DE1227529B - Transformationsanordnung zur Anpassung eines Verbrauchers an seine Speiseleitung beihohen Frequenzen und Verfahren zu ihrer Einstellung - Google Patents

Transformationsanordnung zur Anpassung eines Verbrauchers an seine Speiseleitung beihohen Frequenzen und Verfahren zu ihrer Einstellung

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DE1227529B
DE1227529B DET26754A DET0026754A DE1227529B DE 1227529 B DE1227529 B DE 1227529B DE T26754 A DET26754 A DE T26754A DE T0026754 A DET0026754 A DE T0026754A DE 1227529 B DE1227529 B DE 1227529B
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Dipl-Ing Peter Bruger
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/04Coupling devices of the waveguide type with variable factor of coupling

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

  • Transformationsanordnung zur Anpassung eines Verbrauchers an seine Speiseleitung bei hohen Frequenzen und Verfahren zu ihrer Einstellung Die Erfindung betrifft eine Transformationsanordnung, mit deren Hilfe die Anpassung eines Verbrauchers an eine Hochfrequenzenergieleitung bei zwei verschiedenen Betriebsfrequenzen gleichzeitig verbessert werden soll. Ein derartiges Problem tritt z. B. auf, wenn zwei Hochfrequenzsender mit voneinander verschiedenen Betriebsfrequenzen eine gemeinsame breitbandige Antenne speisen sollen. Da man keine Breitbandantennen bauen kann, die in ihrem Arbeitsfrequenzbereich einen frequenzunabhängig konstanten Eingangswiderstand aufweisen, läßt es sich nicht,vermeiden, daß der Eingangswiderstand einer Breitbandantenne vom Wellenwiderstand ihrer Speiseleitung - mitunter erheblich - abweicht. Diese Fehlanpassung hat Reflexionen zur Folge, die, abgesehen von der ungleichmäßigen, stellenweise überhöhten Spannungsbeanspruchung der Leitung durch stehende Wellen, besonders störend sind, wenn die von der Antenne abzustrahlende Hochfrequenzschwingung mit einem Fernsehsignal moduliert ist. Nach Refiexion an einer weiteren Störungsstelle der Leitung - sind sie nämlich Ursache unangenehmer Doppelkonturen im Fernsehbild.
  • Um eine Antenne bei einer gewählten Betriebsfrequenz an ihre Speiseleitung anzupassen und damit Reflexionen zu vermeiden, ist es üblich, in die Leitung kurz vor der Antenne ein Transformationsglied einzuschalten, das bei der Betriebsfrequenz den Antennenwiderstand in den Wellenwiderstand der Leitung transformiert. Bei einem Wechsel der Betriebsfrequenz muß natürlich das Transformationsglied neu eingestellt werden. Das Transformationsglied kann grundsätzlich irgendeiner der möglichen Transformationsvierpole sein, die wenigstens zwei veränderliche Größen enthalten, derart, daß sie bei einer innerhalb eines Frequenzbereiches beliebig vorgegebenen Frequenz eines Widerstandsbereiches einen beliebig vorgegebenen Widerstand in einen anderen vorgegebenen Widerstand transformieren können. Viele Ausführungsweisen derartiger Transformationsvierpole sind bekannt (siehe z. B. H. M e i n k e, Theorie der Hochfrequenzschaltungen, München, 1951, S. 209ff.).
  • Gebräuchliche Realisierungen von Transformationsgliedern sind z. B. unter den Namen »Carterschleife« (für symmetrische Doppelleitungen) und »A/8-Trimmer« (für Koaxialleitungen) bekannt. Die Carterschleife ist ein kurzgeschlossenes Leitungsstück veränderbarer Länge, das der Speiseleitung an einer auszuprobierenden Stelle parallel geschaltet wird. Sie bildet mit dem Leitungsstück zur Antenne den Transformationsvierpol. Unter einem A/8-Trimmer versteht man zwei in- die Leitung geschaltete, in ihrer Größe unabhängig voneinander einstellbare ortsfeste Zusatzkapazitäten, deren Abstand ein Achtel dei Betriebswellenlänge ist.
