DE1254721B - Koppelweiche fuer die selektive UEbertragung hochfrequenter Energie und Fernseh-Frequenzumsetzer-Einrichtung mit einer derartigen Koppelweiche - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.

HOlp

H 03 h
DeutscheKl.: 21a4-74

Nummer: 1254721

Aktenzeichen: M 53688 IX d/21 a4

Anmeldetag: 25. Juli 1962

Auslegetag: 23. November 1967

Die Erfindung betrifft eine Koppelweiche für die selektive Übertragung hochfrequenter Energie von einem oder mehreren Eingangs-Koaxialleitern auf einen oder mehrere Ausgangs-Koaxialleiter mit mindestens drei Leitern, von denen der erste und der zweite mit dem dritten gekoppelt ist, die beiden erstgenannten Leiter untereinander jedoch im wesentlichen entkoppelt sind, und mit einem als Grundebene dienenden Leiter, der mit jedem der anderen Leiter gekoppelt ist.

Derartige Koppelweichen können beispielsweise dazu verwendet werden, wahlweise je eine von zwei Signalquellen mit zwei Verstärkern oder anderen Schaltungsanordnungen in Parallelschaltung zu verbinden.

Es sind bereits Koppelweichen bekannt, bei denen die Umschaltung (Weichenwirkung) durch eine Gasentladungsröhre erzielt wird. Es handelt sich dabei also um eine aktive Schaltanordnung, die besondere Steuermittel erfordert.

Demgegenüber sieht die Erfindung eine passive Schaltungsanordnung vor, die ohne derartige Mittel selbsttätig arbeitet.

Eine erfindungsgemäße Koppelweiche ist dadurch gekennzeichnet, daß Anpassungsendglieder an entsprechenden Enden des ersten und des zweiten Leiters und Signalzuführungsmittel an den entsprechenden anderen Enden dieser Leiter vorgesehen sind, daß alle Leiter die gleiche Länge haben, die einer ungeraden Zahl von Viertelwellenlängen einer Frequenz innerhalb des Betriebsbereiches der Koppelweiche entspricht, und daß der dritte Leiter an dem den abgeschlossenen Enden der anderen Leiter entsprechenden Ende ein Anpassungsendglied und an seinem anderen Ende Mittel zur Signalableitung aufweist.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist die Koppelweiche einen mit der Grundebene sowie mit dem ersten und zweiten Leiter gekoppelten vierten Leiter auf, der gegen den dritten Leiter jedoch im wesentlichen entkoppelt ist, weiterhin die gleiche Länge wie die anderen Leiter hat und an dem den abgeschlossenen Enden der anderen Leiter entsprechenden Ende ein Anpassungsendglied und an seinem anderen Ende Mittel zur Signalableitung aufweist.

Vorzugsweise sind der erste und der zweite Leiter an ihren abgeschlossenen Enden durch eine Impedanz miteinander verbunden, deren Wert so bemessen ist, daß die Unterdrückung von Signalen, die in einem der beiden Leiter als Folge von Signalen in dem anderen Leiter induziert werden, gewährleistet ist.

Koppelweiche für die selektive Übertragung
hochfrequenter Energie und FernsehFrequenzumsetzer-Einrichtung mit einer
derartigen Koppelweiche

Anmelder:

The Marconi Company Limited, London
Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore und Dipl.-Ing. H. Gralfs,
Patentanwälte, Braunschweig, Am Bürgerpark!

Als Erfinder benannt:

Eric Clement Vaz,

Chelmsford, Essex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 26. Juli 1961,

vom 2. Mai 1962 (27 067)

Vorzugsweise sind die beiden Leiter an den Enden, die den in beschriebener Art verbundenen Enden gegenüberliegen, über Wege, deren elektrische Länge um eine ungerade Zahl (einschließlich Eins) von Viertelwellenlängen verschieden ist, mit gleichen Impedanzen verbunden.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform bestehen die Leiter aus flachen Streifen, bei einer weiteren Ausführungsform aus Stangen von vorzugsweise quadratischem Querschnitt.

Bei einer Ausführungsform mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen der Erfindung sind als Leiter vier flache Streifen vorgesehen, von denen zwei mit ihren Flächen parallel in einer Ebene und die beiden anderen zu beiden Seiten der Ebene in parallel dazu verlaufenden Ebenen angeordnet sind, so daß jeder der beiden anderen Leiter gleicherweise mit den beiden in einer Ebene liegenden Leitern koppeln kann.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind als Leiter vier Stangen von quadratischem Querschnitt vorgesehen, die in den vier Ecken eines Quadrats angeordnet sind, wobei jede Stange mit je einer Fläche auf die beiden benachbarten Stangen ausgerichtet ist.

709 689/176

Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung enthält eine Fernseh-Frequenzumsetzer-Einrichtung eine erfindungsgemäße Koppelweiche, zwei Fernsehumsetzer, von denen jeweils nur einer betrieben wird, Mittel zur Verbindung jedes der beiden Umsetzer mit einer der beiden Leiter, um diesen Eingangssignale zuzuführen, zwei Verstärker und Mittel zur Verbindung der Verstärkereingänge mit je einem der verbleibenden Leiter.

Vorzugsweise sind beide Umsetzer gleich und mit der Koppelweiche über Wege, deren elektrische Länge sich um eine ungerade Zahl (einschließlich Eins) von Viertelwellenlängen unterscheidet, verbunden.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei erläutert

F i g. 1 schematisch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der nur drei Leiter verwendet werden;

F i g. 2 ist ein Ersatzschaltbild der Ausführungsform nach Fig. 1;

F i g. 3 und 4 zeigen schematisch Ausführungsformen der Erfindung mit vier Leitern;

Fig.5 ist ein Blockschaltbild einer Fernseh-Umsetzereinrichtung gemäß der Erfindung.

F i g. 1 zeigt ein Gehäuse 1, in dem drei Streifenleiter 2, 3 und 4, deren Länge einer Viertelwellenlänge innerhalb des Frequenzbereiches, für den die Weiche entworfen ist, entspricht, mit gleichem Abstand zueinander in Parallelebenen angeordnet sind, wobei die Leiterflächen gegeneinander ausgerichtet sind. Vorzugsweise sind die Leiter 2,3 und 4 zu ihrer Halterung von einem festen Dielektrikum umgeben. An einem Ende der Leiter 2, 3 und 4 sind Koaxialverbinder (nicht dargestellt) vorgesehen, und zwar je ein Koaxialverbinder für jeden der drei Leiter. An deren anderen Enden befinden sich drei Widerstands-Anpassungsendglieder (nicht dargestellt), von denen jedes Glied zwischen einen der Leiter und die Grundebene geschaltet ist.

Vorzugsweise bilden die Leiter 2 und 4 Eingangssignalleiter, und Leiter 3 bildet den Ausgangssignalleiter. Im Betrieb werden Eingangssignale gleichzeitig immer nur einem der beiden Leiter 2 und 4 zugeführt, während das Eingangsende des anderen mit einer Impedanz von vorzugsweise dem gleichen Wert wie die Signalquellenimpedanz, die mit dem einen Leiter verbunden ist, verbunden wird.

In F i g. 2 sind entsprechende Leiter mit gleichen Bezügen wie in F i g. 1 bezeichnet. Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß bei Anlegen eines Eingangssignals an einen der Eingangsleiter, beispielsweise Leiter 2, bei geeignet abgeschlossenen Leitern, sich auf dem Leiter 3 zwei Wanderwellen gleicher Amplitude ausbilden. Die Phasenbeziehung zwischen den beiden Wellen ist derart, daß auf dem Leiter 3 eine stehende Welle mit einem Spannungsmodus am angepaßten Leiterende und einem Spannungs-Gegenmodus am anderen Ende entsteht. Weiterhin entsteht infolge der Kopplung zwischen den Leitern 3 und 4 eine Wanderwelle auf dem Leiter 4, und die nicht angepaßte Belastung an einem Ende des Leiters 4 verursacht eine Amplitudenänderung der stehenden Welle auf dem Leiter 3. Dieser Fehler kann jedoch beseitigt werden, wenn, wie in F i g. 2 dargestellt, ein Widerstand R1 zwischen die Anpassungsendglieder der Leiter 2 und 4 geschaltet wird, dessen Wert so gewählt ist, daß im Leiter 4 eine zweite Wanderwelle erzeugt wird, die die durch Induktion vom Leiter 3 her er-

zeugte auslöscht. Bei der durch die F i g. 1 und 2 erläuterten Anordnung sind die Werte der Widerstände R 2 und R 3 natürlich in Verbindung mit dem Wert des Widerstandes R 1 so gewählt, daß die Leiter 2 und 4 richtig abgeschlossen sind. In einem praktischen Beispiel betragen diese Widerstände 50 Ohm, während R 4 so dimensioniert ist, daß Leiter 3 richtig abgeschlossen ist.

