DE855418C - Vorrichtung zum Modulieren ultrakurzer Wellen in einer UEbertragungsleitung - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 13. NOVEMBER 1952

N 3921 VIII al 21 a*

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Modulieren von Ultrakurzwellen in einer Übertragungsleitung. Es ist bekannt, Ultrakurzwellen (Zentimeterwellen und Dezimeterwellen) in einer Übertragungsleitung zu modulieren durch Verstimmen eines an die Leitung angeschlossenen Resonators, insbesondere eines Hohlraumresonators, entsprechend den Modulationssignalen oder durch Kopplung der Leitung mit einer Impedanz, deren Widerstandskomponente entsprechend den Modulationssignalen geändert wird. Ein Nachteil mancher Vorrichtungen, denen dieser Gedanke zugrunde liegt, ist der, daß der Belastungszustand des die Hochfrequenz liefernden Oszillators bei der Modulation geändert wird, wodurch Frequenzmodulation und eine unerwünschte Amplitudenmodulation auftreten können. Es wurde vorgeschlagen, diesen Nachteil durch Benutzung eines Elementes zu beheben, das aus einer vom Oszillator gespeisten Hauptleitung mit einem Abzweig besteht, bei der sich der Hochfrequenzenergiestrom in zwei gleiche Teile teilt, die von mit den Zweigen gekoppelten Resonatoren komplementär moduliert werden, wobei nur einer der modulierten Energieströme in einer Sendeantenne benutzt wird, während der andere Strom von einer Abschlußimpedanz absorbiert wird. Auch ist es bekannt, zu bewirken, daß bei einer solchen Einrichtung ein

Teil der Energie von in den Zweigen der Hauptleitung angebrachten Widerstandselementen absorbiert wird, wobei dieser Teil entsprechend einem Modulationssignal geändert wird, und zwar in beiden Zweigen im gleichen Sinne. Der Längenunterschied der 'Zweige entspricht hierbei einer ViertelweHenlänge der Schwingung in der Leitung, so daß die an den Enden reflektierten Wellen gegenphasig an der Stelle des Abzweigpunktes ankommen und nicht in die erste Leitung und den Oszillator eindringen können, sondern nach einer senkrecht zur ersten Leitung und zu den Zweigen gerichteten vierten Leitung wandern, die derart bemessen ist, daß sie den aus der ersten Leitung heraustretenden, unmodulierten Wellen unzugänglich ist. Eine solche aus vier Leitungen bestehende Vorrichtung ist als »magic Τ« bekannt.

Ein Nachteil mancher bekannter Vorrichtungen

ist der, daß besondere Vorkehrungen erforderlich sind, um zu bewirken, daß keine Reflexionen an der Stelle des Abzweigpunktes auftreten, wodurch die Leistung beschränkt ist.

Die Erfindung bezweckt, eine baulich einfache Vorrichtung zu schaffen, bei der viele Nachteile der bekannten Vorrichtungen zumindest zum Teil behoben werden. Die Vorrichtung eignet sich vorzüglich für ein breites Frequenzband.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Modulieren ultrakurzer Wellen in einer Übertragungsleitung mit einem an eine Ultrahochfrequenzschwingungsquelle angeschlossenen ersten Leitungsabschnitt versehen, der derart in einer Anzahl in der Längsrichtung verteilter Punkte mit einem zweiten Leitungsabschnitt verkoppelt ist, daß, wenn die dem Generator abgewendeten Enden der beiden Abschnitte reflexionsfrei abgeschlossen wären, der Ausgangsenergiestrom des Generators sich an diesen Enden in zwei gleiche Teile teilen würde. An diesen Enden ist dabei jeder der Abschnitte mit einem Reflexionsorgan versehen, wobei die Reflexionskoeffizienten dieser Organe untereinander gleich sind und das dem Generator zuge\vendete Ende des zweiten Abschnittes durch einen Verbraucher reflexionsfrei abgeschlossen ist. Ferner sind Einrichtungen vorhanden, durch welche die Reflexionskoeffizienten auf die gleiche Weise entsprechend einem Modulationssignal derart geändert werden, daß bei einem Wechseln der Reflexionskoeffizienten die Belastung des Generators sich nicht ändert und auf die nach den Enden des zweiten Leitungsabschnittes gerichteten Wellen das Signal durch Modulation aufgedrückt wird.

Unter Reflexionsorgan wird hierbei ein Organ verstanden, das die Wellen zumindest teilweise reflektiert. Zweckmäßig werden die Reflexionsorgane als Schwingungshohlräume ausgebildet, die mit den Leitungsabschnitten gekoppelt sind. Die erwünschte Wirkung kann sich sowohl in der Weise ergeben, daß die imaginären als auch die reellen Komponenten des Reflexionskoeffizienten entsprechend dem Modulationssignal geändert werden. Im allgemeinen werden beide Komponenten gleichzeitig geändert.

Es ist an sich bekannt, daß zwischen zwei nebeneinander angeordneten hohlen Wellenleitungen mit rechteckigem Querschnitt, die eine W⁷and gemeinsam haben, eine Kopplung erzeugt werden kann, wenn in der gemeinsamen Wand eine Anzahl zweckmäßig schlitzförmiger öffnungen angebracht wird. Die von einer an das Ende einer der Leitungen angeschlossenen Ultrahochfrequenzschwingungsquelle gelieferte Energie tritt durch diese öffnungen in die andere Leitung. Wird hierbei die Stelle der öffnungen in richtiger Weise gewählt, so kann bewirkt werden, daß die durch die öffnungen in die zweite Wellenleitung eintretenden und sich in ihr fortpflanzenden Wellen einander in Richtung des einen Endes der zweiten Leitung verstärken und in Richtung des anderen Endes aufheben, so daß in der zweiten Leitung auch eine fortschreitende Welle auftritt. Werden die Zahl und die Form der öffnungen in richtiger Weise gewählt, so tritt der Zustand ein, daß die Welle in der ersten Leitung ganz von der zweiten Leitung aufgenommen wird, und in diesem Fall kann der Koppelfaktor zwischen den zwei Wellenleitungen gleich eins angenommen werden. Durch zweckdienliche Wahl der Form und Stelle der öffnungen kann bewirkt werden, daß eine solche Kopplung nicht in starkem Maße von der Frequenz abhängig ist, und es kann ein breites Frequenzband von der Kopplung Übertragen werden.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung kann ein solches Element benutzt werden, wobei jedoch die Längen der zwei Leitungsabschnitte derart bemessen sind, daß der Koppelfaktor zumindest angenähert 0,5 beträgt und die Abschnitte von reflektierenden Organen verschlossen sind. Unter Koppelfaktor soll hier das Verhältnis zwischen der übertragenen Energie und der vom Generator gelieferten Energie verstanden werden. Wurden diese Organe sämtliche auffallende Energie reflektieren, so würde beim Rückgang die in dem ersten Leitungsabschnitt reflektierte Energie auf den zweiten Leitungsabschnitt in ähnlicher Weise übertragen werden, wie zunächst die Hälfte der Energie auf die zweite Wellenleitung übertragen wurde, und es würde sich sämtliche Energie auf den zweiten Leitungsabschnitt übertragen. Durch Änderung des Reflexionskoeffizienten kann die Menge reflektierter Energie abgeändert werden. Bleiben die Reflexionskoeffizienten der zwei Reflexionsorgane stets untereinander gleich, so wird unabhängig von der Größe des Reflexionskoeffizienten sämtliche vom Reflexionsorgan in dem ersten Leitungsabschnitt reflektierte Energie sich auf den zweiten eitungsabschnitt übertragen. Der zweite Leitungsabschnitt wird reflexionsfrei an ein Verbrauchsgerät angeschlossen, inbesondere an eine Sendeantenne. Die nichtreflektierten Energiemengen können auf die nachstehend zu beschreibende Weise von einem Absorptionselement absorbiert oder aber nutzbar gemacht werden.

Es ist auch möglich, die zwei Wellenleitungen auf andere Weise zu koppeln, z. B. unter Zuhilfenähme in mehreren Punkten in den Leitungen ange-

brachter Kopplungschleifen. Dies wird zweckmäßig bei koaxialen Leitungen angewendet. Als Übertragungsleitungen können auch Lecherleitungen verwendet werden, die auf geeignete Weise derart gekoppelt sind, daß etwa die Hälfte der einem Ende einer der Leitungen zugeführten Energie von der Kopplung auf die andere Leitung übertragen wird. Die Reflexionsorgane werden in diesem Falle in Form konzentrierter veränderlicher Impedanzen ίο gestaltet. In diesem Fall und auch bei der Verwendung sonstiger Übertragungsleitungen wird die Kopplung dauernd über die Leitungsabschnitte geteilt sein können. Bei hohlen Wellenleitungen kann sich dies auch unter Zuhilfenahme eines fortlaufenden, die Leitungen verbindenden Schlitzes vollziehen.

Zweckmäßig werden die Reflexionsorgane in gleichen Abständen von der Hochfrequenzschwingungsquelle in der gleichen Ebene senkrecht zu den nebeneinandergelegten Leitungen angebracht. Es ist möglich, diese Organe in verschiedenen Abständen von der erwähnten Quelle anzuordnen; dies ist aber im allgemeinen nicht erwünscht, da auf diese Weise eine Frequenzempfindlichkeit herbeigeführt wird, wodurch die Breite des von der Kopplung zu übertragenden Frequenzbandes kleiner wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist Fig. ι eine schaubildliche Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein senkrechter Schnitt durch die Achse der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Schnitt durch eine geänderte Ausführungsform,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Ändern der Eigenfrequenz oder der Absorptionseigenschaften eines als Reflexionsorgan bei einer Vorrichtung nach der Erfindung verwendbaren Hohlraumresonators,

Fig. 5 eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung in schaubildlicher Darstellung, bei der auch die von den Reflexionsorganen durchgelassene Energie nutzbar gemacht wird,

Fig. 6 eine Vorrichtung nach der Erfindung, bei der die Seitenbänder von der Trägerwelle getrennt werden können,

Fig. 7 eine geänderte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 6 und

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel eines Teils eines Koppelorgans, bei dem eine Vorrichtung nach der Erfindung verwendbar ist.

Fig. ι stellt eine Vorrichtung zur Amplitudenmodulierung ultrahochfrequenter Schwingungen dar. Die Ultrahochfrequenzschwingungsquelle 1 ist an einen Abschnitt 2 einer hohlen Wellenleitung mit leitenden Wänden und rechteckigem Querschnitt angeschlossen, in der sich bei der gewählten Frequenz nur eine einzige Wellengattung fortpflanzen kann, wobei der elektrische Feldvektor beispielsweise senkrecht zur oberen und unteren Fläche gerichtet ist. Unterhalb des Abschnittes 2 ist ein Abschnitt 3 mit gleichem Querschnitt wie der Abschnitt 2 angeordnet, der in mehreren Punkten über die Länge mit dem Abschnitt 2 gekoppelt ist. Diese Kopplung kann auf bekannte Weise durch eine Anzahl von Schlitzen von der in Fig. 8 dargestellten Form vermittelt werden. Die Schlitze verbinden das Innere der Leitung 2 mit dem Inneren der Leitung 3. Es gibt zwei Reihen von öffnungen, deren erste aus Schlitzen in der Querrichtung in der Mitte der gemeinsamen Wand besteht, zu deren beiden Seiten eine zweite Reihe schlitzförmiger öffnungen angebracht ist, deren Ausmaße in der Längsrichtung groß sind im Verhältnis zu ihrer Breite. Auf diese Weise ergibt sich eine Riehtkopplung an der Stelle eines jeden Schlitzpaares, d. h. eine solche Kopplung, daß an der Stelle jedes Schlitzpaares die nach links wandernden Wellen in der Wellenleitung 3, sofern sie von den in der Leitung 2 nach rechts wandernden Wellen erzeugt werden, sich praktisch ganz ausgleichen. Der gegenseitige Ausgleich dieser nach links wandernden Wellen wird noch verstärkt, indem eine Anzahl solcher Schlitze in der Leitung angebracht ist, deren gegenseitiger Abstand etwa dem vierten Teil einer Wellenlänge in der Leitung entspricht. Eine solche Kopplung zwischen zwei Leitungen wirkt sich darin aus, daß der die erste Leitung von links nach rechts durchfließende Energiestrom von der zweiten Leitung übernommen wird und sich in letzterer als fortschreitende Welle nach rechts fortpflanzt. Es kann bemerkt werden, daß die Erfindung nicht auf diese Kopplungsart beschränkt ist, sondern daß viele andere Kopplungsarten möglich sind, bei denen sich eine ähnliche Wirkung ergibt.

