DE1264545B

DE1264545B - Verteilerschaltung fuer vier im Drehfeld gespeiste Strahler

Info

Publication number: DE1264545B
Application number: DES87802A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Kuenemund; Dipl-Ing Helmut Laub
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-10-10
Filing date: 1963-10-10
Publication date: 1968-03-28
Also published as: US3375524A; DE1264545C2; GB1077826A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

HOIp

H03h

Deutsche KL: 21 a4 - 74

S 87802IX d/21 a4
10. Oktober 1963
28. März 1968

Es ist bekannt, gleichartige Verbraucher mit jeweils 90° Phasenverschiebung zu speisen und dadurch eine Verbesserung der Anpassung zu erzielen. Auf diese Weise treffen nämlich reflektierte Energieanteile am Zusammenschaltpunkt gegenphasig ein und können, um erneute Reflexionen zu vermeiden, einem Absorberwiderstand zugeführt werden. Infolge dieser günstigen Eigenschaften wird die sogenannte Phasenquadratur insbesondere bei zur Abstrahlung von Fernsehprogrammen dienenden Sendeantennen angewandt, wo extrem niedrige Reflexionsfaktoren erforderlich sind.

Zur Erzeugung der Phasenunterschiede werden bei bekannten Anordnungen Leitungsstücke von jeweils λ/4 Längenunterschied verwendet. Damit lassen sich zwar für eine bestimmte Frequenz, für welche die jeweiligen Längenunterschiede ausgelegt sind, genaue Phasenschritte von 90° einhalten, während für andere Betriebsfrequenzen auch andere Phasenschritte von einem Strahler zum anderen auftreten, die eine erhebliche Beeinträchtigung der Gleichförmigkeit der Strahlungsdiagramme mit sich bringen können.

Es ist bekannt, daß bei einem Richtungskoppler zwischen dem Ausgang der Durchgangsleitung und dem Ausgang der Koppelleitung ein Phasenunterschied von 90° auftritt, so daß auf diese Weise zwei Verbraucher mit 90° Phasenunterschied gespeist werden können.

Bei Rundstrahlantennen mit vier im Drehfeld gespeisten Strahlern tritt jedoch das Problem auf, daß zwischen allen Strahlern der Antennenanordnung ein Phasenunterschied von 90° bestehen muß, also insgesamt vier Phasenschritte von je 90° notwendig sind. Der vorliegenden Erfindung, welche sich auf eine Verteilerschaltung für vier im Drehfeld gespeiste Strahler einer Rundstrahlantenne unter Verwendung eines 3-db-Richtungskopplers zur Leistungsverteilung und Erzeugung von Phasenunterschieden von 90° zwischen zwei Strahlern bezieht, liegt vor allem die Aufgabe vor, mittels eines einzigen Richtungskopplers eine Phasenverteilung zu schaffen, wie sie für vier im Drehfeld gespeiste Strahler benötigt wird. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß für die vier Strahler eines Drehfeldsystems ein einziger gemeinsamer Richtungskoppler vorgesehen ist, an dessen Ausgängen jeweils ein aus gegenüberliegenden Strahlern bestehendes Strahlerpaar angeschlossen ist, daß alle zwischen den Ausgängen des Richtungskopplers und den Anschlußstellen der Strahler liegenden Leitungen gleich lang gewählt sind und daß bei je-Verteilerschaltung für vier im Drehfeld
gespeiste Strahler

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Friedrich Künemund,
Dipl.-Ing. Helmut Laub, 8000 München

weils einem Strahler der Strahlerpaare die Anschlüsse bzw. Anschlußleitungen umgepolt sind. Neben dem geringen Aufwand, welcher dadurch entsteht, daß nur ein einziger Richtungskoppler für die Erzeugung der vier Phasenschritte von je 90° benötigt wird, ergibt die Erfindung noch den Vorteil, daß die Phasenunterschiede zwischen benachbarten Strahlern auch bei einer Änderung der Frequenz weitgehend erhalten bleiben und damit die Gleichförmigkeit des Rundstrahldiagramms über einen weiten Frequenzbereich hin konstant gehalten wird.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten sind an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In Fig. 1 ist eine in Drehfeldspeisung betriebene Antennenanordnung dargestellt, die aus den Einzelstrahlern bzw. Strahlergruppen 50 bis 53 (z. B. Dipolfeldern) besteht. Vom Sender 54 wird über die Hauptspeiseleitung 55 der als Verteiler arbeitende Richtungskoppler 56 gespeist, dessen Absorberwiderstand am Koppelleiter 58 mit 57 bezeichnet ist. An den Ausgang des Durchgangsleiters sind die Antennenpaare 50 und 52 angeschlossen, die bei gleichen Leitungslängen 60 und 61 vom Verteilerpunkt 62 aus gerechnet gleichphasig betrieben sind. Der für die Drehfeldspeisung benötigte Phasenunterschied zwischen den Strahlern 50 und 52 wird durch Umpolen der Anschlußleitung zum Strahler 52 erreicht. An dem Verteilerpunkt 62 muß eine Anpassung vorgenommen werden. Die Strahler 51 und 53 werden vom Verteilerpunkt 63 über gleich lange Leitungen 64 und 65 versorgt, der Phasenunterschied von 180° ist durch Umpolung der Anschlußleitung des Strahlers 53 erreicht. Sind die Leitungslängen 66 und 67 sowie 60 und 64 einander gleich, so hat der Strahler 51 bzw. 53 eine Phasenvoreilung gegen den

