DE2202595A1 - Breitband-richtungskoppler - Google Patents

Description

• "Breitband - Richtungskoppler" Die Erfindung betrifft einen Richtungskoppler für einen großen Frequenzbereich, insbesondere zur Verwendung in großen Gemeinschaftsantennen-Anlagen.
• Die bekannten als Leitungskoppler ausge£uh'rtenRichtungskoppler haben eine stark frequenzabhängige Auskopplungsdämpfung. Um sie in einem großen Frequenzbereich betreiben zu können, sind mehrstufige Ausührungenbekannt. In jeder Stufe arbeiten diese Leitungskoppler mit elektrischem Koppellängenvon etwa einem Viertel der jeweiligen mittleren Betriebswellenlänge.
• In den Fernsehrundfurjk-Bereichen mit Frequenzen zwischen 40 und 1 000 MHz ergeben sich dabei große Beitungslangen,die zu erheblicher Verlustdämpfung führen. Bei den aus wirtschaftlichen Gründen notwendigen kleinen Leiterquerschnittenkann die Verlustdämpfung derartiger Koppler bereits größer als 2 dB sein. So hohe Verluste sind jedoch in Gereinschaftsantennen-Anlagen nicht tragbar.
• Richtungskoppler aus konzentrierten Bauelementen haben zwar Zeine mechanische Abmessungen. Wegen der Eigenresonanz der Bauelemente sind sie jedoch nur für Frequenzen bis etwa 300 NHz realisierbar, für höhere Frequenzen aber nicht.
• Es sind auch Richtungskoppler unter Verwendung von Ferritkernen bekannt, bei zonen die Auskoppelungsdämpfung auch in einem großen Frequenzbereich von beispielsweise 40 bis 1000MHz wenig schwankt. Auch sie haben kleine mechanische Abmessungen. Sie sind jedoch in der Massenfertigung sehr schwierig herzustellen.
• Die Wicklung kann wegen der kleinen Ferrit-Lochkerne nicht maschinell aufgebracht werden. Um eine ausreichende Genauigkeit und Gleichmäßigkeit solcher Richtkoppler zu erzielen, ist zusätzlich ein elektrischer Abgleich eines jeden einzelnen Stükkes notwendig.
• Hauptnachteil der Ferritkoppler ist jedoch, daß ein gleichzeitig hindurchfließender Gleichstrom oder niederfrequenter Wechselstrom durch Vormagnetisierung des Ferrits die Eigenschaften des Kopplers ändert. In Anlagen, bei denen die Stromversorgung der Verstärker und Umsetzer durch Fernspeisung über das Hochfrequenzkabel erfolgt, sind also zusätzliche Weichenanordnungen zur Trennung der Hochfrequenz und der Speiseströme erforderlich, die einen erheblichen Aufwand erfordern und die Anlage vertellerr. .
• Aufgabe der Erfindung ist es titer Vermeidung der aufSezei ,Dten Nachteile der bekannten Richtungskoppler, einen Breitband-Richtungskoppler zur Verwendung in großen Gemeinschaftsantennen-Anlagen, für einen Frequenzbereich von mindestens 40 bis 1000 MHz, zu schaffen, der 1. eine niedrige Verlustdampfung hat, 2. dessen Auskoppelungsdämpfung über den Frequenzbereich wenig schwankt, 3. dessen Richtdämpfung hoch ist, 4. der kleine Abmessungen hat und mit hoher Genauigkeit ohne zusätzlichen Abgleich einfach und billig herzustellen ist und 5. dessen elektrische Werte durch,hindurchfließenden Gleichstrom oder netzfrequenten Wechselstrom nicht geändert werden.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei dem Richtungskoppler nach der Erfindung die elektrische Länge der einen Koppelleitung, vorzugsweise der in die Stammleitung eingeschalteten Durchgangsleitung, wesentlich kürzer als ein Viertel der mitteleren Betriebs wellenlänge, während die andere Koppelleitung, z. B. die Auskoppelleitung, eine elektrische Länge von etwa einem Viertel der größten Betrebswellenlänge hat.