  • Aber auch das Problem, eine Antenne (oder einen sonstigen Verbraucher) bei zwei Betriebsfrequenzen gleichzeitig an ihre Speiseleitung anzupassen, ist bereits gelöst worden. So wurde z. B. vorgeschlagen, zwei Paare von Zusatzkapazitäten verschiebbar in ein koaxiales Leitungsstück einzubauen. Größe und Ab- stand der Zusatzkapazitäten sind nach diesem Vorschlag für jedes der Paare so zu bemessen, daß das eine Paar bei der ersten Betriebsfrequenz keine transformierendeWirkunghatundseinetransformierende Wirkung beider zweiten Betriebsfrequenz durch Verschiebendes fest eingestellten Paares auf bzw. in der Leitung eingestellt werden kann, daß dagegen das zweite Paar bei der zweiten Betriebsfrequenz keine transformierende Wirkung hat und seine transformierende Wirkung bei der ersten Betriebsfrequenz durch Verschieben dieses Paares in gleicher Weise wie beim ersten Paar eingestellt werden kann.
  • Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß eine derartige Transformationsanordnung möglichst nahe an der Antenne in die Hochfrequenzspeiseleitung eingebaut werden muß, weil ja das Leitungsstück vor der Antenne zu der Transformationsanordnung weiterhin im nicht angepaßten Zustand betrieben wird, was nur unschädlich ist, wenn die Laufzeit auf diesem Leitungsstück hinreichend klein, d. h. das Leitungsstück hinreichend kurz ist. Das bedeutet aber, daß die Transformationsanordnung normalerweise in unmittelbarer Nähe der Antenne montiert wird und, wie diese, den Witterungseinflüssen ausgesetzt sein kann. In solchen Fällen ist eine Transformationsanordnung, wie sie zuvor beschrieben wurde, weniger geeignet, weil wegen der Verschiebbarkeit der Abgleichelemente der Außenleiter des koaxialen Leitungsstückes geschlitzt sein muß, was trotz mancher Schutzmaßnahmen das Eindringen von Feuchtigkeit in die Leitung ermöglicht. Es wäre also günstiger, die Abgleichelemente fest in die Leitung einzubauen. Mit der Erfindung wird eine Dimensionier.un svorschrift für die Ab-9.
  • stände solcher festeipgebauten,Abgleichelemente gegeben, die es gesiattet, die Nariationsbereiche der Abgleichelemente'möglichst klein zu halten und die ein einfaches Abgleichverfahren anzuwenden ermöglicht. Dabei ist die Erfindung jedoch nicht auf die beschriebene spezielle Anwendung bei koaxialen Leitungen beschränkt, sie kann mit gleichem Vorteil auch bei Hohlrohrleitungen oder bei symmetrischen Doppelleitungen angewendet werden, auch wenn in deren Verlauf zwei unabhängig voneinander nach Größe und Ort vefänderbare Abgleichelemente (z. B. Stichleitungen) vorgesehen werden.
  • Eine Transformationsanordnung nach der Erfindung zur Transformation des Widerstandes eines Verbrauchers bei zwei Frequenzen f, und f2 in je einen innerhalb eines begrenzten Widerstandsbereiches beliebig vorgegebenen Widerstand, die vorzugsweise einander gleich und insbesondere gleich dem Wellenwiderstand einer Hochfrequenzleitung sindi bestehend aus einem Hochfrequenzleitungsstück, in dessen Verlauf zwei einstellbare Transformationsglieder eingeschaltet sind, deren jedes eines der möglichen Transformationsvierpole ist, die wenigstens zwei veränderbare Größen aufweisen, derart, daß sie bei einer innerhalb eines die Frequenzen f, und f, enthaltenden Frequenzbereiches beliebig vorgegebenen Frequenz innerhalb eines Widerstandsbereiches einen beliebig vorgegebenen Widerstand in einen anderen vorgegebenen Widerstand transformieren können, ist dadurch gekenn eichnet, daß der Mittenabstand der beiden Transformationsglieder etwa die Größe oder ein ungeradzahliges Vielfaches dieses Wertes hat, wobei c die Fortpflanzungsgeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle a-df -dem Hochfrequenzleitungsstück zwischen den Transformationsgliedern ist.
  • Unter einer veränderbaren Größe eines Transformationsvierpols soll sowohl der veränderbare Einsteffwert eines Abgleichelementes als auch seine örtliche Veränderbarkeit auf der Hochfrequenzleitung verstanden werden.
  • Daß mit der Transformationsanordnung nach der Erfindung auch der Widerstand eines Verbrauchers bei einer Frequenz f, in einen beliebig vorgegebenen Widerstand und der Wideistand des Verbrauchers bei einer Frequenz f, in einen anderen vorgegebenen Widerstand transformiert werden soll, hat einen bestimmten Grund. Es kann nämlich der Fall eintreten, daß es gar nicht notwendig oder wegen eines zu großen Transformationsweges nicht erwünscht ist, den Widerstand eines Verbrauchers bei zwei Frequenzen in einen festen Widerstand, z. B. den Wellenwiderstand einer Leitung zu transformieren, sondern daß, -wie es bei der Zusammenschaltung mehrerer Antennen-Dipolgruppen von Fernsehantennen gefordert wird, lediglich die Reflexionsfaktoren der einzelnen Antennengruppen gleichgemacht werden sollen, um eine bekannte Phasenkompensation durch unterschiedlizhe Zuleitungslängen anwenden zu können. Dieses Ziel kann durch in die Zuleitung zu den Antennengruppen geschaltete erfindungsgemäßeTransformationsanordnungen erreicht werden.
  • Der notwendige Variationsbereich der veränderbaren Größen der Transformationsglieder der erfindungsgemäßen Transformationseinrichtung ist etwa der gleiche wie bei einem einzelnen Transformationsglied gleicher Ausführung, das innerhalb eines begrenzten Frequenzbereiches die Eigenschaft hat, einen bei einer in diesem Frequenzbereich liegenden Frequenz f, auftretenden, auf einen ersten vorgegebenen (komplexen) Widerstand Rl', in den der bei der Frequenz f., bestehende (komplexe) Widerstand gi"v transformiert werden soll, bezogenen Reflexionsfaktor mit dem größten vorkommenden Betrag und beliebiger Phase in den bezüglich 91' angepaßten Zustand r = 0 und auch nach anderer Einstellung der veränderbaren Größen des Transformationsgliedes einen bei einer anderen in diesem Frequenzbereich liegenden Frequenz fy auftretenden, auf einen zweiten vorgegebenen (komplexen) Widerstand RJ, in den der bei der Frequenz fy bestehende (komplexe) Verbraucherwiderstand Ny transformiert werden soll, bezogenen Reflexionsfaktor mit dem größten vorkommenden Betrag und beliebiger Phase in den bezüglich 9,' angepaßten Zustand r = 0 zu transformieren.
  • Wegen der Periodizität der elektromagnetischen Wellen auf der Hochfrequenzleitung kann der Ab- stand d der beiden Transformationsglieder auch ein ungeradzahliges Vielfaches des oben angegebenen Wertes sein. Es ist aber zweckmäßig, den kleinsten Wert zu wählen, damit die Anpassungstransformation möglichst breitbandig ist. Eine Transformationsanordnung mit einem bestimmten Abstand d der Transformationsglieder ist nämlich nicht nur für zwei Frequenzen f, und f, für die die angegebene Formel genau gilt, verwendbar, sondern in einem gewissen Frequenzbereich, der in der Umgebung von liegt. Wenn die erfindungsgemäße Transformationsanordnung bei zwei beliebigen Frequenzen fl und f, in einem begrenzten Frequenzbereich verwendet werden soll und die Differenz der Frequenzen fl und f, dem Betrag nach in einem Bereich liegt, dessen Kleinstwert sich zum Größtwert verhält wie (1-a) : (1+a), wobei a eine positive Zahl kleiner als 1, vorzugsweise eine Zahl zwischen 1/, und 1 ist, dann soll der Mittenabständ der beiden Transformationsglieder etwa die Größe oder ein ungeradzahliges Vielfaches-ndm dieses Wertes haben, wobei if2-fl.1. das arithmetische Mittel des -Kleinstwertes und des Größtwertes der Frequenzdifferenzen des Bereiches-ist. Der notwendige Variationsbereich der veränderbaren Größen der beiden Transformationsglieder ist dann um so viel größer wie bei einer Verwendung für eine feste Frequenzdifferenz, daß jedes der Transformationsglieder einen Reflexionsfaktor vom Betrag bzw. in den bezüglich Rl' bzw. R,' angepaßten Zustand transformieren kann.