809 520/243

Strahler 50 bzw. 52 von jeweils 90°, so daß eine Drehfeldantenne entsteht.

In Fig. 2 ist ein Verteiler dargestellt, bei dem zur Vereinfachung der Leitungsfühnmg die Strahler nicht in ihrer wirklichen räumlichen Lage dargestellt sind. Um die Zuordnung zu der in Fig. 1 dargestellten Anordnung zu erleichtern, sind die gleichen Bezugszeichen für entsprechende Strahler gewählt worden. Der vom Sender 70 ausgehenden Hauptspeiseleitung 71 ist ein dreistufiger Transformator 72 nachgeschaltet. Der Richtungskoppler 75 ist bei vier Verbrauchern so dimensioniert, daß sein Eingangswiderstand, sowohl an der Durchgangsleitung 73 als auch

an der Koppelleitung74 gemessen, Z_e=-^ beträgt, wenn, was vorausgesetzt wird, alle Speiseleitungen 71, 78, 79, 80, 81 den gleichen Wellenwiderstand Z haben. An den Verteilerstellen 76 und 77 ist dann automatisch Anpassung gegeben. Bei vier Verbrauchern und Speisekabeln mit 60 Ω Wellenwider- ao stand ist der Richtungskoppler mit Eingangswiderständen Z_e = 30 Ohm auszulegen und der Transformator 72 für eine Anpassung von 60 an 30 Ohm zu dimensionieren. Der Absorber ist als Breitbandstrahler 82 ausgebildet, dessen Strahlung so polarisiert oder gerichtet sein muß, daß sie die Hauptstrahlung nicht stört.

Claims

Patentansprüche:

1. Verteilerschaltung für vier im Drehfeld gespeiste Strahler einer Rundstrahlantenne unter Verwendung eines 3-db-Richtungskopplers zur Leistungsverteilung und Erzeugung von Phasenunterschieden von 90° zwischen zwei Strahlern, dadurch gekennzeichnet, daß für die vier Strahler eines Drehfeldsystems ein einziger gemeinsamer Richtungskoppler (56) vorgesehen ist, an dessen Ausgängen jeweils ein aus gegenüberliegenden Strahlern bestehendes Strahlerpaar (50, 52 bzw. 51, 53) angeschlossen ist, daß alle zwischen den Ausgängen des Richtungskopplers und den Anschlußstellen der Strahler liegenden Leitungen gleich lang gewählt sind und daß bei jeweils einem Strahler (52 bzw. 53) der Strahlerpaare (50, 52 bzw. 51, 53) die. Anschlüsse bzw. Anschlußleitungen umgepolt sind.

2. Verteilerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichem Wert des Wellenwiderstandes der Speiseleitung und des Eingangswiderstandes der Strahler (Z) der senderund verbraucherseitig gesehene Eingangswiderstand (Z_e) des Richtungskopplers (75) zu Z₆ =-₂ gewählt und senderseitig dem Richtungskoppler ein Anpassungstransformator (72) vorgeschaltet ist und daß die Anschlußleitungen (78,79; 80,81) der in zwei gleiche Gruppen (51, 53; 50, 52) zusammengefaßten Strahler ohne Anpassungsschaltungen an die beiden Richtungskopplerausgänge angeschlossen sind.

3. Verteilerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Anschlußpunkt des Senders (54) diagonal gegenüberliegenden Ausgang der Koppelleitung eine Absorbereinrichtung (57) für die von dem jeweiligen Verbraucher reflektierten Energieanteile angeschlossen ist.

4. Verteilerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Absorberzweig Mittel zur Einstellung der Phase und/oder des Betrages des Reflexionsfaktors vorgesehen sind.

5. Verteilerschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber als Antennenanordnung (82) derart ausgestaltet ist, daß die reflektierten Energieanteile ohne Beeinträchtigung der von anderen Antennenanordnungen ausgehenden Signale abgestrahlt werden können.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques«, März 1964, S. 258 und 259.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen