DE883928C

DE883928C - In Form einer konzentrischen Doppelleitung ausgebildeter Schwingungskreis

Info

Publication number: DE883928C
Application number: DEB4777D
Authority: DE
Inventors: Erich Huettmann
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1941-01-05
Filing date: 1941-01-05
Publication date: 1953-07-23

Description

In Form einer konzentrischen Doppelleitung ausgebildeter Schwingungskreis Die Erfindung bezieht sich auf in Form von konzentrischen Doppelleitungen (Energieleitungen) aus.-gebildete elektrische Schwingungskreise. Schwingungskreise dieser Art zeichnen sich durch eine geringe Eigendämpfung aus und werden bei Ultrakurzwellenanordnungen, insbesondere solchen des Dezimeter- und Zentimeterwellenlängengebietes, für die verschiedenstem Einrichtungen benötigt. In vielen Fällen ist hierbei von Wichtigkeit, daß diese Schwingungskreise eine temperaturunabhängige Eigenfrequenz besitzen. Um .die Temperaturunabhängigkeit der Frequenz zu erreichen, ist bekanntgeworden, zum Aufbau von. elektrischen Schwingungskreisen verschiedene Werkstoffe und die Einrichturig so zu treffen, daß beim Auftreten von Temperaturschwankungen die mechanischen Änderungen des einen Bestandteiles den elektrischen Wert des anderen Bestandteiles derart beeinflussen, daß die Eigenfrequenz der Kreise erhalten bleibt. Dieses Verfahren zur Konstanthaltung der Frequenz ist, wie man sich leicht klarmacht, bei Schwingungskreisen mit verteilter Induktivität und Kapazität nicht anwendbar.
Es ist weiter bereits bekanntgeworden, zum Zwecke der Konstanthaltung der Eigenfrequenz von elektrischen Schwingungskreisenden .gesamten Kreis aus einem Werkstoff mit einer so kleinen Wärmedehnungsdahl aufzubauen, d,aß die praktisch auftretenden Teniperaturschwankengen einen vernachlässigbaren kleinen Einfluß auf die Frequenz ausüben. Die Werkstoffe, die hierfür in Frage kommen, sind z. B. Invar oder -Quarz, der an.- seiner Oberfläche mit einer metallisch - -gut - leibenden Schicht versehen ist. Die Herstellung größerer Formstücke,--z.: Bi-der Hohlzylinder für den Außenleiter eines Schwingungskreises, .der, wie es beim Erfindungsgegenstand; zutrifft, die Form -einer Energieleitung aufweist, aus diesen Materialien ist ungleich schwieriger als die derselben Formstücke aus Messing oder einem ähnlich leicht ibearbeitbaren Metall. Dementsprechend sind auch die Kosten zur Herstellung eines .derartigen temperaturkonstanten Schwingungskreises-verhältnismäßig groß. Nach der Erfindung wird nun die Einrichtung so getroffen, daß nur der Innenleiter der als Schwingungkskreis, .insbesondere als Resonanzkreis, ausgebildeten konzentrischen Doppelleitung (Energieleitung) aus einem Material kleinster Wärmedehnüngszahl besteht und der Außenleiter, dessen Wärme.dehnungszahl beliebig - groß sein kann, so weit über die Enden ides Innenleiters hinaus verlängert ist, daß,die an den freien Enden der Leitung zwischen Außen- und Innenleiter auftretende Streukapazität -praktisch unabhängig von ,der Wärmedehnung des Außenleiters ist. Dadurch, ,daß bei den temperaturunabhängigen Schwingungskreisen nach der Erfindung nur der Innenleiter aus Quarz oder Invar oder ähnlichen Werkstoffen besteht, während für den Werkstoff des Außenleiters ein leicht bearbeitbares .Metall mit beliebig großer Wärmedehnungszähl .gewählt werden kann, wird die Herstellung .des Schwingungskreises einfacher und dementsprechend weniger kostspielig. Dabei wird .durch diese Maßnahme in keiner Weise die Temperaturkonstanz der Schwingungskreise verringert. Ein weiterer Vorteil der Schwingungskreise nach der Erfindung ist adarin zu sehen, idaß es nur noch notwendig ist, für,den Innenleiter eine genaue Maßhaltigkeit entsprechend der gewünschten Eigenfrequenz ades Kreises einzuhalten. Die Länge des Außenleiters ist nicht so genau einzuhalten. Die Länge dieses Leiters muß nur so. groß sein, daß das Streufeld zwischen dem Innen- und Außenleiter vollständig zwischen dem Innenleiter und der Innenwand des Außenleiters verläuft und selbst- bei :i den größten während des Betriebes auftretenden Temperaturschwankungen nicht auf die Außenwand des Außenleiters übergreift. Änderungen der Länge des Außenleiters können dann keine Änderung des Verlaufes ,des Streufeldes hervorrufen. Da weiter der Innenleiter auf Grund der besonderen Wahl des Werkstoffes seine Länge infolge Temperaturschwankungen nur um einen vernachlässigbär kleinen Betrag ändert, ist die Eigenfrequenz des Schwingungskreises weitgehend temperaturunabhängig.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die freien Enden der den Schwingungskreis bzw. den Resonanzkreis darstellenden Energieleitung nach außen hin durch mit dem Außenleiter galvanisch verbundene Metallkappen abgeschirmt. Die- )Vgetallkappen,- die zweckmäßig eben ausgebildet -werden, sind nach der weiteren - Erfindung in einem derartigen Abstand von den -Enden des Innenleiters- angeordnet, daß !keine elektrischen Feldlinien von-- dem Innenleiter auf die Metallkappen übergehen.