Gemäß der Erfindung sind die verschiedenen Elementarkopplungen derart gewählt, daß an dem von der Ultrahochfrequenzschwingungsquelle 1 abgewendeten Ende der Leitungsabschnitte 2 und 3 sich etwa die Hälfte des ursprünglichen Energiestromes in der Leitung 2 auf die Leitung 3 übertragen hat, d. h. die Amplituden der nach rechts wandernden Wellen sind an den Enden der Abschnitte untereinander gleich.

Ferner ist am Ende eines jeden der Leitungsabschnitte 2 und 3 ein Reflexionsorgan angebracht. Diese Reflexionsorgane sind in Fig. 1 in Form von Hohlraumresonatoren 4 und 5 dargestellt, die, wie dies in Fig. 2 angegeben ist, unter Zuhilfenahme von Schlitzen 4' und 5' mit einem jeden der Leitungsabschnitte gekoppelt sind. Es ist bekannt, daß, wenn ein solches Reflexionsorgan auf die Frequenz der erzeugten Schwingungen abgestimmt ist, es die an der Stelle des Koppelschlitzes in die Leitungsabschnitte 2 und 3 wandernde Energie nahezu ganz reflektiert. In diesem Fall wird sich bei der in Fig. ι dargestellten Vorrichtung die am Ende des Leitungsabschnittes 2 in letzterem noch vorhandene Energie nach Reflexion bei dem Koppelschlitz des Hohlraumresonators 4 bei ihrem Rückgang über die Kopplungsorgane zwischen den Abschnitten 2 und 3 auf den Abschnitt 3 übertragen, so daß durch den Leitungsabschnitt 2 keine Energie nach dem Oszillator 1 zurückkehrt. Nahezu der gesamte von diesem Oszillator erzeugte Energiestrom bewegt sich in diesem Fall durch den Leitungs-

abschnitt 3 nach dem an letzteren angeschlossenen Verbrauchsgerät 6, das z. B. eine Hornantenne sein kann.

Sind die Organe 4 und 5 nicht auf die im Oszillator ι erzeugte Schwingung abgestimmt, so wird an der Stelle der Kopplungsschlitze nur eine teilweise Reflexion auftreten. Nur ein Teil der Energie des Oszillators 1 erreicht in diesem Fall das Verbrauchsgerät. Der Rest bewegt sich an den Koppelschlitzen vorbei nach rechts durch die Leitungsabschnitte 7 und 8. Sind die Organe 4 und 5 auf die gleiche Weise gegen die erzeugte Frequenz verstimmt, so sind die Energieströmungen in den Abschnitten 7 und 8 an der Stelle der Kopplungsschlitze gleich. Werden die Abschnitte 7 und 8 den Abschnitten 2 und 3 und wird auch die Kopplung zwischen 7 und 8 derjenigen zwischen 2 und 3 angeglichen, so wird am Ende der Abschnitte 7 und 8 sich nahezu alle Energie auf den Abschnitt 8 übertragen haben. Sie kann am Ende z. B. auf bekannte Weise unter Zuhilfenahme eines oder mehrere keilförmiger Organe 11 aus Widerstandsmaterial reflexionsfrei absorbiert werden. Diese Keile können bei der hier beschriebenen Vorrichtung auch unmittelbar hinter den Schwingungshohlräumen angeordnet werden und in diesem Fall sind zwei Keile erforderlich, die beide die gleiche Energie aufnehmen.

Wenn somit beide Reflexionsorgane 4 und 5 einen Reflexionskoeffizienten haben, der von eins verschieden ist, wirken sie als halbdurchlässige Spiegel, wobei die reflektierte Energie in die Leitung 3 gelangt und z. B. von der Antenne 6 ausgesandt wird.

Eine Amplitudenmodulierung der Ultrahochfrequenzenergie ergibt sich nun dadurch, daß die Reflexionseigenschaften der Organe 4 und 5 auf die gleiche Weise entsprechend einem Modulationssignal geändert werden.

Sind die Organe nahezu verlustfrei, so wird der Reflexionskoeffizient zweckmäßig gleich 0,5 gewählt, so daß die Hälfte der Energie in einem jeden der Leitungsabschnitte reflektiert wird.

