DE102008005204A1 - Directional coupler for a phase-independent power measurement, comprises coupling loss in forward direction and coupling loss in backward direction - Google Patents

Directional coupler for a phase-independent power measurement, comprises coupling loss in forward direction and coupling loss in backward direction Download PDF

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Abstract

The directional coupler (20) comprises a coupling loss in a forward direction and the coupling loss in a backward direction. A decoupling occurs in the forward direction and the backward direction. Bypasses (291,292) are connected to impedance arrangements (210,230) with a changeable impedance, particularly ports (3,4). An independent claim is also included for a method for adjusting a directional coupler with a coupling loss in a forward direction.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Koppelfaktors und/oder eines Richtverhältnisses eines Kopplers, sowie eine Koppleranordnung mit zumindest einem Koppler, der mehrere Ports aufweist, wobei an zumindest einen Port eine veränderbare Impedanzanordnung angeschlossen ist.The The invention relates to a method for adjusting a coupling factor and / or a directivity of a coupler, as well as a coupler arrangement with at least one coupler having a plurality of ports, wherein at least a port connected to a variable impedance arrangement is.

Ein Koppler ist ein passives elektronisches Mehrtor-Bauteil, das eine an einem Port (Tor) eintreffende elektromagnetische Welle in bestimmtem Verhältnis und mit bestimmter Phasenlage an einen Teil oder alle seiner Ports verteilt. Ein Koppler für leitungsgeführte Wellen kann in Koaxialtechnik in einem geschirmten Gehäuse, in Streifenleitungstechnik oder auch in Zweileitertechnik ausgeführt werden.One Coupler is a passive electronic multi-port component that has a at a port (gate) arriving electromagnetic wave in certain Ratio and with certain phasing to a part or distributed all of its ports. A coupler for conducted Shafts can be coaxial in a shielded housing, implemented in stripline technology or in two-wire technology become.

3-dB-Koppler oder Leistungsteiler gibt es in den üblichen Ausführungen „in-Phase" (gleichphasig) und 90°, die die an einem Port (X1) eintreffende elektromagnetische Welle in gleich großen Teilen an zwei anderen Ports (X2, X3) gleichphasig, beziehungsweise um 90° verschoben, ausgeben, während ein möglicherweise vorhandener vierter Port (X4) von an am ersten Port (X1) anliegenden Signalen isoliert ist.3-dB coupler or power dividers are available in the usual versions "in-phase" (in-phase) and 90 °, which are incident on a port (X1) electromagnetic Wave in equal parts on two other ports (X2, X3) in phase, or shifted by 90 °, spend, while a possibly existing fourth Port (X4) is isolated from on at the first port (X1) signals.

Richtkoppler geben den größten Teil der an einem Port (X1) eintreffenden Welle an einem zweiten Port (X2) aus, während ein vergleichsweise kleiner Teil an einem dritten Port (X3) und gegebenenfalls an einem vierten Port (X4) ausgegeben wird. Ein solcher Viertor-Richtkoppler besteht üblicherweise aus einer Hauptleitung mit zwei Anschlüssen (Ports) X1, X2 und einer Nebenleitung mit ebenfalls zwei Anschlüssen X3, X4, die in einer bestimmten geometrischen Anordnung zueinander stehen.directional coupler give the most part to a port (X1) incoming wave at a second port (X2) while off a comparatively small part on a third port (X3) and optionally output at a fourth port (X4). Such a Four-port directional coupler usually consists of a main line with two ports (ports) X1, X2 and a secondary line with likewise two connections X3, X4, which in a certain geometric arrangement to each other.

In einem solchen Richtkoppler zweigt ein Teil der auf einer Hauptleitung laufenden elektromagnetischen Welle auf die Nebenleitung ab, wobei die Kopplung richtungsabhängig ist, d. h. eine am ersten Port (X1) eingekoppelte elektromagnetische Welle läuft hauptsächlich zum zweiten Port (X2). Ein Teil wird nach dem korrespondierenden Nebenleitungsport ausgekoppelt.In such a directional coupler branches a part of the on a main line ongoing electromagnetic wave from the secondary line, wherein the coupling is directional, d. H. one at the first port (X1) coupled electromagnetic wave is mainly running to the second port (X2). Part will be after the corresponding one Nebenleitungsport decoupled.

Die folgenden Betrachtungen beziehen sich speziell auf einen Viertor-Richtkoppler mit einer bei einem ersten Port X1 einlaufenden Welle, obwohl sie entsprechend abgewandelt für alle Arten von Kopplern und für alle Arten von Einspeisung gültig sind.The The following considerations relate specifically to a four-port directional coupler with a wave entering at a first port X1, although it does modified for all types of couplers and for all types of feed are valid.

Ein Richtkoppler wird hauptsächlich charakterisiert durch:

  • 1. den (Aus-)koppelfaktor (coupling factor) C = P3/P1 (1)der den am korrespondierenden Nebenleitungsanschluss X3 ausgekoppelten Anteil (P3) der bei X1 einlaufenden Welle (P1) bestimmt,
  • 2. die Isolation I = P2/P3 (2)die die Leistung einer unerwünschten Kopplung beispielsweise einer bei X2 einlaufenden Welle (P2) zum nicht korrespondierenden Nebenleitungsanschluss X3 bestimmt und
  • 3. das Vorwärts-Rückwärts- oder Richtverhältnis (directivity) D = (P3/P1)/(P4/P1) = P3/P4 (3)das angibt, inwieweit eine an einem Anschluss (X1) der Hauptleitung eingespeiste elektromagnetische Welle nur auf dem korrespondierenden (X3), nicht jedoch auf dem zweiten Nebenleitungsabschluss (X4) zu beobachten ist.
A directional coupler is mainly characterized by:
  • 1. the coupling factor C = P3 / P1 (1) determining the proportion (P3) of the wave (P1) arriving at X1 at the corresponding bypass line X3,
  • 2. the isolation I = P2 / P3 (2) which determines the power of an undesired coupling of, for example, a wave (P2) arriving at X2 to the non-corresponding bypass line X3, and
  • 3. the forward-reverse or directivity D = (P3 / P1) / (P4 / P1) = P3 / P4 (3) This indicates to what extent an electromagnetic wave fed in at one connection (X1) of the main line can only be observed on the corresponding (X3) but not on the second secondary line termination (X4).

