DE102011106350B4

DE102011106350B4 - Device for coupling an RF signal along a signal path

Info

Publication number: DE102011106350B4
Application number: DE201110106350
Authority: DE
Inventors: Josef Landinger; Josef Kreuzmeir
Original assignee: Spinner GmbH
Current assignee: Spinner GmbH
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2031-06-09
Also published as: EP2533354A2; CN102820508B; EP2533354B1; DE102011106350A1; EP2533354A3; ES2689716T3; CN102820508A

Abstract

Vorrichtung zur Kopplung eines HF-Signals längs eines Signalpfades (SP), der zwischen einer ersten und zweiten koaxialen HF-Anschlussstruktur verläuft, wobei die zwei koaxialen HF-Anschlussstrukturen (1, 2) jeweils einen über eine Leitungsstruktur (5) elektrisch miteinander verbundenen Innenleiter (3, 4) besitzen und die Leitungsstruktur (5) mit einer elektrisch leitenden Koppelstruktur (12) kapazitiv gekoppelt ist, über die das HF-Signal längs des Signalpfades (SP) koppelbar ist, wobei die Leitungsstruktur (5) die zwei koaxialen HF-Anschlussstrukturen (1, 2) durchgängig miteinander verbindet, längs der Leitungsstruktur (5) eine im Wesentlichen quer zur Längserstreckung der Leitungsstruktur (5) orientierte Bohrung oder Öffnung (13) eingebracht ist, durch die ein erster Abschnitt (6) der Koppelstruktur (12) ragt, der erste Abschnitt (6) der Koppelstruktur (12) und die Leitungsstruktur (5) mittels eines Isolators (7) voneinander beabstandet sind, und das HF-Signal zwischen dem ersten Abschnitt (6) der Koppelstruktur (12) und der Leitungsstruktur (5) kapazitiv koppelbar ist.Device for coupling an RF signal along a signal path (SP) that runs between a first and second coaxial RF connection structure, the two coaxial RF connection structures (1, 2) each having an inner conductor electrically connected to one another via a line structure (5) (3, 4) and the line structure (5) is capacitively coupled to an electrically conductive coupling structure (12) via which the RF signal can be coupled along the signal path (SP), the line structure (5) comprising the two coaxial RF Connection structures (1, 2) continuously connect with one another, along the line structure (5) a bore or opening (13) oriented essentially transversely to the longitudinal extension of the line structure (5) is introduced, through which a first section (6) of the coupling structure (12) protrudes, the first section (6) of the coupling structure (12) and the line structure (5) are spaced apart by means of an insulator (7), and the RF signal between the first Abs section (6) of the coupling structure (12) and the line structure (5) can be capacitively coupled.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kopplung, d. h. Ein- oder Auskopplung, eines HF-Signals längs eines Signalpfades. Ferner wird eine Vorrichtung zur Einkopplung von mindestens zwei HF-Signalen beschrieben, die jeweils an verschiedenen Sendekanälen anliegen, auf eine gemeinsame Sendeleitung, wobei jedem Sendekanal ein Bandpassfilter zugeordnet ist, über das der jeweilige Sendekanal an die Sendeleitung ankoppelt.The invention relates to a device for coupling, d. H. Coupling or decoupling, an RF signal along a signal path. Further, a device for coupling at least two RF signals is described, which abut each other at different transmission channels, on a common transmission line, each transmit channel is associated with a bandpass filter, via which couples the respective transmission channel to the transmission line.

Stand der TechnikState of the art

Mehrsendeweichen, so genannte „Manifold-Combiner”, werden im Rundfunkbereich zur Zusammenschaltung von zwei oder mehreren Sendekanälen auf eine gemeinsame Antennenleitung eingesetzt. Dabei gilt es, die Sender derart zusammenzuschalten, so dass sie sich gegenseitig möglichst nicht stören. Diese sog. Entkopplung ist umso schwieriger, je geringer der frequenzmäßige Abstand der Sendekanäle ist. Bei geringen frequenzmäßigen Kanalabständen oder aber auch bei durchstimmbaren Sendefrequenzen werden üblicherweise Filter-Weichen eingesetzt, bei denen die Entkopplung über jeweils den Sendern nachgeschalteten schmalbandige Bandpassfilter erfolgt. Diese können gleichzeitig auch zur Unterdrückung von Nebenaussendungen und somit als integriertes Maskenfilter dienen. Die Filterausgänge gilt es über entsprechende Anpassnetzwerke so zu verschalten, dass in den Betriebskanälen eine möglichst gute Anpassung vorherrscht. Außerhalb der Betriebskanäle hingegen herrscht Fehlanpassung, so dass HF-Signale mit Frequenzen außerhalb des Betriebskanals weitgehend reflektiert werden und somit nicht oder zumindest stark gedämpft in Richtung Antenne propagieren.Multiswitches, so-called "manifold combiners", are used in the broadcasting area for the interconnection of two or more transmission channels to a common antenna line. It is important to interconnect the transmitter so that they do not disturb each other as possible. This so-called decoupling is the more difficult the less the frequency spacing of the transmission channels. At low frequency channel distances or even with tunable transmission frequencies filter switches are usually used, in which the decoupling via each of the transmitters downstream narrow-band bandpass filter. These can also serve to suppress spurious emissions and thus as an integrated mask filter. The filter outputs must be interconnected via appropriate matching networks in such a way that the best possible adaptation in the operating channels prevails. Outside the operating channels, however, there is a mismatch, so that RF signals with frequencies outside the operating channel are largely reflected and thus do not propagate or at least strongly attenuated towards the antenna.

Derartige Anpassnetzwerke werden verbreitet mittels Rohr-Leitungen realisiert, wobei die Leitungslängen jeweils derart bemessen sind, so dass sich die Nutzsignale möglichst ausschließlich in Antennenrichtung ausbreiten.Such matching networks are widely implemented by means of pipe lines, wherein the line lengths are each dimensioned such that the useful signals propagate as exclusively as possible in the antenna direction.

Zur Erläuterung einer bekannten Manifoldstruktur sei auf 3 verwiesen, bei der die Filter F1 bis Fn induktiv an die gemeinsame Antennenleitung A angekoppelt sind. Die Antennenleitung A wird hier jeweils durch die einzelnen Filter F1 bis Fn hindurchgeschleift, d. h. es gibt ausgangsseitig an jedem der Filter jeweils ein Eingangs- und ein Ausgangstor B_ein, B_aus für die Antennenleitung. Die Filter weisen damit drei Tore bzw. Anschlüsse auf, d. h. das genannte Eingangs- und Ausgangstor B_ein, B_aus für die Antennenleitung sowie den Filtereingang F_ein, an dem das jeweilige Sendesignal zur Filterung eingespeist wird. Die Antennenleitung A ist einseitig kurzgeschlossen K und schließt ausgangseitig mit einem Antennenausgang AT ab.To explain a known Manifoldstruktur be on three referenced, in which the filters F1 to Fn are inductively coupled to the common antenna line A. The antenna line A is here each looped through the individual filters F1 to Fn, ie there is the output side to each of the filters in each case an input and an output port B _a, B _from the antenna line. The filters therefore have three ports or connections, ie said input and output port B _a, B _from the antenna line and the filter input F _a on which the respective transmitting signal is fed for filtering. The antenna line A is short-circuited K on one side and terminates on the output side with an antenna output AT.

Aus US 2009/0045887 A1 ist ein Richtkoppler mit zwei Auskoppelzweigen bekannt, deren elektrische Länge kürzer als λ/4 ist. Ein gutes Richtverhältnis der Anordnung wird dadurch erreicht, dass die Auskoppelzweige an einem Ende elektrisch miteinander verbunden sind. Außerdem wird einer der Auskoppelzweige an dem anderen Ende mit einer abstimmbaren Impedanz abgeschlossen, wohingegen der andere Auskoppelzweig offen bleibt.Out US 2009/0045887 A1 is a directional coupler with two decoupling branches known whose electrical length is shorter than λ / 4. A good directivity of the arrangement is achieved in that the Auskoppelzweige are electrically connected together at one end. In addition, one of the decoupling branches is terminated at the other end with a tunable impedance, whereas the other decoupling branch remains open.

Aus DE 695 15 815 T2 ist eine Mehrsendeweiche mit einem Summiernetzwerk aus Leitungen, Verbindungsvorrichtungen (T-Verzweigungen) und einer Stichleitungsvorrichtung bekannt, bei der die Anpassung durch Änderung der elektrischen Länge der Stichleitung mittels eines zugeführten Steuersignals erfolgt.Out DE 695 15 815 T2 is a Mehrsendeweiche with a summing network of lines, connecting devices (T-branches) and a stub device is known in which the adjustment is done by changing the electrical length of the stub by means of a supplied control signal.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kopplung eines HF-Signals längs eines Signalpfades anzugeben, die derart ausgebildet ist, dass möglicherweise zwischen dem jeweiligen Filter und dem Einkoppelort längs des Signalpfades auftretende Eigenresonanzen zumindest in einem Frequenzbereich liegen, der außerhalb des Arbeits-Frequenzbereiches liegt. Zudem soll die Koppelvorrichtung für die Ankopplung unterschiedlicher Filtertypen gleichermaßen geeignet sein, und auf diese Weise flexiblere Anschlussmöglichkeiten für diverse Filtertypen bieten. Desweiteren soll eine kostengünstige Vorrichtung zur Einkopplung von mindestens zwei HF-Signalen auf eine gemeinsame Sendeleitung angegeben werden, wobei den wenigstens zwei HF-Signalen jeweils ein Sendekanal zugeordnet ist, längs dem jeweils ein Bandpassfilter geschaltet ist, das die jeweilige Sendeleitung an den Signalpfad koppelt.The invention has for its object to provide a device for coupling an RF signal along a signal path, which is designed such that possibly occurring between the respective filter and the coupling point along the signal path natural resonances are at least in a frequency range outside the working Frequency range is. In addition, the coupling device should be equally suitable for the coupling of different filter types, and thus offer more flexible connection options for various filter types. Furthermore, a cost-effective device for coupling at least two RF signals to a common transmission line is to be specified, wherein the at least two RF signals each have a transmission channel is assigned, along each of which a bandpass filter is connected, which couples the respective transmission line to the signal path.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist in den Ansprüchen 1 und 10 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.The solution of the problem underlying the invention is specified in claims 1 and 10. The concept of the invention advantageously further features are the subject of the dependent claims and the description with reference to the exemplary embodiments.

Der Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe liegt die Idee zugrunde, eine kapazitive Kopplung eines HF-Signals längs eines Signalpfades vorzusehen, wobei die Koppelkapazität in den Signalpfad gelegt ist.The solution of the object according to the invention is based on the idea of providing a capacitive coupling of an HF signal along a signal path, wherein the coupling capacitance is placed in the signal path.

Lösungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Kopplung eines HF-Signals längs eines Signalpfades beansprucht, bei der der Signalpfad zwischen einer ersten und zweiten koaxialen HF-Anschlussstruktur verläuft, wobei die zwei koaxialen HF-Anschlussstrukturen jeweils einen über eine Leitungsstruktur elektrisch miteinander verbundenen Innenleiter besitzen und die Leitungsstruktur mit einer elektrisch leitenden Koppelstruktur kapazitiv gekoppelt ist, über die das HF-Signal längs des Signalpfades koppelbar ist. Die Leitungsstruktur verbindet die zwei koaxialen HF-Anschlussstrukturen durchgängig miteinander. Längs der Leitungsstruktur ist eine im Wesentlichen quer zur Längserstreckung der Leitungsstruktur orientierte Bohrung oder Öffnung eingebracht, durch die ein erster Abschnitt der Koppelstruktur ragt. Der erste Abschnitt der Koppelstruktur und die Leitungsstruktur sind mittels eines Isolators voneinander beabstandet. Das HF-Signal ist zwischen dem ersten Abschnitt der Koppelstruktur und der Leitungsstruktur kapazitiv koppelbar.According to the invention, a device for coupling an HF signal along a signal path is claimed, in which the signal path between a first and second coaxial RF Connection structure extends, wherein the two coaxial RF connection structures each have a via a line structure electrically interconnected inner conductor and the line structure is capacitively coupled to an electrically conductive coupling structure, via which the RF signal along the signal path can be coupled. The line structure connects the two coaxial RF connection structures continuously with each other. A bore or opening oriented substantially transversely to the longitudinal extent of the line structure is introduced along the line structure, through which a first section of the coupling structure protrudes. The first section of the coupling structure and the line structure are spaced apart by means of an insulator. The RF signal can be coupled capacitively between the first section of the coupling structure and the line structure.

Grundsätzlich eignet sich die Vorrichtung durchaus auch zur Auskopplung von HF-Signalen aus dem Signalpfad und zur Weiterleitung über die Koppelstruktur und eine sich daran anschließende Filtereinheit. Bevorzugterweise eignet sich die Vorrichtung jedoch zur Einkopplung von HF-Signalen über die Koppelstruktur in den Signalpfad zwischen den koaxialen HF-Anschlussstrukturen.In principle, the device is also quite suitable for decoupling of RF signals from the signal path and for forwarding via the coupling structure and an adjoining filter unit. Preferably, however, the device is suitable for coupling RF signals via the coupling structure into the signal path between the coaxial RF connection structures.

Ferner ist lösungsgemäß erkannt worden, dass die vorstehende Kopplungsvorrichtung als Basisstruktur für den Aufbau einer Vorrichtung zur Einkopplung von mindestens zwei HF-Signalen auf eine gemeinsame Sendeleitung eingesetzt werden kann. Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruches 10. Jedes der wenigstens zwei HF-Signale liegt an einem Sendekanal an, längs dem jeweils ein Bandpassfilter geschaltet ist, das die jeweilige Sendeleitung an den Signalpfad koppelt. Lösungsgemäß ist zum Einkoppeln der wenigstens zwei HF-Signale auf die gemeinsame Sendeleitung für jede Sendeleitung jeweils eine vorstehend erläuterte Kopplungsvorrichtung vorgesehen, wobei die jeder Kopplungsvorrichtung zugeordnete Koppelstruktur kapazitiv an das Bandpassfilter des jeweiligen Sendekanals ankoppelt. Ferner ist jeweils eine HF-Anschlussstruktur pro Kopplungsvorrichtung HF-mäßig miteinander derart verbunden bzw. gekoppelt, so dass die zwischen den HF-Anschlussstrukturen beider Kopplungsvorrichtungen verlaufenden Leitungsstrukturen sowie die jeweils HF-mäßig miteinander gekoppelten HF-Anschlussstrukturen die gemeinsame Sendeleitung bilden.Furthermore, it has been recognized in accordance with the solution that the above coupling device can be used as the basic structure for the construction of a device for coupling at least two RF signals onto a common transmission line. Such a device is the subject of claim 10. Each of the at least two RF signals is applied to a transmission channel along which a respective bandpass filter is connected, which couples the respective transmission line to the signal path. According to the solution, for coupling in of the at least two RF signals to the common transmission line, in each case one coupling device is provided for each transmission line, wherein the coupling structure assigned to each coupling device capacitively couples to the bandpass filter of the respective transmission channel. Furthermore, in each case one RF connection structure per coupling device is HF-moderately connected or coupled to one another such that the line structures extending between the RF connection structures of both coupling devices and the respective RF connection structures RF-coupled to one another form the common transmission line.

Für eine weiterführende Beschreibung sowohl der lösungsgemäßen Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 1 als auch der Vorrichtung nach dem Anspruch 10 sei im Folgenden ohne Einschränkung des allgemeinen erfindungsgemäßen Gedankens auf die jeweiligen konkreten Ausführungsbeispiele verwiesen Es zeigen:For a further description of both the inventive coupling device according to claim 1 and the device according to claim 10 reference is made in the following without limiting the general inventive concept to the respective concrete embodiments.

1 Schematisierte Darstellung einer lösungsgemäßen Vorrichtung zur Kopplung längs eines Signalpfads, kurz Kopplungsvorrichtung sowie 1 Schematized representation of a device according to the invention for coupling along a signal path, in short coupling device and

2 Prinzipdarstellung einer Vorrichtung mit kapazitiver Einkopplung mehrerer HF-Signale längs einer Sendeleitung. 2 Schematic representation of a device with capacitive coupling of several RF signals along a transmission line.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWays to carry out the invention, industrial usability

Die in 1 abgebildete Vorrichtung zeigt vereinfacht eine Kopplungsvorrichtung zur Kopplung eines HF-Signals HF längs eines Signalpfades SP, der sich zwischen einer ersten und zweiten koaxialen HF-Anschlussstruktur 1, 2 der Kopplungsstruktur in Form einer Leitungsstruktur 5 erstreckt, die die zwei Innenleiter 3, 4 der koaxialen HF-Anschlussstrukturen 1, 2 miteinander verbindet. Längs der Leitungsstruktur 5 ist eine elektrisch leitende Koppelstruktur 12 kapazitiv gekoppelt ist, über die das HF-Signal HF in den Signalpfad SP ein- oder aus diesem auskoppelbar ist. Das HF-Signal HF wird im Falle einer Signaleinkopplung in den Signalpfad SP seitens einer nicht dargestellten Sendeleitung bereitgestellt, die über eine Filteranordnung B an die Kopplungsvorrichtung über die Koppelstruktur 12 ankoppelt.In the 1 The illustrated apparatus shows in simplified form a coupling device for coupling an HF signal HF along a signal path SP extending between a first and second coaxial RF connection structure 1 . 2 the coupling structure in the form of a line structure 5 which extends the two inner conductors three . 4 the coaxial RF connection structures 1 . 2 connects with each other. Along the line structure 5 is an electrically conductive coupling structure 12 is capacitively coupled via which the RF signal HF in the signal path SP on or out of this can be decoupled. The RF signal HF is provided in the case of a signal coupling into the signal path SP by a transmission line, not shown, which via a filter arrangement B to the coupling device via the coupling structure 12 couples.

Zur vereinfachten Darstellung wurden die HF-Anschlussstrukturen 1, 2 lediglich als Rechtecksymbole dargestellt, ebenso wie das angedeutete Filter B, das über eine geeignete Fügeverbindung 19 an das die Kopplungsvorrichtung umgebende Gehäuse 11 lösbar fest anbringbar ist. Das Gehäuse 11 ist ferner derart ausgeführt, dass es an mehreren Stellen geöffnet werden kann bzw. offene oder verschließbare Öffnungen aufweist, um eine vereinfachte Montage zu ermöglichen. Ebenso sind die Innenleiter 3, 4 und die Leitungsstruktur 5 schematisch dargestellt, d. h. Abmessungen und Ausgestaltungen, insbesondere im Bereich des Übergangs von Innenleiter 3, 4 zur Leitungsstruktur 5 können stark von den in der Figur gezeigten Geometrie abweichen. Der Fachmann wird die diesbezügliche Dimensionierung entsprechend den Anforderungen, z. B. Wellenlänge, Leistung der HF-Signale, Wellenwiderstand, Koppelkapazität, Spannungsfestigkeit, etc. vornehmen.For a simplified representation, the RF connection structures 1 . 2 shown only as rectangular symbols, as well as the indicated filter B, which has a suitable joint connection 19 to the housing surrounding the coupling device 11 detachably fixed attachable. The housing 11 is also designed such that it can be opened in several places or has open or closable openings to allow a simplified assembly. Likewise, the inner conductors three . 4 and the governance structure 5 shown schematically, ie dimensions and configurations, especially in the region of the transition of the inner conductor three . 4 to the management structure 5 may vary greatly from the geometry shown in the figure. The expert is the relevant dimensioning according to the requirements, eg. B. wavelength, power of the RF signals, characteristic impedance, coupling capacitance, dielectric strength, etc. make.

Die Leitungsstruktur 5 ist zur elektrischen Verbindung der Innenleiter 3, 4 der koaxialen HF-Anschlussstrukturen 1, 2 vorzugsweise einstückig ausgebildet. So befindet sich vorzugsweise mittig zur Leitungsstruktur 5 eine im Wesentlichen quer zur Längserstreckung der Leitungsstruktur 5 orientierte Bohrung bzw. Öffnung 13, durch die ein erster Abschnitt 6 der Koppelstruktur 12 hindurchragt. Dieser erste Abschnitt 6 der Koppelstruktur 12 ist von einem hülsenartig ausgebildeten, elektrischen Isolator 7 zumindest teilweise radial umgeben, der die gesamte Koppelstruktur 12 zum einen mechanisch selbst tragend lagert, vorzugsweise mittels Passfügung, und zudem den Abschnitt 6 der Koppelstruktur 12 durch die Hülsenwandstärke des Isolators 7 von der Leiterstruktur 5 mit einem unveränderlichen Abstand beabstandet. Hierdurch ist eine Kondensatorstruktur in Form eines Rohrkondensators geschaffen, deren kapazitive Kopplungsstärke gleich bleibt, selbst wenn die Koppelstruktur 12 zu Zwecken einer kapazitiven Anpassung an das externe Filter B in Längserstreckung der Koppelstruktur 12 verschoben wird, wie dies im weiteren noch erläutert wird.The management structure 5 is for electrical connection of the inner conductor three . 4 the coaxial RF connection structures 1 . 2 preferably formed in one piece. So it is preferably located centrally to the line structure 5 a substantially transverse to the longitudinal extent of the line structure 5 oriented bore or opening 13 through which a first section 6 the coupling structure 12 protrudes. This first section 6 the coupling structure 12 is of a sleeve-like, electrical insulator 7 at least partially surrounded radially, the entire coupling structure 12 on the one hand mechanically self-supporting stores, preferably by means of fitting, and also the section 6 the coupling structure 12 through the sleeve wall thickness of the insulator 7 from the ladder structure 5 spaced at a fixed distance. This creates a capacitor structure in the form of a tube capacitor whose capacitive coupling strength remains the same, even if the coupling structure 12 for purposes of capacitive adaptation to the external filter B in the longitudinal extent of the coupling structure 12 is moved, as will be explained below.

Zur Vermeidung von Leistungsverlusten bei der Übertragung bzw. Weiterleitung der HF-Signale ist die Leitungsstruktur 5 vorzugsweise aus Messing, Kupfer, Aluminium, Silber oder Gold gefertigt. Denkbar wäre auch eine einstückige Fertigung der Leitungsstruktur 5 aus Kupfer, Messing oder Aluminium mit einer Oberflächenbeschichtung aus Silber oder Gold oder einem ähnlich elektrisch gut leitendem Metall.To avoid power losses during the transmission or forwarding of the RF signals is the line structure 5 preferably made of brass, copper, aluminum, silver or gold. It would also be conceivable to produce the line structure in one piece 5 made of copper, brass or aluminum with a surface coating of silver or gold or a similarly electrically conductive metal.