Es versteht sich, daß die Weiche nach Fig. 1, falls

ίο erwünscht, als Leistungsverteiler zur Erzeugung zweier gleichphasiger Ausgangssignale gleicher Amplitude an den Leitern 2 und 4 bei Zuführung von Eingangssignalen zum Leiter 3 verwendet werden kann.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung wird der Ausgangsleiter 3 nach den F i g. 1 und 2 durch zwei Leiter ersetzt, von denen jeder im wesentlichen gleich mit den Eingangsleitern koppelt, jedoch gegen den anderen im wesentlichen entkoppelt ist. F i g. 3 zeigt eine derartige Ausführung, bei der der Leiter 3 von F i g. 1 durch zwei Leiter 5 und 6 ersetzt ist. Diese Leiter sind wieder Streifenleiter, die in der gleichen Ebene angeordnet sind und mit den Leitern 2 und 4 im wesentlichen gleich koppeln können. Bezüglich der anderen Punkte ist die Ausführung nach Fig. 3 ähnlich der nach Fig. 1. Offenbar können die Leiter 2 und 4 als Eingangsleiter und die Leiter 5 und 6 als Ausgangsleiter oder umgekehrt verwendet werden. Vorzugsweise weisen jedoch die beiden Leiter, die als Eingangsleiter verwendet werden, einen Widerstand wie Rl in Fig.2 auf, der zwischen ihre abgeschlossenen Enden geschaltet wird und dem schon in Zusammenhang mit F i g. 2 beschriebenen Zweck dient. Es ist offenbar, daß bei der Ausführung nach F i g. 3 Eingangssignale, die einem der beiden Eingangsleiter zugeführt werden, zwei gleichphasige Signale in den beiden Ausgangsleitern induzieren.

F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der der Grundleiter 1' quadratischen Querschnitt hat und die vier Koppelleiter 7, 8, 9 und

10 aus einer Stange von quadratischem Querschnitt bestehen, wobei die vier Stangen in den Ecken des Quadrats angeordnet sind und jede Stange mit einer Fläche auf die beiden benachbarten Stangen ausgerichtet ist. Bei dieser Ausführungsform kann das Dielektrikum innerhalb des Grundleiters 1' Luft sein, und die Stangen können an ihren beiden Enden gehaltert werden. Bei der Ausführung nach Fig.4 können die Leiter 7 und 10 Eingangsleiter und die Leiter 8 und 9 Ausgangsleiter sein, oder umgekehrt. In allen anderen Punkten entspricht die Ausführung nach F i g. 4 der nach F i g. 3.

F i g. 5 zeigt eine Fernseh-Umsetzereinrichtung, bei der eine Koppelweiche 11, wie sie in den F i g. 3 oder 4 dargestellt ist, mit ihren beiden Eingangsleitern über Leitungswege 12 und 13 mit zwei gleichen Frequenzumsetzern 14 und 15 verbunden sind. Von den Frequenzumsetzern wird gleichzeitig immer nur einer betrieben. Dabei ist der eine ein sogenannter Hauptumsetzer, und der andere läuft betriebsbereit mit. Die Frequenzumsetzer 14 und 15 sind Einrichtungen zur Wandlung der Frequenz/ eines ankommenden Trägers in eine andere. Der Umsetzer, der nicht betrieben wird, bleibt trotzdem immer mit der Weiche

11 verbunden, so daß die Impedanzen an den Umsetzerenden der Leitungswege 12 und 13 immer gleichbleiben. Darüber hinaus sind die Leitungswege

Claims (10)

! 254 und 13 so ausgelegt, daß ihre elektrischen Längen sich um Viertelwellenlängen der Betriebsfrequenz unterscheiden und so fehlangepaßte Signale, die an den beiden Eingangsleitern der Weiche 11 auftreten, sich nach Reflexion an den LTmsexzern 14 und 15 gegenseitig auslöschen. Die Ausgangsleiter der Weiche 11 sind über Leitungswege 16 und 17 mit zwei gleichen Verstärkern und 19 verbunden, deren Ausgangssignale von gleicher Größe und gleicher Phase zusammengefaßt werden und, wie konventionell dargestellt, einer gemeinsamen Antenne 20 zugeführt werden. Für den Fall, daß die beiden Verstärker 18 und an die Weiche 11 nicht richtig angepaßt sind, können die beiden Weichenausgänge durch einen Widerstand zwischen den abgeschlossenen Enden der beiden Weichen-Ausgangsleitungen in entsprechender Weise, wie der Widerstand R1 zwischen die Leitungen 2 und 4 in F i g. 2 geschaltet ist, gegeneinander isoliert werden. Es ist offenbar, daß die erfindungsgemäße Koppelweiche ein sehr einfaches Mittel zur Ableitung zweier Ausgangssignale aus einem einzigen Eingangssignal darstellt. Bei einer praktischen Ausführung waren die beiden Ausgangssignale gemäß Auslegung um Dezibel niedriger als das Eingangssignal. Dies ist jedoch nicht notwendig, und die Kopplungen können so variiert werden, daß jede gewünschte Beziehung zwischen Eingang und Ausgang entsteht. 30 Patentansprüche:

