DE1466505C1

DE1466505C1 - Guanella transmitter

Info

Publication number: DE1466505C1
Application number: DE1965T0028430
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl-Ing Schneider
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-04-17
Filing date: 1965-04-17
Publication date: 1977-12-22

Description

Unter dem Begriff Guanella-Übertrager sind breitbandige Hochfrequenztransformatoren in verschiedenen Varianten aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt, beispielsweise aus »Brown Boveri Mitteilungen«, September 1944, S. 327-329, aus den deutschen Patentschriften 8 46 874 und 8 57 648 und aus der deutschen Auslegeschrift DT-PS 11 59 527. Der Guanella-Übertrager ist ein Leitungsübertrager und besteht in der Praxis häufig — wie in F i g. 1 gezeigt istUnder the term Guanella transformers broadband high-frequency transformers are in different Variants known from a large number of publications, for example from »Brown Boveri Mitteilungen ", September 1944, pp. 327-329, from German patents 8 46 874 and 8 57 648 and from the German Auslegeschrift DT-PS 11 59 527. The Guanella transformer is a line transformer and often exists in practice - as in FIG. 1 is shown

— aus zwei spulenförmig aufgewickelten -^- -langen- from two coiled - ^ - -long

(A = Betriebswellenlänge) symmetrischen Paralleldrahtleitungen, die je nach Verwendungszweck auf der einen Spulenseite in Serie und auf der anderen Spulenseite parallel geschaltet sein können, wie es beim in F i g. 1 gezeigten Beispiel durchgeführt ist.(A = operating wavelength) symmetrical parallel wire lines, which depending on the intended use on the one coil side can be connected in series and on the other coil side in parallel, as is the case with in Fig. 1 is performed.

Der Guanella-Übertrager nagh F i g. 1 ist zur Widerstandstransformation von 15 Ω auf 60 Ω geeignet, wozu die Paralleldrahtleitungen einen Wellenwiderstand Zvon 30 Ω aufweisen.The guanella transformer nagh F i g. 1 is suitable for transforming resistance from 15 Ω to 60 Ω, For this purpose, the parallel wire lines have a characteristic impedance Z of 30 Ω.

Es ist auch ein Guanella-Übertrager mit mindestens zwei Paralleldrahtleitungen bekannt (deutsche Patentschrift 8 46 874), deren Einzelleiter als Scheibenspulen ausgebildet und auf der Ober- und Unterseite eines scheibenförmigen Trägers derart angeordnet sind, daß sich je zwei eine Paralleldrahtleitung bildende Einzelleiter unter gegenseitiger Trennung durch den Träger spiralenförmig gegenüberliegen.A Guanella transformer with at least two parallel wire lines is also known (German patent specification 8 46 874), the individual conductors of which are designed as disc coils and on the top and bottom of a disk-shaped carrier are arranged in such a way that two individual conductors each form a parallel wire line opposite one another in a spiral shape with mutual separation by the carrier.

Ausgehend von diesem bekannten Übertrager bezieht sich die Erfindung auf einen Guanella-ÜbertragerBased on this known transformer, the invention relates to a Guanella transformer

mit mindestens zwei Paralleldrahtleitungen, die vorzugsweise die Länge j (λ = Betriebswellenlänge) aufweisen und deren Einzelleiter auf der Ober- und Unterseite eines scheibenförmigen Trägers derart angeordnet sind, daß sich je zwei eine Paralleldrahtleitung bildende Einzelleiter — unter gegenseitiger Trennung durch den Träger — gegenüberliegen.with at least two parallel wire lines, which preferably have the length j (λ = operating wavelength) and whose individual conductors are arranged on the top and bottom of a disk-shaped carrier in such a way that two individual conductors forming a parallel wire line are opposite each other - with mutual separation by the carrier.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Guanella-Übertrager dieser Art anzugeben, der im Vergleich zu seinem erwähnten Vorläufer möglichst klein, robust, beschleunigungsfest und preiswert sowie mit wenig Zeit- und Arbeitsaufwand in Serienfertigung herstellbar ist.The invention is based on the object of specifying a Guanella transformer of this type, which is in the Compared to its predecessor mentioned, it is as small as possible, robust, resistant to acceleration and inexpensive as well can be produced in series production with little time and effort.

Die Erfindung macht hierzu Gebrauch vom Aufbauprinzip spiralförmig ausgebildeter, Induktivitäten und Kapazitäten ergebender elektrisch leitender Beläge eines Isolators, der in Verbindung mit den Belägen eine doppelseitig gedruckte Schaltung darstellt (deutsche Patentschrift 10 73 046).For this purpose, the invention makes use of the construction principle of spiral-shaped inductors and Electrically conductive coverings of an insulator resulting in capacities, which in connection with the coverings have a represents double-sided printed circuit (German patent 10 73 046).

Die Erfindung besteht bei einem Guanella-Übertrager mit mindestens zwei Paralleldrahtleitungen, dieThe invention consists in a Guanella transformer with at least two parallel wire lines that

vorzugsweise die Länge ~ (A = Betriebswellenlänge) \ preferably the length ~ (A = operating wavelength) \

aufweisen und deren Einzelleiter auf der Ober- und Unterseite eines scheibenförmigen Trägers derart angeordnet sind, daß sich je zwei eine Paralleldrahtleitung bildende Einzelleiter — unter gegenseitiger Trennung durch den Träger — gegenüberliegen, darin, daß die Einzelleiter als gedruckte Schaltungen auf den Träger längs einer Kreisbahn aufgebracht und um die Kreisbahn mäanderförmig gewendelt sind.have and their individual conductors on the top and bottom of a disk-shaped carrier in such a way are arranged that each two a parallel wire line forming individual conductors - under each other Separation by the carrier - opposite, in that the individual conductors as printed circuits on the Carrier applied along a circular path and coiled around the circular path in a meandering shape.

Wesentlich für die im Vergleich zum Stand der Technik vorteilhafte Raum- und Gewichtsausnützung des erfindungsgemäßen Übertragers ist, daß seine Einzelleiter nicht auf einer Spirale, sondern einer Kreisbahn unter mäanderförmiger Wendelung verlaufen. Essential for the advantageous use of space and weight compared to the prior art of the transformer according to the invention is that its individual conductors are not on a spiral, but one Circular path run under a meandering turn.

Im folgenden sei anhand der Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zu deren näheren Erläuterung im einzelnen beschrieben.In the following a preferred embodiment of the invention is based on the drawings their detailed explanation is described in detail.

In Fig.2a ist die Oberseite und in Fig.2b die Unterseite einer Trägerfolie gezeigt, die beispielsweise aus Hartpapier oder einem Kunststoff mit im Betriebs- , frequenzbereich geringen elektrischen Verlusten be- ' steht, vorzugsweise aus einem Polytetrafluorethylen, das unter dem Handelsnamen Teflon bekannt ist. Auf der Ober- und der Unterseite der Trägerfolie sind wendelförmig durch entsprechende, in der Herstellungs-Technik gedruckter Schaltungen übliche Ätzung und Nachbehandlung der kupferkaschierten Trägerfolie die Einzelleiter der Paralleldrahtleitungen angeordnet, deren analoge Einzelleiter in F i g. 1 mit den Endanschlußpunkten 1 bis 8 bezeichnet sind. Diese gleichen Bezugszeichen sind an entsprechenden Endanschlußpunkten in Fig.2a und 2b verwendet. Zwecks besserer Unterscheidbarkeit der gezeigten Einzelleiter und ihrer Anschlußfahne von der Trägerfolie ist letztere — soweit sichtbar — gestrichelt dargestellt.In Fig.2a the top and in Fig.2b is the Underside of a carrier film shown, for example made of hard paper or a plastic with in the operational, frequency range consists of low electrical losses, preferably made of a polytetrafluoroethylene, which is known under the trade name Teflon. On the top and bottom of the carrier film are helically through appropriate etching, which is customary in the manufacture of printed circuit boards and after-treatment of the copper-clad carrier foil, the individual conductors of the parallel wire lines are arranged, their analog individual conductors in FIG. 1 with the end connection points 1 to 8 are designated. These same Reference numerals are used at corresponding end connection points in FIGS. 2a and 2b. For the sake of better Distinguishability of the individual conductors shown and their terminal lugs from the carrier film is the latter - so far visible - shown in dashed lines.

Bei der F i g. 2b handelt es sich um die Draufsicht auf die Unterseite der bedruckten Trägerfolie nach F i g. 2a, wenn man sich letztere um die Achse A-A'um 180° geklappt denkt.At the F i g. FIG. 2b is a top view of the underside of the printed carrier film according to FIG. 2a, if one imagines the latter folded around the axis AA 'by 180 °.

