DE734916C

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Publication number: DE734916C
Application number: DENDAT734916D
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Description

Es ist bekannt, daß die Antenne und die zur Speisung der Antenne dienende Hochfrequenzleitung möglichst aneinander angepaßt sein müssen. Der übertragene Widerstand der Antenne soll möglichst gleich dem Wellenwiderstand der Speiseleitung sein. In diesem Fall treten auf der Leitung keine stehenden Wellen auf. Zur Kontrolle, ob eine genaue Anpassung vorliegt, oder zur Messung, wie groß die Fehlanpassung ist, war man bisher genötigt, längs des Leitungskabels auf einer Länge von wenigstens der halben Wellenlänge Spannungsmessungen vorzunehmen. Nur bei konstanter Spannungsverteilung sind stehende Wellen vermieden und damit eine genaue Anpassung erreicht, während Spannungsunterschiede längs des Leiters eine mehr oder weniger große Fehlanpassung bedeuten. Das Verhältnis der maximalen Spannung zur minimalen Spannung ist unmittelbar ein Maß für die Größe der Fehlanpassung.

Diese bekannte Anordnung bedingt ein umständliches Meßverfahren und einen größeren Aufwand, insbesondere dann, wenn eine Daueruberwachung gewünscht wird, um während des Betriebes plötzlich auftretende Fehlanpassungen, welche durch Schaltungsvorgänge, Schäden oder Verstimmungen der Antenne hervorgerufen werden und welche die Leitung gefährden können, sofort zur Anzeige zu bringen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Kontrolle oder zur Messung der Fehlanpassung eine Brückenschaltung vorgesehen,

in deren einem Zweig der Eingang der Hochfrequenzleitung liegt und die so bemessen ist, daß nur dann, wenn der Widerstand in diesem Zweig gleich dem Wellenwiderstand der HqcL. frequenzleitung ist,, also bei Anpassuag Brückengleichgewicht besteht. Dabei muß an der einen Diagonalen ein Meßinstrument, an der anderen Diagonalen der Brücke eine Wechselspannung der Arbeitsfrequenz liegen. Eine genaue Messung der Fehlanpassung w^rird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch eine derartige Ausfuhrung der Brücke ermöglicht, daß in dem einen Zweig der Eingang der Hochfrequenzleitung, in dem benachbarten Zweig eine dem Wellenwiderstand der Hochfrequenzleitung gleiche Impedanz liegt, während in den beiden übrigen Zweigen zwei unter sich gleiche Impedanzen eingeschaltet sind. Bei dieser Bemessung ist das Verhältnis der beiden Diagonalspannungen unmittelbar ein Maß für die Fehlanpassung. Falls die an die Brücke angelegte Meßspannung nicht bekannt oder nicht absolut konstant ist, wird zweckmäßigerweise auch diese durch ein zweites Meßinstrument gemessen. Besonders vorteilhaft ist dann die Verwendung eines Meßinstrumentes bzw. einer Meßinstrumentenanordnung, welche unmittelbar den Quotienten der beiden Spannungen anzeigt, z. B. eines Kreuzspuloder Kreuzzeigerinstrumentes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. 1. Die Antenne A ist über einen Hochfrequenztransformator T veränderbaren Übersetzungsverhältnisses an das Ende der konzentrischen Hochfrequenzkabelleitung K angeschlossen. Ferner können zur Kompensation gegebenenfalls auftretender Blindwiderstände zusätzliche veränderbare Impedanzen, in Abb. 1 die punktiert dargestellten Kapazitäten, in die Antenne oder auf der Kabelseite des Transformators eingeschaltet sein.

An das der Antenne abgewandte Ende der Kabelleitung, dem normalerweise z. B. die Spannung eines Kurzwellensenders zugeführt wird, ist eine Brückenschaltung angeschlossen. Diese besteht aus dem Eingangswiderstand des Kabels, mit der angeschlossenen Antenne, und drei Impedanzen R₁. R₂, Z. Die Impedanz Z wird gleich dem Wellenwiderstand des Kabels K gewählt und an den Innenleiter des Kabels angeschlossen. Die beiden aneinander liegenden Impedanzen R₁ tind R₂ können an sich Widerstände beliebiger Art und Größe sein, z. B. auch Kapazitäten, müssen aber einander gleich sein.

