Vorrichtung zur Übertragung einer elektrischen Schwingung. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vor richtung zur Übertragung einer elektrischen Schwingung, die zwei konzentrische Über \ragungsleitungen enthält, und bei der der Innenleiter von einer der Übertra;gungslei- tun(ren mit dem Aussenleiter der andern Übertragungsleitung verbunden ist.
-Gemäss der Erfindung bildet ein Teil des crenannten Aussenleiters den Innenleiter einer konzentrischen Übertragungsleitung mit einer Gänge von praktisch (21a-1) ).,'4, wobei die Wellenlänge der zu übertragenden Schwingung und 7a eine ganze Zahl bedeutet.
Diese letztgenannte Übertragungsleitung ist zwischen den Enden der Aussenleiter der bei den erstgenannten Übertragungsleitungen ge- schaltet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Vorrichtung sind zum Anpassen einer ersten an eine zweite konzentrische Übertragungsleitung, zwei oder mehrere Übertragungsleitunb teilstrecken vor gesehen, die in Reihensühaltung mit dem Innen- und Aussenheiter der ersten Übertra- gungsleitung und in Parallelschaltung mit ; dem Innen- und Aussenleiter der zweiten Übertragungsleitung verbunden sind.
In manchen Fällen ist es im Hinblick auf die Parallelschaltung erforderlich, zur Erzielung einer Phasenumkehrung in einer; der Teilstrecken, :diese um eine halbe Wellen länge grösser als die andere (n) Teilstrecke<I>(n)</I> zu wählen.
In einer solchen Ausführungsform ider Vorrichtung nach ,der Erfindung ist eine Im pedanztransformation erzielbar, .deren Ver hältnis dem Quadrat der verwendeten An zahl Teilstrecken enispricht, während,die bei Ianpedanztransformation eintretenden Ver luste äusserst gering sind.
An Hand der Zeichnung, in der verschie dene Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt sind, werden .diese und die damit erzielbaren Vorzüge näher erläutert.
Die Fig. 1, 2 und 4 zeigen Vorrichtun gen, die insbesondere zur Erleichterung eines richtigen Verständnisses der nachfolgenden Ausführungsbeispiele dienen.
Die Fig. 3 und 5 zeigen Aus@führungs- formen der erfindungsgemässen Vorrichtung, die zum Anpassen zweier Übertragungslei- tungen, je zwei Übertra,gungsleitungstei'Z- strecken enthalten, und in den Fig. 6 und 7 sind entsprechende Vorrich tungen mit drei Übertragungsleitungsteil- strecken abgebildet.
In Füg. 1 ist A eine konzentrische Über tragungsleitung mit einem Innenleiter 1 und einem Aussenleiter 2. Die Enden des Innm und des Aussenleiters dieser Übertragungs leitung sind mit den Innenleitern 3 bezw. 4 zweier in Gegentakt geschalteter konzen- trischer Übertragungsleitungen verbunden.
Das eine Viertelswellenlä nge der zu über tragenden Schwingung lange Endstück der Übertragungsleitung A ist von einem Hohl leiter 6 umgeben, der am einen Ende mit den Aussenleitern 5 der in Gegentakt .geschal- teten Übertragungsleitungen verbunden ist.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der in F'ig. 1. dargestellten Vorrichtung sei von den in Gegentakt geschalteten Übertragungs leitungen ausgegangen. Die in den Innenlei tern 3 und $ dieser Übertragungsleitungen fliessenden 'Ströme sind gegenphasig, wie in der Figur durch Pfeile angedeutet ist.
Da bei einer einzigen Übertragungsleitung die Ströme des Innen- und des Aussenleiters gleich gross aber entgegengesetzt gerichtet sind, muss der Innenleiter 4 von einer der in Gegentakt geschalteten Übertragungsleitun- gen mit dem Innenleiter 1 der Übertragungs leitung A verbunden werden, während der Innenleiter 3 der andern .der in Gegentakt geschalteten Übertragungsleitungen mit der Innenoberfläche des Aussenleiters 2 der Übe:
r- tragungsleititng A verbunden werden rnuss. Um einen Iiurzschluss von jener der in Ge gentakt geschalteten Übertragungsleitungen zu verhüten, deren Innenleiter mit dem Aussenleiter der Übertragungsleitung .4 ver bunden ist, ist es erforderlich, dass am Ende des Aussenleiters 2 dessen Aussenoberfläche eine hohe Impedanz für die zu übertragende Sehwingung aufweist.
