DE1541440C - Einrichtung zum Aufteilen des Ausganges eines ankommenden koaxialen Hochfrequenzkabels auf die Eingänge mehrerer abgehender koaxialer Hochfrequenzkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Aufteilen des Ausganges eines ankommenden koaxialen Hochfrequenzkabels auf die Eingänge mehrerer abgehender koaxialer Hochfrequenzkabel, insbesondere Kabelverteiler für Gemeinschaftsantennenanlagen, bestehend aus drei in Form eines Dreiecks geschalteten Anpassungswiderständen mit je einem dem für alle Kabel übereinstimmenden Wellenwiderstand gleichen Ohmwert, wobei der Innenleiter des ankommenden Kabels an der einen Ecke und die Innenleiter zweier abgehender Kabel an den beiden übrigen Ecken des Dreiecks angeschlossen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung dieser Art so zu verbessern, daß man an sie zwei weitere abgehende Kabel anschließen kann, ohne daß dadurch der Durchgangswiderstand vergrößert wird.

Will man mehrere Verbraucher mit einer Hochfrequenzquelle speisen, so muß man zwischen Quelle und Verbraucher ein Netzwerk einschalten, das für die widerstandsmäßige Anpassung sorgt.

Diese Aufgabe stellt sich beispielsweise auch bei Gemeinschaftsantennenanlagen mit einer größeren Anzahl von Teilnehmeranschlüssen. Hier muß man unter Umständen die von der Antenne oder von dem Antennenverstärker kommende Zuleitung auf mehrere Stammleitungen verzweigen. Im Normalfall haben dabei alle Kabel, nämlich die ankommende Zuleitung und die abgehenden Stammleitungen, den gleichen Wellenwiderstand. Bei koaxialen Anlagen wird für die Kabel häufig ein Wellenwiderstand von 60 Ω gewählt.

Zwischen der ankommenden Zuleitung und den abgehenden Stammleitungen muß ein Netzwerk, ein sogenannter Kabelverteiler, vorgesehen werden, der die richtige Anpassung der Stammleitungen an die Zuleitung und umgekehrt herbeiführt. Mit anderen Worten sollen die Stammleitungen zusammen mit dem Kabelverteiler am Ausgang der Antennenzuleitung wie ein Belastungswiderstand erscheinen, der gleich dem Wellenwiderstand der Antennenzuleitung ist (Vorwärtsanpassung). Umgekehrt soll jede Stammleitung die Antennenzuleitung einschließlich des Kabelverteilers und der daran angeschlossenen übrigen Stammleitungen als einen Widerstand sehen, der gleich ihrem Wellenwiderstand ist.

Eine bekannte und übliche Verteilereinrichtung besteht aus sternförmig geschalteten Widerständen. In F i g. 1 ist ein solcher Verteiler zur Aufteilung eines ankommenden koaxialen Kabels auf zwei abgehende koaxiale Kabel schematisch dargestellt. Die Einrichtung besteht aus den drei sternförmig geschalteten ohmschen Widerständen 1, 2 und 3. An einen der Anschlüsse A, B oder C werden das ankommende Kabel, an die beiden übrigen Anschlüsse die beiden abgehenden Kabel gelegt. Die drei Widerstände 1, 2 und 3 haben den gleichen Ohmwert. In dem dargestellten Fall der Aufteilung auf zwei abgehende Kabel hat jeder der drei Widerstände 1, 2 und 3 einen Wert von je 20 Ω, wenn die drei angeschlossenen Kabel übereinstimmend einen Wellenwiderstand von je 60 Ω besitzen. Die Durchgangsdämpfung der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung beträgt für jede Stammleitung etwa 6 dB.