  • Wenn z. B. eine Vergrößerung des Variationsbereiches der Abgleichelemente um etwa 400/, gegenüber dem Wert bei optimäler Dimensionierung zulässig ist, also rl+ ## f2 - rl, r2+ -- f2 - r2 werden kann, dann ist die Transformationsanordnung mit einem Abstand d der Transformationsglieder für Fiequenzpaare f, f, brauchbar, bei denen sich Kleinstwert und Größtwert der Differenz lf,-fll wie (1-0,5) : (l+O,5) = 1: 3 verhalten, weil ist. Im gebräuchlichsten Anwendungsfall der Erfindung sind die vorgegebenen Widerstände N,', 9t2, in die der Verbraucherwiderstand bei zwei Frequenzen transformiert werden soll, gleich und vorzugsweise gleich dem Wellenwiderstand Z einer Hochfrequenzleitung. Der größte auftretende Betrag des Reflexionsfaktors sei dann r, Bei der Ermittlung des notwendigen Variationsbereiches der veränderbaren Größen der Transformationsglieder ist von diesem Betrag des Reflexionsfaktors auszugehen.
  • Bei einer bevorzugten Transformationsanordnung nach der Erfindung, bei der jedes der Transformationsglieder ein Paar ortsfester unabhängig voneinander veränderbarer Abgleichblindleitwerte aufweist, kann jeder der Abgleichblindleitwerte bei der tiefsten Frequenz positive und negative Werte etwa vom Betrag annehmen. Der Abstand der Blindleitwerte jedes der beiden Paare ist gleich und von der Größe l,. Dabei ist r, der größte auftretende Betrag des Reflexionsfaktors, Z der Wellenwiderstand der Hochfrequenzleitung und 1, gleich dem Achtel einer Wellenlänge A, die zwischen den Wellenlängen liegt, die zu den Randfrequenzen des Frequenzbereiches gehören, in dem die Transformationsanordnung betrieben werden soll.-.IM allgemeinen liegt 2, in der Nähe der zur Mittenfrequenz gehörenden Wellenlänge. Bei einer Koaxialleitung sind die genannten - Abgleichblindleitw ärte in einfacher Weise dadurch zu realisieren, daß zwei Paare Von im Wesentlichen konzentrierten Abgleichquerkapazitäten vorgesehen werden, jede Abgleichquerkapazität durch eine (oder zwei symmetrisch zur Abgleichquerkapazität angeordnete) im wesntlichen konzentrierte feste Längsinduktivität ergänzt wird und beide so beinessen werden, daß der Ersatzblindleitwert positive und negative Werte wie oben gefördert annehmen kann. Bei der Anwendung der Erfindung auf Lecherleitungen oder Hohlleitungen kann - es zweckmäßiger sein, die Abgleichblindleitwerte durch Stichleitungen zu verwirklichen, die in den geforderten Abständen an der jeweiligen Leitung angebracht werden.
  • Der Abgleich einer erfindungsgemäßen Transformationsanordnung kann in der Weise geschehen, daß die Abgleichelemente in zyklischer Reihenfolge wiederholt so eingestellt werden, daß die Summe der Quadrate der Rellexionsfaktoren bei den beiden Betriebsfrequenzen jeweils ein Minimum wird. Das Abgleichverfahren ist konvergent, wenn die durch die Erfindung gegebenen Bemessungsregeln eingehalten werden.