Die Art, wie sich die Änderung des Reflexionskoeffizienten vollzieht, ist ziemlich willkürlich; es kann die Erscheinung der gyromagnetischen Resonanz auf die in Fig. 4 dargestellte Weise nutzbar gemacht werden. Bei der Vorrichtung nach Fig. 4 bezeichnet 15 ein Stäbchen aus magnetischem Material, zweckmäßig aus einem nahezu nichtleitenden Ferrit, das unter dem Einfluß eines in der Längsrichtung des Stäbchens wirkenden, von den Magnetpolen 18 erzeugten Dauermagnetfeldes steht, wodurch es magnetisch gesättigt ist. Das Stäbchen ist ziemlich nahe dem Umfang des zylindrischen Hohlraumresonators und senkrecht zu dessen Querschnitt angebracht. Es springt teilweise aus dem Hohlraumresonator vor, und der vorstehende Teil ist mit einer Spule 16 versehen, der die Modulationsschwingungen zugeführt werden. Das magnetische Wechselfeld im Innern des Hohlraumresonators steht nahezu senkrecht zum polarisierenden Magnetfeld.

Es ist bekannt, daß die Permeabilität eines ferromagnetischen Stoffes, der von einem Dauermagnetfeld polarisiert wird und in dem ferner senkrecht zu diesem Dauerfeld ein magnetisches Wechselfeld wirksam ist, in der Nähe einer definierten Frequenz, der sogenannten Präzessionsfrequenz, einer starken Veränderung unterworfen wird. Diese Erscheinung wird bei der Vorrichtung nach Fig. 4 ausgenutzt, um die Resonanzeigenschaften des Organs 4 entsprechend den den Klemmen 17 zugeführten Modulationsspannungen zu ändern. Zu diesem Zweck wird auf eine Flanke der Resonanzkurve des Hohlraumresonators eingestellt. Die Reflexionseigenschaften des Organs werden hierbei auch entsprechend der Modulationsfrequenz geändert, was sich in Amplitudenmodulation der aus 6 heraustretenden Energie auswirkt. Die Resonanzeigenschaften des Organs 5 werden auf die gleiche Weise und in der gleichen Phase wie die des Organs 4 entsprechend der Modulationsfrequenz geändert.

Gemäß einem anderen Verfahren wird das Ferritstäbchen verhältnismäßig schwach vormagnetisiert, und der Schwinghohlraum ist auf die Generatorfrequenz abgestimmt. Es ist gefunden worden, daß die Modulationsströme in der Spule 16 bei zweckmäßiger Wahl der magnetischen Eigenschaften des Stäbchens starke Änderungen der Dämpfung des Schwingungshohlraums bewirken. Auf diese Weise läßt sich eine Modulationstiefe von über 90% erzielen.

Ein Verfahren zum Ändern der Reflexionseigenschäften solcher Hohlraumresonatoren besteht darin, daß nichtoszillierende Magnetrons verwendet werden, die einen Teil des Hohlraumresonators bilden und bei denen die Stärke des Magnetfeldes entsprechend der Modulationsfrequenz geändert wird, wodurch sich die Absorptionseigenschaften ändern. Auch kann hierbei die Spannung zwischen der Anode und der Kathode entsprechend der Modulationsfrequenz geändert werden.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 sind die Hohlraumresonatoren an die Seitenwände der hohlen Wellenleitungen angeschlossen. Die erwünschte Wirkung kann sich auch in der Weise ergeben, daß die Resonatoren an die obere und untere Fläche angeschlossen werden. In beiden Fällen wird die Antenne auch an das rechte Ende des Abschnittes 8 angeschlossen werden können, und der Abschnitt 3 am linken Ende kann reflexionsfrei durch einen Keil aus halbleitendem Material verschlossen werden.

Die beschriebene Vorrichtung eignet sich gut für hohe Leistungen, da die öffnungen in der breiten Seite der hohlen Wellenleitungen angebracht sind und der elektrische Feldvektor nicht in der Ebene der Koppelöffnungen liegt, sondern senkrecht zu ihr steht und die Gefahr des Durchschlages somit gering ist.