Bei den gewendelten Paralleldrahtleitungen ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besonders zweckmäßig, im Sinne der Vermeidung elektrischer Stoßstellen der Leitungen die aus Fig.2a und 2b ersichtlichen Eckene.bschrägungen der EinzelleiterAccording to a further development of the invention, it is special in the case of the coiled parallel wire lines expedient, in the sense of avoiding electrical joints between the lines, those from FIGS. 2a and 2b visible corner inclines of the individual conductors

vorzusehen, von denen eine als Beispiel in Fig.2a zwecks Verdeutlichung mit 9 bezeichnet ist.to be provided, one of which is shown as an example in Fig.2a is designated with 9 for the purpose of clarification.

Fig.3 zeigt im Maßstab 1 :10 den in Fig.2a durch eine zusätzliche Querschraffur hervorgehobenen Ausschnitt 10 eines praktisch bewährten Ausführungsbeispiels der Erfindung für ein Betriebsfrequenzband von 350 ... 1000 MHz, d.h. eine Mittenfrequenz von 675 MHz. Dieses Ausführungsbeispiel hatte folgende Abmessungen, deren Bezeichnungen der F i g. 3 entnehmbar sind.FIG. 3 shows the one in FIG. 2a on a scale of 1:10 an additional cross-hatching highlighted section 10 of a practically proven embodiment of the invention for an operating frequency band of 350 ... 1000 MHz, i.e. a center frequency of 675 MHz. This exemplary embodiment had the following dimensions, the designations of which are shown in FIG. 3 are removable.

ti — ti - 2,5 mm2.5 mm e =e = 10,1 mm10.1 mm hH = 1,2 mm= 1.2 mm b =b = 11,3 mm11.3 mm f = f = 4,9 mm4.9 mm ii = 0,8 mm= 0.8 mm c —c - 12,5 mm12.5 mm 8 = 8 = 3,7 mm3.7 mm kk = 1,6mm= 1.6mm d = d = 17,8°17.8 °

Aus den Abmessungen h, /und A-ist ersichtlich, daß es bei Anordnungen nach der Erfindung besonders zweckmäßig ist, die radial nach außen gehenden Teile der Einzelleiter in ihrer Breite derart mit dem Radius sich vergrößernd zu dimensionieren, daß sie bei Durchlaufen des mittleren Durchmessers der gesamten Anordnung die nach den einschlägigen Formeln für den Wellenwiderstand einer symmetrischen Doppelbandleitung berechenbare Breite haben. Nach dem Außendurchmesser zu wird dann die Breite des Bandes größer, während sie nach innen entsprechend kleiner wird, so daß die mittlere Breite erhalten bleibt. Sind diese Abschnitte kleiner als ein Zehntel der Wellenlänge, die der höchsten Betriebsfrequenz entspricht, so ergeben sich für den Wellenwiderstandsverlauf keine Störungen. Die auf der Innen- bzw. Außenkreisperipherie verlaufenden Stücke behalten dagegen wieder die formelmäßig berechenbare Breite für den vorgegebenen Wellenwiderstand Z Abweichungen, die sich durch die Krümmung der Bandleitung ergeben, liegen unter einem halben Prozent des Sollwertes von Z bei den geometrischen Abmessungen des Ausführungsbeispiels nach Fig.2a, 2b und 3. Bei kleineren Radien und größeren Bänderbreiten ist natürlich auch diese Abweichung zu berücksichtigen. Bei der Festlegung des gegenseitigen Abstandes der einzelnen Wendel ist es zweckmäßig zu beachten, daß der Abstand zwischen zwei Bändern etwa so breit ist wie das Band selbst.From the dimensions h, / and A- it can be seen that in arrangements according to the invention it is particularly expedient to dimension the radially outwardly extending parts of the individual conductors in their width with the radius increasing in such a way that they pass through the mean diameter of the entire arrangement have the width that can be calculated according to the relevant formulas for the characteristic impedance of a symmetrical double-band line. Towards the outside diameter, the width of the band then becomes larger, while it becomes correspondingly smaller towards the inside, so that the mean width is maintained. If these sections are smaller than a tenth of the wavelength that corresponds to the highest operating frequency, there are no disturbances for the wave resistance curve. On the other hand, the pieces running on the inner or outer periphery of the circle again retain the formula-based calculable width for the specified wave impedance Z. Deviations resulting from the curvature of the ribbon line are less than half a percent of the nominal value of Z with the geometric dimensions of the exemplary embodiment according to FIG .2a, 2b and 3. With smaller radii and larger belt widths, this deviation must of course also be taken into account. When determining the mutual distance between the individual helixes, it is useful to ensure that the distance between two bands is about as wide as the band itself.

Zur leichten Durchführbarkeit der kreuzförmigen Parallelschaltung am niederohmigen Ende des Guanel-For easy implementation of the cross-shaped parallel connection at the low-resistance end of the Guanel

i« Ia-Übertragers nach Fig.2a und 2b ist in vorteilhafter Weise von der Außenperipherie her ein Schlitz 11 angebracht, durch welchen die Metallbänder zur Verbindung der entsprechenden Ober- und Unterseiten gelegt sind. Der βΟ-Ω-Eingang des Guanella-Übertra-i «Ia transformer according to Fig.2a and 2b is more advantageous Way from the outer periphery attached a slot 11 through which the metal strips to Connection of the corresponding upper and lower sides are laid. The βΟ-Ω input of the Guanella transmission

i) gers nach Fig.2a und 2b ist auf der Unterseite durchgehend geätzt, auf der Oberseite dagegen zum Anschluß der unsymmetrischen 60^-Leitung aufgetrennt gelassen.
Selbstverständlich sind, wie bereits oben in bezug auf F i g. 1 erwähnt, auch andere, je nach Anwendungsfall erforderliche Zusammenschaltungen der Endanschlüsse der Paralleldrahtleitungen des Guanella-Übertragers nach F i g. 2a und 2b möglich.i) gers according to Fig.2a and 2b is etched continuously on the underside, but left separated on the top to connect the asymmetrical 60 ^ line.
Of course, as already mentioned above with regard to FIG. 1 mentions, also other interconnections of the end connections of the parallel wire lines of the Guanella transformer according to FIG. 2a and 2b possible.

Der erfindungsgemäße Guanella-Übertrager ist beispielsweise zur Antennenanpassung besonders vorteilhaft in einem elektronischen Annäherungs- oder Abstandszünder benutzbar. Auch ist sein Einsatz in Fernsehempfängern besonders zweckmäßig zur Transformation des üblicherweise einen Wellenwiderstand von t>0 Ω aufweisenden koaxialen, d. h. unsymmetrischen Antennenzuleitungskabels auf den häufig einen Wellenwiderstand von 240 Ω aufweisenden symmetrischen Empfängereingangswiderstand, wobei der Wellenwiderstand der Parallelbandleitungen des Guanella-The guanella transformer according to the invention is for example for antenna adjustment particularly advantageous in an electronic proximity or Distance fuse usable. Its use in television receivers is also particularly useful for transformation the coaxial, which usually has a characteristic impedance of t> 0 Ω, d. H. unbalanced Antenna feeder cable to the symmetrical one, which often has a characteristic impedance of 240 Ω Receiver input resistance, where the wave resistance of the parallel band lines of the Guanella

» Übertragers 120 Ω beträgt. Die Welligkeit eines derartigen, praktisch bewährten Übertragers ist im Bereich von 300... 1000 MHz kleiner als 2.»Transformer is 120 Ω. The ripple of a Such a practically proven transformer is smaller than 2 in the range of 300 ... 1000 MHz.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Guanella transformer with at least two parallel wire lines, preferably the length

~ (1 = operating wavelength) and their 4

Individual conductors are arranged on the top and bottom of a disk-shaped carrier in such a way that that each two individual conductors forming a parallel wire line - with mutual separation through the carrier - opposite, characterized in that the individual conductors as printed Circuits applied to the carrier along a circular path and meandering around the circular path are coiled.

2. Transmitter according to claim 1, characterized in that the outer corners of the individual conductors in the In order to avoid electrical joints, they are beveled.

3. Transmitter according to claim 1 or 2, characterized by a circuit carrier made of one Polytetrafluoroethylene known under the trade name Teflon.

4. Transformer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the circuit carrier has the thickness of a film.

5. Transformer according to one of claims 1 to 4, characterized by its application in one electronic proximity or distance detonators.

6. Transmitter according to one of claims 1 to 5, characterized by such a connection of the end connections of the individual conductors that the transformer enables balancing.

ίοίο