  • Die Zeichnung gibt in ihrer F i g. 1 das Ersatzschaltbild einer Transformationsanordnung, bei der die veränderbaren Größen vier Parallelblindleitwerte sind, wieder, die zur Verminderung des Reflexionsfaktors bei zwei Frequenzen dienen kann, und in F i g. 2 ein praktisches Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.
  • F i g. 1 zeigt das Ersatzschaltbild einer Transformationsanordnung in Form von vier in eine HochfrequenzleitungL eingeschalteten, unabhängig voneinander veränderbaren Blindleitwerten Yl, Y2, Y3, Y4. Das Ende der Leitung ist mit dem Verbraucher A abgeschlossen, der hier eine Sendeantenne ist. Die Transformationsanordnung hat die Aufgabe, die bei zwei Frequenzen fl und f2 bestehenden Widerstände Rl(f,) und N2(f2) des Verbrauchers A in den Wellenwiderstand Z der Leitung L zu transformieren. Ganz allgemein ist dazu eine Einrichtung mit wenigstens vier unabhängig veränderbaren Größen erforderlich, die die vier beliebigen, voneinander unabhängigen Größen der Verbraucherwiderstände, nämlich Re(D#1); Im(N1); Re(N2); Im(R2) in die Werte -9,' = R,' = Z transformieren sollen.
  • Im folgenden soll eine Anordnung beschrieben werden, bei der an vier festen Stellen einer homogenen Hochfrequenzleitung im wesentlichen konzentrierte Parallelblindleitwerte oder Serienblindwiderstände eingeschaltet sind; die Ausdehnung dieser Elemente sei also klein gegen die kürzeste Betriebswellenlänge. Bei kleinen Fehlanpassungen, d. h. bei kleinen Reflexionsfaktoren des Verbrauchers, wie es bei Sendeantennen meist der Fall ist - speziell bei Sendeantennen im Fernsehbereich trifft es immer zu -, sind diese konzentrierten Zusatzblindleitwerte bzw. -widerstände klein (d. h. ihre mit dem Wellenwiderstand normierten Betiäge sind klein gegen 1), also ohne besonderen Aufwand realisierbar, wenn sie bestimmte Abstände voneinander haben, die von den Betriebsfrequenzen irgendwie abhängen. Unter den gleichen Voraussetzungen kann ein positiver Serienblindwiderstand mit guter Genauigkeit durch einen negativen Parallelblindleitwert ersetzt werden, und es gilt das Ersatzschaltbild nach Fig. 1, in dem die Leitwerte Y,... Y, rein imaginär und von positiven zu negativen Werten veränderbar sind. Man kann zeigen, daß bei optimaler Bemessung ihrer Abstände l,., 1" 1, der Betrag der - Blindleitwerte Y bei der tieferen Frequenz nicht größer als etwa ist, wobei r() der größte auftretende Betrag des Reflexionsfaktors ist, den ' der Verbraucherwiderstand bezüglich des Widerst a-ndds Z, in den er transformiert werden soll, hat.
  • Bei der Realisierung eines solchen transformationsvierpols ist es jedoch zweckmäßig, --die Abgleichelemente, durch--die die Leitwertpaare Y"'--Y#'und Y3, Y4 verwirklicht werden, zu.zwei untereinander gleichen Baugrup#en zusammenzutassen-, die in einem größeren Frdquenzbereich - auch selbständig - verwendbar si `nd.
  • Die Lä:äädu.l, und' 1"» werden also einer noch zu bestimmenden Lange 1, gleichgemacht und die Abgleicheleniente mit-- gleichem Variationsbereich ausgeführt.'Die in dieser Weise bemessenen Baugruppen werden[ -durch ein Leitungsstück der- Länge 12 verbunden, dessen Länge von Fall zu Fall, entsprechend den gewählten Betriebsfrequenzen, unterschiedlich ist.
