DE1949856B2 - Richtungsleitung - Google Patents

Description

i 949 856

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vIrwenHiH, ^v°^{m VHF}" ^zum UHF-Band des Arbeitsfrequenzbereiches lieaen, und daß dieser

im ZTJntZi ^{raenkann und} welche in der Lage ist, Zweipol in Reihe mit dem Absorptionswiderstand

yen 711 Χι" ^ortlic»en Schwingungsfrequen- liegt. Dabei kann der Zirkulator mit konzentrierten

Γρ,τιρ- hf¹"⁶"' ^{S0 daß von den} Empfängern Elementen aufgebaut sein, von denen die inneren

fTno' !> ^{ennensystem keine} Störwellcn 5 Leiter als gedruckte Schaltung auf einer isolierenden

SL* Üⁿ'i Grundplatte eine netzförmige Konfiguration bilden.

Rh ^{rch die} Erfindung eine sehr Als Zirkulator für die erfindungsgemäße Rich-

Mn ι ^Kl(:^ntung^s'eitung geschaffen werden, tungsleitung kann ein Y-Zirkulator mit konzentrier-

h'ra, π ^mit/^ehr niedrigen Herstellung*- ten Elementen benutzt werden, wie er in der USA.-

T p-t t -i ^ ^kann' ^{daß der} '»mere netz- io Patentschrift 3 335 374 beschrieben ist. Ein derartiger

P ■ · * ^{Zlrkulators m}'t konzentrierten Zirkulator wird aufgebaut unter Verwendung einer

^"^ Mdki b id Si

■ · * ^m't konzentrierten Zirkulator wird aufgebaut unter Verwendung einer

hnren W ^"^ Massenproduktion brauch- dünnen Isolierstoffschicht, welche auf beiden Seiten

hergestellt \vi d" gedruckter Schaltungen gedruckte Drahtmuster trägt. An den erforderlichen

Bei der R"'h ■ Steilen sind die gedruckten Leiter durch Lochlöten

Aiifonhp ^K'^c"^tung^sle^ung mit Zirkulator wird diese 15 miteinander verbunden. Sie sind mit ferromagneti-

7irW Lr Τ"·⁵⁸™'⁰ dadurch gelöst, daß der sehen Körpern bestückt. Ein derart aufgebauter

äiiRwr r <··» i^lne?· ^Erdleiter befestigt ist, ein Zirkulator kann gut die für einen Zirkulator erfor-

peeen den P Hi ·^{S ZlrkuIators} hochfrequenzmäßig derliche Symmetrie halten und ist insofern für

RpihPnrP ^le'^te.^{r lsol}>ert ist, ein Zweipol eine Massenproduktion geeignet, .»eil nicht nur eine gute

π" ArhfitdF ^bei _u ^einer Frequenz in der Mitte 20 Zirkulatorcharakteristik, sonde.n auch geringere

!.,-et „n^ ^eqUf ^{eiches des} ZirKulators auf- Herstellungskosten erreicht werden können.

„,f^Wi, , ^en · ^{n äußeren} Leiter und den Eine zweckmäßige Ausführungsforn; der erfin-

rf ■ u '^St- ^{Und daß ein} Absorptions- dungsgemäßen Richtungsleitung mit zwei Zirkula-

7 rU,7iJ^W1S _A ^ei^{ne VOn mehrer}en Klemmen town besteht darin, daß der Zweipol zwischen die

id η ^{Un d}1^{n Erdie}'ter geschaltet ist, 25 äußeren Leiter der beiden Zirkulatoren geschaltet

mit dem F Hi^" ,. ^{rkuIatorklemme}n zusammen ist und daß der Absorptionswiderstand zwischen je

ιΙ™ hd'u Eingangs- und Ausgangs- eine von den Klemmen der Zirkulatoren geschaltet

^ ^Γ ™^c,^htunS^sIeitung bilden. Der Absorp- ist, wobei die anderen Klemmen der Zirkulatoren

^a,^{kann auch} zwischen einer Zirku- die Eingangs- und Ausgangsklemmen der Richtungs-

tors ?teT ^{U emem äUßere}" ^{Leiter deS Zirkula}- ³⁰ leitung ergeben

_n ■ j _ . Schließlich besteht eine zweckmäßige Ausfüh-

uer inaer brfindung verwendete Zirkulator ent- rungsform einer Richtungsleitung mit einer Vielzahl

Wm ™7^UP -°T^{m k}"^onseIement Ferritmateri&I in von erfindungsgem?.3en Richtungsleitungen in Kas-

einem magnetischen_ Gleichfeld, welches für ein kadenschaltung darin, daß die einzelnen Richtungs-

£^v "^{d ein ncgatlv dr}ehend -s tih Fld li hi bih f

_ ches für ein kadenschaltung darin, daß die einzelnen Richtungs p"^{d ein ncgatlv dr}ehend -s magnetisches Feld 35 leitungen verschiedene Arbeitsfrequenzbereiche aufweist ^{qUenZ verschiede}ne Permeabilitäten auf- weisen und auf einer gemeinsamen Grundplatte be_n ' · , rrcj u festigt sind, wobei zwei Zirkulatorklemmen zusamuer in aer trnndung benutzte Zirkulator zeigt men mit dem Erdleiter die Eingangs- und Ausgangs-,"i! ϊ· ^reZM^r°n ^<^^{harakteiistik} «^der die Charak- klemmen für die Kaskadenschaltung bei jeder der ik eines bloßen Durchgangseleme.ites bezüglich 4° Richtungsleitungen bilden.
der Frequenz der zugeführten Welle. Von den Ein- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der P"f Klemmen aus gesnien ist daher der Arbeits- Zeichnung dargestellt und weiden im folgenden trequenzbereich der Richtungsleitung in Vorwärts- näher beschrieben. Es zeigt

ricntung ohne zusätzlichen Kompensationskreis stark Fig. 1 ein Schaltbild eines bekannten nicht rezi-