Zwischen den Außenleiter und den Verbindungspunkt von Z und R₁ wird die im folgenden mit U_s bezeichnete und durch das Meßinstrument M₂ gemessene Hochfrequenzspannung des Meßsenders 5* gelegt. Die Frequenz dieses Meßsenders ist gleich der Arbeitsfrequenz der Anordnung, also im vorliegenden Falle gleich der Frequenz des über sfas Kabel mit der Antenne verbundenen Kurzwellensenders. Die in der anderen Diagonalen, also zwischen dem Eingang des tnnenleiters und dem A^erbindungspunkt von R₁ und R₂ auftretende Spannung U₀ wird durch ein Meßinstrument M₁ hohen Innen- 7c Widerstandes gemessen.

Das Ersatzschema für die Brückenanordnung ist in Abb. 2 dargelegt. Bei dieser stellt R den im allgemeinen komplexen Eingangswiderstand des Kabels mit der über den Transformator angeschlossenen Antenne dar. Für den Fall der Anpassung ist R — Z. Da ferner stets R₁ = R₂ ist, herrscht dann Brükkengleichgewicht, und es ist U_n = O.

Im allgemeinen Fall gilt, wie eine einfache Rechnung ergibt,

Ud= -

R + Z

Da ferner, wie an sich bekannt, der Reflektionsfaktor ν (der reflektierte Bruchteil der Leistung) durch den Ausdruck dargestellt wird:

ν =

R — Z

R + Z

ergibt sich:

2 U_D

Das doppelte Verhältnis der beiden durch die Magnetinstrumente M₁ und M₂ gemessenen Spannungen, d. h. ihrer Effektiv werte, stellt also unmittelbar den Reflektionsfaktor dar.

Kann die Spannung Us als konstant und bekannt angenommen werden, so kann man auf das Meßinstrument M₂ verzichten und das Instrument M₁ unmittelbar für den Reflektionsfaktor ν eichen. Statt dessen kann man auch eine Eichung in der Größe der Fehlanpassung vornehmen, die definiert werden kann als das Verhältnis der maximalen Spannung zur Minimalspannung innerhalb der stehenden Welle und die mit dem Reflektionsfaktor durch die Gleichung verknüpft ist:

k —

also k =

U_S\+2\U_D

- 2 U_D

Kann die Spannung t/s nicht als konstant angesehen werden (insbesondere auch für Belastungsänderungen), so empfiehlt es sich, die Spannungen U₀ und U_s durch ein Kreuzspulinstrument oder ein Kreuzzeigerinstrument messen zu lassen, welches unmittelbar den Quotienten der beiden Spannungen anzeigt. AnStelle von M₁ und M₂ tr-eten dann

Claims

Patentansprüche:

1. Meßanordnung zur Kontrolle oder Messung der Fehlanpassung einer Hochfrequenzleitung an einen Verbraucher, insbesondere an eine Antenne, gekennzeichnet durch eine Brückenschaltung, in deren einem Zweig der Eingang der Hochfrequenzleitung liegt und die so bemessen ist, daß nur dann, wenn der Widerstand in diesem Zweig gleich dem Wellenwiderstand der Hochfrequenzleitung ist, also bei Anpassung, Brückengleichgewicht herrscht, und in deren einen Diagonalen ein Spannungsmeßinstrument liegt, während an die andere Diagonale eine Wechselspannung der Arbeitsfrequenz gelegt ist.

2. Meßanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung derart ausgebildet ist, daß in dem einen Zweig der Eingang der Hochfrequenzleitung und in dem benachbarten Zweig eine Impedanz liegt, die gleich dem Wellenwiderstand der Hochfrequenzleitung ist, während in den beiden anderen Zweigen zwei unter sich gleiche Impedanzen eingeschaltet sind.

3. Meßanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Spannungsmeßinstrument zur Messung der an die Brückenschaltung angelegten Wechselspannung vorgesehen ist.

4. Meßanordnung nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßinstrument oder eine Meßinstrumenten- too anordnung, insbesondere ein Kreuzspuleninstrument oder ein Kreuzzeigerinstrument, vorgesehen ist, die den Quotienten der an den beiden Diagonalen der Brückenschaltung liegenden Wechselspannungen zu messen gestattet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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