In diesem Fall wird ein Übertragen des Stromes des Innenleiters 3 auf die Aussenoberfläche des Aussenleiters 2 und also durch Vermittlung der Hülle 6 zurück nach :dem Aussenleiter 5 der Übertra gungsleitung- 3, 5 verhindert, und wird also der Strom .des Innenleiters 3 ausschliesslich der Innenoberfläche des Aussenleiters 2 über tragen werden.
Die erforderliche hohe Impe danz der Aussenoberfläche am Ende des Aussenleiters 2 wird dadurch erhalten, dass man einen Teil des Aussenleiters 2 mit einer Länge von einer Viertelswellenlänge der zu übertragenden Schwingung den Innenleiter einer am Ende kurzgeschlossenen Übertra- gungs@leitung mit einer Länge von praktisch einer Viertelswellenlänge bilden lässt, deren Aussenleiter durch die Hülle 6 gebildet wird. Da die Leitungen 3, 5 und 4, 5 in bezug auf die Übertraboungsleitung A in Reihe ge schaltet sind,
muss bei Anpassung der Wel lenwiderstand von jeder der beiden in Gegen- takt geschalteten Leitungen die Hälfte des Wellenwiderstandes der Übertragungsleitung A betragen. Auf diese Weise wird eine Im pedanztransformation von 2 : 1 erhalten.
Fig. 2 zeigt eine geänderte Bauart der in Fig. 1 :dargestellten Vorrichtung, bei :der die Leiter der in Gegentakt geschalteten Über- tragungsleitungen in Flucht liegen und die Aussenleiter 5 :durch ein einziges Rohr ge bildet werden, das. durch die Hülle 6 hin- durchgeführt :
ist. I?m die Übertragungslei- tung A mit den Innenleitern 3, 4 der in Ge gentakt geschalteten Leitung verbinden zu können, ist innerhalb der Hülle 6 eine Aus sparung im Aussenleiter 5 vorgesehen. Die Wirkungsweise der in Fig. <B>29</B> dargestellten Vorrichtung entspricht übrigens jener nach Fig. 1.
In Fig. 3 ist eine Vorrichtung dargestellt, die zum Anpassen einer Übertragungsleitung <I>A</I> an eine zweite Übertragungsleitung <I>B</I> dient. Diese Vorrichtung wird durch Ver wendung einer Vorrichtung nach Fig. 1 er halten, 'bei der aber :die beiden in Gegentakt geschalteten Übertragungsleitungen in Par allelschaltung mit der Übertragungsleitung B verbunden sind.
Weil, wie vorstehend be merkt, die Ströme in den Innenleitern der in Gegentakt geschalteten Übertragungsleitun gen gegenphasig sind, so muss, bevor diese beiden Leitungen in Parallelschaltung mit einer einzelnen Übertragungsleitung verbun den werden können, die Phase :des Stromes in einer der beiden in Gegentakt geschalte ten Leitungen in be.zug auf jene des !Stromes in der andern Leitung umgekehrt werden.
Dies wird dadurch erzielt, dass- die Länge der einen der in Gegentakt geschalteten Übertragungsleitungen um eine halbe Wel lenlänge grösser als die Ader andern gewählt wird. Infolgedessen, werden an den Enden der auf diese Weise entstandenen Übertra gungsleitungen, die im folgenden Übertra- gungsleitungsteilstrecken genannt werden, gleichphasige .Ströme auftreten, so dass die Enden in Parallelschaltung mit der Übertra gungsleitung B verbunden werden können.
Wenn angenommen wird, @dass der Wel lenwiderstand -der Übertragungsleitung A sich auf 2Z beläuft, so .soll der Wellenwider stand von jeder der beiden Teilstrecken Z und jener der Übertragungsleitung B 'zur Erzielung einer Anpassung an .die parallel geschalteten Teilstrecken 2 betragen, wo durch also eine Impedanztransformation von 4 : 1 erhalten wird.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dar- gestellt, die von der nach Fig. .3. durch die Art und Weise abweicht, in der die Über- tragmu.nbmgleitungsteilstrecken mit der Übertra- gtxngsqeitung A verbunden sind. Der Innen leiter von einer der Teilstrecken ist durch das Innere der Verlängerung des Innenleiters der Übertragungsleitung A hindurchgeführt und mit der Innenoberfläche .des Aussenlei ters 2 der Leitung A verbunden.
Die andere Übertragungsleitungsteilstrecke ist neben dem Aussenleiter '2 angeordnet und deren Innenleiter ist durch eine Öffnung des Aussenleiters 2 hindurchgeführt und mit dem Innenleiter .l der Leitung A verbunden. Um einen Kurzschluss der Übertragungsleitung A zu verhüten, müssen die genannt-.an Verbin- dungspunkte je in einem Abstand einer Viertelswellenlänge der zu übertragenden Schwingung vom Ende des Aussenleiters 2 angebracht sein.
Weil dieSpannungen in den beiden Übertragungsleitungsteilstrecken ge genphasig sind, ist ebenso wie .in Fig. -3 eine der Teilstrecken mit einer U-förmigen Ver längerung von 2/2 versehen. In jener Teil strecke fliesst bei oderdargestellten Vorrich tung ein @Strom i, falls angenommen, wird, dass die Übertragungsleitung B einen. Strom 2i führt.
Die (Ströme ,der Innenleiter t3 und 4 der Übertragungsleitungste@lstrecken und die entsprechenden Ströme im Aussenleiter wer den in der Leitung A summiert, wie in der Figur durch Pfeile angedeutet ist. Die @Span- nung am Ende der Übertragungsleitung A entspricht ider Spannung einer jeden Teil strecke.
Dementsprechend muss der Wellen widerstand der Leitung A halb so gross wie der Wellenwiderstand einer jeden Teilstrecke g ewähslt werden.
Die Vorrichtung nach Fig. 4 dient im wesentlichen zur Erleichterung eines richti gen Verständnisses der folgenden Ausfüh- rungeformen. Die Vorrichtung nach Fig. 4 zeigt zwei Möglichkeiten zum Summieren der iStröme in zwei Ülbertragungsleitungstenl- strecken., und zur Verbindung von zwei Übertragungsleitungen, die die gleiche !Span nung führen.
In Fig. 5 ist eine Vorriehtungdargestellt, beider die .Ströme der Übertragungsleitungs- teilstrecken 3., -5 und 4, '5' in. Reihe zusam mengefügt werden. Der Strom in der Über tragungsleitung A ist gleich gross wie der 2n den Teilstreoken, es ist aber die Spannung verdoppelt.
Die Übertra.gungsleitunggteil- strecke 3, 5 erstreckt sich teilweise innerhalb der Übertragungsleitung A und bildet also den Innenleiter 31 einer Übertragungsleitung mit einer Länge von einer Viertelswellen- länge, deren Aussenleiter vom Aussenleiter der Übertragungsleitung A gebildet wird.
Der Strom auf der Innenoberfläohe des Aussenleiters der linken Übertragungsleitungs- teilgtrecke wird mittels eines, durch die Öff nung 51 des Innenleiters der Übertragungs- leiturig A hindurchgeführten Leiters dem Innenleiter .der rechten Übertrabiingsleitazngs- teilstrecke übertragen,
deren Aussenleiter die Verlängerung des Innenleiters der Übertra gungsleitung A bildet. Der zwischen den Leitern 1 und 2 angeordnete Teil<B>31</B> der Teilstrecke bildet nunmehr einen Funkt, in dem die Spannung des Innenleiters 3 in Reihe mit der des Innenleiters --l verbunden ist.
Weil die Aussenoberfläche des Leiters 31 einen Teil einer am Ende kurzgeschlos senen Übertragungsleitung mit einer Länge von einer Viertelswellenlänge bildet, kann auf deren Aussenoberfläche kein 'Strom flie ssen.
Weil also der Strom in der Übertra- bungsleitung A gleich gross wie < ler in jeder der Teilstrecken 3, 5 und 4, 5' sein muss, während die '@Spannung .der Übertragungslei tung A der Summe der Spannungen der bei den Teilstrecken entspricht,
muss .der Wellen- widerstand der übertragungsl.citung A zum Erzielen einer Anpassung .das Zweifache von dem einer jeden Übertragungsleitungstei9- strecke sein.
Es sei bemerkt, dass die Strön 2e in den bei den Übertragungsleitungsteilstrecken Olleich- phasig sind und .somit im Hinblick auf die Parallelschaltung keine Phasenumkehrung erforderlich ist.
Die von der Übertragungs leitung A abgewendeten Enden der Übertra- gungsleitun-gsteilstrecken sind in Parallel schaltung mit der Übertragunb leiturig B verbunden, wobei zur Erzielung einer An passung der Wellenwiderstand der Ü'bertra- gungsleitung B halb so gross wie der einer jeden Teilstrecke sein soll, wodurch mittels der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung eine Impedaniztransformation von 4:1 erhalten wird, und in jedem Punkt der Vorrichtung eine genaue Anpassung vorhanden ist.
In Fig. 6 ist eine Vorrichtung dargestellt, mit deren Hilfeeine Impedanztransformation von 9 : 1 erhalten werden kann und bei der drei Übertragungsleitungsteilstrecken glei cher Länge verwendet werden, ,die in Par allelschaltung mit der Übertragun,galeitung B und in Reihensehaltung mit der Übertra gungsleitung A angeordnet sind.
Ein Teil von jeder der Übertragungs.leitungrsteilstrek- ken 22, 24, 26 ist über eine Länge einer vier tele Wellenlänge von einem Leiter 28 um geben, der am einen Ende mit dem Aussen leiter der betreffenden Teilstrecke verbunden ist.
Die auf diese Weise gebildeten Über- tragungs'leitungen mit einer Länge von einer VierteIswellenlänge verursachen für die zu übertragenden Schwingungen eine hohe Im pedanz am Ende der Aussenoberfläche des Aussenleiters der Übertragungsleitungsteil- strecken. Der Strom des Innenleiters 23 der ersten Übertragungsleitungstei'lstrecke wird infolgedessen der Innenoberfläche des Aussen leiters der mittleren Teilstrecke übertragen,
und es fliesst der Strom vom Innenleiter 2.5 der mittleren Teilstrecke nach der Innenober fläehe des Aussenleiters der letzten Teil strecke. Der Strom auf der Innenoberfläche der ersten Teilstrecke wird der Strom .des Innenhüters 2 der Übertragungsleitung @l, und der (Strom des Innenleiters 27 der letzten Teilstrecke wird .der Strom des Aussenleiters der Übertragungsleitung A.
Da auf diese Weise die Teilstrecken .2'$, 24 und 26 in Reihenschaltung mit der Übertragungsleitung A verbunden sind und die 8tröme in diesen Teilstrecken gleichphasig sind, muss der Wel lenwiderstand einer jeden Teilstrecke 1/a des Wellenwiderstandes der Übertragungsleitung A betragen. An dem von der ersten Über- tragungsleitung abgewendeten Ende sind die Übertragungsleitungsteilstrecken in Parallel- seha,
ltung mit dem Innenleiter 9 und dem Aussenleiter 8 der Übertragungsleitung B verbunden. Hierdurch muss der Wellenwider stand der Übertragungsleitung B1/3 von .dem einer jeden Übertragungsleitungsteilstrecke betragen. Das Übersetzungsverhältnis zwi schen der Übertragungsleitung A und der Übertragungsleitung B beträgt 9 : 1.
In Fig. 7 ist eine geänderte Ausführungs form einer Vorrichtung nach Fi.g. 6 darge stellt, die besonders wichtig ist, weil die einerseits parallel und anderseits in Reihe gesehalteten Teilstrecken derart vereinigt sind, dass die Impedanztransformation er föIgt, während die zu übertragende Schwin- gong die Vorrichtung,
durchlauft. Unter Em- stä.nden ist die Bauart der in Fig. 7 darge stellten Vorrichtung über die der vorigen Ausführungsformen zu bevorzugen. Bei der Vorrichtung nach Fig. 7 besteht .die Über tragungsleitung A aus einem Aussenleiter ,1'2 und einem Innenleiter 10, Der Innenleiter 10 durchläuft die Transformationsvorrich- tung über seine ganze Länge und ist mit dem Innenleiter 1'9 der Übertragungsleitung B verbunden.