Die Sternschaltung nach Fig.! kann man auch erweitern und zur Aufteilung auf drei, vier und mehr abgehende Kabel verwenden. In diesem Fall wird eine entsprechende Anzahl von untereinander gleich großen Widerständen sternförmig geschaltet. Bei einer Aufteilung auf drei abgehende Kabel hat jeder Widerstand einen Wert von 30 Ω, während er bei einer Aufteilung auf vier abgehende Kabel 36 Ω groß sein muß. Je größer die Zahl der abgehenden Kabel ist, um so höher wird die Durchgangsdämpfung. Sie erhöht sich beispielsweise bei einer Aufteilung auf vier abgehende Kabel auf etwa 12 dB. Diese mit der Zahl der angeschlossenen Kabel wachsende Durchgangsdämpfung ist ein Nachteil der bekannten Sternschaltung.

Bekannt, aber weniger üblich ist auch eine Verteilerschaltung, die aus drei dreieckförmig geschalteten Widerständen gleicher Größe besteht. Eine solche Verteilereinrichtung für koaxiale Kabel ist schematisch in Fig. 2 wiedergegeben. Die drei ohmschen Widerstände 4, 5 und 6 dieser Verteilereinrichtung haben je einen ohmschen Widerstand, der dem Wellenwiderstand der angeschlossenen Kabel entspricht. Bei Koaxialkabel mit einem Wellenwiderstand von je 60 Ω ist also jeder der Widerstände 4, 5 und 6 60 Ω groß. Die Durchgangsdämpfung beträgt ■ auch hier für jede der beiden abgehenden Stammleitungen etwa 6 dB.

Die Verteilereinrichtung nach F i g. 2 hat den Nachteil, daß sie nur zur Aufteilung auf zwei abgehende Kabel geeignet ist. Sie bietet also gegenüber der Sternschaltung nach F i g. 1 keinerlei Vorteile und hat daher auch.keine praktische Bedeutung erlangt.

Die Erfindung zeigt jedoch einen Weg, wie die bekannte Dreieckschaltung nach Fig. 2 so abgeändert werden kann, daß sie auch zur Aufteilung auf drei oder vier abgehende Stammleitungen geeignet ist und dabei den Vorteil bringt, daß die Durchgangsdämpfung für alle vier abgehenden Stammleitungen nicht größer ist als für die bekannte Aufteilung auf zwei Leitungen, also nur einen annähernden Wert von 6 dB hat. Damit ist die erfindungsgemäße Einrichtung dem bekannten sternförmigen Verteiler auf drei oder vier abgehende Stammleitungen überlegen.

Die Erfindung geht aus von dem in F i g. 2 dar- { gestellten bekannten Kabelverteiler, der aus drei in Form eines Dreiecks geschalteten Anpassungswiderständen besteht, wobei der Innenleiter des ankommenden Kabels an der einen Ecke und die Innenleiter zweier abgehender Kabel an den beiden übrigen Ecken des Dreiecks angeschlossen werden.

Bei einer Einrichtung der einleitend angeführten Ausbildung ist erfindungsgemäß wenigstens einer der beiden Anpassungswiderstände, die der Anschlußstelle für das ankommende Kabel benachbart sind, durch den Eingangswiderstand des symmetrischen Endes eines Symmetriegliedes gebildet, an dessen unsymmetrischem Ende der Eingang eines weiteren abgehenden Kabels angeschlossen werden kann.

Es werden also entweder einer oder zwei der ohmschen Anpassungswiderstände durch Symmetrierglieder ersetzt. Dabei sind die symmetrischen Enden der Symmetrierglieder an den entsprechenden Ecken des Dreiecks angeschlossen, während das unsymmetrische Ende der Symmetrierglieder zum Anschluß je eines abgehenden Kabels dient.

Für das Wesen der Erfindung sind Ausführung und Bauart der Symmetrierglieder von untergeordneter Bedeutung. Es muß lediglich darauf geachtet

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werden, daß das symmetrische Ende des Symmetrier- tung, während die F i g. 6, 7 und 8 der Veranschaugliedes einen Widerstand hat, der dem Widerstand lichung der widerstandsmäßigen Anpassungsverhältdes von dem Symmetrierglied ersetzten ohmschen nisse dienen.