Ein Richtkoppler wird häufig dazu eingesetzt, aus den an den Nebenanschlüssen ausgekoppelten elektromagnetischen Wellen ein Maß für die auf der Hauptleitung übertragene Leistung zu ermitteln. Hierbei kann über einen Nebenanschluss ein Maß für die in eine erste Richtung über die Hauptleitung transportierte Leistung, beispielsweise die Vorwärtsleistung von einem Leistungsgenerator zu einer Last, ausgekoppelt bzw. ermittelt werden. Entsprechend kann über einen zweiten Nebenanschluss ein Maß für die in eine zweite Richtung über die Hauptleitung transportierte Leistung, beispielsweise die reflektierte Leistung bzw. Rückwärtsleistung von einer Last zu einem Leistungsgenerator, ausgekoppelt bzw. ermittelt werden. Abkürzend spricht man davon, dass an den Nebenanschlüssen die Vorwärts- bzw. Rückwärtsleistung ausgekoppelt wird.One Directional coupler is often used from the to the Secondary terminals decoupled electromagnetic waves a measurement for those transmitted on the main Determine performance. This can be done via a secondary connection a measure of that in a first direction about the main transported power, for example the forward power of a power generator to a load, coupled or determined become. Accordingly, via a second auxiliary connection a measure of that in a second direction about the main transported power, such as the reflected power or reverse power from a load to a power generator, be decoupled or determined. Abbreviated one speaks that the ancillary lines or reverse power is coupled out.

Typische Anwendungen für die ausgekoppelte Leistung sind weitere Signalverarbeitungsschritte oder Messzwecke. Die Messeinrichtung kann direkt auf der Frequenz der elektromagnetischen Welle arbeiten. Es ist auch gebräuchlich, die ausgekoppelte hochfrequente Spannung gleichzurichten und nur die resultierende Gleichspannung oder den resultierenden Gleichstrom zu messen.typical Applications for the decoupled power are more Signal processing steps or measurement purposes. The measuring device can work directly on the frequency of the electromagnetic wave. It is also common to use the decoupled high-frequency Rectify voltage and only the resulting DC voltage or to measure the resulting direct current.

Koaxialsysteme für elektromagnetische Wellen haben einen üblichen Systemwiderstand (auch Systemimpedanz oder Nennimpedanz genannt) Z0 von 50 Ω reell oder 75 Ω reell. Eine Impedanz ist ein im Allgemeinen komplexer Wechselstromwiderstand.Coaxial for electromagnetic waves have a usual System resistance (also called system impedance or nominal impedance) Z0 of 50 Ω real or 75 Ω real. An impedance is a generally complex AC resistor.

Ein für eine bestimmte Systemimpedanz entworfener und gebauter Koppler für ein koaxiales System wird nur optimal funktionieren, wenn er an allen seinen Anschlüssen mit Quellen, z. B. einem Leistungsgenerator, oder Senken, z. B. einer Last, abgeschlossen ist, die die Systemimpedanz aufweisen. Ist das nicht der Fall, variiert der Auskoppelfaktor, und das Richtverhältnis wird schlecht. Wird bei einem Richtkoppler der zweite Port der Nebenleitung nicht benötigt, da nur eine Richtung der Wellen auf der Hauptleitung gemessen werden soll, kann dieser ebenfalls mit einem Abschlusswiderstand von der Größe der Systemimpedanz versehen werden.A designed and built for a particular system impedance coupler for a coaxial system will only work optimally if it at all its connections with sources, eg. B. a power generator, or sinks, z. As a load abge is closed, which have the system impedance. If this is not the case, the decoupling factor varies and the directivity ratio becomes poor. If the second port of the secondary line is not required in a directional coupler, since only one direction of the waves on the main line is to be measured, this can also be provided with a terminator of the size of the system impedance.

Um die gegenseitige Einwirkung von zwei Messeinrichtungen, die an die Nebenleitung zur Messung der Vorwärts- und Rückwärtsleistung angeschlossen werden sollen, zu vermeiden, sind doppelte Richtkoppler üblich, deren zwei Nebenleitungen jeweils nur ein Messgerät speisen, wobei der jeweils unbenutzte Nebenleitungsanschluss mit der Systemimpedanz abgeschlossen ist.Around the mutual action of two measuring devices attached to the Secondary line for measuring the forward and reverse power double directional couplers are common, whose two secondary lines each feed only one measuring device, wherein the unused secondary line connection with the system impedance is completed.

Bei einer geforderten Bandbreite stellt der Entwurf der Richtkopplergeometrie immer einen gewissen Kompromiss dar, so dass die genannten Eigenschaften nie über die gesamte Bandbreite ideal und konstant sein werden. Zudem gehen bei einem realen Bauteil noch Fertigungstoleranzen ein, die den Koppelfaktor und das Richtverhältnis beeinflussen.at a required bandwidth is the design of the directional coupler geometry always a certain compromise, so that the properties mentioned never be ideal and consistent across the entire bandwidth become. In addition, manufacturing tolerances still go with a real component a, which influence the coupling factor and the directivity.

In vielen Hochfrequenzanlagen ist man daran interessiert, eine optimale Leistungsübertragung von einer Quelle (Sender, Hochfrequenzgenerator) auf eine Last oder Senke (beispielsweise eine Antenne oder eine Plasmakammer als Last) zu gewährleisten. Zur Messung der Vorwärtsleistung und der reflektierten Leistung wird ein Richtkoppler in die Übertragungsleitung eingefügt. Die Genauigkeit der Messung hängt von den nicht idealen Werten für den Koppelfaktor C und das Richtverhältnis D des verwendeten Richtkopplers ab. Weichen außerdem die Impedanzen von Quelle oder Last von der Nennimpedanz ab, so werden die Ergebnisse der Messungen am Richtkoppler, insbesondere die Messung der von der Last reflektierten Leistung durch Beobachtung der durch den Richtkoppler ausgekoppelten Leistung an dem korrespondierenden Anschluss der Nebenleitung, zusätzlich vom korrekten Wert abweichen.In Many high-frequency systems are interested in getting an optimal one Power transmission from a source (transmitter, radio frequency generator) on a load or sink (for example, an antenna or a plasma chamber as a load). For measuring the forward power and the reflected power becomes a directional coupler in the transmission line inserted. The accuracy of the measurement depends on the non-ideal values for the coupling factor C and the Directivity D of the directional coupler used. give way Also, the impedances of source or load from the nominal impedance from, so are the results of the measurements on the directional coupler, in particular the measurement of the power reflected from the load by observation the decoupled by the directional coupler power at the corresponding Connection of the secondary line, in addition to the correct value differ.