Wie dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zu entnehmen ist, sind die erste und zweite koaxiale HF-Anschlussstruktur 1, 2 an dem Gehäuse 11 jeweils an einer Gehäuseöffnung angebracht, in dessen Gehäuseinneren die die Innenleiter 3, 4 der HF-Anschlussstrukturen 1, 2 miteinander verbindende Leitungsstruktur 5 eingebracht ist. Der stabzylinderförmig ausgebildete erste Abschnitt 6 der Koppelstruktur 12 befindet sich innerhalb des Gehäuses 11 und lagert passgenau innerhalb des hohlzylinderförmigen Isolators 7 derart, so dass der erste Abschnitt 6 der Koppelstruktur 12 sowohl um seine Stablängsachse 14 drehbar als auch längs zur Stablängsachse 14 verschiebbar ist. Die Drehung sowie auch die Längsverschiebung erfolgt mit Hilfe eines stab- oder stiftförmig ausgebildeten Mittels 15, das mit dem ersten Abschnitt 6 der Koppelstruktur 12 mittelbar oder unmittelbar in Eingriff steht und das Gehäuse 11 nach außen durch die Gehäusewand 10 durchragt. Die eingestellte Längsverschiebung kann über entsprechende Sicherungsmittel am oder außerhalb des Gehäuses gesichert werden.Like the one in 1 shown embodiment, are the first and second coaxial RF connection structure 1 . 2 on the housing 11 each attached to a housing opening in the housing interior which the inner conductor three . 4 the RF connection structures 1 . 2 interconnecting line structure 5 is introduced. The rod-cylindrical shaped first section 6 the coupling structure 12 is inside the case 11 and stores accurately within the hollow cylindrical insulator 7 such, so the first section 6 the coupling structure 12 both about its rod longitudinal axis 14 rotatable as well as longitudinal to the rod longitudinal axis 14 is displaceable. The rotation as well as the longitudinal displacement takes place by means of a rod or pin-shaped means 15 that with the first section 6 the coupling structure 12 indirectly or directly engaged and the housing 11 to the outside through the housing wall 10 projects through. The set longitudinal displacement can be secured by means of appropriate securing means on or outside the housing.

Ferner weist das Gehäuse 11 an einer der ersten Gehäusewand 10 gegenüberliegenden zweiten Gehäusewand 18 eine Öffnung 9 auf, durch die ein mit dem ersten Abschnitt 6 HF-mäßig verbundener zweiter Abschnitt 8 der Koppelstruktur 12 ragt. An der zweiten Gehäusewand 18 ist ferner eine Verbindungsstruktur 19 angebracht, an die eine externe HF-Baugruppe 20, bspw. in Form eines Filters B mechanisch lösbar fest anbringbar ist, aus der ein HF-Signal HF über den zweiten Abschnitt 8 in die Koppelstruktur 12 und über den ersten Abschnitt 6 der Koppelstruktur 12 kapazitiv über die Rohrkondensatoranordnung in die Leitungsstruktur 5 einkoppelbar ist.Furthermore, the housing has 11 on one of the first housing wall 10 opposite second housing wall 18 an opening 9 on, through the one with the first section 6 RF-connected second section 8th the coupling structure 12 protrudes. On the second housing wall 18 is also a connection structure 19 attached to an external RF module 20 , For example, in the form of a filter B mechanically releasably fixed, from which an RF signal HF on the second section 8th in the coupling structure 12 and about the first section 6 the coupling structure 12 Capacitive via the tube capacitor assembly in the line structure 5 can be coupled.

Der zweite Abschnitt 8 der Koppelstruktur 12 weist endseitig eine platten- oder scheibenförmige Kontur auf, die zur kapazitiven Kopplung an die externe HF-Baugruppe 20 dient. Um die externe Signal-Kopplung zwischen der Koppelstruktur 12 und der externen Baugruppe zu optimieren, dient zumindest die Längsverschiebung der Koppelstruktur 12 mithilfe des stabförmigen Mittels 15. Denkbar wäre auch eine Drehung der Koppelstruktur 12 um die Stablängsachse 14, wenn bspw. die endseitige platten- oder scheibenförmige Kontur eine von der Rotationssymmetrie um die Stablängsachse 14 abweichende Form besitzt.The second section 8th the coupling structure 12 has a plate-shaped or disc-shaped contour on the end, which is for capacitive coupling to the external RF module 20 serves. To the external signal coupling between the coupling structure 12 and to optimize the external assembly, at least serves the longitudinal displacement of the coupling structure 12 using the rod-shaped means 15 , It would also be conceivable to rotate the coupling structure 12 around the rod longitudinal axis 14 if, for example, the end-side plate-shaped or disk-shaped contour one of the rotational symmetry about the rod longitudinal axis 14 has a different shape.