Widerstandes entspricht. Bei einem Kabelverteiler In Fig. 3 ist eine Einrichtung zur Aufteilung

für 60 Ω-Kabel muß daher der Eingangswiderstand 5 eines ankommenden Kabels auf drei abgehende Kaam symmetrischen Ende jedes Symmetriergliedes bei dargestellt. Der Innenleiter des ankommenden gleich 60 Ω sein. Da im Normalfall auch die am Kabels, beispielsweise einer Antennenzuleitung einer unsymmetrischen Ende angeschlossenen abgehenden Gemeinschaftsantennenanlage, wird bei A angeschlos-Kabel einen Wellenwiderstand von 60 Ω haben wer- sen, während die Innenleiter der drei abgehenden den, muß auch das unsymmetrische Ende des Symme- io Kabel, beispielsweise dreier Stammleitungen einer triergliedes einen Widerstandswert dieser Größe auf- Gemeinschaftsantennenanlage, mit den Punkten B, weisen. . C und D verbunden werden.

Wenn also im Normalfall das Symmetrierglied an Diese erfindungsgemäße Einrichtung unterscheidet

beiden Enden den gleichen Widerstand zeigen soll, sich von dem bekannten Kabelverteiler nach F i g. 2 verwendet man zweckmäßigerweise als Symmetrier- 15 also, dadurch, daß der eine ohmsche Widerstand, glied eine Doppelleitung, die einen Wellenwiderstand nämlich 4, der der Anschlußstelle A für das ankomdieses Wertes hat. Aus Doppelleitungen gebildete mende Kabel benachbart ist, durch ein Symmetrier-Symmetrierglieder sind an sich bekannt. Zur Ver- glied 7, 9 ersetzt ist, indem dessen symmetrisches besserung der Symmetrierwirkung kann diese Doppel- Ende mit den Punkten A und B der Einrichtung Verleitung auch zu einer Spule aufgewickelt sein und 20 bunden ist. Das Symmetrierglied besteht aus einem gegebenenfalls einen hochpermeablen Kern, z.B. Koaxialkabel 7 mit einem Wellenwiderstand von einen Ferritkern, haben. Die Ausführung des aus 60 Ω. Dieser Wellenwiderstand ist gleich dem Ohmeiner Doppelleitung gebildeten Symmetriergliedes wert der Widerstände 5 und 6 und stimmt mit den hängt weitgehend von dem Frequenzbereich ab, für Wellenwiderständen der bei A, B, C und D anzuden der erfindungsgemäße Kabelverteiler bestimmt 25 schließenden Koaxialkabel überein,
ist. Für sehr hohe Frequenzen, beispielsweise für die Es wurde gefunden, daß bei einer Gemeinschafts-

Fernsehfrequenzbereiche, genügt unter Umständen antennenanlage für die Fernsehbereiche I, IH IV ein kurzes Stück Doppelleitung, das durch einen und V die Koaxialleitung 7 nicht länger als 4 bis 5 cm Ferritkern geführt ist. Je länger der Ferritkern ist, zu sein braucht, während der übergeschobene ringum so weiter nach unten erstreckt sich der unsymme- 30 förmige Ferritkern 9 eine Länge von etwa 3 cm haben * trierte Frequenzbereich. . kann.

Als besonders wirkungsvolles Symmetrierglied für In der Ausführungsform nach Fig. 4 ist auch der

den erfindungsgemäßen Zweck hat sich eine Koaxial- andere, dem Anschlußpunkt A für das ankommende leitung erwiesen, die durch einen ringförmigen Kabel benachbarte ohmsche Widerstand 5 durch ein Ferritkern geführt oder auf einen Ferritkern aufge- 35 Symmetrierglied 8,10 ersetzt, so daß diese Ausfühwickelt ist. Bei Kabelverteilern für die Fernseh- rung zum Anschluß von vier abgehenden Koaxialbereiche braucht diese Koaxialleitung nur wenige kabeln geeignet ist. Die Innenleiter dieser vier abZentimeter lang zu sein. gehenden Kabel werden bei B, C, D und E ange-

