DE2057220A1 - HF-Schaltung zur Kopplung einer Anzahl von HF-Energiequellen mit einem oder mehreren gemeinsamen Verbraucherkreisen - Google Patents

Description

PATENTANWALT 20. November 1970

8 München 21 - Gofthardstr. 81

Telefon 561762 6301-IV/H.

THOMSON - CSF, Paris 16, Boulevard Murat 101

(Frankreich)

"HF-Schaltung zur Kopplung einer Anzahl von HF-Energiequellen mit einem oder mehreren gemeinsamen Verbraucherkreisen" . |

Priorität vom 20. November 1969 aus der französischen Patentanmeldung 69/39 931

Die Erfindung betrifft eine HF-Schaltung zur Kopplung von P, mindestens jedoch zwei HF-Energiequellen mit einem oder mehreren gemeinsamen Verbraucherkreisen.

Bekannte Schaltungen dieser Art, die beispielsweise zur Kopplung zweier auf der gleichen Frequenz arbeitender Sender mit einer gemeinsamen Sendeantenne verwendet werden, arbeiten häufig mit Hybrid-Kopplern (als Ringkoppler oder als magisches T) oder mit 3 dB-Kopplern (in Verbindung mit einem geeigneten Phasenschieber) um eine genaue Anpassung der Ausgangsimpedanz jedes Senders an die Antenne aufrecht zu erhalten. Eine derartige einfache Schaltung besitzt jedoch einen Nachteil. Bei Ausfall eines der Sender behält die Belastung des anderen

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. Senders ihren korrekten Wert bei. Es wird jedoch lediglich die Hälfte der Ausgangsleistung des letzteren der Antenne zugeführt, während die andere Hälfte in dem Lastausgleichswiderstand des Kopplers gebraucht wird.

Es ist bekannt, diesen Nachteil durch Verwendung zweier in Kaskade geschalteter Hybridübergänge zu vermeiden, die untereinander durch einen einstellbaren Phasenschieber verbunden sind. Bei Ausfall eines der Sender wird die elektrische W Länge einer der die beiden Hybridübergänge verbindenden Leitungen derart eingestellt, daß die gesamte von dem anderen Sender abgegebene Leistung der Sendeantenne zugeführt wird.

Aus der französischen Patentschrift 1 329 680 ist mm weiterhin eine HF-Koppelschaltung bekannt, die es gestattet, beispielsweise eine HF-Quelle wie etwa einen FMrSender oder einen Fernsehsender mit zwei oder mehr Verbrauchern wie etwa den Elementen der Sendeantenne zu verbinden. Ein in dieser Weise verwendeter Koppler wird Leistungsverteiler genannt. Er besteht im wesentlichen aus einem vorzugsweise zylindrischen Hohlraum, der einen Mittelleiter enthält, sowie aus zwei fe oder mehr symmetrisch zu dem Mittelleiter angeordneten Koppelschleifen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die innere Höhe des Hohlraumes und die Länge der Schleife etwa gleich einer Viertelwellenlänge. Die Kopplung dieser Schleifen an den Mittelleiter ist einstellbar, was die Aufteilung der Eingangsleitung auf die Ausgänge in verschiedenen Verhältnissen vorzunehmen gestattet.

j Für eine gegebene Leistungsaufteilung und eine korrekte Anpassung ist jedoch die Einstellung der Kopplung ^.eder der Schleifen, die durch Drehung in einen Winkelbereich von 180° geschieht, auf eindeutige Weise bestimmt.

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Aus der genannten Patentschrift ist die Verwendung einer derartigen Koppelschaltung in umgekehrter Richtung bekannt, d.h. zur Kopplung zweier Energiequellen mit einer einzigen Verbraucherschaltung. Im folgenden wird jede in dieser Weise verwendete Schaltung als Hohlraumkoppler bezeichnet.

In diesem Fall ist jedoch zweingend notwendig, daß die von den beiden Sendern abgegebenen und an dem einzigen Ausgang des Hohlraumkopplers vereinigten Leistungen genau gleich sind, da im gegenteiligen Fall Fehlanpassungen entstehen, die ein korrektes Arbeiten der Anordnung und insbesondere der Sender verhindern.

Genauer gesagt fordert eine selbst geringfügige Schwankung der Ausgangsleistung eines der Sender eine sofortige Nachstellung der Kopplung jeder der Koppelschleifen mit dem Mittelleiter, was die praktische Verwendbarkeit einer derartigen Schaltung außerordentlich beeinträchtigt und erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine HF-Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die vorstehend erwähnten Nachteile vermeidet und vor allem gegen Fehlanpassungen unempfindlich ist, die entweder bei Ausfall eines der Sender oder während der Einstellung der Kopplungen auftreten.

