DE2065525C3

DE2065525C3 - Einrichtung zur Einspeisung einer hochfrequenten über ein Parallelkreisfilter ankommenden Signalenergie in eine durchgehende Leitung

Info

Publication number: DE2065525C3
Application number: DE19702065525
Authority: DE
Inventors: Horst 8000 Muenchen Wohlgemuth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-09-09
Filing date: 1970-09-09
Publication date: 1978-04-27
Also published as: DE2065525A1; DE2044690A1; DE2044690C3; DE2044690B2; DE2065525B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Einspeisung einer hochfrequenten, über ein Parallelkreisfilter, insbesondere Bandfilter mit Ausgangsparallelkreis, ankommenden Signalenergie in eine durchgehende, an beiden Enden reflexionsfrei abgeschlossene Leitung, zur Verwendung in Rundfunk- und Fernsehgemeiiischaftsantennenanlagcn, bei denen Signale mehrerer unterschiedlicher Frequenzbereiche einer gemeinsamen Durchschleifleitung zugeführt sind, derart, daß die einzelnen Ausgangsparallelkreise als Längsglied an jeweils verschiedenen Stellen in diese Leitung eingeschaltet sind.

Aus der deutschen Patentschrift 9 12 582 ist es bekannt, mehrere, auf unterschiedlichen Frequenzbändern übertragene Signale derart an den beiden wellenwiderstandsgerecht abgeschlossenen 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 Filierankopplung hat jedoch den Nachteil, daß außerhalb des übertragenen Frequenzbereiches durch die Serienimpedanz noch störende Querbelastungen auftreten. In diesem Fall wird der Wellenwiderstand der Durchschleifleitung frequenzabhängig verändert, so daß die Übertraglingsbereiche der einzelnen Bandfilter in ihrem Dämpfungsverlauf relativ stark verzerrt werden.

Bei zwei weiteren, aus der deutschen Auslegeschrift

ίο 12 44 258 bekannten Ankoppelschaltungen wird 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 oder aber durch den Ausgangskreis eines den Verstärkerausgang darstellenden Bandfilters gebildet

;o sein kann. Auch mit diesen Schaltungen lassen sich durchschleifbedingte, zusätzliche Dämpfungsverzerrungen 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 12 47 429 und 17 66 070 bekannten Ankoppelschaltungen. Im ersten Fall handelt es sich um eine auf die jeweils einzuspeisende Frequenz abgestimmte Koppelschleife, deren Abstand zur Durchschleifleitung 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 jr-Glied, das im Ankoppelbereich in die Durchschleifleitung eingefügt ist und aus einem als Längsinduktivität wirkenden Leitungsstück und zwei Querkapazi'.äten 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 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, das die beiden Übertragerspulen überbrückt, läßt sich dann so bemessen, daß zumindest außerhalb des Bandfilterüber-

S5 tragungsbereiches 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 hinsichtlich der

f-o erforderlichen Schaltungssymmelrie stört hier die kapazitive Kopplung zwischen den beiden Übertragerspulen. Durch diesen wesentlichen Nachteil ist es daher nicht möglich, die Anordnung über einen größeren Frequenzbereich an die Durchschleifleitung anzupassen.

f'.s Die Erfindung soll nun eine Möglichkeit schaffen, ohne Zuhilfenahme von festgekoppelten Übertragern oder Ferrit-Kernmaterial mit möglichst einfachen Mitteln die durchschleifbedingten Dämpfungsverzer-

rungen weitgehend zu beseitigen. Hierzu ist erforderlich, daß an den Stellen, an denen Signale in die Durchschleifleitung eingespeist werden, die störende Impedanz des angekoppelten Bandfilters wenigstens außerhalb des Paßbandes aufgehoben wird.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art in der Weise erreicht, daß in der elektrischen MiUe eines der Längsglied-Reaktanzzweige des Ausgangsparallelkreises ein Querzweig in Form eines Serienkreises angeschaltet ist, dessen Schaltelemente so gewählt und bemessen sind, daß bei der Bandmittenfrequenz des Filters eine Serienresonanz auftritt und die normierte Impedanz-Ortskurve des Serienkreises derart an die entsprechende normierte Admittanzkurve des Filters angenähert ist, daß sich zumindest für die zu beiden Seiten des jeweiligen Nutzbandes beim jeweils übernächsten Kanal beginnenden Frequenzbereiche ein weitgehend deckungsgleicher Verlauf für beide Ortskurven ergibt, wobei die Bedingung gill, daß das geometrische Mittel von Querglied-Impedanz und Filter-Quellenimp^danz bei jeweils gleicher Frequenz stets mit dem Wellenwiderstand der Durchschleifleitung übereinstimmt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3.

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

F i g. 1 eine Ankoppelschaltung gemäß der Frfindung unter Verwendung eines Bandfilters mit Ausgangsparallelkreis und eines Anpassungszweipols,

F i g. 2 den normierten Admittanzverlauf des Bandfilters sowie den normierten Impedanzverlauf des Zweipols.

In Fig. 1 ist die Schaltung für die Ankopplung eines Bandfilters an eine beidseitig mit dem Wellenwidersland 2ό abgeschlossene Durchschleifleitung D dargestellt, wobei der als Parallelkreis ausgebildete Ausgangskreis als Längsglied in die durchgehende Leitung D eingefügt ist. Im einzelnen besteht das Bandfilter aus einem Parallelkreis mit Kapazität Ci, Induktivität L\ und ohmschen Widerstand R\ und aus einem Ausgangsparallelkreis aus einer Induktivität L-i und zwei gleich großen Kapazitäten G. Beide Bandfilterkreise sind mit einer symmetrisch aufgebauten Koppelschleife KS induktiv miteinander verkoppelt. Ferner ist zu beiden Seiten des Ausgangsparallelkreises je ein weitere Induktivität Lr vorgesehen, während in der elektrischen Mitte des Ausgangsparallelkreises, d. h. am Verbindungspunkt de^r beiden Kapazitäten Ci, ein auf die Bandmittenfrequenz frj des Bandfilters abgestimmter Serienkreis, bestehend aus Kapazität Cn', Induktivität Ln' mit Spulenkapazitäi Ci und ohmschem Widerstand Rn, angeschaltet ist.

Die Funktion einer derart aufgebauten Ankoppelschaltung wird anhand der F i g. 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 AdmittanzverlaufZoZ-¹Hf und die gestrichelte Kurve den normierten ImpedanzverlaufW/s/Zo des im Querzweig angeschalteten Netzwerkes N' darstellL Daraus geht hervor, daß die vorgegebene Ortskurve Z₀ZiHy des Bandfilters im schraffierten Bereich, d. h. bei Frequenzen oberhalb /o+4/und unterhalb /Ό — Ai durch die Ortskurve.'Κλ/Ζο des Netzwerkes invers nachgebildet wird. Af bedeutet dabei der rreque-nzabstand zwischen der Bändmiuenfrequenz /Ό des Landfilters und der nächstliegenden Nutzbandgrenze. Im schraffierten Frequenzbereich gilt demnach bei jeweils gleicher Frequenz die Bedingung

oder

= 3t

^;ί)ί.ν =

d. h., daß das geometrische Mittel aus den Impedanzen von Bandfilter und Netzwerk für den angegebenen außerhalb des Nutzbandes liegenden Frequenzbereich stets dem Wellenwiderstand Zo der Leitung D entspricht. Mit anderen Worten ausgedrückt, heißt das, daß, da das Querglied die Admittanz des Bandfilters möglichst genau nachbildet, im schraffierte.! Frequenzbereich an den Klemmen I und II der Ankoppelschaltung Anpassung herrscht. Der in F i g. 2 dargestellte Ve: lauf der Ortskurve Zb/¹Wf des Bandfilters zeigt, daß diese Ortskurve nicht frequenzsymmetrisch zur Bandmittenfrequenz verläuft und um einen mehr oder weniger großen Winkel ψ gedreht ist. Diese insbesondere bei schmalbandigen Übertragungskurven auftretende Erscheinung ist darauf zurückzuführen, daß Induktivitäten bei höheren Frequenzen eine unvermeidliche Eigenkapazität aufweisen.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Einspeisung einer hochfrequenten, über ein Parauelkreisfilter, insbesondere Bandfilter mit Ausgangsparallelkreis, ankommenden Signalenergie in eine durchgehende, an beiden Enden reflexionsfrei abgeschlossene Leitung, zur Verwendung in Rundfunk- und Fernsehgemeinschaftsantennenanlagen, bei denen Signale mehrerer unterschiedlicher Frequenzbereiche einer gemeinsamen Durchschleifleitung zugeführt sind, derart, daß die einzelnen Ausgangsparallelkreise als Längsglied an jeweils verschiedenen Stellen in diese Leitung eingeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der elektrischen Mitte eines der Längsglied-Reaktanzzweige des Ausgangsparallelkreises ein Querzweig in Form eines Serienkreises angeschaliei ist, dessen Schaltelemente (Cf/. L_n', .Rh) so gewählt und bemessen sind, daß bei der Bandmittenfrequenz (%) des Filters eine Serienresonanz auftritt und die normierte Impedanz-Ortskurve des Serienkreises derart an die entsprechende normierte Admittanzkurvc; des Filters angenähert ist, daß sich zumindest für die zu beiden Seiten des jeweiligen Nutzbandes beim jeweils übernächsten Kanal beginnenden Frequenzbereiche (ίο + Δί, fo—Af)em weitgehend deckungsgleicher Verlauf für beide Ortskurven ergibt, wobei die Bedingung gilt, daß das geometrische Mittel von Querglied-Impedanz und Filter-Quellenimpedanz bei jeweils gleicher Frequenz stets mit dem Wellenwiderstand der Durchschleifleitung ^D^ubfTeinsiimmt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsparallelkreis (Li und 2 Cj) zu beiden Seiten je eine Induktivität (Lt) zugeschaltet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querzweig liegende Serienkreis (CfJ, Ln, Rn) am kapazitiven Zweig (2 C₂) des Ausgangsparallelkreises angeschaltet ist und dk Induktivität (L₂) des Ausgangskreises mittels einer induktiven Koppelschleife (7CS? an den ersten Kreis (L\, Ci, R\) eines Bandfilters angekoppelt ist.