Die Verwendung einer Koaxialleitung als Symme- schlossen. Das Symmetrierglied 8,10 entspricht volltrierglied bringt den Vorteil, daß durch den über- 40 ständig dem Symmetrierglied 7, 9 und braucht daher geschobenen Ferritkern nur das Feld des gleich- nicht weiter erläutert zu werden,
sinnig zum Strom des Innenleiters fließenden Mantel- Es hat sich gezeigt, daß der erfindungsgemäße Ka-

stromes ausgelöscht wird. Das Nutzfeld im Innen- belverteiler nach den Fig. 3 und 4 für einen Freraum der Leitung wird dagegen nicht beeinflußt, quenzbereich von 5 MHz bis etwa 1000 MHz gut geweil dieses Nutzfeld vollständig von der äußeren 45 eignet ist. An den Anschlußpunkten D und E wurde Mantelwelle getrennt ist. eine Durchgangsdämpfung von 6 dB, an den An-

In Ausnahmefälle kann man das Symmetrieglied schlußpunkten B und C eine Durchgangsdämpfung auch in 'bekannter Weise gleichzeitig zur Wider- von etwa 7 dB gemessen. Die. geringe Durchgangsstandstransformation verwenden. Man ist dann in dämpfung des erfindungsgemäßen Kabelverteilers ist der Lage, an den Kabelverteiler auch ein oder zwei 50 darauf zurückzuführen, daß die Hälfte der Energie, abgehende Kabel anzuschließen, die einen von den die in den Widerständen 4 und 5 der bekannten Dreiübrigen Kabeln abweichenden Wellenwiderstand eckschaltung nach F i g. 2 verlorenging, für die beihaben. Die Widerstandstransformation erfolgt dann den zusätzlichen Ausgänge bei D und E nutzbar gein bekannter Weise dadurch, daß man die Doppel- macht wird.

leitung bzw. die Koaxialleitung des Symmetrier- 55 Die Fig. 5 zeigt noch eine Abänderung der in gliedes λ/4 lang macht und den Wellenwiderstand so Fig. 4 dargestellten Ausführung, durch die sämtwählt, daß er das geometrische Mittel des für das liehe Anschlüsse des Kabelverteilers auch für niedsymmetrische Ende vorgeschriebenen Wertes und rige Frequenzen, also für Frequenzen unterhalb von des Wellenwiderstandes des am unsymmetrischen 5 MHz, sowie für Gleichstrom durchlässig gemacht Ende anzuschließenden Kabels ist. 60 werden. Diese abgeänderte Ausführungsform ist da-

Es hat sich gezeigt, daß bei dem" erfindungsgemä- her für Gemeinschaftsantennenanlagen geeignet, die ßen Kabelverteiler für vier abgehende Kabel die nicht nur die Fernsehbereiche, sondern auch die Durchgangsdämpfung nicht größer ist als bei dem Lang-, Mittel- und Kurzwellenbereiche übertragen bekannten Kabelverteiler mit drei ohmschen Wider- und bei denen beispielsweise von jeder Stammleitung ständen in Dreieckschaltung für nur zwei abgehende 65 aus eine Gleichstromverbinduung zu dem Antennen-Kabel, verstärker für Speise- oder Steuerströme vorhanden

Die F i g. 3, 4 und 5 der Zeichnung zeigen drei sein soll.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrich- Zu diesem Zweck ist der unsymmetrische Ausgang

des Symmetriergliedes 7,9 durch eine Selbstinduktion 12 überbrückt, die für die Frequenzen von 5 bis 1000 MHz eine hohe, für die darunter liegenden Frequenzen dagegen eine kleine Impedanz hat. Außerdem sind die Außenleiter der Koaxialleitungen 7 und 8 am ausgangsseitigen Ende nicht galvanisch, sondern über eine Kapazität 11 mit der Erde verbunden. Diese Kapazität 11 von beispielsweise 1 nF bedeutet für die Frequenz von 5 bis 1000 MHz eine kleine, für die darunter liegenden Frequenzen dagegen eine hohe Impedanz.

Der erfindungsgemäße Kabelverteiler bewirkt in jeder Richtung eine vollkommene Widerstandsanpassung. Für die Vorwärtsanpassung geht dies ohne weiteres aus Fig. 6 hervor, wo die Widerstände dargestellt sind, wie sie für das ankommende Kabel am Anschlußpunkt A auftreten. JR₇ und R₈ sind die Eingangswiderstände am symmetrischen Ende der Symmetrierglieder 7,9 und 8,10, während R_B und R_c die Wellenwiderstände der an den Dreieckspunkten B und C angeschlossenen abgehenden Kabel sind. i?₆ ist der Widerstandswert des ohmschen Wiederstandes 6.

Da definitionsgemäß alle fünf Widerstandswerte R₁, R_a, R_n, R_c und R₆ gleich große, beispielsweise 60 Ω, sind, tritt für das bei A angeschlossene 60 Ω-Kabel die in F i g. 6 dargestellte Widerstandsanordnung mit einem Widerstand von 60 Ω auf.

In F i g. 7 sind in ganz ähnlicher Weise die Widerstandsverhältnisse dargestellt, wie sie für ein am Dreieckpunkt B angeschlossenes abgehendes . Kabel auftreten. Auch hier stellt man sofort fest, daß für das bei B angeschlossene όΟ-Ω-Kabel die fünf Widerstände insgesamt als ein Widerstand von 60 Ω wirken.

Schließlich sind noch in F i g. 8 die von den Anschlußpunkten T und 7" des symmetrischen Endes des Symmetriergliedes 7, 9 her auftretenden Widerstandsverhältnisse dargestellt. Da alle fünf Widerstände der F i g. 8 den gleichen Wert von 60 Ω 4<> haben, ist auch der an den Punkten 7' und 7" rückwärts auftretende Gesamtwiderstand gleich 60 Ω.

Aus den Fig. 7 und 8 ergibt sich somit, daß an allen vier Anschlußpunkten für die abgehenden Kabel die widerstandsmäßige Rückwärtsanpassung richtig ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Aufteilen des Ausganges eines ankommenden koaxialen Hochfrequenzkabels auf die Eingänge mehrerer abgehender koaxialer Hochfrequenzkabel, insbesondere Kabelverteiler für Gemeinschaftsantennenanlagen, bestehend aus drei in Form eines Dreiecks geschalteten Anpassungswiderständen mit je einem dem für alle Kabel übereinstimmenden Wellenwiderstand gleichen Ohmwert, wobei der Innenleiter des ankommenden Kabels an der einen Ecke und die Innenleiter zweier abgehender Kabel an den beiden übrigen Ecken des Dreiecks angeschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Anpassungswiderstände, die der Anschlußstelle für das ankommende Kabel benachbart sind, durch den Eingangswiderstand des symmetrischen Endes eines Symmetriergliedes gebildet ist, an dessen unsymmetrischem Ende der Eingang eines weiteren abgehenden Kabels angeschlossen werden kann.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ( kennzeichnet, daß das Symmetrierglied eine Doppelleitung oder eine aus einer Doppelleitung gebildete Spule, beide mit oder ohne Ferritkern, ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Symmetrierglied eine durch eine Ferritkern geführte oder auf einen Ferritkern gewickelte Koaxialleitung ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelleitung des Symmetriergliedes zum Zwecke der Widerstandstransformation eine Länge von λ/4 hat (A = mittlere Betriebswellenlänge).

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das unsymmetrische Ende wenigstens eines Symmetriergliedes von einer Selbstinduktion überbrückt ist, die für den umsymmetrierten Frequenzbereich eine hohe Impedanz hat, und die hochfrequenzmäßig geerdete Klemme des unsymmetrischen Endes über eine Kapazität an Erde liegt, die eine geringe / Impedanz für den umsymmetrierten Frequenz- v bereich hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen