DE1264545C2

DE1264545C2 - Verteilerschaltung fuer vier im Drehfeld gespeiste Strahler

Info

Publication number: DE1264545C2
Application number: DE1963S0087802
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: 1973-05-17
Also published as: GB1077826A; US3375524A; DE1264545B

Description

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Es ist bekannt, gleichartige Verbraucher mit jeweils 90' Phasenverschiebung zu speisen und dadurch eine Verbesserung der Anpassung zu erzie len. 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.

Aus der britischen Patentschrift 654 498 ist eine aus vier Einzelantennen zusammengesetzte Drehkreuzantenne bekannt. Die Zuführung der hochfrequenten Speisespannung erfolgt über eine Leitungsverzweigung zu jeweils zwei Strahlerpaaren. In eine dieser Leitungen ist ein 90^L-Phasenschieber in Form einer Umwegleitung eingeschaltet. Bei jedem Strahlerpaar ist einer dsr Strahler in seinen Anschlüssen vertauscht, wodurch eine Phasenverschiebung von 180° erzeugt wird. Diese Speisungsart ist als schmalbandig bezeichnet.

Es ist bekannt, daß bei einem Richtungskoppler zwischen dem Ausgang der Durchgangsleitung und dem Ausgang der Koppelleitung ein Phasenunierschied von ¹H) auftritt, so daß auf diese Weise /wa Verbraucher mit W Phasenunterschied gespeist werden können.

Bei Rundstrahlantennen mit vier im Drehfeld gespeisten Strahlern tritt jedoch das Problem auf. J.;., zwischen allen Strahlern der Antennenanordnung ein Phasenunterschied von 90 bestehen muß, also in-gesamt vier Phasenschritte von je 90 ' notwendig sind.

Die %'orliegepde Erfindung bezieht sich auf cn.: Verteilerschaltung Tür vier im Drehfeld gespeist Strahler einer Rundstrahlantenne unter Verwendung einer Verzweigungsschaltung mit einem Eingang ;r. i zwei Ausgängen für jeweils zwei Strahlerpaare, αί ■>■>.-: eine 90 -Phasenverschiebung bei einem Ausgang \ ·· gesehen ist und alle zwischen den Ausgängen .kr Verzweigungsschaltung und den Anschlußstellen u Strahler liegenden Leitungen gleich lang gewählt un.i bei jeweils "einem Strahler der Strah'erpaare die \>·- schiusse bzw. Anschlußleitungen umgepolt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einfacher Weise eine Leistungsverteilung vorzunuhiiK : und breitbandig gleichbleibende Phasenunterschuur von 90° zwischen zwei Strahlern zu ermöglichen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zur Verzweigung und zur Phasenverschiebung ein 3-dB-Richtungskoppler vorgesehen ist, an dessen Ausgängen jeweils ein aus gegenüberliegenden Strahlern bestehendes Strahlerpaar angeschlossen ist, und daß mit dem dem Anschlußpunkt des Senders diagonal gegenüberliegenden Ausgang der Koppelleitung eine Absorbereinrichtung für die von den Strahlern reflektierten Energieanteile verbunden ist.

Neben dem geringen Aufwand, welcher dadurch entsteht, daß nur ein einziger Richtungskoppler für die Erzeugung der vier Phasenschritte von je 90° benötigt wird, ergibt sich durch die Erfindung noch der weitere Vorteil, daß die Phasenschritte zwischen benachbarten Strahlern auch bei einer Änderung der Frequenz weitgehend erhalten bleiben. Dadurch kann die Gleichförmigkeit des Rundstrahldiagramms der so gespeisten Antennenanordnung über einen weiten Frequenzbereich hin konstant gehalten werden und frequenzabhängige Einbrüche sind vermieden. Ein weiterer durch die Erfindung erzielbarer Fortschritt besteht darin, daß infolge von Fehlanpassungen bei ,' den Strahlern reflektierte Energieanteile zu dem mit ' einem Absorberwiderstand abgeschlossenen Ausgang des Richtungskopplers gelangen. Die sonst bei Pha- '-senquadratur-Speisungssystemen zusätzlich notwendigen Echofallen können entfallen.

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

In. F i g. I ist eine in Drehfeldspeisun;: betriebene Antennenanordnung dargestellt, die aus den Einzelstrahlern bzw. Strahlergruppen 50 bis 53 (z. B. Di- :> polfeldern) 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 u. Antenne. , are 50 und 52 angeschlossen, die bei gleichen L.itungs'iängen 60 und 6! vom Verteilerpunkt 62 aus gerechnet gleichphasig betrieben sind. Der für die Drehfeldspeisung benötigte Plasenumcr schied zwischen den Strahlern 50 und 52 wird durch Umpolen der Anschlußleitung zum Strahler 52 erreicht. An dem Verteilerpunkt 62 muli eine Anpassung vorgenommen werden. Die Strahler 51 und 53 werden vom Verteüerpunkt 63 über gleich lange Leitungen 64 und 65 versorgt, der Phast ^unterschied 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 Strahler 50 bzw. 52 von jeweils ¹X) . so daß eine Drehfeldantenne entsteht.

In Fig. 2 ist ein Verteiler dargestellt, bei dem /ur Vereinfachung der Leitungsführung die Strahier nicht in ihrer wirklichen räumlichen Lage dargestellt suul Um die Zuordnung zu der in Fig. I dargestellt, η Anordnung zu erleichtern, sind die gleichen Bezüglichen für entsprechende Strahler gewählt vuvrd™ Der vom Sender 70 ausgehenden Hauptspeiselcitun;. 71 ist ein dreistufiger Transformator 72 nachgeschal tet Der Richtungskoppler 75 ist bei vier \cr brauchern so dimensioniert, daß sein hmgangsvudo stand, sowohl an der Durchgangsleitung 73 als auch

an der Koppelleitung 74 gemessen, /, ; betrat 1.

wenn, was vorausgesetzt wird, alle Speiseleitung 71 78. 79, 80, sTden tileiciien Wellenwiderstand , haben. An den Verteilerstellen 76 und 77 ist da;.-automatisch Anpassun« gewoben. Bei vier V. hrauchern und Speisekabeh, mit W)U VVelleimkl, stand ist der Richtungskoppler mit ringangsukk ständen Z₁. - 30 Ohm auszulegen und der Ir. ;.■ formator72 für eine Anpassung von hü an M)(M.-/u dimensionieren. Der Absorber ist als Hre11b.11. strahler82 ausgebildet, dessen Strahlung so pul,-siert oder gerichtet sein muß. da« sie die Hat;, Strahlung nicht stört

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verteilerschaltung für vier im Drehfeld gespeiste Strahler einer Rundsirahlantenne unter Verwendung einer Verzweigungsschaltung mit einem Eingang und zwei Ausgängen für jeweils zwei Strahle vare, wobei eine 90 -Phasenverschiebung bei einem Ausgang vorgesehen ist und alle zwischen den Ausgängen der Verzweigungsschaltung und den Anschlußstellen der Strahler liegenden Leitungen gleich lang gewählt und bei jeweils einem Strahler der Strahlerpaare die Anschlüsse bzw. Anschlußleitungen umgepolt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verzweigung und zur Phasenverschiebung ein 3-dB-Richtungskoppler vorgesehen ist. an dessen Ausgängen jeweils ein aus gegenüberliegenden Strahlern bestehende j Strahlerpaar angeschlossen ist, und daß mit dem dem Anschlußpunkt des Senders (54) diagonal gegenüberliegenden Ausgang der Koppelleitung eine Absorbereinrichtung (57, 82) für die von den Strahlern reflektierten Energieanteile verbunden ist.

2. Verteilerschaltung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichem Wert des Wdlenwiderstandes der Speiseleitung und des Eingangs Widerstandes der Strahler (Z) der senderund verbraucherseitig gesehene Eingangs widerstand (Z_r) des Richtungskoppler«; (75) zu Z, _Ί

gewählt und senderseitig d^rn 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 Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Absorber Mittel zur Einstellung der Phase und/oder des Betrages des Reflexionsfaktors vorgesehen sind.