Diese Aufgabe ist mit der hier vorgeschlagenen HF-Schaltung erfindungsgemäß durch folgenden Aufbau gelöst: Zwei Hohlraumkoppler mit jeweils einem einzigen Ausgang und mit jeweils P regelbaren Kopplungsschleifen und P Eingängen; P eingangsseitige Hybridkoppler, deren Eingänge an den jeweils zugehörigen P HF-Energiequellen liegen und die mit den zugeordneten P Eingängen des ersten Hohlraumkopplers verbundene Richtausgänge sowie gegenüber diesen spannungsmäßig um einen gleichen

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Winkel phasenverschobene, an die zugewiesenen P Eingänge des zweiten Hohlraumkopplers angeschlossene Ausgänge und gegenüber den Eingängen entkoppelte, an P angepaßte Lasten geschaltete Zweigleitungen besitzen; und Verbindungsschaltglieder, die zwei an den beiden einzigen Ausgängen liegende Eingänge und in den Verbraucherkreisen entsprechender Anzahl vorgesehene Ausgänge aufweisen und eine Leistung abgeben, die im wesentlichen der Summe der Ausgangsleistungen der beiden Hohlraumkoppler entspricht, wenn diese einander gleich sind.

Die .Verbindungsschaltglieder können beispielsweise aus der Zusammenschaltung eines Phasenschiebers mit einer T-Verbindung, aus einem Ausgangs-Hybridkoppler, der gleichartig mit den Eingangs-Hybridkopplern ist, aus der Zusammenschaltung einer Anzahl von Speiseleitungen oder aus einer Hohlraumleistungsverteiler enthaltenden Verteilerschaltung bestehen.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße HF-Koppelschaltung anhand von beispielsweise gewählten Ausführungsformen und deren Einzelheiten schematisch veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Hohlraumkopplers bekannter Art,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen HF-Koppelschaltung, mit der beispielsweise zwei Sender mit einer Sendeantenne gekoppelt werden können,

Fig. 3 eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 2, bei der anstelle eines Phasenschiebers ein Hybrid-Koppler vorgesehen ist,

Fig. 4 die erfindungsgemäße HF-Koppelschaltung in einer für vier Sender bestimmten Ausführungsform,

Fig. S ein für die Zusammenschaltung mit der HF-Koppelschaltung geeigneten Leistungsverteiler,

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Fig. 6 die erfindungsgemäße HF-Koppelschaltung in Verbindung mit einer Schaltung zur automatischen Kopplungsregelung.

In den Fig. sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet..

Fig. 1 zeigt in schematischer Vereinfachung eine Ausführungsform eines Hohlraumkopplers, wie er aus der genannten französischen Patentschrift 1 329 680 bekannt ist, Dargestellt ist ein Koppler 100, der zwei Koppelschleifen 114 und 115 enthält, die im Inneren eines zylindrischen Hohlraumes liegen. Dieser Hohlraum besteht aus einer zylindrischen Wand 110 und zwei die beiden Stirnflächen dieses Zylinders abschließenden Wänden 111 und 112.

Der Koppler 100 enthält außerdem einen Mittelleiteri14, ! dessen eines Ende mechanisch und elektrisch mit der zweiten i (unteren) Stirnfläche 112 verbunden ist. Die erste (obere) ' Stirnfläche 111 weist in der Mitte eine kreisförmige öffnung auf, deren Durchmesser größer als der des Mittelleiters 113 ist. Das andere Ende des Mittelleiters 113 bildet mit einem zylindrischen Leiter, der mit der ersten Stirnfläche Ί11 verschraubt ist, ein Stück des Koaxialkabels 105, mit dem der Koppler mit einer äußeren Schaltung verbunden werden kann.

Die aus U-förmigen Leitern gebildeten Koppelschleifen 114 und 115 können beliebig ausgerichtet werden, d.h. sie können beispielsweise durch mechanische Steuervorrichtungen 116 und 117 um die beiden symmetrisch zu dem Mittelleiter liegenden Achsen gedreht werden. Die ersten Enden der die Schleifen 114 und 115 bildenden Leiter sind elektrisch mit der ersten Stirnfläche 111 des Hohlraumes über zwei Aufnahmen, in denen sie gedreht werden können, verbunden. Die zweiten Enden der Schleifen 114 und 115 treten durch die zweite Stirnfläche 112

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in zwei in dieser angeordneten kreisförmigen Offnungen hindurch und bilden mit jeweils einem zylindrischen Leiter, der mit der Stirnfläche 112 verbunden ist, ein Stück eines koaxialen Kabels 101 bzw. 102, das zur Herstellung der Verbindung mit zwei verschiedenen äußeren Schaltungen dient.