1a zeigt eine Hochfrequenzanlage 1 nach dem Stand der Technik mit einem Hochfrequenzgenerator 100 als Quelle, einer Koppleranordnung 2 mit einem als Richtkoppler ausgebildeten Koppler 200 sowie einer Last 300 als Senke. Der Koppler hat eine Hauptleitung 290 mit einem ersten und zweiten Port 201, 202 sowie eine Nebenleitung 291 mit einem dritten und vierten Port 203, 204, die mit Widerständen 205, 206 abgeschlossen sind, die der Nennimpedanz Z0 der Hochfrequenzanlage 1 oder mindestens der des Kopplers 200 entsprechen. Am Port 203 kann mit einem Messgerät 207 ein Anteil der am korrespondierenden Port 201 der Hauptleitung 290 einlaufenden Welle beobachtet werden; entsprechend kann am Port 204 ein Anteil der von der Last reflektierten und am korrespondierenden Port 202 der Hauptleitung einlaufenden Welle mit einem Messgerät 208 beobachtet werden. Die Größe des Anteils hängt jeweils vom Koppelfaktor ab. Bei einem idealen Koppler ist das Richtverhältnis unendlich groß, und es wird am Port 203 kein Anteil der am Port 202 einlaufenden Welle und am Port 204 kein Anteil der am Port 201 einlaufenden Welle zu beobachten sein. 1a shows a high frequency system 1 in the prior art with a high frequency generator 100 as a source, a coupler arrangement 2 with a coupler designed as a directional coupler 200. as well as a load 300 as a sink. The coupler has a main line 290 with a first and second port 201 . 202 as well as a secondary line 291 with a third and fourth port 203 . 204 that with resistances 205 . 206 are completed, the nominal impedance Z0 of the high frequency system 1 or at least that of the coupler 200. correspond. At the port 203 can with a meter 207 a share of the corresponding port 201 the main line 290 incoming wave are observed; according to the port 204 a proportion of the load reflected and at the corresponding port 202 the main incoming wave with a meter 208 to be watched. The size of the share depends on the coupling factor. In an ideal coupler, the directivity is infinitely large, and it will be on the port 203 no share of the port 202 incoming wave and at the port 204 no share of the port 201 be observing incoming wave.

1b zeigt ebenfalls eine Hochfrequenzanlage 10. Der Koppler 240 weist zwei Nebenleitungen 291, 292 auf. Am Port 203 der ersten Nebenleitung 291 wird ein Anteil der am Port 201 der Hauptleitung 290 eingespeisten Welle gemessen, am Port 224 der zweiten Nebenleitung 292 wird ein Anteil der am Port 202 der Hauptleitung 290 eingespeisten Welle gemessen. Die Ports 223, 224 der zweiten Nebenleitung 292 sind durch die Impedanzen 225, 226 abgeschlossen, die der Nennimpedanz Z0 entsprechen. 1b also shows a high frequency system 10 , The coupler 240 has two secondary lines 291 . 292 on. At the port 203 the first secondary line 291 will be a share of the port 201 the main line 290 fed shaft measured at the port 224 the second secondary line 292 will be a share of the port 202 the main line 290 fed wave measured. The ports 223 . 224 the second secondary line 292 are due to the impedances 225 . 226 completed, which correspond to the nominal impedance Z0.

Es ist bekannt, dass eine gewisse Anpassung der Abschlüsse der Nebenleitung die Anpassung und das Richtverhältnis des Richtkopplers in einem sehr schmalen Frequenzbereich für eine bestimmte Situation verbessern kann ( Michael G. Ellis, RF Directional Couplers, ANTEC, http://michaelgellis.tripod.com/direct.html ).It is known that some adjustment of the secondary line terminations can improve the matching and directivity of the directional coupler in a very narrow frequency range for a particular situation ( Michael G. Ellis, RF Directional Couplers, ANTEC, http://michaelgellis.tripod.com/direct.html ).

Aus DE 101 215 35 A1 ist eine Richtkopplerschaltung zur Messung der Senderleistung bekannt, in der die Abschlussimpedanz des nicht benötigten Ports der Nebenleitung so gewählt ist, dass das Richtverhältnis des Richtkopplers verbessert wird. Diese Verbesserung soll über einen Frequenzbereich eintreten. Als Abschlussimpedanz wird ein Zweipol mit einer frequenzabhängigen Änderung des komplexen Widerstandswertes über einen Frequenzbereich vorgeschlagen, wie es beispielsweise Kapazitäten oder Induktivitäten gegebenenfalls in Verbindung mit reellen Widerständen darstellen. Weiter wird als Impedanztransformationsglied ein Leitungsstück mit einer bestimmten Länge, das zwischen Port und Zweipol geschaltet ist, genannt.Out DE 101 215 35 A1 a directional coupler circuit for measuring the transmitter power is known in which the terminating impedance of the unused port of the secondary line is chosen so that the directivity of the directional coupler is improved. This improvement should occur over a frequency range. As the terminating impedance, a two-pole with a frequency-dependent change of the complex resistance value over a frequency range is proposed, such as, for example, capacitances or inductances in connection with real resistances. Further, as the impedance transformation member, a line piece having a certain length connected between the port and the two-terminal is called.

In US 4,644,260 ist ein Richtkoppler beschrieben, in dem ebenfalls durch Veränderung der Abschlussimpedanz des unbenutzten Ports der Nebenleitung deren Stehwellenverhältnis und damit das Richtverhältnis der Messung verbessert wird. Dies erfolgt ebenfalls durch eine Koaxialleitung bestimmter Länge oder durch eine Vielzahl von Anpassnetzwerken. Zwar kann auch hier zum Zweck der Anpassung die Länge des Koaxialkabels variiert werden, doch erfolgt das durch Versuche.In US 4,644,260 is described a directional coupler, in which also by changing the terminating impedance of the unused port of the secondary line whose standing wave ratio and thus the directivity of the measurement is improved. This is also done by a coaxial line of certain length or by a variety of matching networks. Although the length of the coaxial cable can also be varied here for the purpose of adaptation, this is done by tests.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Koppleranordnung so zu gestalten, dass die Koppleranordnung auch mit nicht idealem Koppler, der frequenzabhängige Eigenschaften und/oder Fertigungstoleranzen aufweist, und/oder im Falle von Quell- und Senkenimpedanzen, die von der Systemimpedanz abweichen, einen konstanten Koppelfaktor sowie ein optimales Richtverhältnis aufweist.It is an object of the invention to provide a method and to design a coupler arrangement such that the coupler arrangement also has a non-ideal coupler having frequency-dependent characteristics and / or manufacturing tolerances and / or a constant coupling factor and an optimal directivity in the case of source and drain impedances which deviate from the system impedance ,

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Einstellung eines Koppelfaktors und/oder eines Richtverhältnisses eines Kopplers, mit den Verfahrensschritten:

  • a. Anschließen einer Impedanzanordnung an zumindest einen Port des Kopplers, deren Impedanz durch zumindest ein elektronisches Steuersignal veränderbar ist;
  • b. Ansteuern der Impedanzanordnung mittels eines elektronischen Steuersignals derart, dass Auskoppelfaktor und/oder Richtverhältnis des Kopplers verbessert werden.
This object is achieved by a method for setting a coupling factor and / or a directivity of a coupler, with the method steps:
  • a. Connecting an impedance arrangement to at least one port of the coupler, the impedance of which can be changed by at least one electronic control signal;
  • b. Controlling the impedance arrangement by means of an electronic control signal such that the coupling factor and / or directivity of the coupler are improved.

Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe gelöst durch eine Koppleranordnung mit zumindest einem Koppler, der mehrere Ports aufweist, wobei an zumindest einen Port eine Impedanzanordnung mit veränderbarer Impedanz angeschlossen ist. Dabei ist Impedanz der Impedanzanordnung durch ein elektronisches Steuersignal veränderbar. Die Impedanz der Impedanzanordnung kann sich aus einer oder mehreren einzelnen Impedanzen zusammensetzen, wobei eine einzelne Impedanz der Impedanzanordnung durch eines oder mehrere Bauelemente, die jeweils eine Impedanz haben, gebildet werden kann.the apparatus, the problem is solved by a coupler arrangement with at least one coupler having a plurality of ports, wherein at least a port, a variable impedance impedance device connected. In this case, the impedance of the impedance arrangement is through an electronic control signal changeable. The impedance The impedance arrangement may be one or more individual ones Assemble impedances, wherein a single impedance of the impedance arrangement by one or more components, each having an impedance, can be formed.

Varianten des Verfahrens und Ausgestaltungen der Koppleranordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.variants of the method and embodiments of the coupler arrangement from the dependent claims.

Bei dem Koppler der Koppleranordnung kann es sich um einen Koppler für leitungs- oder hohlleitergeführte elektromagnetische Wellen, insbesondere solche zu Messzwecken, handeln. Insbesondere kann es sich um einen Richtkoppler (directional coupler) handeln. Beispielsweise kann der Koppler als 3-dB-Koppler, entweder als „in-Phase" oder 90° 3-dB-Koppler ausgebildet sein.at The coupler of the coupler arrangement may be a coupler for line or waveguide guided electromagnetic waves, especially those for measurement purposes, act. In particular, it can be a directional coupler. For example The coupler can be used as a 3 dB coupler, either as "in-phase" or 90 ° 3 dB coupler be formed.

Die Beschaltung mindestens eines Ports des Kopplers kann so gestaltet werden, dass sie aus einer variablen Impedanzanordnung besteht, deren Impedanz durch elektronische Steuersignale verändert werden kann. Bei einem zu Messzwecken eingesetzten Richtkoppler kann dafür der nicht durch das Messgerät belegte Nebenleitungsport verwendet werden.The Wiring of at least one port of the coupler can be designed be that it consists of a variable impedance arrangement, whose impedance is changed by electronic control signals can be. For a directional coupler used for measurement purposes can not for that occupied by the meter Secondary line port can be used.

Durch die elektronisch variierbare Impedanz der Impedanzanordnung können Auskoppelfaktor und Richtverhältnis des Kopplers optimiert werden. Die Impedanzanordnung kann ein oder mehrere Elemente aufweisen, wobei die Impedanz der gesamten Anordnung oder zumindest eines Elements der Anordnung durch das Steuersignal veränderbar ist.By the electronically variable impedance of the impedance arrangement can The decoupling factor and the target ratio of the coupler are optimized become. The impedance arrangement may comprise one or more elements wherein the impedance of the entire arrangement or at least one element the arrangement is variable by the control signal.

Wenn durch das Steuersignal nur die Impedanz eines einzelnen Elements oder einer Gruppe von Elementen verändert wird, wird natürlich auch die Gesamtimpedanz der Impedanzanordnung verändert.If by the control signal only the impedance of a single element or a group of elements is changed, of course also changes the total impedance of the impedance arrangement.

Der Abschluss, d. h. die Impedanzanordnung, kann aus einem reellen Widerstand und einer Kapazitätsdiode bestehen. Eine Steuerspannung als elektrisches Steuersignal an der Kapazitätsdiode kann deren Kapazität verändern.Of the Graduation, d. H. the impedance arrangement can be made of a real resistor and a capacitance diode. A control voltage as an electrical control signal to the capacitance diode can change their capacity.

Die Impedanzanordnung kann alternativ oder zusätzlich eine Induktivität aufweisen. Eine elektronisch steuerbare bzw. regelbare Induktivität und damit steuerbare Impedanz kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Permeabilität des Spulenkerns der Induktivität herabgesetzt wird, indem durch ein zusätzliches magnetisches Gleichfeld, das mit einer von einen Gleichstrom durchflossenen Hilfswicklung erzeugt wird, der magnetische Fluss gegen die Sättigungsgrenze des Kernmaterials getrieben wird. Als elektronisch veränderbarer, also durch eine elektronisches Steuersignal veränderbarer reeller Widerstand kann beispielsweise eine PIN-Diode eingesetzt werden.The Impedance arrangement may alternatively or additionally a Inductance have. An electronically controllable or controllable inductance and thus controllable impedance can For example, be achieved by the permeability of the coil core of the inductance is lowered by by an additional magnetic DC field, which with generated by a direct current flowing auxiliary winding is, the magnetic flux against the saturation limit of the core material. As electronically changeable, So changeable by an electronic control signal real resistance can be used, for example, a PIN diode become.

Um sowohl reelle als auch imaginäre Widerstandswerte für die an einen Port angeschlossene Impedanzanordnung einstellen zu können, kann die Impedanzanordnung mindestens zwei beeinflussbare Impedanzen aufweisen, die an den Port geschaltet sind, die auf der komplexen Widerstandsebene nicht kollinear wirken. Dies bedeutet, dass die Zeiger oder Vektoren, die die Impedanzen in der Widerstandsebene beschreiben, nicht linear abhängig sind. Eine derartige Impedanzanordnung kann beispielsweise eine Schaltung, bestehend aus einer Kapazitätsdiode und einer PIN-Diode, sein.Around both real and imaginary resistance values for to adjust the connected to a port impedance arrangement can, the impedance arrangement can be at least two influenceable Have impedances, which are connected to the port, which on the complex resistance level does not collinear. This means, that the pointers or vectors represent the impedances in the resistance plane describe, are not linearly dependent. Such Impedance arrangement, for example, a circuit consisting from a capacitance diode and a PIN diode.

Die elektronisch variierbare Impedanz kann in Abhängigkeit von der Arbeitsfrequenz des Systems, in das der Koppler eingebunden ist, beispielsweise der Grundfrequenz eines HF-Leistungsgenerators, in Abhängigkeit von der Impedanz mindestens einer an den Koppler angeschlossenen Quelle oder Senke und/oder in Abhängigkeit von der realen Charakteristik des hergestellten Kopplers eingestellt werden.The electronically variable impedance can be dependent from the operating frequency of the system in which the coupler is incorporated is, for example, the fundamental frequency of an HF power generator, depending on the impedance of at least one of the Coupler connected source or sink and / or depending set by the real characteristics of the manufactured coupler become.