In Fig. 3 ist eine geänderte Ausführungsform dargestellt, die sich von derjenigen nach den Fig. 1 und 2 darin unterscheidet, daß die hohlen i»5 Wellenleitungen 7 und 8 fortgelassen und daß statt

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dessen Verlängerungen der Abschnitte 2 und 3 mit einstellbaren Kolben 13 und 14 versehen sind, welche die Energie reflektieren, die die Koppelschlitze passiert hat. Der Abstand der Kolben von den Koppelschlitzen 4' und 5' wird derart eingestellt, daß sich eine verzerrungsfreie Modulation ergibt. Dieser Abstand wird dabei annähernd eine halbe Wellenlänge im Innern der Wellenleitungen betragen. Wird bei dieser Vorrichtung nur eine Verstimmung der Hohlraumresonatoren 4 und 5 entsprechend dem Modulationssignal herbeigeführt, so tritt bei der Modulation kein Energieverlust ein, und es wird keine Amplitudenmodulation der an der Stelle 12 (vgl. Fig. 2) austretenden Energie, sondem eine Phasenmodulation herbeigeführt. Werden jedoch die Absorptionseigenschaften der Organe 4 und 5 geändert, wie bei der obenerwähnten Vorrichtung mit schwach vormagnetisiertem Ferritstäbchen und bei Verwendung von Magnetrons als Absorptionsorgane, so wird sich eine Amplitudenmodulation ergeben können.

Bei der bisher beschriebenen Vorrichtung zur Amplitudenmodulation der in einer hohlen Wellenleitung vorhandenen fortschreitenden Wellen geht ein Teil der Energie verloren, so daß die maximal zu erzielende Nutzwirkung höchstens 50%) beträgt. Sie kann bei der Vorrichtung nach Fig. 5 bis auf nahezu ioo°/o erhöht werden. Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 darin, daß auch an das Ende des Leitungsabschnittes 8 ein strahlendes Organ 20 angeschlossen ist, das die aus diesem Abschnitt heraustretenden Wellen waagerecht polarisiert aussendet, wenn der Strahler 6 senkrecht polarisierte Wellen aussendet. Dieses strahlende Organ schließt auch diesen Abschnitt reflexionsfrei ab.

Ähnlich wie bei der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 verteilt sich die vom Generator 1 gelieferte Energie derart über die hohlen Wellenleitungen 2 und 3, daß an der Stelle der veränderlichen Impedanzen 4 und 5 annähernd die Hälfte der Energie sich auf die Leitung 3 übertragen hat. Werden mm wieder die Impedanzen der Organe 4 und s von den Modulationssignalen geändert, so tritt auch eine Modulation der aus 6 heraustretenden Energie auf. Auf die am Ende der Leitung auftretende Energie ist die Energie an der Stelle 6 durch komplementäre Modulation aufgedrückt und wird mit einer anderen Polarität vom Organ 20 ausgesandt.

Die höchste Nutzwirkung ergibt sich bei der Vorrichtung nach Fig. 5, wenn ausschließlich die Abstimmung der Resonanzorgane geändert wird und ihre Verluste möglichst gering sind. Auf der Empfangsseite werden beide Signale aufgefangen und gleichgerichtet, worauf sie einer Gegentaktschaltung zugeführt werden, in der die Niederfrequenzmodulationsspannungen summiert werden. Es ist möglich, dies mit einer einzigen Antenne durchzuführen, beispielsweise durch Verwendung einer runden oder quadratischen hohlen Wellenleitung, \velche die Wellen beider Polaritäten leitet.

In gewissen Fällen ist es erforderlich, daß zwei verschieden gerichtete komplementär modulierte Bündel ausgesandt werden. Es kann in diesem Fall auch eine ähnliche Vorrichtung verwendet werden, bei der es jedoch nicht erforderlich ist, daß die Bündel verschieden polarisiert sind.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 ermöglicht es, durch Zusatz einiger Organe die Trägerwellenfrequenz zu unterdrücken. In Fig. 6 ist eine solche Vorrichtung schematisch dargestellt. Die Impedanzen 4 und 5 werden derart eingestellt, daß die in den Leitungen 21 und 22 auftretenden fortschreitenden 7$ Wellen die gleiche Intensität haben. Diese Leitungen sind an den Enden der hohlen Wellenleitungen 3 und 8 angeschlossen und haben untereinander die gleiche Länge, so daß der Phasenunterschied an der Stelle, an der die Leitungen 21 und 22 zusammenkommen, i8o° beträgt. Die Leitungen vereinigen sich hier zu einer Leitung 23 von gleicher Breite und Höhe, die in eine Hornantenne endet. An der Stelle des Vereinigungspunktes ist weiter ein Arm 24 angebracht, der senkrecht zu den Armen 21, 22 und 23 gerichtet ist und der den gleichen Querschnitt wie diese hat. Das größte Ausmaß ist jedoch senkrecht zu den Seiten mit den kleinsten Ausmaßen der Arme 21 und 22, parallel zu der Achse der Antenne 23, gerichtet. Dies ist go die als »magic Τ« bekannte Bauart.