Der lösungsgemäße Charme der Kopplungsvorrichtung ist insbesondere darin zu sehen, dass die elektrischen Koppelverhältnisse sowie die geometrische Anordnung des kapazitiven Einkoppelbereiches, der im Ausführungsbeispiel die Form einer Rohrkondensatorstruktur annimmt, längs der Leitungsstruktur 5, d. h. längs des Signalpfades SP, unverändert bleiben, und zugleich Sorge dafür getragen ist, dass eine Veränderung, im Sinne einer Optimierung, der Koppelverhältnisse für die Ankopplung einer externen Baugruppe 20 an die Kopplungsvorrichtung individuell vorgenommen werden kann. Durch den kompakten Aufbau der Kopplungsvorrichtung können zudem die Leitungslängen zwischen dem kapazitiven Einkoppelbereich und den externen Baugruppen möglichst kurz ausgebildet werden, wodurch sich Vorteile bei der Ausbildung von Eigenresonanzen ergeben, die sich bei kurzen Leitungslängen bevorzugt in Frequenzbereichen ausbilden, die außerhalb des Arbeits-Frequenzbereiches liegen. Durch die Dreh- und/oder Längsverschiebbarkeit der Koppelstruktur 12 lassen sich unterschiedliche externe Baugruppen an die Kopplungsvorrichtung anbringen. Eine Bevorratung von unterschiedlich ausgebildeten Kopplungsvorrichtungen, wie bis anhin der Fall, entfällt somit. Hinzu kommt, dass die lösungsgemäße Kopplungsvorrichtung temperaturunempfindlich ist, da möglicherweise temperaturbedingt auftretende Ausdehnungseffekte, insbesondere im Bereich des kapazitiven Einkoppelbereiches, der im Ausführungsbeispiel die Form einer Rohrkondensatorstruktur annimmt, aufgrund der rotationssymmetrischen Ausbildung um die Stablängsachse isotrop in Erscheinung treten und sich somit kompensieren. Insbesondere beeinflusst eine temperaturbedingte Ausdehnung des Isolators die Koppelstärke aufgrund der gewählten Geometrie nur gering.The inventive charm of the coupling device is to be seen in particular in that the electrical coupling ratios and the geometric arrangement of the capacitive coupling region, which takes the form of a tubular capacitor structure in the embodiment, along the line structure 5 , ie along the signal path SP, remain unchanged, and at the same time care is taken that a change, in terms of an optimization, the coupling ratios for the coupling of an external module 20 can be made individually to the coupling device. Due to the compact design of the coupling device, the line lengths between the capacitive coupling region and the external modules can also be made as short as possible, resulting in advantages in the formation of natural resonances, which preferably form at short line lengths in frequency ranges that are outside the working frequency range , By the rotational and / or longitudinal displacement of the coupling structure 12 Different external assemblies can be attached to the coupling device. A storage of differently shaped coupling devices, as hitherto the case, thus eliminated. In addition, the coupling device according to the invention is insensitive to temperature, since expansion effects possibly occurring due to temperature, in particular in the area of the capacitive coupling region, which assumes the form of a tubular capacitor structure in the exemplary embodiment, appear isotropically due to the rotationally symmetrical design about the rod longitudinal axis and thus compensate each other. In particular, a temperature-induced expansion of the insulator affects the coupling strength only slightly due to the geometry selected.

Alternativ zu der in 1 dargestellten Ausführungsform, bei der die HF-Anschlussstrukturen 1, 2 und die Gehäuseöffnung 9 an gegenüberliegenden Gehäusewänden sind auch beliebige weitere Anbringungsvarianten denkbar. Beispielsweise können die HF-Anschlussstrukturen 1, 2 und die Öffnung 9 an benachbarten oder identischen Gehäusewänden angeordnet werden. Der Fachmann wird eine geeignete Anordnung auswählen und die Vorrichtung entsprechend modifizieren.Alternatively to the in 1 illustrated embodiment, in which the RF connection structures 1 . 2 and the housing opening 9 on opposite housing walls also any other mounting variants are conceivable. For example, the RF connection structures 1 . 2 and the opening 9 be arranged on adjacent or identical housing walls. The skilled person will be suitable Select arrangement and modify the device accordingly.

In 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Einkopplung von mindestens zwei HF-Signalen, hier von n HF-Signalen, HF1, HF2, ..., HFn auf eine gemeinsame Sendeleitung S gezeigt. Eine derartige Vorrichtung wird auch als Mehrsenderweiche oder Manifold-Combiner bezeichnet. Die einzelnen n HF-Signale liegen jeweils getrennt voneinander an einzelnen Sendeleitungen S1, S2, ... Sn an, die einzeln über Bandpassfilter B1...Bn an die gemeinsame Sendeleitung S kapazitiv ankoppeln. Die gemeinsame Sendeleitung S, die typischerweise eine Antennenleitung darstellt, ist mit einen Sendeleitungsende 22 einseitig kurzgeschlossen, das gegenüberliegende Sendeleitungsende 25 stellt den Antennenausgang AT dar.In 2 is an embodiment of a device for coupling of at least two RF signals, here of n RF signals, HF1, HF2, ..., HFn shown on a common transmission line S. Such a device is also referred to as a multi-transmitter switch or manifold combination. The individual n RF signals are each separated from each other to individual transmission lines S1, S2, ... Sn, the capacitive coupled individually via bandpass filter B1 ... Bn to the common transmission line S. The common transmission line S, which typically represents an antenna line, is terminated with a transmission line end 22 short-circuited on one side, the opposite transmission line end 25 represents the antenna output AT.

Die Einkoppelstellen O1, O2, ... On, an denen die einzelnen Sendeleitungen S1, ... Sn über die Bandpassfilter B1, B2, ..., Bn kapazitiv in die Sendeleitung S einkoppeln, weisen jeweils einen Leitungslängenabstand zum einseitigen Kurzschluss K auf, der einem ungeradzahligen Vielfachen von λi/4 entspricht, wobei λi der Wellenlänge der HF-Signale längs der i-ten Sendeleitung entspricht. Entsprechend hierzu sind die einzelnen Leitungsstücke, 22, 23, 24, ... zwischen den Einkoppelstellen O1 und O2 bzw. O2 und O3 usw. und dem Kurzschluss gewählt. Das System ist somit beliebig erweiterbar, d. h. für jeden weiteren einzukoppelnden Sendekanal wird ein weiteres entsprechend dimensioniertes Leitungsstück vorgesehen, das einen Teil der Sendeleitung S bildet.The coupling-in points O1, O2,... On, at which the individual transmission lines S1,... Sn are capacitively coupled into the transmission line S via the band-pass filters B1, B2,... Bn, each have a line length distance to the one-sided short circuit K. which corresponds to an odd multiple of λi / 4, where λi corresponds to the wavelength of the RF signals along the ith transmission line. According to this, the individual pipe sections, 22 . 23 . 24 , ... between the coupling points O1 and O2 or O2 and O3 etc. and the short circuit. The system can thus be extended as desired, ie for each further transmission channel to be coupled in, a further correspondingly dimensioned line piece is provided which forms part of the transmission line S.