Bei komplexeren Aufgaben, beispielsweise der Kompensation von an zwei Hauptleitungsports eines Richtkopplers angeschlossenen Impedanzen, die von der Systemimpedanz abweichen, können auch beide Ports der Nebenleitung dieses Richtkopplers oder entsprechend je ein Port von zwei Nebenleitungen an Impedanzanordnungen mit durch ein elektronisches Signal steuerbaren Impedanzen angeschlossen werden.For more complex tasks, for example, the compensation of impedances connected to two main ports of a directional coupler, which deviate from the system impedance, both ports of the secondary line of this directional coupler or, correspondingly, a port of two secondary lines can also be used connected to impedance arrangements with controllable by an electronic signal impedances.

Bei der Dimensionierung der Variationsbereiche der steuerbaren variablen Impedanzen kann die Charakteristik des Richtkopplers im vorgesehenen Arbeitsfrequenzbereich sowie der Bereich der möglichen Impedanzvariation der angeschlossenen Quellen und Senken berücksichtigt werden.at the dimensioning of the ranges of variation of the controllable variable Impedances may be the characteristic of the directional coupler in the intended working frequency range as well as the range of possible impedance variation of the connected Sources and sinks are taken into account.

Die Steuerspannungen für mindestens eine elektronisch variierbare Impedanz können aus einer elektronischen Schaltung kommen, die den aktuellen Betriebszustand des Gerätes und damit die angeschlossenen Impedanzen an mindestens einem Port der Hauptleitung, die aktuelle Arbeitsfrequenz und das frequenzabhängige Verhalten und/oder die durch die Herstellung gegebene reale Charakteristik des mindestens einen eingesetzten Kopplers kennt.The Control voltages for at least one electronically variable Impedance can come from an electronic circuit the current operating status of the device and thus the connected impedances on at least one port of the main line, the current working frequency and the frequency-dependent Behavior and / or given by the production of real characteristics of the at least one inserted coupler knows.

Die Schaltung kann analog oder digital ausgeführt sein und auch einen Mikroprozessor enthalten. Die Schaltung kann einen Speicher enthalten oder kann auf einen Speicher zugreifen, der die Parameter für bestimmte Impedanzwerte an einem Port der Nebenleitung, für die Kompensation, für das frequenzabhängige Verhalten oder für die individuelle Charakteristik des Kopplers oder für andere Betriebszustände der Hochfrequenzanlage beinhaltet.The Circuit can be analog or digital and also contain a microprocessor. The circuit can be a memory contain or can access a memory containing the parameters for certain impedance values at a port of the secondary line, for the compensation, for the frequency-dependent Behavior or for the individual characteristics of the Kopplers or for other operating conditions High frequency system includes.

Der Speicher kann ein permanenter Speicher sein, der bei der Produktion beschrieben und/oder in das Gerät eingebaut wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Speicher ein beschreibbarer Speicher sein, der beispielsweise während eines Eichvorgangs neu beschrieben wird.Of the Memory can be a permanent memory used in production described and / or installed in the device. alternative or additionally, the memory may be a writable memory be new, for example, during a calibration process is described.

Der Eichvorgang kann mittels einer Regelschaltung vorgenommen werden, die die Signale an mindestens einem Port des Kopplers misst, während die Steuerspannungen für die elektronisch variierbaren Impedanzen geregelt werden. Dabei kann die oben erwähnte Schaltung als Regelschaltung eingesetzt werden.Of the Calibration can be done by means of a control circuit, which measures the signals on at least one port of the coupler while the Control voltages for the electronically variable impedances be managed. In doing so, the above-mentioned circuit be used as a control circuit.

Das Richtverhältnis des Kopplers bei einem bestimmten Zustand der angeschlossenen Lasten und Quellen ist dann am Besten, wenn die an dem jeweils nicht korrespondierenden Port der Nebenleitung austretende Welle minimiert ist, d. h. wenn die stehenden Wellen auf der Nebenleitung des Kopplers minimal sind. Ist die Koppleranordnung so kalibriert, können die Parameter für die elektronisch variierbaren. Impedanzen in den Speicher übernommen werden. Damit können auch geringe Impedanzänderungen der an den Koppler angeschlossenen Quellen und Senken beobachtet werden.The Ratio of the coupler in a given state the connected loads and sources is best if at the respective non-corresponding port of the secondary line emerging wave is minimized, d. H. when the standing waves on the secondary line of the coupler are minimal. Is the coupler arrangement calibrated so, the parameters for the electronic variable. Impedances are taken into the memory. This also low impedance changes of observed at the coupler sources and sinks are observed.

Die elektronische Schaltung kann auch als dauernde Regelung arbeiten. In einem ersten Schritt können alle Parameter so gesetzt oder die Regelung so betrieben werden, dass ein optimales Verhalten der Richtkoppleranordnung eintritt, also beispielsweise ein sehr hohes Richtverhältnis. Die Regelschleife sollte nun eine Tiefpasscharakteristik aufweisen, deren Grenzfrequenz niedriger ist als die zu erwartende Änderung der Impedanzen der angeschlossenen Quellen und Senken, die am Koppler angeschlossen sind. Ändern sich nun die Verhältnisse der Impedanzen der Quellen oder Senken, so wird die Regelung nicht so schnell folgen können, so dass die Richtkoppleranordnung durch das hohe Richtverhältnis die Impedanzveränderungen sehr genau wiedergeben kann.The electronic circuit can also work as a permanent scheme. In a first step, all parameters can be set in this way or the scheme be operated so that an optimal behavior of the Directional coupler arrangement occurs, so for example, a very high Directivity. The control loop should now have a low-pass characteristic whose cutoff frequency is lower than the expected change the impedances of the connected sources and sinks at the coupler are connected. Change the conditions now the impedances of the sources or sinks, so the scheme does not can follow so quickly, so that the directional coupler arrangement due to the high directivity the impedance changes can play very accurately.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of embodiments of the invention, based on Figures of the drawing which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can each individually or in any combination be realized in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend mit Bezug zu den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:preferred Embodiments of the invention are in the drawing shown schematically and are described below with reference to the Figures of the drawing explained in more detail. It shows:

1a, 1b jeweils eine Hochfrequenzanlage mit Koppleranordnungen gemäß dem Stand der Technik; 1a . 1b in each case a high-frequency system with coupler arrangements according to the prior art;

2 eine schematische Darstellung einer Hochfrequenzanlage mit einer Koppleranordnung und einer Impedanzanordnung; 2 a schematic representation of a high-frequency system with a coupler arrangement and an impedance arrangement;

3 ein Ausführungsbeispiel einer Impedanzanordnung. 3 an embodiment of an impedance arrangement.

In den Figuren werden für sich entsprechende Bauelemente dieselben Bezugszeichen verwendet.In the figures become the same components Reference numeral used.