Die Wirkung der Vorrichtung ist nun folgende: Wird der reelle Teil der Impedanzen 4 und 5 geändert, so werden die Seitenbänder nach dem Arm 23 geführt, da diese an der dortigen Stelle gleichphasig sind. Wird auch der imaginäre Teil der erwähnten Impedanzen geändert, so gilt ein Gleiches, aber es tritt auch Phasenmodulation auf. Die maximale Phasendrehung beträgt i8o°.

Die in den Arm 24 eintretende Hochfrequenzenergie ist unmoduliert und hat die Trägerwellenfrequenz. Diese Energie kann mittels eines nichtreflektierenden Absorptionsorgans aufgenommen werden. Eine weit bessere Nutzwirkung der Vorrichtung ergibt sich jedoch, wenn diese Energie mit der richtigen Phase nach dem rechten Ende der Wellenleitung 7 zurückgeführt wird, worauf diese Energie auf die gleiche Weise moduliert wird. Dies gibt die Möglichkeit, die Energie in den Seitenbändern stark zu vergrößern. Es ist möglich, eine gewisse Trägerwellenenergiemenge der aus dem Arm 23 heraustretenden Energie dadurch zuzusetzen, daß die in den Armen 21 und 22 auftretenden Energiemengen etwas verschieden gestaltet werden. Diese Trägerwelle hat dann die richtige Phase gegenüber den Seitenbändern. Das gleiche Ergebnis kann in der Weise erreicht werden, daß eine gewisse Trägerwellenenergiemenge aus der Leitung 24 zugesetzt wird.

Wird ausschließlich der imaginäre Teil der Impedanzen 4 und 5 geändert, so ergibt sich Phasenmodulation der aus dem Arm 23 heraustretenden Energie, wobei die maximale Phasendrehung i8o° beträgt.

Die »magic-T«-Bauart kann durch eine Kombination zweier Wellenleitungen ersetzt werden, die

ähnlich wie die Wellenleitungen in dem Modulationsteil der beschriebenen Vorrichtungen durch eine Anzahl von Schlitzen gekoppelt sind. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 7 dargestellt. Eine der Wellenleitungen ist an das linke Ende der Wellenleitung 3 und die andere an das rechte Ende der Wellenleitung 8 angeschlossen. Die beiden anderen Enden der Wellenleitungen sind an ein Verbrauchsgeräit bzw. das rechte Ende der Wellenleitung 7 angeschlossen. Durch richtige Wahl der Längen der Leitungen 25 und 26 kann ; bewerkstelligt werden, daß gerade die Seitenbänder aus der Antenne 27 heraustreten, während das Ende 28, wo die Trägerwellenenergie austritt, wieder mit dem Arm 7 verbunden werden kann, so daß die hier austretende Energie zurückgeführt wird.

Claims (16)