Die HF-Signale HF1, HF2, ..., HFn, die den einzelnen Sendeleitungen S1, S2, ..., Sn zuordenbar sind, werden jeweils mit Hilfe einer Kopplungsstruktur 21, die in 1 näher erläutert ist, in die Sendeleitung S eingekoppelt. Die Kopplungsstrukturen 21 sind in 2 durch entsprechende strichlierte Umrandungen jeweils zu den einzelnen Sendeleitungen zugehörig markiert.The HF signals HF1, HF2,..., HFn, which can be assigned to the individual transmission lines S1, S2,..., Sn, are each determined by means of a coupling structure 21 , in the 1 is explained in more detail, coupled into the transmission line S. The coupling structures 21 are in 2 marked by corresponding dashed borders belonging respectively to the individual transmission lines.

Die Kopplungsvorrichtungen 21 weisen jeweils ein Gehäuse (in 1 siehe Bezugszeichen 11) auf, an dem zwei HF-Anschlussstrukturen 1, 2, in Form von Koaxialanschlüssen zur Ankopplung an die außerhalb der Kopplungsvorrichtungen 21 befindlichen Leitungsstücke 22, 23, 24 ... angebracht sind. Gemäß den Ausführungen zu 1 sind die Innenleiter der Koaxialanschlüsse 1, 2 innerhalb des jeweiligen Gehäuses mittels einer Leitungsstruktur elektrisch leitend verbunden, so dass die Leitungsstruktur 5 im Zusammenwirken mit den Leitungsstücken 22, 23, 24, ... im Prinzip einen Teil der Antennenleitung bzw. der gemeinsamen Sendeleitung S darstellt. Die Abmessungen der Leitungsstruktur und des Gehäuses sind jeweils so gewählt, dass eine möglichst verlustfreie Übertragung der auf die Sendeleitung S übertragenen HF-Signale ermöglicht wird.The coupling devices 21 each have a housing (in 1 see reference number 11 ), on which two RF connection structures 1 . 2 in the form of coaxial connectors for coupling to the outside of the coupling devices 21 located pipe sections 22 . 23 . 24 ... are attached. According to the comments to 1 are the inner conductors of the coaxial connectors 1 . 2 electrically conductively connected within the respective housing by means of a line structure, so that the line structure 5 in cooperation with the pipe sections 22 . 23 . 24 , ... in principle a part of the antenna line or the common transmission line S represents. The dimensions of the line structure and the housing are each chosen so that a possible lossless transmission of transmitted to the transmission line S RF signals is made possible.

Zur kapazitiven Einkopplung der einzelnen HF-Signale HF1, HF2, ..., HFn längs der jeweiligen Leitungsstruktur und somit längs der gesamten Sendeleitung S weist jede Kopplungsvorrichtung 21 einen Rohrkondensatoraufbau auf, der in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel in 1 erläutert ist.For capacitive coupling of the individual RF signals HF1, HF2, ..., HFn along the respective line structure and thus along the entire transmission line S, each coupling device 21 a tube capacitor assembly, which in connection with the embodiment in 1 is explained.

Während die kapazitive Ankopplung der HF-Signale an die Sendeleitung S durch den Rohrkondensatoraufbau gleich bleibt, ist es möglich die kapazitive Ankopplung der Kopplungsvorrichtung 21 individuell an die Koppelverhältnisse der Filter B1, ..., Bn anzupassen. Typischerweise sind die Bandpassfilter B1, B2, ..., Bn jeweils als ein aus einem oder mehreren HF-mäßig miteinander gekoppelten Topfkreisen bestehendes Topfkreisfilter ausgebildet. Die HF-mäßige Kopplung der Kopplungsvorrichtung 21 an das jeweilige Bandpassfilter B1, B2, ..., Bn kann über die Eintauchtiefe des jeweils zweiten Abschnitts 8 der Koppelstruktur 12, siehe 1, in einen Innenraum eines Topfkreises des Bandpassfilters eingestellt werden, indem die Eintauchtiefe des zweiten Abschnitts 8 durch Längsverschiebung der gesamten Koppelstruktur 12 durch das Mittel 15 veränderbar ist.While the capacitive coupling of the RF signals to the transmission line S by the tube capacitor structure remains the same, it is possible the capacitive coupling of the coupling device 21 individually adapted to the coupling ratios of the filters B1, ..., Bn. Typically, the bandpass filters B1, B2,..., Bn are each designed as a cup-circle filter consisting of one or more well circuits coupled to one another in terms of HF. The HF-moderate coupling of the coupling device 21 to the respective bandpass filter B1, B2, ..., Bn can on the immersion depth of the respective second section 8th the coupling structure 12 , please refer 1 , to be set in an interior of a cup circle of the bandpass filter by adjusting the immersion depth of the second section 8th by longitudinal displacement of the entire coupling structure 12 by the means 15 is changeable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 21, 2: Koaxiale AnschlussstrukturenCoaxial connection structures
3, 43, 4: Innenleiter der AnschlussstrukturenInner conductor of the connection structures
55: Leitungsstrukturmanagement structure
66: Erster Abschnitt der KoppelstrukturFirst section of the coupling structure
77: Isolatorinsulator
88th: Zweiter Abschnitt der KoppelstrukturSecond section of the coupling structure
99: Öffnung in zweiter GehäusewandOpening in second housing wall
1010: Erste GehäusewandFirst housing wall
1111: Gehäusecasing
1212: Koppelstruktur, bestehend 6 und 8 Coupling structure consisting 6 and 8th
1313: Bohrung, ÖffnungBore, opening
1414: StablängsachseStaff longitudinal axis
1515: Mittelmedium
1818: Zweite GehäusewandSecond housing wall
1919: Verbindungsstrukturconnecting structure
2020: HF-BaugruppeRF unit
2121: Vorrichtung zur Kopplung eines HF-Signals längs eines SignalpfadsDevice for coupling an RF signal along a signal path
22, 23, 2422, 23, 24: Leitungsstückeline sections
HF1, HF2HF1, HF2: HF-SignaleRF signals
S1, S2S1, S2: Sendekanäletransmission channels
BB: BandpassfilterBandpass filter
λ₁, λ₂ λ ₁ , λ ₂: Wellenlängen der HF-Signale HF1, HF2Wavelengths of the RF signals HF1, HF2
SS: Sendeleitungtransmission line
KK: Kurzschlussshort circuit
O1, O2O1, O2: Einkoppelstellencoupling-
SPSP: Signalpfadsignal path
ATAT: Antennenausgangantenna output