2 zeigt eine Hochfrequenzanlage 20 mit einem Hochfrequenzgenerator 100 als Quelle, einer Koppleranordnung 3 mit einem als Richtkoppler ausgebildeten Koppler 240 sowie einer Last 300 als Senke. Der Koppler 240 hat eine Hauptleitung 290 mit einem ersten und zweiten Port 201, 202 sowie eine Nebenleitung 291 mit einem dritten und vierten Port 203, 204. Der Port 203 ist mit einem Widerstand 205 abgeschlossen, der der Nennimpedanz Z0 der Hochfrequenzanlage 20 oder mindestens der des Kopplers 240 entspricht. Am Port 203 kann mit einem Messgerät 207 ein Anteil der am korrespondierenden Port 201 der Hauptleitung 290 einlaufenden Welle beobachtet werden. 2 shows a high frequency system 20 with a high frequency generator 100 as a source, a coupler arrangement 3 with a coupler designed as a directional coupler 240 as well as a load 300 as a sink. The coupler 240 has a main 290 with a first and second port 201 . 202 as well as a secondary line 291 with a third and fourth port 203 . 204 , The port 203 is with a resistance 205 completed, the nominal impedance Z0 of the high frequency system 20 or at least that of the coupler 240 equivalent. At the port 203 can with a meter 207 a share of the corresponding port 201 the main line 290 incoming wave can be observed.

Weiterhin weist der Koppler 240 eine zweite Nebenleitung 292 mit einem fünften und sechsten Port 223, 224 auf. Am Port 224 der zweiten Nebenleitung 292 wird ein Anteil der am Port 202 der Hauptleitung 290 eingespeisten Welle gemessen. Hierzu ist ein Messgerät 228 an den Port 224 angeschlossen. Der Port 224 der zweiten Nebenleitung 292 ist durch den Widerstand 226 abgeschlossen, der der Nennimpedanz Z0 entspricht.Furthermore, the coupler has 240 a second secondary line 292 with a fifth and sixth port 223 . 224 on. At the port 224 the second secondary line 292 will be a share of the port 202 the main line 290 fed wave measured. This is a measuring device 228 to the port 224 connected. The port 224 the second secondary line 292 is through the resistance 226 completed, which corresponds to the nominal impedance Z0.

Die in den Figuren eingezeichneten Messgeräte 207, 228 können jeweils Voltmeter, Oszilloskope oder dgl. oder analoge oder digitale Auswerteschaltungen mit oder ohne vorheriger Gleichrichtung der Welle sein. Weiterhin können die Eingangsimpedanzen der Messgeräte die am selben Port angebrachten Abschlussimpedanzen ersetzen oder mit diesen zusammen die am Port anliegende Impedanz bilden.The drawn in the figures measuring instruments 207 . 228 may each be voltmeters, oscilloscopes or the like or analog or digital evaluation circuits with or without prior rectification of the wave. Furthermore, the input impedances of the measuring devices can replace the terminating impedances attached to the same port or, together with these, form the impedance present at the port.

Die Ports 203, 204, 223, 224 der Nebenleitungen 291, 292 werden auch als Nebenports bezeichnet.The ports 203 . 204 . 223 . 224 the secondary lines 291 . 292 are also called secondary ports.

In 2 besteht die am Port 204 erfindungsgemäß angeschaltete Impedanzanordnung 210 aus zwei elektronisch steuerbaren Impedanzen 211, 212, die in der komplexen Widerstandsebene nicht kollinear zueinander wirken. Durch Zuführen einer Steuerspannung aus der elektronischen Schaltung 250 können diese beiden Impedanzen 211, 212 abgestimmt werden, womit Port 204 mit einem bestimmten, eingestellten komplexen Widerstand abgeschlossen ist. Dies bedeutet, dass durch die Schaltung 250 die Gesamtimpedanz der Impedanzanordnung 210 eingestellt werden kann, die sich aus den Impedanzen 211, 212 zusammensetzt.In 2 exists at the port 204 According to the invention connected impedance arrangement 210 from two electronically controllable impedances 211 . 212 which do not interact collinearly in the complex resistance plane. By supplying a control voltage from the electronic circuit 250 can these two impedances 211 . 212 be tuned, which port 204 is completed with a specific, set complex resistor. This means that through the circuit 250 the total impedance of the impedance arrangement 210 can be adjusted, resulting from the impedances 211 . 212 composed.

Symmetrisch zum Port 204 ist Port 223 mit einer Impedanzanordnung 230, bestehend aus zwei Impedanzen 231, 232 abgeschlossen, die ebenfalls von der elektronischen Schaltung 250 angesteuert werden.Symmetrical to the port 204 is port 223 with an impedance arrangement 230 consisting of two impedances 231 . 232 completed, also from the electronic circuit 250 be controlled.

Die elektronische Schaltung 250 erhält weitere Informationen, wie beispielsweise das frequenzabhängige Verhalten des Kopplers 240, die momentane Arbeitsfrequenz des Generators 100, den frequenzabhängigen komplexen Innenwiderstand des Generators 100 und die frequenzabhängige Impedanz der Last 300. Die statischen Größen, wie das frequenzabhängige Verhalten des Kopplers 240 oder die frequenzabhängige Impedanz des Generators 100 oder einer Antenne als Last 300 können in einem Speicher abgelegt sein. Das kann in digitaler oder analoger Form erfolgen. Der Speicher kann permanent oder wiederbeschreibbar sein. Der Speicher kann in der Schaltung 250 enthalten oder extern angeordnet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Speicher 251 in der Schaltung 250 angeordnet.The electronic circuit 250 receives further information, such as the frequency-dependent behavior of the coupler 240 , the current operating frequency of the generator 100 , the frequency-dependent complex internal resistance of the generator 100 and the frequency-dependent impedance of the load 300 , The static quantities, such as the frequency-dependent behavior of the coupler 240 or the frequency-dependent impedance of the generator 100 or an antenna as a load 300 can be stored in a memory. This can be done in digital or analog form. The memory may be permanent or rewritable. The memory can be in the circuit 250 contained or arranged externally. In the embodiment shown, the memory 251 in the circuit 250 arranged.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Koppleranordnung 3 geeicht. Dazu sind die Messgeräte 207, 228 mit der elektronischen Schaltung 250 verbunden, die einen Tiefpassfilter 252 aufweist. Bei einer Frequenz des Generators 100 oder über einen bestimmten Frequenzbereich und bei bestimmten äußeren Bedingungen, beispielsweise bei einem definierten ohmschen Widerstand oder einer fehlerfreien Antenne als Last 300 werden die Impedanzen 211, 212, 231, 232 jeweils so angesteuert, dass die gewünschten Messwerte an den Ports 203 und 224 anliegen. Diese Ansteuerwerte werden in dem Speicher 251 abgelegt und bei normalem Betrieb verwendet. Weichen nun die Arbeitsbedingungen von der Vorgabe ab, so werden die Messwerte an den Ports 203 und 224 sehr empfindlich darauf ansprechen.In one embodiment of the invention, the coupler assembly 3 calibrated. These are the measuring devices 207 . 228 with the electronic circuit 250 connected a low pass filter 252 having. At a frequency of the generator 100 or over a certain frequency range and under certain external conditions, such as a defined ohmic resistance or a faultless antenna as a load 300 become the impedances 211 . 212 . 231 . 232 each controlled so that the desired measurements on the ports 203 and 224 issue. These drive values are stored in the memory 251 stored and used in normal operation. If the working conditions deviate from the default, the measured values at the ports become 203 and 224 very sensitive to it.

In einer nicht gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird nur eine Nebenleitung des Kopplers 240 mit den variablen Impedanzen ausgestattet, d. h. wird nur an eine Nebenleitung eine Impedanzanordnung 210, 230 angeschlossen. Es kann jedoch an beide Ports der Nebenleitung jeweils eine Impedanzanordnung 210, 230 angeschlossen werden.In an embodiment of the invention, not shown, only one secondary line of the coupler 240 equipped with the variable impedances, ie, only one secondary line is an impedance arrangement 210 . 230 connected. However, it can be an impedance arrangement at both ports of the secondary line 210 . 230 be connected.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Koppler 200 mit nur einer Nebenleitung 291 vorgesehen sein. Dabei kann an beide Ports der Nebenleitung 291 jeweils eine Impedanzanordnung 210, 230 angeschlossen werden. Es kann jedoch auch nur an einen Port eine Impedanzanordnung 210, 230 angeschlossen werden.In one embodiment of the invention, a coupler 200. with only one secondary line 291 be provided. It can be connected to both ports of the secondary line 291 each an impedance arrangement 210 . 230 be connected. However, it can also be an impedance arrangement only to one port 210 . 230 be connected.

3 zeigt eine Ausführungsform für die Impedanzanordnung 210. Am Port 204 der Nebenleitung 291 ist ein Paar 213 von zwei antiseriell angeordneten Kapazitätsdioden 217, 218 nach Masse angeschlossen, die in Abhängigkeit von der aus der elektronischen Schaltung 250 kommenden Steuerspannung, die auf den Zentralpunkt bzw. Verbindungspunkt des Paares 213 gelegt ist, eine mehr oder weniger große Kapazität darstellen. Über eine Induktivität 214 ist ein weiteres Paar 215 antiserieller Kapazitätsdioden 219, 220 sowie ein reeller Widerstand 216 an den Port 204 angeschlossen, deren zweiter Pol jeweils an Masse liegt. Durch eine Steuerspannung am Zentralpunkt des Diodenpaares 215, die ebenfalls aus der elektronischen Schaltung 250 kommt, kann auch die Kapazität dieses Paares 215 beeinflusst werden. Die Induktivität 214, die variable Kapazität des Diodenpaars 215 und der zur Kapazität parallele reelle Widerstand 216 bilden zusammen eine Impedanz, die in der komplexen Widerstandsebene nicht kollinear zur Kapazität des Diodenpaares 213 ist. Hieraus ergibt sich, dass die Impedanzen einer Impedanzanordnung jeweils aus mehreren Bauelementen aufgebaut sein können. 3 shows an embodiment for the impedance arrangement 210 , At the port 204 the secondary line 291 is a couple 213 of two antiserially arranged capacitance diodes 217 . 218 connected to ground, depending on the out of the electronic circuit 250 coming control voltage, which is at the central point or connection point of the pair 213 is set to represent a more or less large capacity. Via an inductance 214 is another couple 215 antiserial capacitance diodes 219 . 220 as well as a real resistance 216 to the port 204 connected, whose second pole is grounded. By a control voltage at the central point of the diode pair 215 also from the electronic circuit 250 can come, also the capacity of this pair 215 to be influenced. The inductance 214 , the variable capacitance of the diode pair 215 and the parallel resistance to the capacitance 216 Together they form an impedance that is not collinear in the complex resistance plane to the capacitance of the diode pair 213 is. It follows that the impedances of an impedance arrangement can each be made up of a plurality of components.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10121535 A1 [0018] - DE 10121535 A1 [0018]
  • - US 4644260 [0019] US 4644260 [0019]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Michael G. Ellis, RF Directional Couplers, ANTEC, http://michaelgellis.tripod.com/direct.html [0017] Michael G. Ellis, RF Directional Couplers, ANTEC, http://michaelgellis.tripod.com/direct.html [0017]

Claims (24)

Verfahren zur Einstellung eines Koppelfaktors und/oder eines Richtverhältnisses eines Kopplers (200, 240), mit den Verfahrensschritten: a. Anschließen einer durch zumindest ein elektronisches Steuersignal veränderbaren Impedanzanordnung (210, 230) an zumindest einen Port (204, 223) des Kopplers (200, 204); b. Ansteuern der Impedanzanordnung (210, 230) mittels eines elektronischen Steuersignals derart, dass Auskoppelfaktor und/oder Richtverhältnis des Kopplers (200, 240) verbessert werden.Method for setting a coupling factor and / or a directivity of a coupler ( 200. . 240 ), with the process steps: a. Connecting an impedance arrangement that can be changed by at least one electronic control signal ( 210 . 230 ) to at least one port ( 204 . 223 ) of the coupler ( 200. . 204 ); b. Driving the impedance arrangement ( 210 . 230 ) by means of an electronic control signal such that the coupling factor and / or directivity of the coupler ( 200. . 240 ) be improved. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzanordnung (211, 230) an einen Nebenport (204, 223) angeschlossen wird.Method according to claim 1, characterized in that the impedance arrangement ( 211 . 230 ) to a secondary port ( 204 . 223 ) is connected. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzanordnung (210, 230) mit einer Steuerspannung angesteuert wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the impedance arrangement ( 210 . 230 ) is driven with a control voltage. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei durch zumindest ein elektronisches Steuersignal veränderbare Impedanzen (211, 212, 231, 232) an zumindest einen Port (204, 223) angeschlossen werden und die Impedanzen (211, 212, 231, 232) eingestellt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two by at least one electronic control signal variable impedances ( 211 . 212 . 231 . 232 ) to at least one port ( 204 . 223 ) and the impedances ( 211 . 212 . 231 . 232 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz der Impedanzanordnung (210, 230) in Abhängigkeit von der Arbeitsfrequenz eines Systems, in das der Koppler (200, 204) eingebunden ist, in Abhängigkeit von der Impedanz mindestens einer an den Koppler (200, 204) angeschlossenen Quelle (100) oder Senke (300) und/oder in Abhängigkeit von der realen Charakteristik des Kopplers (200, 204) eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the impedance of the impedance arrangement ( 210 . 230 ) depending on the operating frequency of a system in which the coupler ( 200. . 204 ), depending on the impedance of at least one of the couplers ( 200. . 204 ) connected source ( 100 ) or sink ( 300 ) and / or depending on the real characteristics of the coupler ( 200. . 204 ) is set. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand des Systems, in das der Koppler (260, 240) eingebunden ist, die Arbeitsfrequenz des Systems und/oder das frequenzabhängige Verhalten des Systems erfasst und/oder gespeichert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the operating state of the system into which the coupler ( 260 . 240 ), the operating frequency of the system and / or the frequency-dependent behavior of the system is detected and / or stored. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik des Kopplers (200, 240) gespeichert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the characteristic of the coupler ( 200. . 240 ) is stored. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eichvorgang durchgeführt wird, indem Signale an zumindest einem Port (203, 224) des Kopplers (200, 240) gemessen werden, während die Steuersignal(e) für die Impedanz(en) derart geregelt werden, dass das gewünschte Verhalten des Kopplers (200, 240) eintritt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a calibration process is carried out by signals on at least one port ( 203 . 224 ) of the coupler ( 200. . 240 ), while the control signal (s) for the impedance (s) are controlled in such a way that the desired behavior of the coupler ( 200. . 240 ) entry. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine frequenzabhängige Eichkurve erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a frequency-dependent calibration curve is produced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzen (211, 212, 231, 232) der Impedanzanordnung (210, 230) ständig derart gesteuert oder geregelt werden, dass das gewünschte Verhalten des Kopplers (200, 240) auftritt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the impedances ( 211 . 212 . 231 . 232 ) of the impedance arrangement ( 210 . 230 ) are constantly controlled or regulated so that the desired behavior of the coupler ( 200. . 240 ) occurs. Koppleranordnung (3) mit zumindest einem Koppler (200, 240), der mehrere Ports (201, 202, 203, 204, 223, 224) aufweist, wobei an zumindest einen Port (204, 223, 203, 224) eine Impedanzanordnung (210, 230) mit veränderbarer Impedanz angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz der Impedanzanordnung durch ein elektronisches Steuersignal veränderbar ist.Coupler arrangement ( 3 ) with at least one coupler ( 200. . 240 ), which has multiple ports ( 201 . 202 . 203 . 204 . 223 . 224 ), wherein at least one port ( 204 . 223 . 203 . 224 ) an impedance arrangement ( 210 . 230 ) is connected with variable impedance, characterized in that the impedance of the impedance arrangement is variable by an electronic control signal. Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Schaltung (250) zur Ansteuerung der Impedanzanordnung (210, 230) vorgesehen ist.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that an electronic circuit ( 250 ) for controlling the impedance arrangement ( 210 . 230 ) is provided. Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (250) einen Speicher (251) umfasst.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit ( 250 ) a memory ( 251 ). Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (250) als Regelschaltung ausgebildet ist.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit ( 250 ) is designed as a control circuit. Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung einen Tiefpassfilter (252) umfasst.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control circuit comprises a low-pass filter ( 252 ). Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (250) als digitale oder analoge Schaltung ausgeführt ist.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit ( 250 ) is designed as a digital or analog circuit. Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzanordnung (210, 230) an einen nicht durch ein Messgerät (207, 228) belegten Nebenport (204, 223) angeschlossen ist.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the impedance arrangement ( 210 . 230 ) to one not by a measuring device ( 207 . 228 ) occupied secondary port ( 204 . 223 ) connected. Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzanordnung (210, 230) zumindest zwei Impedanzen (211, 212, 231, 232) aufweist.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the impedance arrangement ( 210 . 230 ) at least two impedances ( 211 . 212 . 231 . 232 ) having. Koppleranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzanordnung (210, 230) zumindest zwei veränderbare Impedanzen (211, 212, 231, 232) aufweist, die in der komplexen Widerstandsebene nicht kollinear sind.Coupler arrangement according to claim 14, characterized in that the impedance arrangement ( 210 . 230 ) at least two variable impedances ( 211 . 212 . 231 . 232 ), in the complex xen resistance level are not collinear. Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzanordnung (210, 230) einen Widerstand (216) und eine Kapazitätsdiode (217220) umfasst.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the impedance arrangement ( 210 . 230 ) a resistor ( 216 ) and a capacitance diode ( 217 - 220 ). Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzanordnung (210, 230) eine Induktivität mit einem Kern und eine Hilfswicklung aufweist.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the impedance arrangement ( 210 . 230 ) has an inductance with a core and an auxiliary winding. Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzanordnung (210, 230) einen steuerbaren Widerstand aufweist.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the impedance arrangement ( 210 . 230 ) has a controllable resistance. Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren Ports (204, 223, 203, 224) des Kopplers (200, 240) eine durch ein elektronisches Steuersignal veränderbare Impedanzanordnung (210, 230) angeschlossen ist.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at several ports ( 204 . 223 . 203 . 224 ) of the coupler ( 200. . 240 ) an impedance arrangement changeable by an electronic control signal ( 210 . 230 ) connected. Koppleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppler (200, 240) als 3-dB-Koppler, insbesondere als in-phase 3-dB-Koppler oder 90° 3dB-Koppler, ausgebildet ist.Coupler arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the coupler ( 200. . 240 ) is designed as a 3 dB coupler, in particular as an in-phase 3 dB coupler or 90 ° 3dB coupler.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014101705A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Agilent Technologies, Inc. - A Delaware Corporation - Adjustable directional coupler circuit
WO2019185424A1 (en) 2018-03-26 2019-10-03 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Directional coupler
WO2019185425A1 (en) 2018-03-26 2019-10-03 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Radiofrequency power measurement device
US11586956B2 (en) 2013-05-28 2023-02-21 Keysight Technologies, Inc. Searching apparatus utilizing sub-word finite state machines

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4644260A (en) 1985-08-05 1987-02-17 Motorola, Inc. Coupler with coupled line used to cancel finite directivity
DE10121535A1 (en) 2001-05-03 2002-11-07 Siemens Ag Output coupler for preset position of HF output signal, using directional coupler
JP2005341279A (en) * 2004-05-27 2005-12-08 Nec Corp Voltage control filter, band blocking type filter, band-pass filter, wireless apparatus, and method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4644260A (en) 1985-08-05 1987-02-17 Motorola, Inc. Coupler with coupled line used to cancel finite directivity
DE10121535A1 (en) 2001-05-03 2002-11-07 Siemens Ag Output coupler for preset position of HF output signal, using directional coupler
JP2005341279A (en) * 2004-05-27 2005-12-08 Nec Corp Voltage control filter, band blocking type filter, band-pass filter, wireless apparatus, and method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Michael G. Ellis, RF Directional Couplers, ANTEC, http://michaelgellis.tripod.com/direct.html

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014101705A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Agilent Technologies, Inc. - A Delaware Corporation - Adjustable directional coupler circuit
US9312592B2 (en) 2013-03-15 2016-04-12 Keysight Technologies, Inc. Adjustable directional coupler circuit
US11586956B2 (en) 2013-05-28 2023-02-21 Keysight Technologies, Inc. Searching apparatus utilizing sub-word finite state machines
WO2019185424A1 (en) 2018-03-26 2019-10-03 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Directional coupler
WO2019185425A1 (en) 2018-03-26 2019-10-03 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Radiofrequency power measurement device

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