^CrVn-' I fi λ ··„ r,. , 45 proken Kreises zur Sperrung von Störwellen, welcher

Juli "ⁿ"^du _f ⁿ?*8emaBe Richtungsleitung weist den den gleichen Zweck wie die Erfindung erfüllt, wobei

«eiteren Vorteil auf daß sowohl der Schaltungs- ein Zirkulator mit Filtern kombiniert ist,

i^Vf^re[? /^{Uh di Göß d A Fi2}

altungs ein Zirkulator mit Filtern kombiniert ist,

nit,,„_of[? /^U,^{h die Größe der Aus}- ^FiS-^{2 einen} Grundschaltplan einer erfindungs-

rustung verkleinert und die Funktionsweise ver- gemäßen Richtungsleitung,

"«sert »erden. 50 Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Aus-

weilen im reziproken Frequenzbereich des Zir- führungsform einer erfindungsgemäßen Richtungs-

kulators die an den Ausgangsklemmen der Rieh- leitung, in welcher die Konstruktionselemente in

ungsleitung erscheinen, werden durch den ZUu- auseinandergezogener Form gezeigt sind,

lator dem Absorptionswiderstand zugeführt und dort Fig. 4a einen Schaltkreis zur Erklärung der

m horm von Warmeverlusten verbraucht. Ihre 55 Sperrwirku.ig eines Zirkulators,

Energie hat daher nur Verluste in Rückwärtsrichtung Fig. 4b einen Ersatzschaltkreis des Zirkulators,

und keine Einstreuung zu den Eingangsklemmen zur Fig. 4c einen Schaltkreis zur Erklärung des

°J^e' , „. . . , Prinzips der Erweiterung des Frequenzbereiches des

Da der Zirkulator das teuerste der Konstruktions- Zirkulators

elemente der erfindungsgemäßen Richtungsleitung 60 Fig. 4d eine Erläuterungszeichnung, die ein

ist. oewirkt die Erfindung stark eine Abnahme der Prinzip zur Erweiterung des Arbeitsbereiches des

Herstellungskosten e.ner Richtungsleitung. erfindungsgemäßen Zirkulators zeigt,

hine zweckmäßige Ausführungsform der Erfin- Fig. 5 ein Kennlinienbild zum Vergleich der dung besteht dann, daß sie einen zweiten Zsveipol erfindungsgemäßen mit einer bekannten Richtungsenthalt, welcher Signale im Arbeitsfrequenzbcreich 65 leitung,

des Zirkulators mit geringer Dampfung durchläßt Fig. 6 ein Schaltbild für eine erfindungsgemäße und eine große Impedanz, welche unendlich groß Richtungsleitung in Verbindung mit Symmetrieist, fur Signale darsiellt, deren Frequenzen rußerhaib Übertragern

Fig. 7a ein Konstruktionsbeispiel einer erfindungsgemäßen symmetrierten Richtungsleitung, wobei zwei Zirkulatoren im Gegentakt geschaltet sind,

Fig. 7b ein Schaltbild einer symimetrierten Richtungsleitung nach Fig. 7a,

Fig. 7 c eine Erläuterungszeichnung zur Wirkungsweise der symmetrierten Richtungsleitung nach Fig. 7a und 7b,

F i g. 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Richtungsleitung, bei welcher ein Absorptionswiderstand zwischen eine Zirkulatorklemme und den äußeren Leiter geschaltet ist,

F i g. 9 einen Aufbau eines Zirkulators mit gedrucktem Leiternetz, der sich zweckmäßig für die erfindungsgemäße Richtungsleitung verwenden läßt,

Fig. 10a eine bildliche Darstellung eines Druckmusters für den inneren Leiter des Zirkulators nach Fig. 9,

Fig. 10b einen Querschnitt durch die dünne Isolierschicht zur Erläuterung der Querlochlötung,

F i g. 11 a ein modifiziertes Druckmuster auf der Vorderseite,

Fig. 11b ein entsprechendes Muster auf der Rückseite des Musters nach Fig. 11a, welches durchscheinend von der Vorderseite gesehen ist,

Fig. 12 ein Schaltbild einer Breitbandrichtungs leitung, wobei zwei erfindungsgemäße Richtungsleitungseinheiten in Kaskade geschaltet sind und

Fig. 13 ein Kennlinienbild einer Richtungsleitung, bei welcher vier Einheiten der erfindungsgemäßen Richtungsleitung in Kaskade geschaltet sind, um eine nicht reziproke Arbeitsweise über das ganze VHF-Band zu erreichen.

Ehe die erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben wird, soll eine bekannte, nicht reziproke Vorrichtung erklärt werden, bei welcher ein Zirkulator verwendet wird.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer bekannten, nicht reziproken Vorrichtung, welche die Einstreuung örtlicher Schwingungen von einem Fernsehempfänger in eine Gemeinschaftsantenne verhindert.