  • Bei eineiü'evöntuell erforderlichen FreqüenzWechsel biaucht -als ö- - n- Ü r- ein Leitungsstück ausgewechselt zu werden. Wird-der Mittenabstand 12+1, der Leitwertpaare gleich- und die Läng6 1, gleich einem Achtel einer Wellenläiige,A, gemacht, die -zwischen den Grenzwellenlängen: des vorgesehenen Fr - equenzbereiches liegt, so braucht der Einstellwert der Abgleichelemente um nicht mehr als etwa 100j, (je nach Breite des Frequenzbereiches) gegenüber dem bei optimaler Bemessung aller Abstände vergrößert zu werden.
  • Soll die Tra:ngförmationsanordnung bei beliebigen Frequenzpaaren des Frequenzbereiches ohne Änderung- des Leitungsstückes 1, betrieben werden, so ist eine entsprechende Vergrößerung des Einstellbereiches der Abgleichelemente vorzusehen. Wie es schon oben im allgemeinen Zusammenhang erwähnt worden ist, muß, wenn sich die größte auftretende Frequenzdifferenz zur kleinsten auftretenden Frequenzdifferenz wie 3-.1 verhält, der Einstellbereich der Abgleichelemente um etwa 40 0/, vergrößert werden. Der Mittenabstand 1,+1, der Leitwertpaare ist dann gleich zu machen, wobei 1 das arithmetische Mittelder extremen Frequenzdifferenz ist.
  • Der Abstand l# inuß so bestimmt werden, daß der Einstellbmich der Abgleichelemente, dererforderlichist, damit die einzelne-Baugruppe in dem vorgesehenen Frequeimbereich jeden Reflexionsfaktor bis zu demgegebenen Betrag r. in Anpassung transformieren kann, möglichst- klein ist. Der genau- e- Wert von 1, hängt von der technischen Realisierung der Abgleichelemente ab (z. B. von Querschnittsveränderungen des Innenleiters).
  • Bei praktischen Ausführungen ergab sich ein Wert von 1" der etwa bei einem Achtel der zu der Mittenfrequenz des Frequenzbereiches gehörenden Wellenlänge lag.
  • In F i g. 2 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Transformationsanordnung nach der Erfindung in koaxialer Bauweise 'dargestellt. Die Transformationsanordnung, die aus zwei gleichen Transformationsbaugruppen la, 1 b und aus einem Leitungsstück 2 besteht, ist in eine koaxiale Energieleitung 6, die von einem Hochfrequenzsender S zu einer Sendeantenne A führt, in der Nähe der Antenne eingeschaltet. Jede der beiden Baugruppen la, lb enthält zwei Abgleichelemente, die als in die Leitung geschaltete Querkapazitäten angesehen-. werden können, deren Größe von positiven zu nega7tiven Werten veränderbar ist. Die Realisierung eines solchen Abgleichelementes besteht in einer Kombination einer festen Längsinduktivität mit einer variablen Querkapazität. Es wäre natürlich auch die Kombination einer festen' Querkapazität mit einer variablen Längsinduktivität denkbar, doch ließe sich eine variable Längsinduktivität viel schwerer herstellen. In der Darstellung der Baugruppe la ist der Außenleiter zum Teil entfernt, so daß der Aufbau der Abgleichelemente zu erkennen ist. Die Längsinduktivität wird durch eine stückweise Querschnittsverminderung 3 a des Innenleiters 3 erzeugt, deren Länge kleiner oder ungefähr gleich L' 2 ist, die Querkapazität durch ein, kurzes koaxiales Leitungsstück, dessen in seiner Länge durch Schraubstücke stufenweise veränderbarer Innenleiter 4 an der Querschnittsverminderung 3a angebracht ist und dess en in einer Führung5a des Baugruppengehäuses- gehaltener Außenleiter5 in der Längsrichtung'di#ses. Leitungsstückes stetig verschiebbar ist. Der Abstand der Abgleichelemente hat die Größe 1.. Das Leitungsstück 2 zwischen den Baugruppen la und 1 b ist so bemessen, daß deren Mittenaibstand d = 1,+1, den oben geforderten Wert hat. Der Abgleich der Transformationsanordnung kann in folgender Weise vorgenommen werden: An das senderseitige Ende der auf der anderen Seite mit der Antenne abgeschlossenen Transf-ormationsanordnung werden zwei Meßsender mit den Frequenzen fl und f, sowie zwei Reflektometer angeschlossen, mit denen auf die Frequenzen fl und f, abgestimmte selektive Empfänger verbunden sind. Deren Anzeige liefert sofort die Reflexionsfaktoren r, und r, bei den Frequenzen f, und f, Wird eines der Abgleichelemente verstellt, ändern sich die Anzeigen der Empfänger. Die richtige Einstellung ist erreicht, wenn die Summe der Quadrate der Anzeigenwerte r,2+r22 ein Minimum ist, was bei einiger Übung leicht abzuschätzen ist. Die Abgleichelemente werden in zyklischer Reihenfolge wiederholt in der angegebenen Weise eingestellt, bis-die Reflexionsfaktoren genügend klein sind.
