DE734916C - - Google Patents

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.It is known that the antenna and the high-frequency line serving to feed the antenna must be adapted to one another as much as possible. The transmitted resistance of the antenna should be the same as possible Wave impedance of the feed line. In this case, none of the lines will appear on the line standing waves. To check whether an exact adjustment is available or to measure, how big the mismatch is, one was previously forced to look along the line cable a length of at least half the wavelength to make voltage measurements. Standing waves can only be avoided if the stress distribution is constant Accurate matching is achieved, while voltage differences along the conductor one more or less major mismatch. The ratio of the maximum voltage to the minimum stress is a direct measure of the size of the mismatch.

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.This known arrangement requires a cumbersome measuring method and a larger one Effort, especially if long-term monitoring is required during mismatches suddenly occurring during operation, which are caused by switching processes, Damage or detuning of the antenna are caused and which can endanger the line, to be displayed immediately bring to.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Kontrolle oder zur Messung der Fehlanpassung eine Brückenschaltung vorgesehen,According to the present invention, the mismatch is monitored or measured a bridge circuit is provided,

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.in one branch of which the input of the high-frequency line is located and which is dimensioned so that only if the resistance in this branch is equal to the characteristic impedance of the HqcL. frequency line is, so there is bridge equilibrium when matching. There must be a measuring instrument on one diagonal and an alternating voltage of the working frequency on the other diagonal of the bridge. An accurate measurement of the mismatch w ^r IRD according to a further embodiment of the invention by such execution of the bridge allows that in the one branch of the input of the high-frequency line, equal to the characteristic impedance of the high frequency line impedance lies in the adjacent branch, while remaining in the two Branches two impedances that are the same among themselves are switched on. With this dimensioning, the ratio of the two diagonal voltages is a direct measure of the mismatch. If the measuring voltage applied to the bridge is not known or is not absolutely constant, it is expediently also measured by a second measuring instrument. It is then particularly advantageous to use a measuring instrument or a measuring instrument arrangement which directly indicates the quotient of the two voltages, e.g. B. a Kreuzspuloder cross pointer instrument.

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 exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 1. The antenna A is connected to the end of the concentric high-frequency cable line K via a high-frequency transformer T with a variable transmission ratio. Furthermore, to compensate for any reactance that may occur, additional variable impedances, in Fig. 1 the capacitances shown in dotted lines, can be switched into the antenna or on the cable side of the transformer.

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.To the end of the cable line facing away from the antenna, which is normally z. B. the voltage of a short wave transmitter is supplied, a bridge circuit is connected. This consists of the input resistance of the cable, with the connected antenna, and three impedances R ₁ . R ₂ , Z. The impedance Z is chosen to be equal to the characteristic impedance of the cable K and is connected to the inner conductor of the cable. The two adjacent impedances R ₁ and R ₂ can be resistances of any type and size, e.g. B. also capacities, but must be equal to each other.

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.Between the outer conductor and the connection point of Z and R ₁ , the high-frequency voltage of the measuring transmitter 5 *, denoted below by U _s and measured by the measuring instrument M _{2, is placed.} The frequency of this measuring transmitter is equal to the working frequency of the arrangement, that is to say in the present case equal to the frequency of the shortwave transmitter connected to the antenna via SFAS cable. The voltage U ₀ occurring in the other diagonal, that is between the entrance of the inner conductor and the connection point of R ₁ and R ₂ , is measured by a measuring instrument M _{1 of} high internal resistance.

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.The substitute scheme for the bridge arrangement is shown in Fig. 2. In this case, R represents the generally complex input resistance of the cable with the antenna connected via the transformer. In the case of matching, R - Z. Furthermore, since R ₁ = R ₂ , there is then bridge equilibrium and U _n = O.

Im allgemeinen Fall gilt, wie eine einfache Rechnung ergibt,In the general case, as a simple calculation shows,

Ud= -Ud = -

R + ZR + Z

Da ferner, wie an sich bekannt, der Reflektionsfaktor ν (der reflektierte Bruchteil der Leistung) durch den Ausdruck dargestellt wird:Furthermore, since, as is known per se, the reflection factor ν (the reflected fraction of the power) is represented by the expression:

ν = ν =

R — ZR - Z

R + ZR + Z

ergibt sich:surrendered:

2 U_D 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.The double ratio of the two voltages measured by the magnetic instruments M ₁ and M ₂ , i.e. their effective values, thus directly represents the reflection factor.

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:If the voltage Us can be assumed to be constant and known, the measuring instrument M _{2 can be} dispensed with and the instrument M _{1 can be} calibrated directly for the reflection factor ν. Instead, you can also calibrate the size of the mismatch, which can be defined as the ratio of the maximum voltage to the minimum voltage within the standing wave and which is linked to the reflection factor by the equation:

k —k -

also k = so k =

U_S\+2\U_D U _S \ +2 \ U _D

- 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 dannIf the voltage t / s cannot be regarded as constant (especially also for changes in load), it is advisable to have the voltages U ₀ and U _s measured by a cross-coil instrument or a cross-pointer instrument, which shows the quotient of the two voltages directly. Instead of M ₁ and M _{2 then} tr-eten

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 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.1. Measuring arrangement for checking or measuring the mismatching of a high-frequency line to a consumer, in particular to an antenna, characterized by a bridge circuit, in one branch of which is the input of the high-frequency line and which is dimensioned so that only when the resistance in this branch is equal to the characteristic impedance of the high-frequency line, i.e. with adaptation, bridge equilibrium prevails, and in whose one diagonal a tension measuring instrument lies, while an alternating voltage of the working frequency is applied to the other diagonal. 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.2. Measuring arrangement according to claim i, characterized in that the bridge circuit is designed such that the input of the high-frequency line in one branch and in the adjacent branch there is an impedance which is equal to the characteristic impedance of the high-frequency line is, while in the other two branches two identical impedances are switched on. 3. Meßanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Spannungsmeßinstrument zur Messung der an die Brückenschaltung angelegten Wechselspannung vorgesehen ist.3. Measuring arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that a second voltage measuring instrument to measure the voltage applied to the bridge circuit AC voltage is provided. 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.4. Measuring arrangement according to claim r to 3, characterized in that a Measuring instrument or a measuring instrument too arrangement, in particular a cross-coil instrument or a cross-pointer instrument is provided, which is the quotient of the two diagonals of the bridge circuit to measure lying alternating voltages. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings BLfHlN GbDKUOKl IN DbR lit IfBLfHlN GbDKUOKl IN DbR lit If