Das Ende des Innenleiters 10 ist von einem Leiter 11 umgeben, der zu sammen mit dem von ihm umfassten Teildes Innenleiters 10 eine der zwischengeschalteten Anpassungsteilstrecken bildet. Ein Teil des Leiters 11 ist von einem folgenden Leiter .113 umgeben und bildet mit ihm eine zweite Teilstrecke, in der ,der Leiter 11 den Innen leiter, der Leiter 13 den. Aussenheiter bildet. Das Ende des Leiters 11 ist mit dem Ende des Leiters 20 der Übertragungsleitung B verbunden.
Weil die Länge des Leiters 11 zwischen dem Ende und dem Verbindungs punkt des Leiters 13 eine Viertelswellen- lä.nge beträgt, wird der Strom ,des Leiters 20 der Innenoberfläche des Leiters 11 übertra gen. Entsprechend dem Leiter 11 bildet,der Leiter<B>13</B> den Innenleiter einer Teilstrecke, deren Aussenleiter 12 der Übertragungslei tung A den Aussenleiter bildet.
Das Ende des Leiters 21 ist mit,dem Ende des Leiters 13 verbunden, und es wird wieder .der Strom des Leiters 21 ausschliesslich .der Innenober fläche des Leiters d3 übertragen werden kön nen. Die Impedanz des Teils der Übertra gungsleitung B mit dem Innenleiter 20 ist derart der Übertragungsleitung B mit dem Innenleiter '20 ist derart gewählt, dass beim Verhi.ndungspunkt der Leiter 20 und 19 ein Drittel des ;
Stromes des Innenleiters 19 zum Leiter 10 und zwei Drittel zum Leiter 20 fliesst. Am Verbindungspunkt des Leiters 20 und 21 werden die Verhältnisse derart ge wählt, .dass der Strom :des Leiters 20 am letztgenannten Verbindungspunkt in zwei gleiche Teile geteilt wird.
Unabhängig vom Wege, dem jeder Teil .des Stromes des Innenleiters der Übertra- gungsleitung ss infolge der Verteilung folgt, werden,die Ströme in den Punkten, in denen sie zusammengefügt werden, wieder ,gleich phasig sein, weil die von jedem Stromteil durchflossene Weglänge gleich gross ist.
Die erwähnten drei !Stromteile, :die in Reihe zusammengefügt,die Übertragungslei tung A speisen, verursachen in der Übertra gungsleitung A eine iSpannung 3,E und einen Gesamtstrom i, wenn in der Übertragungs leitung B eine Spannung E herrscht und ein Strom 3i fliesst. Auf .diese Weise wird ein Übersetzungsverhältnis 9 : 1 erhalten.
Sämtlichen oibenbeschriebenen Vorrich tungen liegt zu Grunde,,dass der Innenleiter strom einer konzentrischen Übertragungslei tung auf die Innenoberfläche des Aussen leiters einer andern -konzentrischen Übertra gungsleitung übertragen werden kann. Wenn die :Stromwege derart sind, dass keine Re flexionspunkte für die Innen- oder Aussen leiterströ.me vorhanden :sind, führen die be schriebenen Vorrichtungen eine Impe.danz- transformation herbei, ohne dass dabei stehende Wellen auftreten.
Es sei bemerkt"dass überall dort, wo von einer Übertragungsleitung von einer Viertels wellenlänge die Rede ist, ebenso eine Über tragungsleitung mit einer Länge von einer ungeraden Anzahl Viertelswellenlängen ver wendet werden kann. Es ist aber eine Über- tragungsleitung von einer Viertelswellen- länge zu bevorzugen, weil damit eine ver hältnismässig hohe Eingangsimpedanz erzielt werden kann und diese zu einer gedrungenen Bauart der beschriebenen Vorrichtungen führt.
Device for transmitting an electrical vibration. The invention relates to a device for the transmission of an electrical oscillation which contains two concentric transmission lines and in which the inner conductor of one of the transmission lines is connected to the outer conductor of the other transmission line.
-According to the invention, part of the crenated outer conductor forms the inner conductor of a concentric transmission line with a pitch of practically (21a-1))., '4, where the wavelength of the vibration to be transmitted and 7a denotes an integer.
This latter transmission line is connected between the ends of the outer conductors of the transmission lines mentioned first.
In a preferred embodiment of the device according to the invention, two or more transmission line sections are provided for matching a first to a second concentric transmission line, which are in series with the inner and outer units of the first transmission line and in parallel with; the inner and outer conductors of the second transmission line are connected.
In some cases, with regard to the parallel connection, it is necessary to achieve a phase inversion in one; of the sections: this should be half a shaft length larger than the other section <I> (n) </I>.
In such an embodiment of the device according to the invention, an impedance transformation can be achieved, whose ratio corresponds to the square of the number of segments used, while the losses occurring in the case of an impedance transformation are extremely small.
Based on the drawing, in which various embodiments of the device according to the invention are shown, for example, these and the advantages that can be achieved are explained in more detail.
1, 2 and 4 show Vorrichtun conditions, which are used in particular to facilitate a correct understanding of the following embodiments.
3 and 5 show embodiments of the device according to the invention which contain two transmission line sections each for adapting two transmission lines, and FIGS. 6 and 7 show corresponding devices with three transmission line sections - routes shown.
In add. 1, A is a concentric transmission line with an inner conductor 1 and an outer conductor 2. The ends of the Innm and the outer conductor of this transmission line are with the inner conductors 3 respectively. 4 of two concentric transmission lines connected in push-pull.
The end piece of the transmission line A, which is a quarter-wave length of the vibration to be transmitted, is surrounded by a hollow conductor 6, which is connected at one end to the outer conductors 5 of the push-pull transmission lines.
To explain the mode of operation of the in Fig. 1. The device shown is based on the push-pull transmission lines. The currents flowing in the inner conductors 3 and $ of these transmission lines are in phase opposition, as indicated in the figure by arrows.
Since in a single transmission line the currents of the inner and outer conductors are equally large but directed in opposite directions, the inner conductor 4 must be connected to the inner conductor 1 of the transmission line A by one of the push-pull transmission lines, while the inner conductor 3 must be connected to the other . of the push-pull transmission lines with the inner surface of the outer conductor 2 of the Übe:
transmission line A must be connected. In order to prevent a short circuit from that of the counter-clocked transmission lines, the inner conductor of which is connected to the outer conductor of the transmission line .4, it is necessary that the outer surface of the end of the outer conductor 2 has a high impedance for the visual oscillation to be transmitted.
In this case, the current of the inner conductor 3 is prevented from being transmitted to the outer surface of the outer conductor 2 and thus back to the outer conductor 5 of the transmission line 3, 5 through the intermediary of the sheath 6, and the current of the inner conductor 3 is therefore exclusively the Inner surface of the outer conductor 2 are carried over.
The required high impedance of the outer surface at the end of the outer conductor 2 is obtained by connecting a part of the outer conductor 2 with a length of a quarter wavelength of the vibration to be transmitted to the inner conductor of a transmission line short-circuited at the end with a length of practically one Can form a quarter wavelength, the outer conductor is formed by the sheath 6. Since the lines 3, 5 and 4, 5 are connected in series with respect to the transfer line A,
the wave resistance of each of the two counter-clocked lines must be half the wave impedance of transmission line A. In this way an impedance transformation of 2: 1 is obtained.
FIG. 2 shows a modified design of the device shown in FIG. 1, in which: the conductors of the push-pull transmission lines are in alignment and the outer conductors 5: are formed by a single tube which carried out:
is. In order to be able to connect the transmission line A to the inner conductors 3, 4 of the line connected in counter-clocked fashion, a recess is provided in the outer conductor 5 within the sheath 6. Incidentally, the mode of operation of the device shown in FIG. 29 corresponds to that according to FIG. 1.
In FIG. 3, a device is shown which is used to adapt a transmission line <I> A </I> to a second transmission line <I> B </I>. This device is obtained by using a device according to FIG. 1, but in which: the two push-pull transmission lines are connected to the transmission line B in parallel.
Because, as noted above, the currents in the inner conductors of the push-pull transmission lines are in phase opposition, the phase of the current in one of the two must be in push-pull before these two lines can be connected in parallel with a single transmission line switched lines can be reversed with respect to those of the current in the other line.
This is achieved in that the length of one of the push-pull transmission lines is selected to be half a wavelength greater than the other wire. As a result, in-phase currents will occur at the ends of the transmission lines created in this way, which will be called transmission line sections below, so that the ends can be connected to transmission line B in parallel.
If it is assumed that the wave resistance of the transmission line A amounts to 2Z, then the wave resistance of each of the two sections Z and that of the transmission line B 'to achieve an adaptation to the sections connected in parallel is 2 where is thus obtained by an impedance transformation of 4: 1.
In FIG. 4, an embodiment is shown which differs from that according to FIG. differs by the way in which the transmission line sections are connected to the transmission line A. The inner conductor of one of the sections is passed through the inside of the extension of the inner conductor of the transmission line A and connected to the inner surface .des Aussenlei age 2 of the line A.
The other transmission line section is arranged next to the outer conductor 2 and its inner conductor is passed through an opening in the outer conductor 2 and connected to the inner conductor 1 of the line A. In order to prevent a short circuit of the transmission line A, the mentioned connection points must each be attached at a distance of a quarter wavelength of the vibration to be transmitted from the end of the outer conductor 2.
Because the voltages in the two transmission line sections are in opposite phase, as in Fig. -3 one of the sections is provided with a U-shaped extension of 2/2. In that part of the route an @current i flows in the device shown or, if it is assumed that the transmission line B has one. Current 2i leads.
The (currents, the inner conductor t3 and 4 of the transmission line sections and the corresponding currents in the outer conductor are summed up in line A, as indicated by arrows in the figure. The voltage at the end of transmission line A corresponds to the voltage of a stretch every part.
Accordingly, the wave resistance of line A must be half as large as the wave resistance of each section.
The device according to FIG. 4 essentially serves to facilitate a correct understanding of the following embodiments. The device according to FIG. 4 shows two possibilities for adding up the currents in two transmission line sections, and for connecting two transmission lines which carry the same voltage.
5 shows a device in which the currents of the transmission line sections 3., -5 and 4, '5' are added together in a row. The current in the transmission line A is the same as the 2n of the partial streoken, but the voltage is doubled.
The partial transmission line 3, 5 extends partially within the transmission line A and thus forms the inner conductor 31 of a transmission line with a length of a quarter wavelength, the outer conductor of which is formed by the outer conductor of the transmission line A.
The current on the inner surface of the outer conductor of the left transmission line section is transmitted to the inner conductor of the right transmission line section by means of a conductor passed through the opening 51 of the inner conductor of transmission line A,
whose outer conductor forms the extension of the inner conductor of transmission line A. The part <B> 31 </B> of the section arranged between the conductors 1 and 2 now forms a point in which the voltage of the inner conductor 3 is connected in series with that of the inner conductor -1.
Because the outer surface of the conductor 31 forms part of a transmission line short-circuited at the end with a length of a quarter wavelength, no current can flow on its outer surface.
Because the current in the transmission line A must be the same as in each of the sections 3, 5 and 4, 5 ', while the voltage of the transmission line A corresponds to the sum of the voltages in the sections,
The wave resistance of the transmission line A must be twice that of each transmission line section in order to achieve an adjustment.
It should be noted that the currents 2e in the transmission line sections are out of phase and therefore no phase reversal is required with regard to the parallel connection.
The ends of the transmission line sections facing away from the transmission line A are connected in parallel with the transmission line B, whereby the characteristic impedance of the transmission line B should be half as large as that of each section to achieve an adaptation , whereby an impedance transformation of 4: 1 is obtained by means of the device shown in FIG. 5, and there is an exact match at every point of the device.
6 shows a device with the aid of which an impedance transformation of 9: 1 can be obtained and in which three transmission line sections of equal length are used, which are connected in parallel with the transmission line B and in series with the transmission line A. are arranged.
