DE759850C

DE759850C - Anordnung zur Anpassung eines Kabels an einen Hohlraumschwingungskreis

Info

Publication number: DE759850C
Application number: DET54683D
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Fogy; Ernst Rahn; Friedrich Dr-Ing Tischer
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1940-12-13
Filing date: 1940-12-13
Publication date: 1953-03-23

Description

Anordnung zur Anpassung eines Kabels an einen Hohlraumschwingungskreis Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anpassung eines koaxialen Kabels an einen Hohlraumschwingungskreis. Aus dien bekannten Gründen: der Reflexionsfreiheit und günstigsten Leistungsübertragung bei Aasschaltung eines Kabels an einen Hohlraum müssen Kabel und Hohlraum angepaßt sein, d. h. die Eingangsimpedanz des Hohlraumes muß gleich dem Wellenwiderstand Z des Kabels. gemacht werden. Jeder Hohlraum ist gekennzeichnet durch Eigenwellen und eine bestimmte elektrische- und magnetische Feldverteilung im Innern. Die Aaskopplung des Kabels kann man sowohl elektrisch wie auch magnetisch vornehmen, nämlich an das elektrische Feld kapazitiv oder an das magnetische Feld induktiv.
Die, Ankopplung kann: z. B. gemäß der Erfindung nach Abb. i folgendermaßen durchgeführt werden: Die Aaskopplung erfolgt zwischen zwei gegenüberliegenden PurlktenA und B des. Hohlraumes. verschiedener Spannungen. Der Innenleiter des Kabels ragt als Stempel in den Hohlraum und stellt gemäß Abb. i a vom Hohlraum aus gesehen parallel zum Hohlraum einen Serienkreis, bestehend aus der Induktiv ität L des Innenleiters und der Kapazität C des Innenleiters zur gegenüberliegenden Wand und aus der Impedanz R des Kabels. dar. Im Fall der Resonanz zwischen der Indulztivität des Stempels und dessen Kapazität zum Hohlraum wird der Resonanzwiderstand des Systems gleich der Impedanz R des Kabels oder, falls das Kabel an seinem unteren Ende richtig abgeschlossen ist, gleich dem Wellenwiderstand Z des Kabels. Damit ist die Anpassung so weit erreicht, daß zwischen A und B ein rein Ohmscher Widerstand (= Z) erscheint.
,Nun muß jedoch noch der Wellenwiderstand Z des Kabels an den Widerstand des Hohlraumes angepaßt werden (Anpassung des Wirkanteils). Das kann z. B. bei zylindrischen Hohlräumen dadurch erreicht werden, daß man die Entfernung r des Punktes A von der Achse 1I des Hohlraumes geeignet wählt; denn wegen der Spannungsverteilung im Hohlraum nach der Besselfunktion 1, von der Mitte zum Rand findet eine Transformation der Widerstände nach dem Quadrat der Spannung statt.
Da der Parallelwiderstand eines Hohlraumes sehr hoch ist, fällt die Koppelstelle A sehr nahe an den Rand, so daß die zuletzt geschilderte Art der Anpassung des Wirkanteils manchmal aus mechanischen Gründen schwierig wird. Die Anpassung des Wirkanteils kann dann aber in an sich bekannter Weise so erfolgen, daß der Wellenwiderstand Z des angeschlossenen Kabels erst auf einen höheren Wert transformiert wird und dann an der entsprechenden Stelle des Hohlraumes angekoppelt wird. Die Transformation kann z. B., wie an sich bekannt, durch eine ;./-l.-Leitung anderen Wellenwiderstandes Z` erfolgen, wie es Abb. 2 zeigt.
Als weitere Möglichkeit derAnpassung des Wirkanteils wird vorgeschlagen, an der Ankopplungsstelle das elektrische und magnetische Feld so zu verdrängen, daß an den Ankoppelpunkten der Widerstand des Hohlraumes dem Wellenwiderstand des angepaßten Kabels gleich ist, obwohl die Kopplung weiter innen geschieht. Die Feldverdrängung erfolgt vorteilhaft durch zwei radiale Wände, deren Länge variabel ist, so daß man jede beliebige Ankopplung herstellen kann. Abb. 3 zeigt eine solche Anordnung mit den beiden Wänden S1 und S,. Außerdem zeigt die Abbildung die Verdrängung der Feldlinien F nach innen.
Eine andere Art, die Anpassung des Ohrnchen Anteils durchzuführen, besteht darin, daß in Serie zu der Induktiv ität des verlängerten Innenleiters des Kabels eine zweite Induktiv ität geschaltet wird, so daß bei der Lmrechnung in eine Parallelschaltung der kleine Wellenwiderstand des Kabels Z in einen großen Ohmschen Widerstand transformiert wird, der gleich dem Widerstand am Ankophlungspunkt ist. Eine solche Ausführung zeigt Abb. 4.. Die Serieninduktivität L wird durch eine abstimmbare Lecherleitung hergestellt. Der in Reihe geschaltete Blindwiderstand dient also im vorliegenden Fall nicht zur Kompensation der Induktivität des verlängerten Innenleiters, sondern zur Anpassung des Ohmschen Widerstandsanteils.