In dem in F i g. 1 gezeigten üblichen Kreis befindet sich ein Y-Zirkulator 1 bekannter Art, der die Welle in Richtung des eingezeichneten Pfeiles leitet. Die Klemmen des Zirkulators sind mit 2, 3 und 4 bezeichnet. Ein Bandpaß 5 hat eine solche Charakteristik, daß er Frequenzen im Bereich der niederen Kanäle, welche im allgemeinen weniger von Störwellen durch die Einstreuung örtlicher Schwingungen anderer Fernsehempfänger beeinflußt werden, durchläßt und Frequenzen im Bereich höherer Kanäle, welche leicht durch Störsignale beeinflußt werden, sperrt. Zwei Bandpässe 6 und 7 weisen eine dem Bandpaß 5 genau entgegengesetzte Durchgangscharakteristik auf. d. h., diese Bandpässe lassen Frequenzen im Bereich höherer Kanäle durch und sperren Frequenzen im Bereich niedriger Kanäle.

In dem in Fig. 1 gezeigten konventionellen Schaltkreis wird die Rundfunkwelle von einer nicht gezeigten Antenne empfangen und über eine Antennenzuleitung den Eingangsklemmen 8 der Vorrichtung zugeführt. Die Anteile der Welle im Bereich niedriger Kanäle gehen durch den Bandpaß 5, da diese Anteile im Durchgangsbereich des Bandpasses liegen, und werden über die Ausgangsklemmen 9 einem nicht gezeigten Fernsehempfänger zugeführt. Die Anteile der empfangenen Welle im Bereich höherer Kanäle werden durch den Bandpaß 5 gesperrt, daß sie im Sperrbereich des Bandpasses 5 liegen, gehen durch den Bandpaß 6 und erscheinen an den Klemmen 2 des Zirkulators 1. Diese Anteile werden durch den Zirkulator in Richtung des Pfeiles gedreht und von den Klemmen 3 abgenommen. Dann werden die Anteile durch den Bandpaß 7 dem Empfänger über die Klemmen 9 zugeführt.

Andererseits wird die Streuenergie der örtlichen

ίο Schwingung mit einer Frequenz, die in den Bereich der Anteile in den höheren Kanälen fällt und welche von einem Fernsehempfänger ausgeht und an den Klemmen 9 erscheint, durch den Bandpaß 5 gesperrt. Diese Energie geht durch den Bandpaß 7 und erscheint an den Klemmen 3 des Zirkulators. Sie wird dann durch den Zirkulator in der durch den Pfeil angedeuteten Drehrichtung zu den Klemmen 4 übertragen. Über einen Resonanzkreis 10, der mit den Klemmen 4 verbunden ist, wird diese Energie einem

ao Absorptionswiderstand 11 zugeführt und in diesem verbraucht. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Streuenergie, die eine Störung an einem anderen Empfänger, welcher im allgemeinen an der Gemeinschaftsantenne angeschlossen ist. hervorrufen könnte, an den Klemmen 8 und damit an der Gemeinschaftsantenne erscheint.

Obwohl dieser konventionelle Kreis gute Übertragungseigenschaften zeigt, hat tr doch den Nachteil, daß er eine Anzahl von Bandpässen benötigt und daß die Anteile in höheren Kanälen zwei Bandpässe 6 und 7 durchlaufen müssen. Hierdurch ergibt sich eine unangenehme Zunahme der Verluste in Vorwärtsrichtung und insbesondere der Verluste im Frequenzbereich der Grenzen der Bandpässe 5 und 6 bzw. 7.

Da der konventionelle Kreis eine solche Anzahl von Bandpässen benötigt, wird der Aufbau des Kreises kompliziert und daher die Größe der Vorrichtung leicht zu groß. Wenn insbesondere eine Vielzahl dieser Einheiten in Kaskadenschaltung benutzt werden müssen, um ausreichend große Rückwärtsverluste zu erhalten, kann eine praktisch brauchbare Ausrüstung nicht verwirklicht werden.
Die Erfindung soll eine Richtungsleitung zur Verfügung stellen, welche die vorgenannten Nachteile der konventionellen Vorrichtung mindert.

F i g. 2 zeigt einen Grundschaltplan einer erfindungsgemäßen Richtungsleitung, welche in gleicher Weise wie die in Fig. 1 gezeigte, konventionelle.

nicht reziproke Vorrichtung angewendet werden kann.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die alle Konsiruktionselemente einer erfindungsgemäßen Richtungsleitung zeigt. In diesen Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

In F i g. 2 und 3 ist 12 ein Zirkulator, welcher die Tensorpermeabilität ferromagnetischer Körper unter der Einwirkung eines magnetischen Gleichfeldes benutzt. Bezüglich der Arbeitsweise der Richtungsleitung kann der Zirkulator 12 ein beliebiger bekannter Zirkulator sein. In F i g. 3 ist jedoch eine sehr zweckmäßige Ausführungsform gezeigt, welche einen Zirkulator enthält, der geeignet für den Gebrauch in einer erfindungsgemäßen Richtungsleitung ist.

Als typischer Zirkulatoraufbau enthält der Zirkulator 12 Ferritplatten 15 vnd 15', die jeweils zv.j-

-chen äußeren Leitern 13 und 13' und einem inneren chen auueren Leitern w

^Lel6^r 7 uTÄ Klemmen des inneren Leiters 14 w eiche,rotationssymmetrisch angeordnet sind und zur ^rsorgung mit oder Abnahme von Signalen zachen' Jem fnnerTn Leiter 14 und den äußeren ^Lei9^rnbezeich^Unⁿe^dt eL^emme^äuße.n Leiters. Das an de zikula ork emme 16 zugeführte Signal

wird durch den Zirkulator in Pfeilrichtung gedreht wird aurcn aen ^\^u'^ul ■ _n ^e

eL Paaf "ngangsklemmen der einι rd *. β

werden, um eine sogenannte Resonanzanhebung zu erreichen. Da jedoch beide Strome über die Klemmen 16 und 17 zur Mitte der Kreise gerichtet sind, können die beiden Re.henresonanzkre.se als geme.nsamer Kre.s 24 in der Art wie in Fig. 4d gezeigt, zur Erweiterung des Arbe.tsfrequenzbereiches ein-

Kommen sind so angeordnet, daß das Eingangs-

sienTzwischen der Klemme 16 des Zirkulators 12 signal zwscnen uci rv

" Die⁶Srundp e22 η F Pg. 3 dient als Erdleiter. Diese GrondSatte22 ist U-förmig und dient auch S maenetische Rückschluß zwischen den magne- ?isch^^SNo!d- und Südpolen.

Mit 23 ist ein Paar Ausgangsklemmen bezeichnet. wekne m? den Antenneneingangsklemmen eines ! verbunden werden. Eine dieser

Se^ÄÄdeTSSendrs und die andere mit der Grundplatte 22 verbunden. Der Zirkulär 12 ist fest, jedoch hochfrequenz- ^^irKUldmi " rr„nHr,intip 22 hefestiet

_Poi24^d st ^?hÄ?iSÄ9 des 7 Γι? ,,nri der Grundplatte 22 geschaltet ίηα t so aufgebaut daß eife^P Resonanzfrequenz

bei efner Mmenfrequenz der Arbeitsfrequenz der bei einer Mittenirequci ^

is SSt in Reihe mit einem Absorp-26 und zwischen der Klemme 18 des ^ GrurKlplatte ^Dieser Zw,-

pol hat eine ^so>^{che Char}^ _eich der Richtigzen im vorgesehen en Arbe ^bereich aer ^

leitung durchlaßt und fu ^F^^ue"^zeJ Cedanz dieses Frequenzbereiches eine sehr groue impeaan

darstellt. wk des Zirkulators

EnSprÄ kann für diesen Zweck in der erfindungsgemäßen Richtungsleitung ein sehr einfacher

i. Reihenresonan_Zkre,s 24, wie in F.g.4d gezeigt zwischen den gemeinsamen äußeren Leitern 13 und 13' des Zirkulators 12 und dem Eileiter eingefügt werden. Durch diesen einfachen Kreisaufbau wird der Arbeitsfrequenzbereich des Zirkulators 12 und

,5 entsprechend der Frequenzbereich der Richtungsleitung wesentlich erweitert.

_Daher .^ _e„_{ts rechend der} Erfindung bei gleicher Wirkung eine wesentliche Vereinfachung des Schaltkreisaufbaus verglichen mit einem konventionellen

ao Breitbandzirkulator, bei welchem mit jeder der Klemmen Re.henresonanzkre.se verbunden smd. möglich.

Wie oben erwähnt, w.rd der Reihenresonanzkreis 24. der zwischen die gemeinsamen äußeren Leiter 13

,5 und 13' des Zirkulator!,12 und den Erdleiter geschaltet .st, im wesentlichen auf eine Mittenfrequenz im gewünschten Frequenzbereich, indem nicht reziprok gearbeitet werden soll, z.B. im Frequenzbereich 5er Kanäle 4 bis 12 der höheren Kanäle, abgestimmt.

Dann stellt der Resonanzkreis fur den Frequenzbereich der niedrigeren Kanäle (FM-Kanal 3), also niedriger als der der höheren Kanäle, eine hohe Impedanz dar, und die Signale der niedrigeren Kanäle gehen von Klemme 16 nach Klemme 17 auf

einem Weg w.e er in F. g. 4d durch eme gestnchelte

wird ein hall ^Det"^cn'^ei· . . · _{h des} zirkulators einer Frequenz im Arteitebereich des zjricu^a^ der Klemme 16 zugeführt ^d und an^ der Klemme 17 jedoch n,cht an der Klemme 18 erscnemt^

Da an der _^&Γ^^^_ΓΙ" _ird kann e"n frequenz £™^™^™g*^l£ bedachtet Sen be d^m auf die Kl mme 18 verzichtet ist. Bei'dieser Ausweise erze»« ein von der Klemme 16 fließender Strom einen J^^ ^^e

er durch den ^tncnelten

^^ _{der Kreis nach der Erfm}.

dung als übertragungsleitung mit geringer Dämp- *_{ffir § a},_{e niedri Kanäle und als Richtungs}.

leitung für Signale höherer Kanäle. Dies bedeutet, ^ ^ erfindungsgemäße Richtungsleitung in der gleichen Weise arbeitet, wie die nicht reziproke Vor-

'^{iChtUng naCh ¥}Ά ^! Τ¹ ^-P'i-rtem Schaltkreis.

Störsisnale im Arbeitsfrequenzbereich des Zirkula-

_{der Kiemme} ^ _{erscheinen werden}

_K]emme ^ ^ ^^ _{zm K},_{emme Jg}

Zweipol 25 geleitet, welcher den oben-

«nannten Frequenzbereich durchläßt und die Signale zum Absoφti_Ons^viderstand 26 leitet, wo sie ah Wärmeenergie verbraucht werden, so daß eine Ein-

streuung m d.e Gemeinschaftsantenne vermieder

eine

_Ent.

17 in Art

Richtung de, Mitte des

S tnn^Voh aI £Κ "rs'l2 an*eleVwrd an der Klemme 17 -1 Volt e°slheini Entsprechend wird die Ersatzschaltung als PaiSesoSS mit induktiver Kopplung, wie in F α 4b -Si ausgedrückt.

Um den Arbeitsfrequenzbereich des Resonanzk-dsTs nach Fi^ 4b zu erweitern, können, wie k eises nacn ^ri=· _{in ieden d}er Zweite wie in

Fi?4™ ISS tZn^nll^"lingeffirt ^_{35 bernerke}nsw_erteste Merkmal der erfindunas _{semäßen Richtungs},_eitun_g ist. wie in bezug au

»^^Fi-^{4a bi}\^{4d e}?^läri·^da?^{alle s}r^ale _h ^inneH^rhal!

des «wünschten Empfangsfrequenzbereiches durcl den Zirkulator zu den Ausgangsklemmen 25 gehen unbeachtet dessen, ob die Frequenz in den niedrige _ren" oder in den höheren Kanälen liegt. So kann de

^ Bandpaß, weicher notwendigerweise in der nich reziproken Vorrichtung nach Fi gl zur Trennunj der Signale in niedrigere und höhere Kanäle vor vorhanden sein mußte, weggelassen werden Viel rnehr arbeitet die Richtungsleitung fur das gefordert«

6₅ Frequenzband entsprechend den höheren Kanäien, bis 12 als Breitbandnchiungsleitung

Erfindungsgemaß kann eine Vielzahl der ober erläuterten Kreise in Kaskade geschaltet werden. ir

ίο

welchem Fall die Richtungsleitung mit einer sehr metrischer Kreis mit dem Äquipotentialpunkt Null geringen Dämpfung in Vorwäi'tsrichtung und ge- für hohe Frequenzen als Symmetriezentrum aufgenügend hohen Verlusten in Rückwärtsrichtung ver- baut. Beide Zirkulatoren werden im Gegentakt bewirklicht werucn kann. trieben. Da die Arbeitsweise der Richtungsleitung

Fig. 5 zeigt Frequenzcharakieristiken von Über- 5 im einzelnen die gleiche ist wie oben erklärt, isl tragungsverluKten im Vergleich einer konventionellen für das Verständnis keine weitere Erklärung erforder-Vorrichtung nach Fig. I mit einer erfindungs- Hch. Bei diesem Aufbau sind keine Symmetricübergemäßen Vorrichtung, welche ausführlicher im Zu- träger erforderlich, so daß der Übertragungswirkungssammenhang mit F i g. 8 erklärt wird. Beide Vor- grad in einem Ausmaß entsprechend dem Betrag richtungen sind für den Arbeitsfrequenzbereich der io der Einfügungsdämpfung verbessert werden kann.
VHF-Kanäle für Fernsehen, wie sie beispielsweise Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der in Japan benutzt werden, entworfen. In Fig. 5 ent- Erfindung, bei welcher die Reihenschaltung des spricht die voll ausgezogene Kurve A der Charakte- Absorptionswiderstandes 26 und des Netzwerkes 25, ristik der erfinduiTisgemäßep Vorrichtung und die die zwischen einer Zirkulatorklemme und dem Erdgestrichelte Kurve B der der konventionellen Vor- 15 leiter eingefügt ist, durch einen Absorptionswiderrichtung. In der Figur zeigt der Vorwärtsverlust stand 26 allein ersetzt ist, welcher zwischen der Dämpfungscharakteristiken für die Übertragung von Zirkulatorklemme und dem äußeren Leiter liegt.
der Antenne zum Empfänger. Wie in diesen Kurven Fig. 9 bis 11 zeigen eine Ausführungsform eines gezeigt, hat die konventionelle Vorrichtung einen Zirkulators. welcher für den Gebrauch in der erfinmaximalen Dämpfungspunkt bei etwa 140 bis ao dungsgemäßen Richtungsleitung geeignet ist. um die 150 MHz im Vorwärtsverlust. Durch den Einfluß Eigenschaften und die Ergiebigkeit zu verbessern,
dieser Dämpfung wurde eine Einfügungsdämpfung Es ist bereits bekannt. Zirkulatoren mit konzenim Frequenzbereich des Kanals4 (171.25MHz) ver- trierten Elementen zu benutzen, um die Größe eines größert. Im Gegensatz dazu hat die erfindungsgemäße Zirkulators zu miniaturisieren.
Vorrichtung wesentlich geringere Einfügungsdämp- 25 Ein bekannter Zirkulator mit konzentrierten fung. z.B. vom Gleichbereich bis 1000 MHz. Eine Elementen hat einen solchen Aufbau, daß die inneren große Verbesserung der Erfindung läßt sich daher Leiter, welche von jeder der Klemmen kommen, aus diesem Vergleich der charakteristischen Kurven eine um die Ferritplatte gewickelte Spulenanordnung erkennen. bilc'en oder daß die von jeder der Klemmen kom-

Der Rückwärtsverlust zeigt Charakteristiken für 30 menden inneren Leiter in eine Vielzahl von Leitern

die Übertragung von der Empfängerseite zur Zu- aufgeteilt sind und diese Leiter sich überschneiden

leitung der Gemeinschaftsantenne, um eine Ein- und voneinander isoliert auf der Ferritplatte ein

streuung von Störsignalen im gewünschten Frequenz- Netzmuster bilden,

bereich zu vermeiden. Der obige bekannte Aufbau hat den Nachteil.

F i g. 6 zeigt eine Anwendung der erfindungs- 35 daß er für Massenproduktion nicht geeignet ist. da gemäßen Richtungsleitung, bei welcher die Zuleitung im Herstellungsprozeß verschiedene Handarbeiten der Gemeinschaftsantenne symmetriert ist. In diesem erforderlich sind. Eine Abnahme d^r Herstellungs-Falle können zwei Symmetrieübertrager 27 und 28 kosten ist daher nicht leicht und eine Einheitlichkeit auf der Eingangs- und Ausgangsseite der Vorrichtung der Charakteristiken nur schwer zu erreichen,
entsprechend der Erfindung eingefügt werden. 40 Die genannten Nachteile können durch die Ver-

Die Fig. 7a bis 7c zeigen eine Äusführungsform wendung eines Zirkulators mit konzentrierten EIe-

der Erfindung, bei welcher die Sjmmetrieübertiaser menten überwunden werden, bei welchem die inneren

eliminiert werden können. Fig. 7a zeigt den prak- Leiter durch Drucken auf der Grundlage einer

tischen Aufbau der Ausführungsform und Fig. 7b dünnen Isolatorschicht hergestellt sind. Beispiele

den zugehörigen elektrischen Schaltkreis. Wie in 45 dieses Aufbaues werden erläutert werden,

diesen Figuren gezeigt, sind zwei Zirkulatoren 29 F i g. 9 zeigt eine Ausführungsform eines solchen

und 30 mit den gleichen Eigenschaften, in nicht Zirkulatoraufbaus in auseinandergezogener Form. In

reziproker Art in dem gewünschten Frequenzbereich Fig. 9 ist 35 eine gedruckte Grundplatte, die auch

zu arbeiten, im Gegentakt geschaltet. Ein Zweipol- in Fig. 10a bis 11b gezeigt ist. deren Einzelheiten

Reihenresonanzkreis 24 mit Resonanz bei der 50 später erklärt werden. 36 und 37 sind Ferritplatien.

Mittenfrequenz der Arbeitsfrequenz der Zirkulatoren welche geschichtet zur gedruckten Grundplatte 35

29 und 30 ist zwischen den äußeren Leiterklemmen angeordnet sind. 38 und 39 sind leitende Schichten.

31 und 32 angeordnet, um den Arbeitsfrequenz- die auf die Außenseite der Ferritplatten 36 und 37

bereich zu erweitern. Eine Reihenschaltung eines durch Verdampfung oder andere passende Methoden

Absorptionswiderstandes 26 und eines Netzwerkes ₅₅ aufgebracht sind. Die Ferritplatten sind beidseitig

25. welches die Signale im nicht reziproken Arbeits- der gedruckten Grundplatte 35 geschichtet und so

frequenzbereich durchläßt und die Signale außerhalb befestigt, daß jedes Ende der sich netzartis schnei-

dieses Bereiches sperrt, ist zwischen die Klemmen 33 dendtn Leiter 40. 41 und 42 in Kontakt mit jedem

und 34 der zwei Zirkulatoren 29 und 30 geschaltet, der verlängerten Enden 43 (nicht gezeigt), 44. 45.

Um die Zeichnung zu vereinfachen, sind die Ein- 00 43', 44' und 45' der äußeren Leiter 38"und 39 aegangsklemmen 21 und die Ausgangsklemmen 23 ent- bracht wird und die Enden der Leiter miteinander sprechend Fig. 7b in Fig. 7a nicht gezeigt. Die durch Löten verbunden werden,
schraffierten Linien in Fig. 7a zeigen die äußeren Fig. 10a zeigt ein Muster der gedruckten Grund-Leiter, welche Klemmenleitungen 31 und 32 auf- platte 35, bei welchem auf einer dünnen isolierweisen. 65 schicht 46 auf der Oberseite drei gleiche parallele

Dieser Richtungsleitungskreis kann als Ersatz- Leiter 47, 48 und 49 aufgedruckt sind, wie es durch

schaltung entsprechend Fi g. 7 c ausgedrückt werden. voll ausgezogene Linien in der Zeichnung gezeigt ist.

Wie in dieser Figur gezeigt, ist der Kreis als sym- Auf der Rückseite der Isolierschicht 46 "sind" drei

gleiche parallele Leiter 47', 48' und 49' in einer Lage aufgedruckt, wie sie durch gestrichelte Linien gezeigt ist. Diese Leiter auf der Ober- und Unterseite der Isolierschicht sind, wie in Fig. 10b gezeigt, durch Lochlötungen miteinander verbunden. Klemmen des Zirkulators sind mit dem inneren Leiter verbunden, welcher sich in einer Lage entgegengesetzt zur Lage der verlängerten Ttilc der äußeren Leiterschicht befindet.

Durch die Anwendung eines soichen Musters von inneren Leitern kann die Arbeitsweise von Zirkulatoren mit zusammengeballten Elementen verbessert werden. Jeder der mit jeder Klemme verbundenen Leiter ist gegen alle anderen isoliert und schneidet diese so. daß ein Netz- oder Gitterwerk mit hoher Symmetriegenauigkeit gebildet wird.

Fig. Ua und lib zeigen eine andere Ausführungsform des Musters der gedruckten inneren Leiter. Die Leitersiücke auf der Vorder- und Rückseite der dünnen Isolierschicht haben die Formen, wie 5ie in den Fig. 11a und 11 b zu sehen sind. Durch Lochlötungen sind die Leiterstücke 53 und 53', 54 und 54', 55 und 55'. 56 und 56', 57 und 57', 58 und 58', 59 und 59'. 60 und 60'. 61 und 61'. 62 und 62', 63 und 63' und 64 und 64' miteinander verbunden. Es ist auch möglich, die Leiterstücke an Stellen des Oberlappens zu vergrößern, um eine statische Kapazität zwischen den Stücken äquivalent einzuführen.

Um die erfindungsgemäße Richtungsleitung auf UHF-Kanäle anzuwenden, bei denen viele Kanäle in dichter Folge auftreten und bei welchen eine Trennung der niedrigeren Kanäle und der höheren Kanäle, wie sie vorher im Zusammenhang mit den VHF-Kanälen erklärt wurde, unmöglich ist, können eine Vielzahl von Einheiten der erfindungsgemäßen Richtungsleitung in Kaskade geschaltet werden.

Fig. 1.2 zeigt ein Schaltbild einer Kaskadenschaltung zweier Richtungsleitungskreise. In dieser Figur sind 65 und 66 zwei Einheiten von erfindungsgemäßen Richtungsleitungen mit Zirkulatoren 67 bzw. 68, wobei die Arbeitsfrequenzbereiche der zwei Zirkulatoren leicht voneinander abweichen und zueinander benachbart liegen. In die<?r Ausführungsform können die Störwellen, welche an den Empfängerklemmen 71 erscheinen, durch die Absorptionswiderstände 69 und 70 in einem weiten Frequenzbereich absorbiert werden. 74 und 75 sind Zweipolc mit Reihenresonanz.

ίο Fig. 13 zeigt eine Übertragungscharakteristik einer Breitbandrichtungsleitung, bei welcher vier Einheiten von Richtungsleitungen in Kaskade geschaltet wurden, um eine nicht reziproke Arbeitsweise von VHF 50 bis 300 MHz zu erreichen.

Wie aus der vorangegangenen Erklärung klar zu verstehen ist, weist die erfindungsgemäße Richtungsleitung große Vorteile nicht nur dadurch auf, daß die Einrichtung der Zirkulatoren selbst so verbessert wird, daß die Einfügungsdämpfung über einen sehr weiten Frequenzbereich, welcher sich über den Arbeitsbereich hinaus erstreckt, · vrminder^f. wird, sondern daß auch ein sehr einfacher und miniaturisierter Aufbau im Vergleich mit der konventionellen Vorrichtung erreicht werden kann. Weiter ist durch die Verwendung der Technik gedruckter Schaltungen für den inneren Leiter des Zirkulators die Einheitlichkeit des Wellenwiderstandes der Richtungsleitung stark verbessert. Hierdurch sind Herstellung und Einstellung leicht, so daß die Ergiebigkeit sehr verbessert ist und die Massenproduktion der Vorrichtungen sehr einfach werden kann. Es ist weiter möglich, den Vorteil geringer Herstellungskosten zu erreichen.

Die erfindungsgemäße Richtungsleitung kann bequem auf eine Zweigeinheit für ein Fernsehempfangssystem mit Gemeinschaftsantenne angewendei werden. Ihre Nützlichkeit ist jedoch nicht hieraul beschränkt, und sie ist brauchbar für alle Anwendungen als Richtungsleitung im üblichen Nach

richtenübertragungsbereich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

einen sehr weiten Frequenzbereich, kleine Verluste Patentansprüche: jn Vorwärtsrichtung und genügend hohe Rückwärts verluste im gewünschten Frequenzbereich aufweisen,

1. Richtungsleitung mit Zirkulator, dadurch wodurch eine Einstreuung in andere Empfänger vergekennzeichnet, daß der Zirkulator (12) 5 mieden wird, wenn die Richtungsleitung im Zuauf einem Erdleiter (22) befestigt ist, ein äußerer sammenhang mit Fernsehempfängern uenutzt wird. Leiter (13, 13') des Zirkulators (12) hoch- Infolge der bemerkenswerten Zunahme der Anzahl frequenzmäßig gegen den Erdleiter (22) isoliert von Fernsehempfangsausrüstungen sind die Störunist, ein Zweipol (24) eine Reihenresonanz bei gen für einen Fernsehempfänger, welche durch die einer Frequenz in der Mitte des Arbeitsfrequenz- io Ausstrahlung örtlicher Schwingungsfrequenzen entbereiches des Zirkulators aufweist und zwischen stehen, die von anderen Fernsehempfangsvorrichtunden äußeren Leiter und den Erdleiter geschaltet gen im benachbarten Bereich erzeugt werden, ein ist und daß ein Absorptionswiderstand (26) zwi- großes zu lösendes Problem geworden. Diese Art sehen eine (18) von mehreren Klemmen (16, 17, von Störungen stellt ein besonders wichtiges Problem 18) des Zirkulators und den Erdleiter geschaltet 15 für Empfänger in Bereichen geringer Feldstärke und ist, wobei die anderen Zirkulatorklemmen (16,17) in Wohnhäusern oder hohen Gebäuden dar, wo die rusammen mit dem Erdleiter die Eingangs- und Empfänger durch eine Gemeinschaftsantenne ge-Ausgangsklemmen (21, 23) der Richtungsleitung koppelt sind.

bilden. TJm die gegenseitige Störung von Fernsehempfän-

2. Richtungsleitung nach Anspruch 1, dadurch 20 gern, insbesondere in Form von Schwebungsfreqengekennzeichnel, daß der Absorptionswiderstand zen, welche an einer Gemeinschaftsantenne betrie-(26) zwischen eine (18) \on mehreren Klemmen ben werden, zu unterdrücken, wird zum Anschluß (16, 17, 18) des Zirkulators (12) und einen äuße- des Empfängers an die Antenne im Abzweigpunkt ren Leiter (13^ des Zirkulators (12) geschaltet ist. von der Hauptzuleitung der Gemeinschaftsantenne

3. Richtungsleitung nach Anspruch 1 oder 2, 25 eine Abzweigeinheit mit Richtwirkung benutzt. Die dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweiten Abzweigeinheit mit Richtwirkung besteht im allge-Eweipol (2') enthält, welcher Signale im Arbeits- meinen aus einem Koppler mit Richtwirkung oder frequenzbereich des Zirkulators (12) mit geringer aus einer Kombination eines Zirkulators mit Filtern, Dämpfung durchläßt und eine große Impedanz, um eine gerichtete Übertragungscharakteristik für welche fast unendlich groß ist, für Signale dar- 30 die Welle zu erzielen. Der vorgenannte gerichtete Stellt, deren Frequenzen außerhalb des Arbeits- Koppler hat den Nachteil, daß die Richtwirkung frequenzbereiches liegen, und daß dieser Zweipol auf etwa 10 bis 6 db begrenzt ist, da das Stehwellen-In Reihe mit dem Absorptionswiderstand (26) verhältnis von Antennen normalerweise 2 bis 3 ist. liegt. Die letztere Kombination eines Zirkulators mit

4. Richtungslei'ung nach Anspruch 1 oder 2, 35 Filtern ist praktisch nicht anwendbar, da sie für die dadurch gekennzeichnet, daß der Zirkulator (12) Trennung der Wellen der niedrigeren Kanäle und Bis Zirkulator mit konzentrierten Elementen auf- der höheren Kanäle durch ein Tiefpaßfilter und ein gebaut ist, von denen die inneren Leiter (40, 41, Hochpaßfilter und dafür, einem Zirkulator nur die 42) als gedruckte Schaltung auf einer isolieren- Anteile des höheren Kanals zuz"führen, einen zu den Grundplatte (35) eine netzförmige Konfigu- 40 komplizierten Kreis erfordert. Außerdem hat die ration bilden. letzte Ausführungsform den weiteren Nachteil, daß

5. Richtungsleitung mit zwei Zirkulatoren nach die Einfügungsdämpfung der Filter besonders im einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Grenzfrequenzbereich der höheren und niedrigeren gekennzeichnet, daß der Zweipol (24) zwischen Kanäle, d.h. in einem Frequenzbereich von t. · . die äußeren Leiter (31, 32) der beiden Zirkula- 45 150MHz. in der Praxis zu groß wird, so daß sich toren (29, 30) geschaltet ist und daß der Ab- kaum eine praktisch brauchbare Vorrichtung bauen torptionswiderstand (26) zwischen je eine von läßt.

den Klemmen (33.34) der Zirkulatoren geschaltet Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Ist, wobei die anderen Klemmen der Zirkulatoren neue und praktisch brauchbare Richtungsleitung mit

die Eingangs- und Ausgangsklemmen (21,23) der 50 Richtwirkung in einem gewünschten Frequenzbereich

Richtungsleitung ergeben. zu schaffen, welche eine sehr niedrige Einfügungs-

6. Richtungsleitung mit einer Vielzahl von dämpfung in einem Frequenzband außerhalb des Richtungsleitungen nach einem der vorhergehen- obigen Bereiches hat. Die Richtungsleitung soll einen den Ansprüche in Kaskadenschaltung, dadurch Zirkulator mit konzentrierten Elementen enthalten, gekennzeichnet, daß die einzelnen Richtungs- 55 welcher eine Richtkopplungscharakteristik unableitungen verschiedene Arbeitsfrequenzbereiche hängig vom Stehwellenverhältnis im gewünschten aufweisen und auf einer gemeinsamen Grund- Frequenzbereich aufweist und welcher Wellen in platte befestigt sind, wobei zwei Zirkulator- einer bestimmten Richtung durchläßt u: J in der klemmen (16,17) zusammen mit dem Erdleiter entgegengesetzten Richtung die Wellen absorbiert (22) die Eingangs-und Ausgangsklemmen (21, 23 60 und dämpft. Weiter soll eine Richtungsleitung mit bzw. 73, 71) für die Kaskadenschaltung bei jeder einem breiten Arbeitsfrequenzbereich dadurch verder Richtungsleitungen bilden. wirklicht werden, daß ein sehr einfacher Zweipol

zwischen einer äußeren Leiterklemme, die jeder der

Zirkulatorklemmen gemeinsam ist, und einem Erd-

65 leiter eingefügt wird. Ziel ist eine sehr kompakte Breitbandrichtungsleitung, die als Abzweigeinheit

Die Erfindung geht aus von einer Richtungsleitung von einer Gemeinschaftsantennenleitung für das Mit Zirkulator. Eine solche Richtungsleitung soll Farbfernsehen anwendbar ist und in einem sehr