A part of each of the transmission line partial sections 22, 24, 26 is given over a length of a four-tele wavelength by a conductor 28 which is connected at one end to the outer conductor of the relevant section.
The transmission lines formed in this way with a length of a fourth wavelength cause a high impedance for the vibrations to be transmitted at the end of the outer surface of the outer conductor of the transmission line sections. The current of the inner conductor 23 of the first transmission line section is consequently transmitted to the inner surface of the outer conductor of the middle section,
and the current flows from the inner conductor 2.5 of the middle section to the inner surface of the outer conductor of the last section. The current on the inner surface of the first section becomes the current of the inner guard 2 of the transmission line @l, and the current of the inner conductor 27 of the last section becomes the current of the outer conductor of the transmission line A.
Since in this way the sections .2 '$, 24 and 26 are connected in series with the transmission line A and the currents in these sections are in phase, the wave resistance of each section must be 1 / a of the wave resistance of the transmission line A. At the end facing away from the first transmission line, the transmission line sections are in parallel.
Lung connected to the inner conductor 9 and the outer conductor 8 of the transmission line B. As a result, the wave resistance of the transmission line must be B1 / 3 from .dem of each transmission line section. The gear ratio between the transmission line A and the transmission line B is 9: 1.
In Fig. 7 is a modified embodiment of a device according to Fi.g. 6, which is particularly important because the sections, which are on the one hand parallel and on the other hand in series, are combined in such a way that the impedance transformation takes place, while the vibrating signal to be transmitted
passes through. Under certain circumstances, the design of the device shown in FIG. 7 is to be preferred over that of the previous embodiments. In the device according to FIG. 7, the transmission line A consists of an outer conductor 1'2 and an inner conductor 10. The inner conductor 10 runs through the transformation device over its entire length and is connected to the inner conductor 1'9 of the transmission line B.
The end of the inner conductor 10 is surrounded by a conductor 11 which, together with the part of the inner conductor 10 it encompasses, forms one of the intermediate matching sub-sections. Part of the conductor 11 is surrounded by a following conductor .113 and forms with it a second section in which, the conductor 11 is the inner conductor, the conductor 13 the. Outdoor cheer forms. The end of the conductor 11 is connected to the end of the conductor 20 of the transmission line B.
Because the length of the conductor 11 between the end and the connection point of the conductor 13 is a quarter wave length, the current of the conductor 20 is transmitted to the inner surface of the conductor 11. Corresponding to the conductor 11, the conductor <B> 13 the inner conductor of a section, the outer conductor 12 of the transmission line A forms the outer conductor.
The end of the conductor 21 is connected to the end of the conductor 13, and again the current of the conductor 21 will only be able to be transmitted to the inner surface of the conductor d3. The impedance of the part of the transmission line B with the inner conductor 20 is such that the transmission line B with the inner conductor 20 is selected such that at the connection point of the conductors 20 and 19 one third of the;
Current of the inner conductor 19 to the conductor 10 and two thirds to the conductor 20 flows. At the connection point of the conductors 20 and 21, the ratios are selected in such a way that the current: of the conductor 20 is divided into two equal parts at the last-mentioned connection point.
Regardless of the path that each part of the current of the inner conductor of the transmission line follows as a result of the distribution, the currents in the points where they are joined together will again be in phase because the path length through which each current part flows is the same is big.
The three! Current parts mentioned above, which are put together in series and feed the transmission line A, cause a voltage 3, E and a total current i in the transmission line A when there is a voltage E in the transmission line B and a current 3i flows. In this way a gear ratio of 9: 1 is obtained.
All of the devices described above are based on the fact that the inner conductor current of one concentric transmission line can be transmitted to the inner surface of the outer conductor of another concentric transmission line. If the current paths are such that there are no reflection points for the internal or external conductor currents, the devices described bring about an impedance transformation without standing waves occurring.
It should be noted that wherever a transmission line of a quarter wavelength is used, a transmission line with a length of an odd number of quarter wavelengths can also be used. However, a transmission line of a quarter wavelength is to be used prefer, because a ver relatively high input impedance can be achieved and this leads to a compact design of the devices described.