• Durch die besonders geringe Länge der Durchgangsleitung sind die Durchgaqçverluste des Richtungskopplers gegenüber betannten Ausführungen besonders niedrig, z. B. im Bereich bis 1000 HHz kleiner als 0,1 d.
• Um den Ieitungscharakter auch bei höheren Frequenzen zu gewährleisten, werden die Koppelleitungendurch Flachleiter gebildet, Bei einer zweckmäßigen Ausführung ist die Auskoppelleitung als Bazdleitungswickel mit metallischem Kern ausgeführt. Die Durchgangsleitung kann dabei gleichsinnig mit oder gegensinnig zur Auskoppelleitung geführt sein. Die Wicklungssteigung der Durchgangsleitung ändert sich im Verlauf ihrer Länge.
• Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung des Richtungskopplers der Erfindung besteht die Durchgangsleitung aus einem flachen Leiter oder einem gestanzten Blechstrifen, der in einer Nut in einer metallischen Abschirmung des Richtungskopplers isoliert gehalten ist. Vorteilhafterweise ist das Leitungst band der Durchgangsleitung gleich breit oder breiter als das der ßuskoppelleitung.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert, die beispielsweise schematisch und teilweise im Schnitt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des neuen Richtungskopplers zeigt.
• In der Zeichnung ist: F i g . 1 das Prinzip-Schema des Richtungskopplers, F i g . 2 eine Außenansid:it und F i g . 3 ein Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 2. Nach dieser Zeichnung ist die Durchgangsleitung 2 mit den Anschlüssen 2' und 2", deren Länge wesentlich kürzer als ein Viertel der mittleren Betriebswellenlänge ist, mit der Auskoppelleitung 3 mit den Anschlüssen 3' und 3", deren elektrische Länge einem Viertel der größten Betriebswellenlänge entspricht, elektrisch und magnetisch so gekoppelt, daß ein gerichteter Energie-Uransport stattfindet. Die Anordnung ist als eine Reihe vieler Einzelkoppler, die phasenrichtig hintereinander geschaltet sind, anzusehen.
• Bei einer praktischen Ausführung ist die bandförmige Koppelleitung 3 isoliert (4) auf einen Metallträger 5 gewickelt.
• Die Durchgangsleitung 2, ebenfalls in Bandform, ist mit sich ändernder Steigung um die Auskoppelleitung herungewickelt.
• Das Isoliermaterial 7 legt den Abstand der Leitungen gegeneInander fast, durch welchen die Auskoppeldämpfungbestimmt ist. Die Durchgangsleitung 2 ist in Nuten der äußeren Abschirmung 8 isoliert eingelagert,

Claims (6)

1. Patentansprüche: 9 Richtungskoppler, insbesondere für Gemeinschaftsantennen-Anlagen, dadurch gekannzeichnet, daß die elektrische Länge der einen Koppelleitung (Durchgangsleitung 2) wesentlich kürzer als ein Viertel der mittleren Betriebswellenlänge ist, und die elektrische Länge der anderen Koppielleitung (Auskoppelleitung 3) einem Viertel der größten Betriebswellenlänge entspricht.
2. 2. Richtungskoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsleitung (2) eine sich im Verlauf ihrer Länge ändernde Wicklungssteigunghat.
3. 3. Richtungskoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppelleitung (3) als Bandleitungswickel auf einen metallischen Kern (5) ausgeführt ist.
4. 4. Richtungskoppler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine äußere metallische Abschirmung.
5. 5. Richtungskoppler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchganesleitung (2) isoliert in einer Nut der metallischen Abschirmung gelagert ist.
6. 6. Richtungskoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsband der Durchgangsleitung (2) gleich breit oder breiter als das der Auskoppelleitung (3) ist.