  • Ein Berechnungsbeispiel soll die Beschreibung der Erfindung ergänzen. z Berechnungsbeispiel Als Frequenzbereich wird der Fernsehbereich IV/V mit den Grenzfrequenzen fi = 470 MHz, fil # 790 MHz gewählt, die Betriebsfrequenzen seien fl = 498 MHz, f, = 658 MHz, der größte auftretende Betrag des Reflexionsfaktors sei ro = 0,1 (s = 1,22), der Wellenwiderstand der Energieleitung, in den der Verbraucherwiderstand transformiert werden soll, sei Z # 60r.
  • a) Ermittlung der Länge 1, Zu der FrequenzfI gehört die Wellenlänge zu fn die Wellenlänge Abgleichelementen im ganzen Frequenzbereich Dajede Baugruppe von zwei verwendbar sein soll, liegt die Größe der Länge 10 zwischen und Bei einigen praktischen Ausführungen ergab sich als günstigster Wert 1, = 6,1 cm.
  • b) Ermittlung des Mittenabstandes der Baugruppen. mit je zwei Abgleichelementen c) Größter Abgleichwert der Abgleicheleinbhte;' Größter Abgleichwert: Größte Abgleichkapazität:

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Transformationsanordnung zur Transformation der Widerstände 9" N, eines Verbrauchers bei zwei Frequenzen f, und f, in je einen innerhalb eines begrenzten Widerstandsbereiches beliebig vorgegebenen Widerstand Rl', 9,', die vorzugsweise einander gleich und insbesondere gleich dem Wellenwiderstand Z einer Hochfrequenzleitung sind, bestehend aus einem Hochfrequenzleitungsstück, in dessen Verlauf zwei einstellbare Transformationsglieder eingeschaltet sind, deren jedes eines der möglichen Transformationsvierpole ist, die wenigstens zwei veränderbare Größen aufweisen, derart, daß sie bei einer innerhalb eines die Frequenzen fl und f, enthaltenden Frequenzbereiches beliebig vorgegebenen Frequenz innerhalb eines Widerstandsbereiches einen beliebig vorgegebenen Widerstand in einen anderen vorgegebenen Wiärstand transformieren können, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenabstand der beiden- Transformationsglieder etwa die Größe oder ein ungeradzahliges Vielfaches dieses Wertes hat, wobei c die Fortpflanzungsgeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle auf dem Hochfrequenzleitungsstück zwischen den Transfolmationsgliedern ist.
