DE2065525A1 - Einrichtung zur einspeisung einer hochfrequenten ueber ein parallelkreisfilter ankommenden signalenergie in eine durchgehende leitung - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, 2 4. WJG. 197

Berlin und München Wittelshacherplatz-

Einrichtung zur Einspeisung einer hochfrequenten über ein Parallelkreisfilter ankommenden Signalenergie in eine durchgehende Leitung _^___ ,·"

Ausscheidung aus Patentanmeldung P 20 44 690.6-35

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Einspeisung einer hochfrequenten, über ein Parallelkreis-- i filter-, insbesondere Bandfilter mit Ausgangsparallelkreis, ankommenden Signalenergie in eine durchgehende, an beiden linden reflcxionöfrei abgesv.hlosßene Leitung, insbesondere zur Verwendung in Gerneinschaftsantonnenanlagen, bei denen Signale mehrerer unterschiedlicher Frequenzbereiche einer gemeinsamen Durchschleifleitung zugeführt sind, derart, daß die einzelnen Ausgangsparallelkreise als Längsglied an jeweils verschiedenen Stellen entlang dieser Leitung angekoppelt sind.

Alis der deutschen Patentschrift 912 582 ist es bekannt, mehrere, auf unterschiedlichen Frequenzbändern übertragene Signale derart an den beiden wellenwiderstandsgerecht abge- ' " schloosenen Enden einer durchgehenden Leitung zusammenzufassen, daß man für jedes Frequenzband ein Bandfilter mit Serienkreisausgang vorsieht und diese Serienkreise in mehr oder weniger großen Abständen mit der Durchschleifleitung verbindet. Diese einfache Filterankopplung hat jedoch den Nachteil, daß außerhalb des übertragenen Frequenzbereiches durch die Serienkreisimpedanz noch störende Querbelastungen auftreten. In diesem Fall wird der Wellenwiderstand der Durchschleifleitung frequenzabhängig verändert, so daß die

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Übertragungsbereiche der einzelnen Bandfilter in ihrem Dämpfungsverlauf relativ stark verzerrt werden.

Bei zwei weiteren, aus der deutschen Auslegeschrift 1 244 bekannten Ankoppelschaltungen v/ird die Signalenergie in der Weise in die !Durchschleifleitung eingekoppelt, daß an den einzelnen Ankoppelstellen jeweils Parallelkreise in den dort aufgetrennten Hauptleiter (innenleiter) der Leitung eingefügt sind, wobei der auf die Frequenz des betreffenden Verstärkers abgestimmte Parallelkreis entweder ein vom Verstärker unabhängiges und selbständiges Ankoppelglied ist fc oder aber durch den Ausgangskreis eines den Verstärkerausgang darstellenden Bandfilters gebildet sein kann. Auch mit diesen Schaltungen lassen sich durchschleifbedingte, zusätzliche Dämpf ungs"v erzerrungen in den einzelnen Frequenzbändern nicht vermeiden, da die eingefügten Resonanzkreise in der Umgebung ihrer Resonanzfrequenz keinen idealen Kurzschluß darstellen.

Ähnliche Schwierigkeiten bestehen schließlich auch bei den aus den deutschen Auslegeschriften 1 247 429 und 1 766 070 bekannten Ankoppelschaltungen. Im ersten Fall handelt es sich um eine auf die jeweils einzuspeisende Frequenz ,abgestimmte Koppelschleife, deren Abstand zur Durchschleifleitung P so gewählt ist, daß störende Einflüsse auf den Wellenwiderstand der Durchschleifleitung außerhalb der Resonanzstelle möglichst vermieden werden können. Im zweiten Fall besteht die Ankoppelschaltung aus einem UT-Glied, das im Ankoppelbereich in die Durchschleifleitung eingefügt ist und aus einem als Längsinduktivität v/irkenden Leitungsstrich und zwei Querkapazitäten besteht, wobei die Grenzfrequenz des so gebildeten, ein- und ausgangsseitig angepaßten Tiefpasses oberhalb der höchsten zu übertragenden Signalfrequenz liegt.

Ein wesentlich verbessertes Durchschleifverfahren, bei dem in

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den. Nutzfrequenzbändern keine nennenswerten Dämpfungsverzerrungen mehr auftreten, läßt sich "bekanntlich durch Anwendung von überbrückten Differentialübertragern erreichen. Hier werden die beiden Enden von zwei in Serie geschalteten, gleich großen, mit Hilfe von magnetischem Material fest verkoppelten Spulen in den Leitungszug eingeschaltet. Dabei wird der Serienausgangskreis des Bandfilters mit einer Mittelanzapfung des Differentialübertragers verbunden. Ein zusätzliches Netzwerk, da die beiden Übertragerspulen überbrückt, läßt sich dann so bemessen, daß zumindest außerhalb des Eandfilberübertragungsbereiches die störende Querimpedanz des Bandfilters kompensiert wird und die Anordnung in beiden Richtungen an den Wellenwiderstand der Durchschleifleitung " angepaßt erscheint. Abgesehen vom nicht ganz einfachen Aufbau bir,sichtlich der erforderlichen Schaltungssymmetrie stört Mer die kapazitive Kopplung zwischen den beiden Übertragerirpulen. Durch diesen wesentlichen Nachteil ist es daher nicht möglich, die Anordnung über einen größeren Frequenzbereich an die Durchschleifleitung anzupassen.

Die Erfindung soll nun eine Möglichkeit schaffen, ohne Zuhilfenahme von festgekoppelten Übertragern oder I'errit-Kernmaterial mit möglichst einfachen Mitteln die durchscbleifbedingten Dämpfungsverserrungen weitgehend zu beseitigen, Hierzu ist erforderlich, daß an den Stellen, an denen Signale ' λ in die Durohschleifleitung eingespeist v/erden, die störende Impedanz des angekoppelten Bandfilters wenigstens außerhalb des Paßbandss aufgehüben wird.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art in der Weise erreicht, daß in der elektrischen Kitte eines der Längsglied-Reaktanzzweige des auf einen bestimmten Dämpfungsverlauf abgestimmten Ausgangsparallelkreises ein Querzweig in Form eines Serienkreises angeschaltet ist, daß die Schaltelemente dieses Querzweiges so gewählt

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Und bemessen sind, daß bei der geometrischen Bandmittenfrequenz des Filters eine Serienreeonanz und für daß (jeweils eingespeiste Signal an beiden Enden des FilterausgangskrelseB ein gleichmäßiger Dämpfungsverlauf"auftritt und daß das aus Querzwelg und Filterausgangskreis gebildete I-Glled Zumindest in den zu beiden Seiten des Nutzbandes bei der jeweils fcweiten Nutzbandgrenze beginnenden Frequenzbereichen möglichst gut an den Wellenwiderstand der Leitung angepaßt 1st, wobei die Bedingung gilt, daß das geometrische Mittel von Querglied-Impedanz und Filter-Quellenimpedanz bei jeweils gleicher Frequenz stets mit dem Wellenwiderstand der Leitung übereinstimmt. .

^w Weitere Merlanale, der Erfindung ergeben eich aus den Untex^-

ansprüchen 2 und 3· '

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine AnkoppelBchaltung gemäß der Erfindung unter

Verwendung eines Bandfilters mit Ausgangsparallelkreiß und eines Anpaßsungszweipols,

Fig. 2 den normierten Admittanzvorlauf dee Bandf.liters

sowie den normierten Impedanzverlauf des Zweipols»

In Fig. 1 ist die Schaltung für die Ankopplung eines Bandfilters an eine beidseitig mit dem Wellenwiderstand Z abgeschlossene Durchschleifleitung D dargestellt, wobei der als Parallelkreis ausgebildete Ausgangskreis als Längsglied in die durchgehende Leitung D eingefü-gt isV. In* einzelnen besteht das Bandfilter aus einem Parallelkreis mit Kapazität C₁, Induktivität L₁ und ohmschem Widerstand R₁, und aus einem Ausgangsparallelkreis aus einer Induktivität L₂'und" zwei gleich großen Kapazitäten C₂." Beide Bandfilterkeise sind

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mit einer symmetrisch aufgebauten Eoppelschleife ZS induktiv miteinander verkoppelt. Ferner ist zu beiden Seiten des Ausgangsparallelkreises je eine weitere Induktivität im vorgesehen, während in der elektrischen Mitte des Ausgangsparallelkreises, d.h. am Verbindungspunkt der beiden Kapazitäten Cg, ein auf die Bandmittenfrequenz f des Bandfilters abgestimmter Serienkreis, bestehend aus Kapazität C ' , Induktivität L· mit Spulenkapazität C-g und ohmschem Widerstand IL" , angeschaltet 1st.

Die Funktion einer derart aufgebauten Ankoppelschaltung wird anhand dex* Fig. 2 näher erläutert. Diese Fig. 2 zeigt

ein vereinfacht dargestelltes Smith-Diagramm mit den |

normierten Ortskurven von Bandfilter und Zweipol, wobei die durchgezogene Kurve der durch die Dimensionierung des Bandfilters vorgegebenen normierten Admittanzverlauf Z und die gestrichelte Kurve den normierten impedanzverlauf $L/Z des im Quersweig angeschalteten Netzwerkes F¹ darstellt. Daraus geht hervor, daß die vorgegebene Ortskurve Z₀/i&j. des Bandfilters im schraffierten Bereich, d.h. bei Frequenzen oberhalb f + -4 ~ und unterhalb f - A durch die Ortskurve <^w/2₀ des Netzwerkes invers nachgebildet wird, Λ£ bedeutet dabei den Frequenzabstand zwischen der Bandmittenfrequenz f des Bandfilters und der nächstliegenden Nutzbandgrsrj.se. Im schraffierten Frequenzbereich gilt demnach bei jeweils gleicher Frequenz die Bedingung "

Z₀^F ^ϊΛ) ^oder

ΨΛ -

d.h, , daß das geometrische Mittel aus den Impedanzen von Bandfilter und Netzwerk für den angegebenen außerhalb des Kutzbandes liegenden Frequenzbereich stets dem Wellenwiderstand Z_Q der Leitung D entspricht. Mit anderen Worten aus-

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gedrückt heißt das, daß, da das Querglied die Admittanz des Bandfilters möglichst genau nachbildet, im schraffierten Frequenzbereich an den Klemmen I und II der Anlcoppelschaltung Anpassung herrscht. Der in Fig. 2 dargestellte Verlauf der Ortskurve ZjTJl_x. des Bandfilters zeigt, daß diese Ortskurve nicht frequenzsymnietrisch zur Bandmittenfrequenz verläuft und um einen mehr oder v/eniger großen Winkel V gedreht ist. Diese insbesondere bei schmalbandigen Übertragungskurven auftretende Erscheinung ist darauf zurückzuführen, daß Induktivitäten bei höheren Erequcn'zen eine unvermeidliche Eigenkapazität auf v/eisen. '

3 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Einrichtung zur Einspeisung einer hochfrequenten, über ein Parailelkreisfilter, insbesondere Bandfilter mit Ausgangsparallelkreis, ankommenden Signalenergie in eine durchgehende, an beiden Enden reflexionsfrei abgeschlossene Leitung, insbesondere eur Verwendung in Gemeinschaftsantennenanlagen, bei denen Signale mehrerer unterschiedlicher Frequenzbereiche einer gemeinsamen Durchschleifleitung !Zugeführt sind, derart, daß die einzelnen Ausgangsparallelkreise als Längsglied an jeweils verschiedenen Stellen entlang dieser Leitung angekoppelt sind, dadurch gekenneeieh- % net, daß in der elektrischen Mitte eines der LängBglied-ReaktanSBweige des auf einen beßtimraten Dämpfungβverlauf abgestimmten Ausgangsprallelkrelses ein Querzweig in Form eines Serienkrelses (C.t¹ ι Lip ^n¹) angeschaltet ist, daß die Schaltelemente die&es Querzweigea (H¹) so gewählt und bemessen sind, daß bei der geometrischen Bandmittenfrequenz des Filters eine Scrienresonanz und für das jeweils eingespeiste Signal an beiden Enden dea Filteraupgangskreisec ein gleichmäßiger Dämpfungsverlauf auftritt und daß das aus Querzw^ig (K¹) und Filterausgangskreis (L2, 2Cp) gebildete T-Glied zumindest in den zu beiden Seiten des Nutzbandeß bei der jeweils zweiten Nutsbandgrenze beginnenden Frequenzbereichen möglichst gut an den Wellenwiderstand der Leitung angepaßt ist, wobei, die Bedingung gilt, daß das geometrische Mittel von Querglied-Impedanz und Filter-Quellenimpedanz bei jeweils gleicher Frequenz stets mit dem Wellenwiderstand -der-Leitung-übereinstimmt.

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   Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennze i chne t , daß dem Ausgangsparallelkreis (I12 und 2C₂) zu beiden Seiten je eine Induktivität (Lm) zugeschaltet ist.

   Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der im Querzweig liegende Serienkreis (Cw¹, LJ, %') am kapazitiven Zweig'(2C₂) des Ausgangsparallelkreises angeschaltet ist und die Induktivität (L₂) des Ausgangskreises mittels einer induktiven Koppelschleife (KS) an den ersten Kreis (L-j, Cj, R₁) eines Bandfilters angekoppelt ist.

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