DE1028640B

DE1028640B - Exponentialtransformator zwischen symmetrischen Hochfrequenzleitungen

Info

Publication number: DE1028640B
Application number: DEV11340A
Authority: DE
Inventors: Fritz Weinert
Original assignee: WERK FERNMELDEWESEN VEB
Current assignee: WERK FERNMELDEWESEN VEB
Priority date: 1956-10-06
Filing date: 1956-10-06
Publication date: 1958-04-24

Description

Exponentialtransformator zwischen symmetrischen Hochfrequenzleitungen Bei hohen Frequenzen werden als Schaltelemente, beim Energietransport und in der Meßtechnik vorzugsweise unsymmetrische Leitungen, insbesondere die bekannte koaxiale Leitung, verwendet. Es gibt jedoch in der Hochfrequenztechnik zahlreiche Fälle, z. B. im Sender- und Empfängerbau und bei der Speisung von aus Dipolen bestehenden Antennen, wo symmetrische Leitungen erforderlich sind. Zweckmäßig wird in solchen Fällen die Schaltung zum größten Teil mit unsymmetrischen Leitungen aufgebaut, die dann über Symmetrierglieder in symmetrische Leitungen übergehen. Hierbei muß in manchen Fällen gleichzeitig der Wellenwiderstand der unsymmetrischen Leitung auf einen anderen Wellenwiderstand der symmetrischen Leitung transformiert werden. Vorzugsweise wird zu diesem Zweck ein Expo: nentialtransformator auf der symmetrischen Leitungsseite hinter dem Symmetrierglied benutzt.
Die Erfindung betrifft einen solchen Exponentialtransformator. Die bekannten gestreckten Exponentialtransformatoren besitzen eine große Länge und sind schwierig herstellbar, weil sich die gegenseitigen Abstände der beiden Leiter nach einem vorgeschriebenen Gesetz ändern müssen. Zur Erfüllung dieser Bedingung ist es erforderlich, jeden Punkt der Leitung genau gesetzmäßig festzulegen. Hierzu sind besondere Hilfsmittel, Justiereinrichtungen, Meßgeräte u. dgl. notwendig, damit der örtliche Wellenwiderstand Z, in der Entfernung x vom Anfang der Leitung sowie der gegenseitige Abstand a,r der beiden Drähte der Zweidrahtleitung an der Stelle x der Leitung und schließlich der Drahtdurchmesser d in einer Beziehung zueinander stehen, die durch die Formel gegeben ist. Hierbei ist E die relative Dielektrizitätskonstante; Z,1 ist der Wellenwiderstand am Anfang der Exponentialleitung, deren gesamte Länge 1 ist; il ist das Widerstandsübersetzungsverhältnis.
Die herstellungsmäßig vorhandenen Schwierigkeiten bei der Erfüllung der erwähnten Bedingungen sind auch dann nicht beseitigt, wenn die beiden Leiter des Exponentialtransformators wie bei einer bekannten Vorrichtung auf einen rotationssymmetrischen Körper aus einem Baustoff mit kleinen dielektrischen Verlusten aufgewickelt werden. Auch in diesem Fall müssen die beiden Leiter punktweise gesetzmäßig genau festgelegt werden, was nur mit besonderen Hilfsmitteln, Justiereinrichtungen, Meßgeräten u. dgl., also mit Schwierigkeiten, zu verwirklichen ist.
Nach der Erfindung ist bei einem Exponentialtransformator, bei dem die beiden Leiter einer symmetrischen Hochfrequenzleitung auf einen rotationssymmetrischen Körper aus einem Baustoff mit kleinen dielektrischen Verlusten, z. B. Polystyrol, aufgewickelt sind, der von der Länge x abhängige Quotient dadurch mit großer Annäherung bei einfacher mechanischer Herstellung der Exponentialleitung gewährleistet, daß für jeden Leiter eine schraubenförmige Rille in den rotationssymmetrischen Körper derart eingedreht ist, daß sich der gegenseitige Abstand ax der Leiter bei konstanter Gewindesteigung stetig verändert. Die Herstellung des Exponentialtransformators ist dann entsprechend dem jeweils gewünschten Transformationsverhältnis sehr vereinfacht, da die beiden Leiter in der erforderlichen Länge nur in die vorbereitete schraubenförmige Rille des rotationssymmetrischen Körpers eingelegt zu werden brauchen.
Drei Ausführungsbeispiele des Exponentialtransformators nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Abb.l, 2 und 3 zeigen diese "Transformatoren in je einem senkrechten Axialschnitt.
Gemäß Abb. 1 ist auf dem Umfang eines Zylinders 1, der aus einem Baustoff mit kleinen dielektrischen Verlusten, z. B. Polystyrol, besteht, eine Gewinderille 2 mit einer konstanten Steigung S 1 eingeschnitten. In diese Rille ist ein Kupferrunddraht 3 eingelegt, der den einen Draht einer Zweidrahtleitung bildet, deren anderer Draht 4 in einer zweiten Rille 5 liegt. Die Rille 5 hat eine Steigung S2, die um ein bestimmtes Maß größer ist als die Steigung S l. Aus Abb. 1 geht hervor, daß sich der gegenseitige Abstand a,. benachbarter Windungen der beiden Drähte 3, 4 von links nach rechts vergrößert. Dieser Abstand a,, steht zu dem Durchmesser d der Drähte 3, 4 in einer solchen Beziehung, daß die oben angeführte Formel erfüllt ist. Der Wellenwiderstand hat also an jeder Stelle x der Zweidrahtleitung einen Wert, der sich vom Anfang der Leitung bis zu deren Ende exponentiell verändert. Die Ausführungsform nach Abb. 2 unterscheidet sich dadurch von derjenigen nach Abb. 1, daß die Steigungen S 1, S 2 der Gewinderillen 2, 5 untereinander gleich sind. Die gesetzmäßige Änderung des Abstandes a" ist nach Abb. 2 dadurch verwirklicht, daß die Rille 5 eine sich in Abhängigkeit von derRillenlage stetig änderndeRillentiefe hat. Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 unterscheidet sich von demjenigen nach Abb. 1 dadurch, daß an Stelle eines einzigen Zylinders 1 für beide Drähte 3, 4 ein Zylinder 6 für den Draht 4 und ein Ringzylinder 7 für den Draht 3 vorgesehen ist. Der Ringzylinder 7 ist mit Paßsitz über den Zylinder 6 geschoben und auf diesen aufgeschrumpft oder in anderer Weise starr mit ihm verbunden.
Die Ausführungsformen nach Abb. 1 und 3 haben das Merkmal gemeinsam, daß die Steigungen S1, S2 der Gewinderillen 2, 5 unterschiedlich sind. Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 hat das für die Ausführungsform nach Abb. 1 kennzeichnende Merkmal der unterschiedlichen Tiefe der beiden Rillen 2, 5 keine Bedeutung. Die Tatsache, daß die Tiefe der Rille 2 nach Abb. 3 größer ist als die Tiefe der Rille 5, ist lediglich durch die erforderlichen Festigkeitseigenschaften des Hohlzylinders 7 bedingt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Exponentialtransformator zur Transformierung des Wellenwiderstandes einer symmetrischen Hochfrequenzleitung auf den anderen Wellenwiderstand einer weiteren symmetrischen Hochfrequenzleitung, bei dem die beiden Leiter auf einen rotationssymmetrischen Körper aus einem Baustoff mit kleinen dielektrischen Verlusten, z. B. Polystyrol, aufgewickelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Leiter (3, 4) eine schraubenförmige Rille (2 bzw. 5) in den rotationssymmetrischen Körper derart eingedreht ist, daß sich der gegenseitige Abstand (a.) der Leiter bei konstanter Gewindesteigung stetig verändert.
2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung und die Tiefe jeder Rille unterschiedlich sind (Abb. 1).
3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (2, 5) gleiche Steigung haben und eine der beiden Rillen (5) eine sich in Abhängigkeit von der Rillenlage stetig ändernde Rillentiefe hat (Abb. 2).
4. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unterschiedlicher Steigung beider Gewinderillen (2, 5) eine Rille (5) auf einen Zylinder (6) und die andere Rille (2) auf einen über diesen Zylinder mit Paßsitz geschobenen Hohlzylinder (7) geschnitten ist (Abb. 3). In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 897086, 898607.