Claims

Device for coupling an RF signal along a signal path (SP) extending between a first and second coaxial RF connection structure, wherein the two coaxial RF connection structures ( 1 . 2 ) one each via a line structure ( 5 ) electrically interconnected inner conductor ( three . 4 ) and the management structure ( 5 ) with an electrically conductive coupling structure ( 12 ) is coupled capacitively, via which the RF signal along the signal path (SP) can be coupled, wherein the line structure ( 5 ) the two coaxial RF connection structures ( 1 . 2 ) is continuously interconnected along the line structure ( 5 ) a substantially transverse to the longitudinal extent of the line structure ( 5 ) oriented bore or opening ( 13 ), through which a first section ( 6 ) of the coupling structure ( 12 ), the first section ( 6 ) of the coupling structure ( 12 ) and the management structure ( 5 ) by means of an insulator ( 7 ) and the RF signal between the first section (FIG. 6 ) of the coupling structure ( 12 ) and the governance structure ( 5 ) can be coupled capacitively.

Device according to claim 1, characterized in that the line structure ( 5 ) is integrally formed.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the first section ( 6 ) of the coupling structure ( 12 ) rod-shaped and the insulator ( 7 ) are sleeve-shaped and that the sleeve-shaped insulator ( 7 ) the rod-shaped first section ( 6 ) of the coupling structure ( 12 ) at least partially surrounds radially.

Device according to claim 3, characterized in that the first section ( 6 ) of the coupling structure, the insulator ( 7 ) and the governance structure ( 5 ) in the area of the bore or opening ( 13 ) form a tube condenser.

Device according to claim 3 or 4, characterized in that the rod-shaped first section ( 6 ) of the coupling structure ( 12 ) a rod longitudinal axis ( 14 ), which is at the same time an axis of rotation about which the coupling structure ( 12 ) is mounted rotatably and / or longitudinally displaceable.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first and second coaxial RF connection structure ( 1 . 2 ) on a housing ( 11 ), in whose housing interior the inner conductors ( three . 4 ) of the RF connection structures ( 1 . 2 ) interconnecting line structure ( 5 ) is introduced.

Device according to claim 6, characterized in that at least the first section ( 6 ) of the coupling structure ( 12 ) within the housing ( 11 ) and with a means ( 15 ) is directly or indirectly engaged, the housing ( 11 ) to the outside through a first housing wall ( 10 ) and that the coupling structure ( 12 ) using the means ( 15 ) is rotatable and / or längsverschiebbar.

Device according to claim 7, characterized in that the housing ( 11 ) on one of the first housing wall ( 10 ) opposite the second housing wall ( 18 ) an opening ( 9 ), through which one with the first section ( 6 ) RF-related second section ( 8th ) of the coupling structure ( 12 ) and that on the second housing wall ( 18 ) a connection structure ( 19 ) to which an RF module ( 20 ) from which an RF signal is transmitted via the second section ( 8th ) in the coupling structure ( 12 ) and the first section ( 6 ) of the coupling structure ( 12 ) into the management structure ( 5 ) can be coupled.

Device according to claim 8, characterized in that the second section ( 8th ) of the coupling structure ( 12 ) has a plate-shaped or disc-shaped contour.

Device for coupling at least two RF signals (HF1, HF2) to a common transmission line (S), wherein the at least two RF signals (HF1, HF2) are each assigned a transmission channel (S1, S2), along each of which a bandpass filter (B) is connected, which couples the respective transmission line (S1, S2) to the signal path (S), characterized in that for coupling the at least two RF signals (HF1, HF2) to the common transmission line (S) in each case a device is provided according to one of claims 1 to 9 such that in each case the coupling structure ( 12 ) capacitively coupled to the bandpass filter (B) of the respective transmission channel (S1, S2), and that in each case an RF connection structure ( 1 . 2 ) of both devices are RF coupled to each other and the line structures ( 5 ) of both devices and the HF-moderate coupling of both RF connection structures ( 2 . 1 ) form the common transmission line (S).

Apparatus according to claim 10, characterized in that the bandpass filter is one of one or more RF moderately coupled to each other pot circuits existing Topfkreisfilter.

Apparatus according to claim 11, characterized in that an HF-moderate coupling of the coupling structure ( 12 ) to the bandpass filter via an immersion depth of the second section ( 8th ) of the coupling structure ( 12 ) is adjustable in an interior of a Topfkreises the bandpass filter.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the immersion depth of the second section ( 8th ) by longitudinal displacement of the entire coupling structure ( 12 ) by the means ( 15 ) is changeable.

Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the at least two RF signals (HF1, HF2) in each case one wavelength (λ ₁ , λ ₂ ) can be assigned, that the transmission line (S) short-circuited at one end HF-moderately is that the at least two RF signals (HF1, HF2) respectively at different coupling points (O1, O2) along the transmission line (S) are coupled, and that the coupling-in points (O1, O2) to the short-circuited end of the transmission line each have a distance which corresponds to an odd multiple of λ _1/4 or λ _2/4.