"Zwei schematische Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abb. i und 2 dargestellt. In Abb: i ist mit i der Innenleiter und mit 2 der Außenleiter einer konzentrischen Doppelleitung bezeichnet, die von einem Stück einer Energieleitung gebildet sein kann. Der Innenleiter i ist von einem an seiner Oberfläche mit einer metallisch gut leitenden Schicht versehenen Quarzstab gebildet. An. Stelle - von Quarz können auch keramische Werkstoffe mit sehr kleiner Wärmedehnungszahl, wie z. B. »Ternpa S«, verwendet werden. Das den Außenleiter 2 darstellende Metallrohr ist aus Messing oder'einem ähnlich leicht bearbeitbaren Metall angefertigt. Die Länge .des Innenleiters ist gleich .i/4. An ihrem einen freien Ende ist die Doppelleitung durch die Plätte 3 kurzgeschlossen. Der gezeigte Abschnitt der Energieleitung stellt somit einen dämpfungsarmen Schwingungs- bzw. Resonanzkreis dar. Der Außenleiter :2 ist an dem freien Ende der Leitung so weit über-den Innenleiter hinaus verlängert, daß das Streufeld 4 praktisch vollständig zwischen dem Innenleiter und der Innenwand des Außenleiters verläuft. Bei Längenänderungen des Außenleiters ändert sich folglich die Länge und, der Verlauf des Streufeldes nicht. Das freie Ende der Doppelleitung 'kann gegebenenfalls durch eine nicht dargestellte Metallkappe elektrostatisch abgeschlossen sein.
Ein .1/2 langer, an beiden Enden offener Resonanzkreis ist in Abt. 2 dargestellt. Der @/2 lange Innenleiter ist wieder mit i und -der Außenleiter mit 2 bezeichnet. Die offenen Enden des Schwingungskreises sind hier durch mit dem Außenleiter 2 galvanisch verbundene Metallkappen 5 abgeschlossen. -Die Metallkappen' 5 sind so weit von dem Innenleiter i entfernt .angeordnet; daß die von den Enden des Innenleiters i ausgehenden elektrischen Feldlinien nicht auf die Kappe 5 auftreffen.
Die Resonanzkreise nach der Erfindung können wegen ihrer temperaturunabhängigen Eigenfrequenz als - Frequenznormalen verwendet werden. Auch können sie in vorteilhafter Weise als selektive Filter im Zuge einer konzentrischen Energieleitung angeordnet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. In Form einer konzentrischen Doppelleiteng (Energieleitung) ausgebildete elektrische Schwingungskreise,, insbesondere Resonanzkreise, mit verteilter Induktivität und Kupa@zität, dadurch gekennzeichnet, @daß nur der Innenleiter der Leitung aus einem Material kleinster Wärmedehnungszahl besteht und der Außenleiter, dessen Wärmedehnungszahl beliebig groß sein kann, so weit über,die Enden des Innenleiters hinaus verlängert ist; daß die an den freien Enden-der Leitung- zwischen Außen und Innenleiter auftretend., Streukapazität praktisch unabhängig von der Wärmedehnung des Außenleiters ist. Elektrischer Schwingungskreis nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei beiderseits offenen Enden der den Schwingungskreis darstellenden Leitung die Länge des Innenleiters gleich V2 bzw.einem Vielfachen von n/2 ist. 3. Elektrischer Schwingungskreis nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei ,einerseits kurzgeschlossenem Ende der den Schwingungskreis darstellenden Leitung die Länge des Innenleiters gleich /d. bzw. gleich 211.I ;- IL - 21-a ist. q.. Elektrischer Schwingungskreis nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der den Schwingungskreis darstellenden Leitung durch mit dem leiter in galvanischer Verbindung stehende 1letallkappen nach außenelektrostatisch abgeschlossen sind. 5. Elektrischer Schwingungskreis nach Anspruch .4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkappen sich in einem derartigen Abstand von den freien Enden des Innenleiters befinden. .daß praktisch keine elektrischen Feldlinien von dein Innenleiter auf die Metallkappen übergehen. 6. Elektrischer Schwingungskreis nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch g°-kennzeichnet, daß der Innenleiter aus einem Ouarzstab --,bildet ist, der an seiner Oberfläche mit einer metallisch gut leitenden Schicht versehen ist. 7. Elektrischer Schwingungskreis nach Anspruch i bis 6 oder einem derselben, gelzennzeichnet durch die Verwendung als Frequenznormale, vorzugsweise im Zuge einer konzentrischen Energieleitung. Elektrischer Schwingungskreis nach Anspruch i bis 6 oder einem derselben, gekennzeichnet durch die Verwendung als selektives Filter, vorzugsweise im Zuge einer Iconzentrischen Energieleitung.