1. Koppelweiche für die selektive Übertragung hochfrequenter Energie von einem oder mehreren Eingangs-Koaxialleitern auf einen oder mehrere Ausgangs-Koaxialleiter mit mindestens drei Leitern, von denen der erste und der zweite mit dem dritten gekoppelt ist, die beiden erstgenannten Leiter untereinander jedoch im wesentlichen entkoppelt sind, und mit einem als Grundebene dienenden Leiter, der mit jedem der anderen Leiter gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß Anpassungsendglieder an entsprechenden Enden des ersten und des zweiten Leiters und Signalzuführungsmittel an den entsprechenden anderen Enden dieser Leiter vorgesehen sind, daß alle Leiter die gleiche Länge haben, die einer ungeraden Zahl von Viertelwellenlängen einer Frequenz innerhalb des Betriebsbereiches der Koppelweiche entspricht, und daß der dritte Leiter an dem den abgeschlossenen Enden der anderen Leiter entsprechenden Ende ein Anpassungsendglied und an seinem anderen Ende Mittel zur Signalableitung aufweist.

2. Koppelweiche nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit der Grundebene sowie mit dem ersten und zweiten Leiter gekoppelten vierten Leiter, der gegen den dritten Leiter jedoch im wesentlichen entkoppelt ist, weiterhin die gleiche Länge wie die anderen Leiter hat und an dem den abgeschlossenen Enden der anderen Lei-

ter entsprechenden Ende ein Anpassungsendglied und an seinem anderen Ende Mittel zur Signalableitung aufweist.

3. Koppelweiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Leiter an ihren abgeschlossenen Enden durch eine Impedanz miteinander verbunden sind, deren Wert so bemessen ist, daß die Unterdrückung von Signalen, die in einem der beiden Leiter als Folge von Signalen in dem anderen Leiter induziert werden, gewährleistet ist.

4. Koppelweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiter an den Enden, die denen mit den Anpassungsendgliedern gegenüberliegen, über Leitungswege, deren elektrische Länge um eine ungerade Anzahl (einschließlich Eins) von Viertelwellenlängen verschieden ist, mit gleichen Impedanzen verbunden sind.

5. Koppelweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter flache Leiterstreifen sind.

6. Koppelweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter aus leitenden Stangen bestehen.

7. Koppelweiche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Leiter vier flache Streifen vorgesehen sind, von denen zwei mit ihren Flächen parallel in einer Ebene und die beiden anderen zu beiden Seiten dieser Ebene in parallel dazu verlaufenden Ebenen angeordnet sind, so daß jeder der beiden anderen Leiter gleicherweise mit den beiden in einer Ebene liegenden Leitern koppeln kann.

8. Koppelweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Leiter vier Stangen von quadratischem Querschnitt vorgesehen sind, die in den vier Ecken eines Quadrats so angeordnet sind, daß jede Stange je eine Fläche den beiden benachbarten Stangen zukehrt.

9. Fernseh-Frequenzumsetzer-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Koppelweiche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zwei Fernsehumsetzer, von denen gleichzeitig nur einer betrieben wird, Mittel zur Verbindung jedes der beiden Umsetzer mit einem der beiden Leiter der Koppelweiche, um diesen Eingangssignale zuzuführen, weiter gekennzeichnet durch zwei Verstärker und Mittel zur Verbindung der Verstärkereingänge mit je einem der verbleibenden Leiter.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzer gleich sind und mit der Koppelweiche über Leitungswege, deren Länge sich um eine ungerade Anzahl (einschließlich Eins) von Viertelwellenlängen unterscheidet, verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 076 764;
USA.-Patentschrift Nr. 2 592 551;
»NTZ«. 1956, H. 8, S. 381.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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