DD153752A1 - Schalteranordnung zur wahlweisen verbindung von hochfrequenzleitungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung findet Anwendung in der Hochfrequenz-Nachrichtenuebermittlung. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteranordnung anzugeben, die auf koaxiale Drehschalterkonstruktionen in den Kreuzungspunkten, die auf einer gemeinsamen Betaetigungsachse befestigt sind, verzichtet. Geloest wird die Aufgabe dadurch, dass durch Aneinanderreihung von Hochfrequenz-Umschaltrelais auf einer Seite einer Traegerplatte die Senderleitungen und ebenfalls durch Aneinanderreihung von Hochfrequenz-Umschaltrelais auf der anderen Seite der Traegerplatte die Antennenleitungen gebildet werden, wobei die Hochfrequenz-Umschaltrelais nicht wie in bekannter Weise mit Kontaktfedersaetzen bestueckt sind, sondern Laengs- und Ueberschaltkontakttraeger verwendet werden, ueber welche die Verbindungen der Leitungen derselben Ebenen untereinander bzw. die Ueberschaltung in die dahinterliegende Ebene hergestellt werden koennen. Angewendet wird die Erfindung in der Hochfrequenz-Nachrichtenuebermittlung.

Description

Patentanmeldung* 1246/80 Berlin, den 5-.' 9„ 80 Erfinder; Werner Plättner

Manfred Metzke

Zustellungsbevollmächtigters .

YIi]B Funkwerk Köpenick Betrieb des YEB Kombinat Nachrichtenelektronik

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Schalteranordnung zur wahlweisen Verbindung von Hoch frequenz leitungen

Die Erfindung findet Anwendung in der Hochfrequenz-Nach richtenübermittlung j speziell auf Funksendestellen, wo mehrere Sender und Antennen benötigt werden.

Eine'bekannte technische Lösung geht von dem Prinzip der konsequenten Einhaltung der Koaxialtechnik für die gesarate Schalteranordnung aus. Die Hochfrequenzleitungen sind kreuzweise in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet» Wobei die Verbindungen der Leitungen derselben Ebene untereinander und die Überschaltung, die zur dahinterliegenden Ebene führt, weilenwiderstandsgerecht in Koaxialtechnik ausgeführt sind. An den Kreuzungspunkten der Leitungen befinden.sich Verbindungsschalter mit zwei Schalterstellungen« Bei einer Schalterstellung sind die Leitungen derselben Ebene fortlaufend durch·» verbunden und in der anderen Stellung wird die Verbindung zwischen Leitungen der einen Ebene zur anderen Ebene hergestellt und gleichzeitig werden die unbenutzten Teilleitungsstücke von den benutzten Leitungen abgeschaltet und auf Außenleiterpotential gelegte

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Die zu demselben Kreuzungspunkt gehörenden zwei Verbindungsschalter mit den entsprechenden Durchschalt- und ÜberschaItstücken besitzen eine gemeinsame Betätigungsachse aus Isoliermaterial, die"mit einem mechanischen Antrieb versehen ist und eine Fernbedienung ermöglicht.

Bei einer solchen Konstruktion ist der Aufwand an schwer; herstellbaren Formteilen, Verbindungsstücken, Schalterteilen und des mechanischen Antriebes sehr hoch«

Bei einer weiteren bekannten bevorzugten Schalterkonstruktion nach dem Prinzip kreuzweise übereinander angeordneter Hochfrequenzleitungen geht man innerhalb der Schalteranordnung teilweise von der Koaxialteehnik ab, wobei man in einer besonders, definierten Weise Schalterelemente verwendet, die- besonders die Reflexionsfreiheit in hinreichendem Maße zu erhalten gestatten« Die Außenleiter der· Sender- und Antennenleitungen gehen unmittelbar in der Schalteranordnung in einen sogenannten Kasten über.· Die Innenleiter der Leitungen werden innerhalb des Kaste'ns als einadrige Leitungen bis zu den Verbindungsschaltern und in diesem selbst geführt, jedoch mit solcher Wahl ihrer Längsinduktivitäten und Querkapazitäten, daß störende Reflexionen innerhalb des Arbeitsfrequenzbereiches vermieden werden. Vorhandene Inhomo- . genitäten innerhalb eines LeitungsStückes v/erden dadurch ausgeglichen, indem entweder ein Teil eines Innenleiters mäanderförmig oder in Spulenform ausgebildet ist beziehungsweise Kondensatoren eingeschaltet werden»

Wie im ersten Beispiel besitzen die Verbindungsschalter eine gemeinsame Betätigungsachse, auf der die für die Schaltung der Innenleiter vorgesehenen Haupt- und Hilf.skontaktelemente und ein ständig mit dem Außenleiter irs leitender Verbindung stehendes Kontaktmesser befestigt ist» .

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Bei dieser Konstruktion ist zwar der Anteil an schwer·= herstellbaren Normteilen geringer als bei dem ersten Beispiel, der Aufwand für die Anfertigung der unterschiedlichsten Leitungsstücke und deren Montage ist jedoch immer noch verhältnismäßig hoch« Auch hier ist die Aufgabe der Fernsteuerung nur unter Schwierigkeiten zu lösen_o

Ziel der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu beseitigen und eine vereinfachte Schalteranordnung zur wahlweisen Verbindung von Hochfrequenzleitungen zu schaffen«

Darlefiuns_.des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, -eine Schalteranordnung zur wahlweisen Verbindung von Hochfrequenzleitungen anzugeben5 die auf koaxiale Drehschalterkonstruktionen in den Kreuzungspunkten, die auf einer gemeinsamen Betätigungsachse befestigt sind_s verzichtet* Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch Aneinanderreihung von Hochfrequenz-Umschaltrelais auf einer Seite einer (Trägerplatte aus Metall die Sen·™ derleitungen und ebenfalls durch Aneinanderreihung von Hochfrequenz-Umschaltrelais auf der anderen Seite der •Trägerplatte die Antennenleitungen gebildet'werden, wobei die-Hochfrequenz-Uiaschaltrelais nicht wie in be- kann te 3? Weise mit Kontaktfedersatz^!; bestückt sind, sondern Längs- und Über scha !!"kontaktträger verwendet werden ₉ über welche die Verbindungen der Leitungen derselben Ebenen untereinander beziehungsweise die Überschaltung in die dahinterliegende Ebene hergestellt werden können= Als SchaItverbinder dient ein Kontaktfederblech« welches

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mittels'eines Hebels aus Isoliermaterial am elektromag- netischen Antriebssystem des Hochfrequenz-Umschaltrelais befestigt ist. .

Die Fortsetzung der Außenleiter der Sender- und Antennenanschlußleitungen erfolgt in der Schalteranordnung durch Schienen aus Metall in bekannter Bauart, die im rechten Winkel zur Trägerplatte angeordnet und mit dieser metallisch verbunden sind*

Me Längskontaktträger, die die Verbindung zwischen den Hochfrequenz-Umschaltrelais derselben Ebenen herstellen, sind mit geringem Abstand an den Schienen, die die Portsetzung der Außenleiter der Sender- und Antennenanschlußleitungen bilden, befestigt und derart bemessen, daß sich annähernd der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen ergibt.

An den Enden der Längs- und Überschaltkontaktträger befinden sich die Schaltkontakte. Die Übersehaltkontaktträger sind derart in der Nähe der Längskontaktträger angeordnet, daß sich die Kontaktanordnung auf zwei verhältnismäßig kleine Flächen beiderseits der Trägerplatte beschränkt und somit die Überschaltkontaktträger,über die die Verbindung von der einen zur anderen Ebene hergestellt werden kann, relativ kurz sind.

Die Überschaltkontaktträger werden durch ein Loch in der Trägerplatte so geführt und bemessen, daß auch hier annähernd der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen eingehalten wird. Unmittelbar über den Schaltkontakten befindet sich das elektromagnetische Antriebssystem des Hochfrequenz-Umschaltrelais« Durch eine entsprechende Anordnung konnte der Einfluß des Antriebssystems auf die Pehlanpassung gering.gehalten werden»

Wie die im Zusammenhang mit der Erfindung gemachten experimentellen Untersuchungen gezeigt haben, ist die gegen-' seitige Verkopplung zwischen der^ unbenutzten Teilleitungs-

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stücken und den benutzten Leitungen so gering, daß auf eine Erdung der jeweils unbenutzten Leitungsstücke ver~ ziehtet werden kann* Weiterhin haben die Untersuchungen gezeigt, daß sich durch die Aneinanderreihung der Hochfrequenz-Umschaltrelais der Sender- beziehungsweise Antennenleitungen die Schalteranordnung räumlich so gedrängt aufbauen läßt, daß die Induktivität einer unbenutzten Leitung mit den entsprechenden Streukapazitäten der öffneten Kontakte einen Tiefpaß bildet und die Grenzfrequenz oberhalb der Betriebsfrequenz liegt»

Die Erfindung· soll nachstehend an einem Ausführungsbei=» spiel näher erläutert werden. Die dazugehörige» Zeichnungen zeigern

3?ig« 1 äa.s erfindungsgeir-äße Prinzipschaltbild der Schalteranordnung

Pig«. 2 die erfindungsgemäße konstruktive Ausführung der räumlichen Anordnung zweier Kreuzungspunkte in perspektivischer Darstellung

Pig» 3 die erfindungsgeiaäße konstruktive Ausführung der Darstellung eines Kreuzungspunktes

Fig. 1 zeigt eine Schalteranordnung mit den Senderleitungen Sy, und S„ und den Antenneleitungen A^₁ bis A^ in schematischer Darstellung. Sie enthält nach der Erfindung sechzehn Hochfrequenz-Umschaltrelais 1 bis 16« Die Hoch™ frequenz-Umschaltrelais 1 bis 4 bilden die Senderleitung Sy, und die Hochfrequenz-Umschaltrelais 5 bis 8 die Senäerleitung S_?, welche horizontal geführt sind und die vertikal verlaufenden Antennenleitungen A^, mit den Hochfrequens-Umschaltrelais 9 und 10, A₂ mit den Hochfrequenz-Umschaltrelaiß 11 und 12, A^ mit den Hochf.requenz-Umsch'altrelais 13 urad 14 und A^ mit den Hoch»

frequenz-Umschaltrelais 15 und 16 kreuzen. So bilden zum Beispiel die Hochfrequenz-Umschaltrelais 1 und 9» 2 und 1", 8 und 16 jeweils einen Kreuzungspunkt. I_vn der Schalteranordnung nach Pig» 1 ist die Senderleitung S₁ auf die Antennenleitung A^ und die Senderleitung Sp auf die Antennenleitung Ap geschaltete Die Hochfrequenz-Umsehaltrelais 4, 15» 6 und 12 befinden sich in der Überschaltstellung und die anderen Hochfrequenz-Umschaitrelais in der Durchschaltstellung« Es sei bemerkt, daß sich außer der dargestellten Schalteranordnung nach Fig. 1 noch andere, zum Beispiel größere SchalteranOrdnungen konstruieren lassen, wie es in größeren Sendeanlagen üblich ist.

Fig. 2 und "3 zeigen» wie eine nach Fig. 1 dargestellte Schalteranordnung konstruktiv ausgeführt werden kann. In Fig. 2 sind die an zwei der Kreusungspunkte angeordneten Hochfrequenz-Umschaltrelais 5, 6, 10 und 12 entsprechend der Schalteranordnung nach Fig. 1 dargestellt. Die Hochfrequenz-Umschaltrelais 10 und 12 der Antennen-» leitungen A^'und A₀ befinden sich.auf einer Seite der Trägerplatte 17 und die Hochfrequenz-Uinschaltrelais 5 und 6 der Senderleitung Sp auf der anderen' Seite der Trägerplatte 17« Die Längskontaktträger 21, 22, 23 und 24 der Antennenleitungen A^, und Ap sind mittels der Stützen 25 an den Schienen 26 befestigt, die sich beiderseits der Trägerplatte 17 befinden.

Die Trägerplatte 17 und die Schienen 26 sind aus Metall und die Stützen 25 aus Isoliermaterial gefertigt. Über die Längskontaktträger 18 bis 20 läßt sich die "Verbindung innerhalb der Senderleitung S_? herstellen. Die Verbindung in der Antennenleitung A^ wird durch die Längskontaktträger 21 und 22 beziehungsweise die Verbindung in der Antennenleitung·Ap durch die Längskontaktträger und 24 hergestellt.

Durch die Anordnung der Längskontaktträger 18 bis 24 mit einem relativ geringem Abstand von der Trägerplatte und den Schienen 26, lassen sich die Kopplungen zwischen .den Senderleitungen S^. und Sg beziehungsweise den Antennenleitungen A^ und A2 auf ein für die Praxis erforderliches Maß reduzieren sowie einen derartigen Wellenwiderstand einhalten, daß er annähernd dem der Anschlußleitungen · entspricht. Die Überschaltkontaktträger 2? und 28 sind . durch öffnungen 29 in der Trägerplatte 17 von der Seite '.der Trägerplatte 17 auf die andere Seite der Trägerplatte 17 geführt« Über sie erfolgt die Überschaltung von der einen Ebene in die dahinterliegende. Durch eine entsprechende Konstruktion der überschaltkontaktträger 27 und 28 lassen sich, die Kopplungen zwischen den Sender·=· leitungen S^ und Sp und den Antennenleitungen A. bis A^. gering halten«

Als Schaltverbinder dienen die Kontaktfederbleche 30» welche mittels Hebel 31· aus Isoliermaterial am elektromagnetischen Antriebssystem der Hochfrequenz-Umschaltrelais 1 bis 16 befestigt sind« Das elektromagnetische Antriebssystem kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein«, Konstruktionen für derartige Antriebssysteme sind allgemein bekannt, so daß eine Beschreibung nicht erforderlich ist»

In .Fig* 2 ist zu erkennen, daß die Längskontaktträger 18 und 19 durch das Kontaktfederblech 30 öes Hocnfrequenz-Umschaltrelais 5 miteinander verbunden sind« der Längskontaktträger 19 und der Überschaltkontaktträger 28 durch das Kontaktfederblech 30 des Hochfrequenz-Uiaschaltrelais 6 in Verbindung gebracht sind und der Überschaltkoütaktträger 28 mit dem Längskontaktträger 24,ebenfalls durch ein Kontaktfederblech 30 öes Hochfrequenz-Umschaltrelais 12 miteinander verbunden sind« Da« Hochfrequenz-Umschaltrelais 10 mit dein Kontaktfederbiech JO befindet sich in Durchsehaltstellung,und es sißcl die Längskontaktträger 21 und 22 miteinander· verbunden«

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Als Schaltkontakt 32 werden nach der gezeigten Konstruktion in Pig« 2 Nietkontakte"verwendet. Zur Übertragung der in der. Praxis vorkommenden Hochfrequenzströme- bei derartigen Schalteranordnungen sind jeweils Nietkontakte paarweise • an den Enden der Längskontaktträger 18 bis 24 und Überschaltkontaktträger 27 und 28 angebrachte Die experimentellen Untersuchungen, die im Zusammenhang mit der Erfindung gemacht wurden, haben gezeigt, daß auf den Einsatz von Nietkontakten auf dem Kontaktfederblech 30 verzichtetwerden kann, wenn für eine ausreichende Kontaktwärmeableitung gesorgt ist, was durch eine entsprechende Konstruktion der Längskontaktträger 28 bis 24 und Über- · schaltkontaktträger 27 und 28 erreicht wird. Damit sich der Kontaktdruck möglichst gleichmäßig auf die vier Nietkontakte verteilt} ist das Kontaktfederblech nicht formschlüssig mit dem Hebel 31 verbunden, sondern durch zwei Stifte aus Metall so gehalten, daß es in gewissen Grenzen frei beweglich ist.· Der Drehpunkt 33 des Kontaktfederbleches 30 ist als sogenannter freier 'Drehpunkt ausgeführt. Das Kontaktfederblech 30 ist nicht fest oder beweglich mit den Längst kontaktträgern 18 bis 24 verbunden. Hierzu siehe in Fig. die Längskontaktträger 21 und 22. Durch die Konstruktion des Antriebssystems des Hochfrequenz-Umschaltrelais, des Hebels 31 und des Kontaktfederbleches 30 zu einer Baueinheit, lassen sich die einzelnen Baugruppen der Schalteranordnung ohne große Schwierigkeiten montieren und Pertigungs- und Montagetoleranzen ausgleichen.

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Claims (8)

1. Schalteranordnung zur wahlweisen Verbindung von Hochfrequenzleitungen_} die die-Verbindung der einzelnen Leitungsabschnitte der Hochfrequenzleitungen derselben Ebenen untereinander und die Verbindung tischen den Leitungen verschiedener Ebenen herstellen können, ߣ^^5^J^]2iiSi-™Ä§ilii££.^s ^c^^a^ durch Aneinanderreihung von Hcchfrequenz-Umschaltrelais (1 bis 8) auf einer Seite einer Trägerplatte (17) aus Metall Senderleitungen (S,.,; Sp) und ebenfalls durch Aneinanderreihung von Hochfrequenz-Umschaltrelais (9 bis 14) auf der anderen Seite der Trägerplatte (17) Antennenleitungen (A^; Ap', Aoi A^) gebildet werden und die Verbindungen innerhalb der.Senderleitungen (S.; Sp) und der Antennenleitungen (A.,; A_?; A₀;.A_Z)_) über Längskon taktträger (18 bis 24) und die Verbindungen zwischen den Senderleitungen (S.; Sp) und den Antennenleitungen (A,,; Ap? A-,; A^) mittels Überschaltkontaktträger (27; 28) erfolgt, ^:

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2« Schalteranordnung nach.Punkt 1, g^kjnngjej^cjin^^d^ur^ch, daß zu jedem Kreuzungspunkt zv/ei Hochfrequenz--»Umschaltrelais (6; 12) gehören j wobei das eine Hochfrequenz-Umschaltrelais (6) sich auf der einen Seite und das andere Hochfrequenz-Umschaltrelais (12) auf der anderen Seite der Trägerplatte (17) befindet und die Hochfrequenz-Umschaltrelais (6; 12) so angeordnet sind, daß sie in der einen Schalterstellung mit den Langskontaktträgern (19; 20) und (23; 24) zusammen™ geschaltet sind und in ihrer anderen Schalterstellung die Längskontaktträger (19; 20) und (23; 24) unterbrechen und mit. dem ÜberschaItkontaktträger (28) zusammengeschaltet sind, wodurch die einander kreuzende Senderleitung (Sp)' und Anteiinenleitung (Ap) untereinander verbunden sind.

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3. Schalteranordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß Schienen (26), die sich beiderseits der Trägerplatte (17) befinden, senkrecht zu dieser stehen und die Langskontaktträger (18 bis 24) durch Stützen (25) aus Isoliermaterial mit geringem Abstand von der Trägerplatte (17) und den Schienen (26) entfernt an den Schienen (26) befestigt sind.

4. Schalteranordnung nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß als Schaltverbinder ein Kontaktfederblech (30) dient, welches durch einen Hebel (31) aus Isoliermaterial mit dem Antriebssystem der Hochfrequenz-Umschaltrelais (5; 6; 10; 12) verbunden ist und diese drei Teile eine konstruktive Einheit bilden,

5· Schalteranordnung nach Punkt 1 bis4, gekennzeichnet dadurch., daß das Kontaktfederblech (30) nicht formschlüssig mit dem Hebel (31) aus Isoliermaterial verbunden ist, sondern mittels zweier Stifte aus Metall so gehalten wird, daß es in gewissen Grenzen frei beweglich, ist.

6. Schalteranordnung nach Punkt 1 bis 5»

daß die Langsköntaktträger (18 bis 24) und die Überschaltkontaktträger (27; 28) an den Enden paarweise Schaltkontakte (32) tragen,

7. Schalteranordnung nach Punkt 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß sich das Kontaktfederblech (30) bei den Schaltvorgängen im Drehpunkt (33) zwischen paarweise angeordneten Schaltkontakten (32) frei bewegt.

11 ...

8* Schalteranordnung nach Punkt 1 bis 7, £gk dadurch, daß sie für eine beliebige Anzahl von SenderleituQgen (S.; Sp) und Antennenleiturtgen (A,,; Ag? Ao; A^) anwendbar ist.