Bei der Anpassung von Kabeln an Hohlräume ist es vielfach notwendig, daß diese für ein ganzes Frequenzband ohmisch ist. Die Anpassung erfolgt hier so, daß die natürlich auftretenden Induktiv itäten und Kapazitäten zu Bandpässen ergänzt werden.
Eine solche Anpassung und ihr Ersatzschaltbild zeigen Abb. 3 und 3 a. Die Induktivität L des verlängerten Innenleiters wird durch die Querkapazität C und die Längsinduktivität L., zu einem. Bandpaß ergänz.
flacht man L., = L, so erhält man einen symmetrischen fiefpaß mit einem Wellenwiderstand wobei ist, und mit einer Grenzfrequenz Als Kapazität C wirkt ein Kabelabschnitt kleinen Wellenwiderstandes Z1 der Länge x1 und als Induktivität L., ein Kabelabschnitt der Länge-r. mit einem hohen Mjellenviderstand Z,.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. 6. Zwischen Innenleiter des Kabels und Außenleiter liegt eine als Ringspule ausgebildete Induktivität L, die im Resonanzfall durch die Kapazität zwischen Innenleiter und Hohlraumwand weggestimmt wird. Dies wird durch Verändern dieser Kapazität erreicht. Der Eingangswiderstand ist im Resonanzfall gleich der Wellenimpedanz des Kabels. Der Ring wird vom magnetischen Fluß des Hohlraumes durchgesetzt. Durch Drehen der ganzen Anordnung um den Punkt P in eine bestimmte Stellung wird der nunmehr rein ohmisch erscheinende Ankopplungswiderstand an den Hohlraum und auch gleichzeitig an eine an den Hohlraum angekoppelte Röhre angepaßt, indem die Anzahl der die Ringspule durchschneidenden Kraftlinien verändert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHL: i. Anordnung zur Ankopplung einer koaxialen Kabelleitung an einen Hohlraumresonator durch den in den Hohlraumresonator eingeführten verlängerten Innenleiter der Kabelleitung, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem verlängerten Innenleiter ein Blindwiderstand eingeschaltet ist, der derart bemessen ist, daß Kabelleitung und Hohlraumresonator einander angepaßt sind. -
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand eine Kapazität ist, die so bemessen ist, daß die Induktivität des verlängerten Innenleiters, kompensiert wird.
3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand einstellbar ist. q..
Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand durch eine abstimmbare Doppelleitung ausgebildet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verlängerte Innenleiter in Form eines. Stempels in die Nähe der gegenüberliegenden Hohlraumdeckfläche geführt ist, wobei die. Kapazität zwischen dem Stempel und der Deckfläche mit der Induktivität des verlängerten Innenleiters auf Resonanz abgestimmt ist (Abb. i).
6. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Kabelleitung an den Hohlraum durch geeignete Wahl des Abstandes des Ankoppelpunktes von. der Hohlraummitte hergestellt wird.
7. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung an der Ankoppdungss,telle die Feldverteilung beeinflussende Mittel, insbesondere rechts und links vom Ankopplungspunkt angeordnete, vorzugsweise verschiebbare radiale Bleche, vorgesehen sind, welche die Feldlinien: nach innen verdrängen (Ab@b. 3). B. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Anpassung zwischen das Kabel und den Hohlraum eine Vq. lange, Anpassungsleitung von geeignetem Wellenwiderstand eingeschaltet ist (Abb.2). g. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die natürliche Reaktanz (L) dies verlängerten Innenleiters durch zusätzliche Kapazitäten (C) und Induktivitäten (L2) zu einem Bandpaß ergänzt (Abb. 5 und 5 a) und dadurch eine Breeitblandkopplung bewirkt wird. io. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da:ß bei An;schluß des verlängerten Innenleiters an die gleiche Fläche, an welche die Doppelleitung angeschlossen ist, der Ankoppelpunkt um den Anschlußpunkt der Leitung drehbar ist, so daß die Anzahl der die Ankoppelschleife sehneidenden Kraftlinien einsteIlbar ist (Abb,. 6). Zur Abgrenzung deis Erfindungsgegenistands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren. folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Britische Patentschrift Nr. 472 725; Proc. of the J.R.E., Oktober i9,36.