1. PATENTANSPRÜCHE: 20

   i. Vorrichtung zum Modulieren ultrakurzer Wellen in einer Übertragungsleitung, gekennzeichnet durch einen an eine Ultrahochfrequenzschwingungsquelle anzuschließenden ersten Leitungsabschnitt, der derart in einer Anzahl in der Längsrichtung verteilter Punkte mit einem zweiten Leitungsabschnitt gekoppelt ist, daß, wenn die dem Generator abgewendeten Enden reflexionsfrei abgeschlossen wären, der Ausgangsenergiestrom des Generators sich an diesen Enden in zwei gleiche Teile geteilt hätte, wobei an diesen Enden jeder der Abschnitte mit einem Reflexionsorgan versehen ist und die Reflexionskoeffizienten dieser Organe gleich sind und das dem Generator zugewendete Ende des zweiten Abschnittes, z. B. durch einen Verbraucher, reflexionsfrei abgeschlossen ist, wobei Einrichtungen vorhanden sind, durch welche die Reflexionskoeffizienten auf die gleiche Weise entsprechend einem Modulationssignal geändert werden, und die Anordnung derart getroffen ist, daß bei einer Änderung der Reflexionskoeffizienten die Belastung des Generators sich nicht ändert und auf die nach den Enden des zweiten Leitungsabschnittes gerichteten Wellen das Signal durch Modulation aufgedrückt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Leitungsabschnitte nebeneinander gelegt und in entsprechenden Punkten gekoppelt sind und die Reflexionsorgane in gleichen Abständen von der Ultrahochfrequenzschwingungsquelle liegen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an eines der Enden oder an beide Enden des zweiten Leitungsabschnittes ein Verbrauchsgerät, insbesondere eine Antenne, angeschlossen ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsabschnitte in Form hohler Wellenleitungen mit rechteckigem Querschnitt gestaltet sind, die auf einer gewissen Länge mit der breiten Seite aneinandergelegt sind, und die Kopplung dadurch bewerkstelligt wird, daß die Seitenwände oder die gemeinsame Seitenwand mit das Innere des einen Leiters mit dem Inneren des anderen Leiters verbindenden öffnungen versehen sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsorgane in Form von Hohlraumresonatoren gestaltet und mittels in der Wand angebrachter Schlitze mit den hohlen Wellenleitungen gekoppelt sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation durch in den Hohlraumresonatoren angebrachte Stäbchen aus einem nahezu nichtleitenden, ferromagnetischen Ferrit bewerkstelligt wird, die durch Ströme mit Modulationsfrequenz magnetisiert werden.
7. 7. Vorrichtung nach irgendwelchen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Leitungsabschnitte jenseits der Reflexionsorgane mittels gleich bemessener, auf die gleiche Weise miteinander gekoppelter Leitungsabschnitte verlängert sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrauchsgerät an das dem Resonanzorgan abgewendete Ende des zweiten Leitungsabschnittes angeschlossen ist und daß die Verlängerung des letzteren am Ende mit einem Organ versehen ist, das die auffallende Energie reflexionsfrei absorbiert.
9. 9. Vorrichtung nach irgendwelchen der Ansprüche ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsabschnitte jenseits der Reflexionsorgane beide mittels reflektierender Wände, zweckmäßig einstellbarer Kolben, verschlossen sind.
10. 10. Vorrichtung nach irgendwelchen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsorgane mit Einrichtungen versehen sind, durch welche die Reflexions- und/oder Absorptionseigenschaften entsprechend einem Modulationssignal geändert werden.
11. 11. Vorrichtung nach irgendwelchen der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Ende des zweiten Leitungsabschnittes als auch das Ende der Verlängerung des letzteren mit Verbrauchsgeräten, insbesondere Hornantennen, versehen sind.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hornantennen derart ausgebildet sind, daß sie verschieden polarisierte Strahlungen aussenden.
13. 13. Empfangsgerät zur Verwendung bei einer Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, durch welche Strahlungen verschiedener Polarität empfangen und gleichgerichtet werden, wobei die gleichgerichteten Signale im Gegentakt an der Ausgangsimpedanz wirksam sind.
14. 14. Vorrichtung nach irgendwelchen der Anspräche ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an das freie Ende des zweiten Leitungsabschnittes

    und an dasjenige der Verlängerung des letzteren Wellenleitungen angeschlossen sind, die sich zu einer an das Verbrauchsgerät angeschlossenen Wellenleitung vereinigen, deren größte Abmessung in der gleichen Ebene wie die größte Abmessung der ersten Wellenleitung liegt, und an der Stelle des Vereinigungspunktes eine vierte Wellenleitung senkrecht zu den drei ersten angebracht ist, deren größte Abmessung senkrecht zu der Längsachse der zwei zuerst erwähnten Wellenleitungen steht.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Wellenleitung derart an das Ende der Verlängerung des zweiten Leitungsabschnittes angeschlossen ist, daß die in der vierten Wellenleitung auftretende Energie mit Trägerwellenfrequenz zurückgeführt wird.
16. 16. Vorrichtung nach irgendwelchen der Ansprüche ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an das freie Ende des zweiten Leitungsabschnittes und an das der Verlängerung des letzteren Wellenleitungen angeschlossen sind, die miteinander mittels einer Richtkopplung gekoppelt sind, die aus einer Anzahl über die Längsrichtung verteilter öffnungen besteht, wobei das freie Ende einer der Wellenleitungen an ein Verbrauchsgeräit und das freie Ende der anderen an das freie Ende der Verlängerung des ersteren Leitungsabschnittes angeschlossen ist.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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