand R,"' übergeführt werden können, der zwar keinen Blindanteil besitzt, jedoch von R2 wesentlich abweicht. Bei der gleichzeitigen Anwendung von K1 und K3 wird nicht nur die Blindwiderstandskompensation in einem noch breiteren Frequenzbereich erzielt, sondern es wird gleichzeitig der Wirkwiderstandsgang weitgehend ausgeglichen.
• Die genauere Bemessung ergibt sich aus folgenden Gleichungen. An der niederohmigen Seite muß zwischen den Klemmen des ganzen Übertragers und dem eigentlichen Transformationsglied (L2, C2 bzw. K2) ein Kreis liegen mit dem Blindleitwert Auf der anderen Seite muß ein Reihenkreis liegen mit dem Blindwiderstand Es ist auch gemäß Abb. 3 möglich, jede der Leitungen K1, K2, K3 aus einem elektrisch gleichwertigen Paar zweier Leitungsabschnitte verschiedenen Wellenwiderstandes, also K,', K2' bzw. K1", K," usw., auszubauen, was unter Umständen vorteilhaft ist.
• Bei Abwärtstransformation wird der zu übertragende Widerstand an das in Abb. i rechts dargestellte Klemmenpaar angeschlossen, also über den Reihenkreis L2, C3 parallel zu C2.
• Mit der dargestellten Anordnung läßt sich eine Übersetzung im Verhältnis i : 2 durchführen, die in einem Frequenzbereich von z : 2 praktisch gleichmäßig wirksam ist, d. h. mit einem Transformationsfehler von höchstens wenigen Prozent.
• Ist der angeschaltete Widerstand R1 kein reeller Widerstand, so kann dies durch entsprechende Verstimmung des Kreises L1, Cl angeglichen werden. Ein Frequenzgang von R1 kann gleichfalls durch entsprechend andere Wahl des Wellenwiderstandes von L1, Cl ausgeglichen werden. Das gleiche gilt für die Anschaltung an der andern Seite. Wird der Widerstand R1 über eine Leitung (K in Abb. 2) angeschaltet, wie es bei einer Antenne meist der Fall ist, so ist der Blindwiderstand und der Blindwiderstandsgang des Widerstandes R1, wie an sich bereits vorgeschlagen, unmittelbar am Ort dieses Widerstandes durch einen zusätzlichen Kreis zu kompensieren.
• Gegebenenfalls läßt sich das transformierende L-Glied L2, C2 in Abb. i auch durch ein L-Glied mit Querinduktivität und Längskapazität ersetzen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hochfrequenzbreitbandübertrager, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur niederohmigen Seite eines Resonanzanpassungsvierpols, z. B. eines L-Gliedes mit einer Längsinduktivität (L2) und einer Querkapazität (C2) oder einer A/4-Leitung od. dgl., ein Schwinggebilde mit den Eigenschaften eines abgestimmten Parallelschwingkreises (L1, Cl) und/oder in Reihe zur hochohmigen Seite des Resonanzanpassungsvierpols ein Schwinggebilde mit den Eigenschaften eines abgestimmten Reihenschwingkreises (L3, C3) liegt.
2. 2. Übertrager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an die niederohmige Seite des Übertragers eine kurzgeschlossene A/4-Leitung (K1, Abb. 2) und eine A/4-Leitung (K2) parallel angeschaltet sind und daß die eine Klemme (a) dieser Leitung (K2) an die eine Eingangsklemme einer offenen A/4-Leitung (K3) angeschlossen ist, deren andere Eingangsklemme (c) zusammen mit der zweiten offenen Klemme (b) der mittleren A/4-Leitung (K2) die hochohmige Seite des Übertragers bilden.
3. 3. Übertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Leitung (K2) und die offene Leitung (K3) koaxial ineinander geschachtelt sind. q.. Übertrager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der kurzgeschlossenen und offenen A/4-Leitungen in Anspruch 2 elektrisch gleichwertige, aus j e zwei Abschnitten verschiedenen Wellenwiderstandes zusammengesetzte Leitungsabschnitte dienen (Abb. q.).