Wie vorstehend erläutert, kann der Hohlraumkoppler nach Fig. 1 sowohl als Leistungsverteiler als auch als Koppelschaltung für zwei Energiequellen mit einer einzigen Verbraucherschaltung verwendet werden.

Im Falle seiner Verwendung als Verteiler wird die Energiequelle mit dem Koaxialleiterstück 105 verbunden, während die beiden Verbraucherschaltungen mit den Koaxialstücken 101 bzw. 102 verbunden werden.

Für eine gegebene Leistungsverteilung sind die Kopplungen, d.h. die Ausrichtung der Schleifen eindeutig bestimmt. Die Richtungen der beiden Schleifen werden mittels der mechanischen Vorrichtungen 116 bzw. 117 eingestellt, deren jede eine unterteilte Anzeige für die Kopplung aufweist.

Wenn der Hohlraumkoppler 100 als Koppelschaltung verwendet wird, werden die Ausgänge der Energiequellen mit den Koaxialleiterstücken 101 bzw. 102 verbunden, während die Last ait dem Koaxiall6iterabschnitt 105 verbunden wird.

In diesem Falle ist es zur Vermeidung von Fehlanpassungen unabdingbar, die Richtung der KoppeIschleifen so einzustellen, daß die von ihnen in den Mittelleiter induzierten Leistungen genauestens gleich sind.

Im anderen Falle, d.h. wenn die von den beiden HF-Energiequellen gelieferten Leistungen voneinander abweichen, muß

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die Kopplung, der die geringere Leistung erhaltenden Koppelschleife mit dem Mittelleiter 113 fester und die Kopplung der anderen Koppelschleife loser sein als im Falle gleich großer Leistungen. Jedes Verhältnis der von den beiden Energiequellen abgegebenen Leistungen erfordert eine unterschiedliche Einstellung der Koppelschleifen. Wenn eine Verminderung der Leistung einer der Quellen auftritt, erhöht sich sofort das Stehwellenverhältnis (Fehlanpassung) an ihrem Ausgang,was zu Störungen oder zum Ausfall einer oder beiden Quellen führen kann.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße HF-Koppelschaltung, bei f der zwei Hohlraumkoppler verwendet werden, was jegliche Fehlanpassung der Ausgänge der Energiequellen ausschließt. i

In Fig. 2 stellen die Bezugsziffern 1 und 2 zwei Sender dar, die eine einzige Sendeantenne 6 speisen sollen.

Die Ausgänge der Sender 1 und 2 sind mit den entsprechenden ersten Anschlüssen 11 und 21 zweier Eingangshybridkoppler genannter Hybridkoppler 10 und 20 bekannter Art verbunden, die vier Anschlüsse aufweisen. Diese Hybridkoppler können entweder #*##·* 3 dB-Richtkoppler oder Richtkoppler mit einer elektrischen Länge von ein und einer halben Wellenlänge μ sein, welche letztere auch Ringhybridkoppler genannt werden. ,

Diese Hybridkoppler haben die bekannte Eigenschaft, daß , eine Hälfte der einem ersten Anschluß (11) zugeführten Leistung ι über einen dritten Anschluß (13) austritt und die andere Hälfte über einen vierten Anschluß (14), wobei der zweite Anschluß (12) in Bezug auf den ersten Anschluß entkoppelt ist. Außerdem ist das über den vierten Anschluß (14) austretende Signal in Bezug auf dasjenige, das am dritten Anschluß (13) austritt, phasenverschoben. Diese Phasenverschiebung beträgt beispiel's-

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weise r /2 (^/4) für einen 3 dB-Richtkoppler und TT(A /2) für einen Ringkoppler einer elektrischen Länge von ein und einer halben Wellenlänge (3 λ/2).

Für diesen Anwendungsfall sei der erste Anschluß Eingang, der zweite entkoppelter Anschluß, der dritte direkter Ausgang und der vierte phasenverschobener Ausgang,genannt.

Die direkten Ausgänge 13 und 23 der beiden Eingangshybrid-Köppler 10 und 20 sind jeweils mit zwei Eingängen 101 und 102 eines ersten Hohlraumkopplers 100 verbunden. Ihre phasenverschobenen Ausgänge 14 und 24 sind jeweils mit den Eingängen 201 und 202 eines zweiten Hohlraumkopplers 200 verbunden, der identisch wie der erste aufgebaut ist. Die entkoppelten Anschlüsse 12 und 22 der Hybridkeppler 10 und 20 sind mit angepaßten Impedanzen 15 und 25 abgeschlossen, die dem Wellenwiderstand der Hybridkoppler entsprechen.

Um eine korrekte Arbeitsweise ohne merkliche Verluste für die erfindungsgemäße Koppelschaltung sicherzustellen, müssen die Kopplungseinstellungen und die Ausrichtung der entsprechenden Schleifen der beiden Hohlraumkoppler 100 und 200 gleich und abhängig von den jeweiligen Ausgangsleistungen der beiden Sender 1 und 2 sein.

Es läßt sich außerdem feststellen, daß die Ausgangssignale der beiden Sender 1 und 2 in Phase sein müssen, so daß die elektrischen Längen der entsprechenden Verbindungskabel der verschiedenen Elemente untereinander gleich groß sein müssen, wie beispielsweise diejenigen aller Kabel, die die Hybridkoppler mit den Hohlraumkopplern verbinden usw.

Wenn unter diesen Umständen Änderungen der Leistung am Ausgang eines der beiden Sender auftreten, sind die Fehlan-

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passungen, die in den beiden Hohlraumkopplern entstehen, gleich groß, ebenso wie die Werte der in Richtung auf die direkten und phasenverschobenen Ausgänge der Eingangshybrid- j koppler reflektierten Leistungen.

Die zu dem phasenverschobenen Ausgang reflektierte Leistung hat dann eine Phasennacheilung vontT/2 (oder von1Γ, je nach verwendetem Koppler) in Bezug auf diejenige, die an den direkten Ausgang gelangt. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß zufolge der Phasenverschiebung im Hybridkoppler die ; gesamte reflektierte Leistung am entkoppelten Anschluß auftritt, wo sie durch die angepaßte Last aufgenommen wird. " Dennoch führen Fehlanpassungen in den Hohlraumkopplern zu j Leistungsverlusten, da die gesamte reflektierte Leistung i in den angepaßten Lastimpedanzen der Hybridkoppler vernichtet ] wird.

Die Koppelschleifen müssen daher jedesmal neu eingestellt werden, wenn merkbare Änderungen im Verhältnis der von den : beiden Sendern gelieferten jeweiligen Leistungen auftreten. >

\ Der Ausgang 105 des ersten Hohlraumkopplers 100 speist

einen ersten Eingang einer T-Verbindung über einen Phasen- j schieber 5. Die diesen Phasenschieber 5 durchlaufenden Signale erleiden eine Phasenverschiebung, die gleich der Phasenverschiebung zwischen den Signalen ist, die zwischen den jeweiligen direkten und phasenverschobenen Ausgängen der Hybridkoppler auftreten. Der Ausgang 205 des zweiten Hohlraumkopplers 200 ist direkt mit dem zweiten Eingang des T-lntlfopplers 8 verbunden, dessen Ausgang mit dem einzigen Verbraucher, der hier durch eine Sendeantenne 6 dargestellt ist, verbunden ist.

Bei dieser Lösung ergeben sich dennoch Anpassungsproblerne,

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die durch die Verwendung der nachfolgend beschriebenen Schaltung vermieden werden können.

Wie vorstehend erläutert, gelingt es mit der erfindungsgemäßen HF·¹-Koppel schaltung, Fehlanpassungen des ordnungsgemäß arbeitenden Senders zu vermeiden, wenn der andere Sender fehlerhaft arbeitet oder sich seine Ausgangsleistung vermindert.

Dies gestattet, der Antenne praktisch die gesamte Leistung des ordnungsgemäß arbeitenden Senders zuzuführen unter der Bedingung, daß die Kopplung der mit dem ordnungsgemäß arbeitenden Sender verbundenen Koppelschleife auf einen vorbestimmten Wert gebracht wird, der nahe dem Koppelmaximum liegt, während gleichzeitig die mit den fehlerhaft arbeitenden Sender verbundene Koppelschleife auf einen Wert gebracht werden muß, der nahe dem Kopplungsminiraum liegt.

Dieser vorbestimmte Einstellwert entspricht beispielsweise einem an dem mit dem ordnungsgemäß arbeitenden Sender verbundenen Eingang gemesst-..jn minimalen Stehwellenverhältnis, während die andere Schleife etwa auf Kopplungsminimum eingestellt wird.

Für diese Messung kann der entsprechende Eingang der mit dem fehlerhaft arbeitenden Sender verbundenen Koppelschleife mit einer Impedanz verbunden werden, die der Ausgangsimpedanz dieses Senders entspricht, wenn dieser außer Betrieb ist.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 2, worin die Anordnung aus dem Phasenschieber 5 und dem T-Koppler 8 durch einen Hybridkoppler 50 ersetzt ist, der identisch aufgebaut ist, wie die Eingangskoppler 10 und 20 und der Ausgangskoppler genannt werden soll.

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Bei diesem Beispiel ist der Ausgang 105 des ersten Hohlraumkopplers 100 mit dem ersten Anschluß 51 des Hybridkopplers 50 und der Ausgang 205 des zweiten Hohlraumkopplers 200 mit dem zweiten Anschluß 52 desselben verbunden. Der dritte Anschluß 53 des Hybridkopplers 50 ist mit einer angepaßten Lastimpedanz 55 abgeschlossen und sein vierter Anschluß 54 ist mit der Antenne 6 verbunden.

Wenn die Einstellungen der entsprechenden Kopplungsschleifen der beiden Hohlraumkoppler 100 und 200 übereinstimmen, sind auch die von deren Ausgängen 105 und 205 gelieferten Leistungen gleich und das am Ausgang 205 auftretende Signal ist in Bezug auf das Signal am Ausgang 105 um einen Wert phasenverschoben, der gleich den jeweiligen Phasenverschiebungen der Signale an den direkten und phasenverschobenen Ausgängen der Eingangskoppler 10 und 20 ist. (ir/2 oderT, je nach verwendetem Koppler). Das am Eingang 51 liegende nicht phasenverschobene Signal und das am Eingang 52 des Kopplers 50 liegende phasenverschobene Signal überlagern sich daher an seinem zweiten Anschluß 54, der den Ausgang bildet.

Die Verwendung eines Hybridkopplers 50 anstelle eines Phasenschiebers 5 in Verbindung mit einem T-Koppler 8 gestattet die Übertragung eines breiteren Frequenzbandes und ist daher für die Kopplung von Fernsehsendern zu bevorzugen..Die erfindungsgemäße HF-Koppelschaltung kann auch für die Kopplung von mehr als zwei Sendern auf eine einzige Antenne verwendet werden. In diesem Falle enthalten die Hohlraumkoppler ebenso viele bewegliche Koppelschleifen und weisen daher ebenso viele Eingänge auf wie mit der Antenne zu verbindende Sender vorhanden sind.

Fig. 4 veranschaulicht ein AusfUhrungsbeispiel zur Kopplung von vier Sendern mit einer einzigen Antenne.

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Die Ausgänge der vier Sender 1, 2, 3 und 4 sind mit den entsprechenden Eingängen von vier Eingangshybridkopplern 10, 20, 30 und 40 verbunden. Die direkten Ausgänge dieser vier Eingangskoppler sind mit den entsprechenden vier Eingängen 101, 102, 103 und 104 eines ersten Hohlraumkopplers 100 und ihre phasenverschobenen Ausgänge mit den entsprechenden vier Eingängen 201, 202, 203 und 204 eines zweiten Hohlraumkopplers 200 verbunden. Die Ausgänge 105 und 205 dieser Hohlraumkoppler 100 und 200 liefern jeweils ein nichtphasenverschobenes und ein phasenverschobenes Signal, die zusammen eine Antenne 6 in der in Fig. 3 angegebenen Weise speisen können.

Wenn die Antenne zwei Speiseleitungen besitzt oder wenn die Notwendigkeit besteht, zwei Antennen mit gleichen Leistungen zu versorgen, ist es möglich, die einen bzw. die anderen direkt mit den Ausgängen 105 und 205 der Hohlraumkoppler unter Berücksichtigung der relativen Phasenverschiebung zu verbinden.

Es ist außerdem möglich, die erfindungsgemäße HF-Kopplungsschaltung mit einer Leistungsverteilerschaltung zu verbinden.

Ein derartiger Verteiler ist in Fig.fTdargestellt. Er umfaßt zwei Hohlraumverteiler 300 und 400, sowie zwei Ausgangskoppler genannte Hybridkoppler 60 und 70, die ebenso aufgebaut sind wie diejenigen in der Koppelschaltung. Diese Verteiler können denselben Aufbau haben wie die Hohlraumkoppler.

In der Schaltung nach Fig. 5 ist der Ausgang 105 des ersten Kopplers 100 mit dem Mittelleiter des ersten Verteilers 300 über seinen Eingang 301 und der Ausgang 205 des zweiten Kopplers 200 mit dem Eingang 401 des zweiten Verteilers 400 verbunden. Jeder Verteiler enthält dabei zwei bewegliche Koppelschleifen, von denen jede mit dem Ausgang des entsprechenden Kopplers verbunden ist.

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Die beiden ersten Ausgänge 302 und 402 der beiden Verteiler' 300 und 400 sind mit dem ersten Anschluß 61 und dem zweiten Anschluß 62 des ersten Ausgangshybridkopplers 60 verbunden. ■ Ebenso sind die beiden zweiten Ausgänge 303 und 403 mit den ; entsprechenden ersten Anschluß 71 bzw. zweiten Anschluß 72 des zweiten Ausgangshybridkopplers 70 verbunden. Die Ausgangssignale der beiden Verteiler sind gegeneinander phasenverschoben, was auf das Vorhandensein der Hybridkoppler in der Koppelschaltung zurückzuführen ist. Die beiden Koppler 60 und 70 verhalten sich in derselben Weise wie der Koppler 50 nach ; Fig. 3. I

. M

Die dritten Anschlüsse 63 und 73 der Ausgangshybridkoppler ;

60 und 70 sind demzufolge mit angepaßten Lastimpedanzen 65 i

und 75 verbunden und ihre vierten Anschlüsse 64 und 74 bilden die Ausgänge, die die beiden Antennen 6 bzw. 7 versorgen.

i Die Einstellungen der entsprechenden Koppelschleifen der

beiden Verteiler müssen unter allen Umständen in gleicher

Weise vorgenommen werden und man Kann daher ihre Achsen mit einem gemeinsamen Einstellmechanismus verbinden.

Die Hohlraumkoppler 100 und 200 können an Orten angebracht sein, an denen der Zugang zu den Koppeleinstellvorrichtungen schwierig ist. In diesem Fall kann eine Fernsteuerung für die Ausrichtung der Schleifen mittels elektrischer Motoren vorgesehen werden, die mit einer Schaltung zur Fernübertragung dieser Ausrichtung verbunden ist.

Es ist außerdem möglich, Geräte zu verwenden, die das Stehwellenverhältnis oder das Verhältnis zwischen der Übertragenen und der reflektierten Leistung anzeigen und die Einstellungen der Koppelschleifen können auf minimale Anzeige dieser Geräte erfolgen. Ein derartiges Gerät kann beispielsweise mit Hilfe von Sonden arbeiten, die einerseits vor den Eingängen 11, 21

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der Hybridkoppler 10, 20 und andererseits zwischen die entkoppelten Anschlüsse 12, 22 und die angepaßten Lastimpedanzen 15, 25 eingefügt sind. Die Ausgänge dieser Sonden können mit einem Verhältnisanzeiger verbunden sein, dessen Anzeigeeinrichtung eine Angabe liefert, die eine Funktion des Stehwellenverhältnisses und demzufolge der durch eine nicht korrekte Einstellung der Hohlraumkoppler verursachten Verluste ist.

Es ist außerdem möglich, die erfindungsgemäße HF-Koppelschaltung beispielsweise in der Ausfuhrungsform nach Fig. 2 mit einer automatischen Regelschaltung für die Kopplung zu vereinigen, die eine Regelung der Ausrichtung der Koppelschleifen entweder in Abhängigkeit vom Verhältnis der von den Sendern 1 und 2 abgegebenen Leistungen oder in Abhängigkeit von dem beispielsweise in der vorstehend beschriebenen Art und Weise gemessenen Stehwellenverhältnis liefert.

Fig. 6 zeigt eine HF-Kopplungsschaltung mit einer automatischen Regelungsschaltung für die Kopplung, die das Verhältnis der von den Sendern geliefertem Leistungen als Regelparameter ausnützt.

Die Schaltung nach Fig. 6 enthält zwei Sonden 80 und 90, die zwischen die Ausgänge der Sender 1 bzw. 2 und die Eingänge 11 bzw. 21 der Eingangshybridkoppler 10 bzw. 20 geschaltet sind. Diese Sonden gestatten die Entnahme eines Teils der von den Sendern gelieferten Leistung, die nach Gleichrichtung zur Steuerung der Ausrichtung der Koppelschleifen ausgenützt werden kann.

Zu diesem Zweck sind die Meßausgänge 81 bzw. 92 der Sonden 80 j bzw. 90 mit den Eingängen 121 bzw. 122 einer Regelschaltung420 verbunden, die einen Teil einer Regelvorrichtung bildet, die in , verschiedener jedoch jeweils bekannter Weise aufgebaut sein kann. ;

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Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform enthält die Regelvorrichtung unter anderem zwei Elektromotoren 130 bzw. 140, die mit den beiden Ausgängen 123 bzw. 124 der Regelschaltung 120 verbunden sind. Die Welle des Motors 130 ist mechanisch in identischer Weise mit den Drehachsen der beiden ersten Koppelschleifen der Hohlraumkoppler 100 und 200 gekuppelt. Ebenso ist die Welle des Motors 140 mit den Achsen der beiden zweiten Koppelschleifen dieser Koppler gekuppelt. Dies ermöglicht die Regelung der Kopplung einander entsprechender Kopplungsschleifen in gleichen Beträgen.

Es kann auch beispielsweise eine vereinfachte automatische Regelvorrichtung verwendet werden, die es gestattet, der Antenne praktisch die gesamte Leistung des ordnungsgemäß arbeitenden Senders im Falle eines Ausfalles oder einer erheblichen Verminderung der Leistung des anderen Senders zuzuführen.

In diesem Falle enthält die Regelschaltung 120 beispielsweise zwei Schwellwertdetektoren ( diese können z.B. aus Spannungsvergleichern bestehen), die mit den Sonden 80 bzw. 90 verbunden sind. Diese Schwellwertdetektoren sind ihrerseits mit je einem elektromagnetischen Relais verbunden.

Wenn der Pegel des von dem Meßausgang einer der beiden Sonden' gelieferten Signales unter einen voreingestellten Wert fällt, ■ betätigt der Schwellwertdetektor das Relais, mit dem er verbunden ist, wodurch gleichzeitig sowohl der Motor anläuft, der die Ausrichtung der mit dem ausgefallenen Sender verbundenen Kopplungsschleifen steuert als auch das Anlaufen des Motors, der die Ausrichtung der mit dem ordnungsgemäß arbeitenden Sender; verbundenen Kopplungsschleifen steuert. Die beiden Motoren arbeiten gegenläufig, d.h., daß die Kopplung des ordnungsgemäß arbeitenden Senders mit der Antenne erhöht wird und die Kopplung des ausgefallenen Senders vermindert wird.

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Die Motoren werden beispielsweise mit Hilfe von Endabschaltern stillgesetzt, wenn die Kopplungsschleifen die durch diese Endabschalter festgelegten Ausrichtungen erreicht haben. Die Stellung der Endabschalter ist in der im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 3 angegebenen Weise bestimmt. Sobald die beiden Sender normal arbeiten, kann auf die normale Regelung beispielsweise durch Handsteuerung oder automatische Steuerung der Motoren wieder übergegangen werden.

Es ist möglich, bei dieser Vorrichtung die beiden Motoren durch einen einzigen Gleichstrommotor zu ersetzen, dessen Welle mit den ersten Kopplungsschleifen direkt und mit den zweiten Kopplungsschleifen über ein Getriebe zur Drehrichtungsumkehr verbunden ist, wobei die Polarität der an dem Motor liegenden Spannung davon abhängt, welcher der beiden Sender ausgefallan ist.

Ebenso ist es möglich, die Schwellwertdetektoren mit einem Differenzverstärker zu verbinden, der ein Signal abgibt, das durch seine Polarität angibt, welcher Sender gestört ist und durch seinen Pegel den Unterschied zwischen den von den beiden Sendern gelieferten Leistungen.

Die Regelschaltung 120 kann auch durch komplexeren Aufbau so ausgeführt werden, daß die Kopplungen in Abhängigkeit vom Verhältnis der Leistungen der beiden Sender geregelt werden.

Weiterhin ist es möglich, die Kopplungen auf minimales Stehwellenverhältnis zu regeln. In diesem Falle werden die zwei Meßsonden (oder andere zur Leistungsmessung geeignete Elemente wie Bolometer oder Thermistoren) vorzugsweise zwischen die entkoppelten Anschlüsse (12 und 22 in Fig. 2) und die angepaßten Lastimpedanzen (15 und 25 in Fig. I) der zwei Eingangshybridkoppler (10 und 20 in Fig. 2) eingefügt.

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Die Meßausgänge dieser Sonden liefern dann einen Bruchteil der durch die Hohlraumkoppler 100 und 200 reflektierten Leistungen. Die Regelschaltung 120 regelt in diesem Fall die Kopplungen auf Minimum der reflektierten Leistungen.

Die Schaltungsanordnung kann so getroffen werden, daß in einem einzigen Gehäuse die beiden Hohlraumkoppler mit den Eingangshybridkopplern und dem oder den Ausgangshybridkopplern vereinigt sind.

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Claims (1)

1. Oipl.-Ing. Dipl. oec. publ

   DIETRICH LEWINSKY

   PATENiANWALT
   München 21 - Gotthardsfr. 81

   Telefon 561762

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   Thomson - CSF, Paris 16, Boulevard Murat 101

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   Patentansprüche:

   M.jHF-Schaltung zur Kopplung von P, mindestens jedoch zwei HF-Energiequellen mit einem oder mehreren gemeinsamen Verbraucherkreisen, gekennzeichnet durch zwei Hohlraumkoppler (100, 200) mit jeweils einem einzigen Ausgang (105, 205) und mit jeweils P regelbaren Kopplungsschleifen und P Eingängen; P eingangsseitige Hybridkoppler (10 bis 40), deren Eingänge an den jeweils zugehörigen P HF-Energiequellen (1 bis 4) liegen und die mit den zugeordneten P Eingängen (101 und 104) des ersten Hohlraumkopplers (100) verbundene Richtausgänge sowie gegenüber diesen spannungsmäßig um einen gleichen Winkel phasenverschobene, an die zugewiesenen P Eingänge (201 bis 204) des zweiten Hohlraumkopplers (200) angeschlossene Ausgänge und gegenüber den Eingängen entkoppelte, an P angepaßte Lasten geschaltete