  2. 2. Transformationsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der notwendige Variationsbereich der veränderbaren Größen der beiden Transformationsglieder etwa der gleiche ist wie bei einem einzelnen Transformationsglied gleicher Ausführung, das innerhalb eines begrenzten Frequenzbereiches die Eigenschaft hat, einen bei einer in diesem Frequenzbereich liegenden Frequenzf#, auftretenden, auf einen ersten vorgegebenen (komplexen) Widerstand N,', in den der bei der Frequenz f., bestehende (komplexe) Verbraucherwiderstand N., transformiert werden soll, bezogenen Reflexionsfaktor mit dem größten vorkommenden Betrag und beliebiger Phase in den bezüglich Dt,' angepaßten Zustand r = 0 und auch, nach anderer Einstellung der veränderbaren Größen des Trans formationsgliedes einen bei einer anderen in diesem Frequenzbereich liegenden Frequenz fy auftretenden, auf einen zweiten vorgegebenen (komplexen) Widerstand 9,', in den der bei der Friequenz fy bestehende (komplexe) Verbraucherwiderstand Ny transformiert werden soll, bezogenen Reflexionsfaktor mit dem größten vorkommenden Betrag und beliebiger Phase in den bezüglich N2' angepaßten Zustand r = 0 transformieren zu können. 3. Transformationsanordnung nach Anspruch 2, zur Verwendung bei zwei beliebigen Frequenzen f, und f, eines begrenzten Frequenzbereiches, deren Differenz dem Betrage nach in einem Bereich liegt, dessen Kleinstwert sich zum Größtwert verhält wie (1-a): (I+a), wobei a eine positive Zahl kleiner als 1, vorzugsweise eine Zahl zwischen 1/2 und 1 ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenabstand der beiden Transformationsglieder etwa die Größe oder ein ungeradzahliges Vielfaches ndm dieses Wertes hat, wobei lf,-fll. das arithmetische Mittel des Kleinstwertes und des Größtwertes der Frequenzdifferenzen des Bereiches ist, und daß der Variationsbereich der veränderbaren Größen der beiden Transformationsglieder um so viel größer wie bei einer Verwendung für eine feste Frequenzdifferenz ist, daß jedes der Transformationsglieder -einen -Reflexionsfaktor vom Betrag 'bzw. in den bezüglich RR,' bzw. 9,' angepaßten Z mtand r =-==# 0 transformieren kann. 4. Transformationsanordnung nach Anspruch 2, bei der jedes der beiden Transformationsglieder ein Paar ortsfester veränderbarer Abgleichblindleitwerte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Abgleichblindleitwerte der Transformationsglieder gleich und von der Größe 1, ist, wobei 1, gleich dem Achtel einer Wellenlänge ist, die zwischen den zu den Grenzfrequenzen des Frequenzbereiches gehörenden Grenzwellenlängen liegt, und daß jeder der Abgleichblindleitwerte positive und negative Werte annehmen kann, deren Betrag bei der er, sten Frequenz fl etwa bei der zweiten Frequenz f" etwa und im Falle %' # R,' -:zp Z etwa ist, wobei r, der größte auftretende Betrag des Reflexionsfaktors ist. 5. Transformationsanordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der Werte der Abgleichblindleitwerte um den Faktor vergrößert ist. 6. Transformationsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, bestehend aus einem Koaxialleitungsstück mit zwei Paaren von im wesentlichen konzentrierten veränderbaren Abgleichquerkapazitäten, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abgleichquerkapazität durch eine (oder zwei symmetrisch zur Abgleichkapazität angeordnete) im wesentlichen konzentrierte feste Lä»gsinduktivität an der Stelle der Abgleichkapazität ergänzt ist und beide, so bemessen sind, daß der Ersatzblindleitwert positive und negative Werte wie gefordert annehmen kann. 7. Verfahren zur Einstellung einer Transformationsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgleichelemente in zyklischer Reihenfolge wiederholt in der Weise eingestellt werden, daß die, Summe der Quadrate der Reflexionsfaktoren bei den beiden Betriebsfrequenzen jeweils ein Minimum wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3027714A1 (de) * 1980-07-19 1982-02-11 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Transformationsanordnung zur anpassung eines verbrauchers an eine speiseleitung bei hohen frequenzen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3027714A1 (de) * 1980-07-19 1982-02-11 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Transformationsanordnung zur anpassung eines verbrauchers an eine speiseleitung bei hohen frequenzen

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