   ! Zweigleitungen besitzen; und Verbindungsschaltglieder, die zwei an den beiden einzigen Ausgängen (105, 205) liegende Eingänge und in den Verbraucherkreisen entsprechender Anzahl vorgesehene Ausgänge aufweisen und eine Leistung abgeben, die im wesentlichen der Summe der Ausgangsleistungen der beiden Hohlraumkoppler (100, 200) entspricht, wenn diese einander gleich sind.

   2. Koppelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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   daß zur Speisung eines einzigen Verbraucherkreises (6) die Verbindungsschaltglieder aus einem Phasenschieber (5), der den ihn durchlaufenden Signalen eine Phasenverschiebung auferlegt, die derjenigen zwischen den Richtausgangs- und Ausgangsspannungen der Hybridkoppler (10, 20) entspricht, und aus einem T-förmigen Koppler (8) bestehen, wobei der Phasenschieber (5) zwischen dem Ausgang (105) des ersten Hohlraumkopplers (100) und dem ersten Arm des T-Kopplers (8) eingeschleift und dessen zweiter Arm mit dem Ausgang (205) des zweiten Hohlraumkopplers (200) verbunden ist und der dritte Arm des T-Kopplers (8) dessen den Verbraucherkreis (6) speisenden Ausgang bildet.

   3. Koppelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speisung eines einzigen Verbraucherkreises (6) die Verbindungsschaltglieder aus einem ausgangsseitigen Hybrddkoppler (50) der gleichen Art wie die eingangsseitigen Hybridkoppler (10, 20) bestehen, dessen einer Arm (51) am Ausgang (105) des ersten Hohlraumkopplers (100) , dessen zweiter Arm (52) am Ausgang (205) des zweiten Hohlraumkopplers (200) und dessen dritter Arm (53) an einer angepaßten Last (55) liegt und dessen vierter Arm (54) mit den sich phasenmäßig zusammensetzenden beiden Eingangssignalen den Verbraucherkreis (6) speist (Fig. 3).

   4. Koppelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eingabe zweier gleicher Leistungen an zwei Verbraucherkreise (6, 7) die Verbindungsschaltglieder aus gegebenenfalls mit Phasenschiebern ausgestatteten Speiseleitungen bestehen, die einerseits den Ausgang (105) des ersten Hohlraumkopplers (100) mit dem mit dem einen Verbraucherkreis (6) und andererseits den Ausgang (205) des

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   zweiten Hohlraumkopplers (200) mit dem anderen Verbraucheikreis (7) verbinden.

   Koppelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eingabe verschiedener Leistungen an Q, mindestens zwei Verbraucherkreise (6, 7) die Verbindungsschaltglieder aus einer zwei Hohlraumteiler (300, 400) gleicher Art wie die Hohlraumkoppler (100, 200) mit jeweils Q regelbaren Kopplungsschleifen und Q Ausgängen aufweisenden Teilerschaltung bestehen, die außerdem Q ausgangsseitige Hybridkoppler (60, 70) gleicher Art wie die eingangsseitigen Hybridkoppler (10, 20) besitzt, wobei der Eingang (301) des ersten Teilers (300) am Ausgang (105) des ersten Hohlraumkopplers (100) und der Eingang (401) des zweiten Teilers (400) am Ausgang (205) des zweiten Hohlraumkopplers (200) liegt und ferner die Q Ausgänge (302, 303) des ersten Teilers (300) mit den ersteren Armen (61, 71) der Q Ausgangshybridkoppler (60, 70) und die Q Ausgänge (402, 403) des zweiten Teilers (400) mit deren zweiten Armen (62, 72) verbunden sind und schließlich die jeweiligen vierten Arme (64, 74) der Q Hybridkoppler (60, 70) die Q verschiedenen Verbraucherkreise (6, 7) speisen (Fig. 5).

   Koppelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schaltung zur selbsttätigen Kopplungsregelung mit mindestens zwei zwischen jede Energiequelle (1, 2) und dem zugehörigen Eingangshybridkoppler (10, 20) geschalteten Abzweigschaltgliedern (80, 90), einem von diesen an ihren Eingängen (121, 122) gespeisten Regelkreis (120) und mit elektrischen Motoren (130, 140), deren Wellen mechanisch an die Drehachsen der Kopplungsschleifen der Hohlraumkoppler (100, 200) gekoppelt und die durch vom Regelkreis (120) ausgegebene Signale regelbar sind (Fig. 6).

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