DE2457522C2

DE2457522C2 - Vorrichtung zum Aufteilen von Hochfrequenzsignalenergie

Info

Publication number: DE2457522C2
Application number: DE19742457522
Authority: DE
Inventors: Hermann 1000 Berlin Worch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-12-05
Filing date: 1974-12-05
Publication date: 1985-04-18
Also published as: DE2457522A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1.

Soll eine über eine Hochfrequenzleitung geführte Hochfrequenzsignalenergie in zwei gleiche oder ungleiche Energieanteile aufgeteilt werden, die über je eine weitere Hochfrequenzleitung geführt werden, so benötigt man eine einen Eingang und zwei Ausgänge aufweisende Vorrichtung, die eine verhältnismäßig geringe Dämpfung zwischen dem Eingang und je einem der Ausgänge und eine verhältnismäßig hohe Dämpfung zwischen den beiden Ausgängen hat. Dabei muß an dem Eingang und den Ausgängen der Vorrichtung ein Wellenwiderstand vorhanden sein, der dem Wellenwiderstand der anzuschließenden Hochfrequenzleitung entspricht. Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (Radike, Antennen im Kundendienst, 1966, Telekosmos-Verlag, S. 162/3) besteht aus drei sternförmig miteinander verbundenen ohmschen Widerständen gleichen Widerstandswertes. Die nicht miteinander verbundenen Anschlüsse der Widerstände bilden dann den Eingang und die beiden Ausgänge. Solche in Gemeinschaftsantennenanlagen häufig benutzten Vorrichtungen haben beispielsweise zwischen dem Eingang und je einem der Ausgänge eine Dämpfung von 6 dB und zwischen den beiden Ausgängen eine Dämpfung von ebenfalls 6 dB. Bei entsprechender Dimensionierung der Widerstände erhält man eine wellenwiderstandsgerechte Anpassung zwischen den Hochfrequenzleitungen und dl;n An-ο Schlüssen der Vorrichtung. Da die Vorrichtung nur ohmsche Widerstände enthält, arbeitet die Schaltung frequenzunabhängig.

Wie bereits weiter oben angedeutet, sollte die Dämpfung zwischen den beiden Ausgängen der Vorrichtung einen verhältnismäßig hohen Wert haben. Der genannte Dämpfungswert von 6 dB reicht somit bei höheren Anforderungen an die Entkopplung nicht aus.

Eine erheblich höhere Dämpfung zwischen den Ausgängen einer Vorrichtung läßt sich mit einer anderen bekannten Vorrichtung erzielen (FR-PS 15 54 160), die einen üblicherweise als Differentialübertrager bezeichneten Übertrager enthält Eine solche Vorrichtung hat beispielsweise eine Dämpfung von etwa 20 dB zwischen den beiden Ausgängen. Sie hat jedoch den Nachteil, daß ihre elektrischen Werte frequenzabhängig sind. In der Praxis kann nur in einem Frequenzbereich von etwa 40 MHz bis etwa 86¹S MHz, das heißt also in dem Bereich der Fernsehfrequenzen und der UKW-Rundfunkfrequenzen, mit zufriedenstellenden Resultaten gerechnet werden. Bei Signalfrequenzen, die unter 40 MHz liegen, das sind die für den Lang-, Mittel- und Kurzwellenrundfunk verwendeten Frequenzen, verschlechtern sich die Anpassung und die Dämpfungswerte derart, daß eine Benutzung solcher Vorrichtungen in Gemeän-Schaftsantennenanlagen nicht in Frage kommt Aus der FR-PS 15 54 160 ist es weiterhin bekannt, dem Differentiaiübertrager einen Anpassungsübertrager vorzuschalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe r-i^runde, eine Vorrichtung zum Aufteilen von Hochfrequenzsignalenergie zu schaffen, die für Signalfrequenzen zwischen 0,1 und 1000 MHz eine wellenwiderstandsgerechte Anpassung bei günstigen Dämpfungsverhältnissen liefert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Vorrichiung zwecks annähernd gleichmäßiger Übertragung eines von 0,1 bis 1000 MHz reichenden Signalfrequenzbandes zwischen dem Eingang des Übertragers und der zugehörigen Hochfrequenzleitung und/ oder zwischen jedem Ausgang des Übertragers und der jeweils zugehörigen Hochfrequenzleitung je einen Widerstand enthält, der durch einen für Frequenzen über etwa 40 MHz eine verhältnismäßig kleine Impedanz darstellenden Kondensator überbrückt ist.

Eine Vorrichtung mit den vorstehenden Merkmalen erfüllt die an sie gestellten Forderungen nicht nur in dem Frequenzbereich von 40 bis 1000 MHz, sondern auch in dem LMK-Frequenzbereich von 0,1 bis 30 MHz. Je nachdem, ob ein durch einen Kondensator überbrückter Widerstand auf der Eingangsseite oder je ein durch je einen Kondensator überbrückter Widerstand an den Ausgängen der Vorrichtung vorgesehen ist, erhält man in dem LMK-Frequenzbereich entweder eine bestimmte Dämpfung zwischen dem Eingang und je einem der Ausgänge oder eine erhöhte Dämpfung beziehungsweise Entkopplung zwischen den beiden Ausgängen. Eine Vorrichtung mit besonders guten Eigenschaften erhält man, wenn man beide Maßnahmen gleichzei-

tig anwendet, das heißt, wenn man dem Eingang und den Ausgängen des Übertragers je einen durch einen Kondensator überbrückten Widerstand zuordnet

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager ein Differentialübertrager mit zwei gegensinnig in Reihe geschpJteten Wicklungen ist, daß die Verbindungsstelle zwischen den beiden Wicklungen dem Eingang und die freien Enden der Wicklung je einem der Ausgänge der Vorrichtung zugeordnet sind. Ein solcher Differentialübertrager läßt sich verhältnismäßig einfach herstellen. Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird die Vorrichtung dadurch ergänzt, daß sie eingangsseitig einen Anpassungsübertrager enthält Damit wird eine verhältnismäßig gute Anpassung zwischen der an den Eingang der Vorrichtung angeschlossenen Hochfrequenzleitung und den beiden an die Ausgänge der Vorrichtung angeschlossenen Hochfrequenzleitungen erreicht

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung werden an Hand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispifcie erläutert In der Zeichnung bedeutet

F i g. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform,

F i g. 2 ein Schaltbild einer Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform,

Fig.3 ein Schaltbild einer Vorrichtung in einer dritten Ausführungsform und

F i g. 4 ein Schaltbild einer Vorrichtung in einer vierten Ausfühningsform.

In F i g. 1 bedeutet 100 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Differentialübertrager 1. Der Übertrager hat zwei gegensinnig in Reihe geschaltete Wicklungen 2 und 3. Die einen Eingang 13 bildende Verbindungsstelie zwischen den beiden Wicklungen 2 und 3 ist mit einem Eingang 4 der Vorrichtung 100 verbunden. An den Eingang 13 ist eine Hochfrequenzleitung 5 zum Heranführen der aufzuteilenden Hochfrequenzsignalenergie angeschlossen. Die freien Enden der Wicklungen 2 und 3 sind über je einen ohmschen Widerstand 6 und 7 mit je einem Ausgang 8 und 9 der Vorrichtung verbunden. An die Ausgänge 8 und 9 schließt sich je eine Hochfrequenzleitung 10 zum Weiterleiten der Hochfrequenzsignalenergie an. Die Widerstände 6 und 7 sind durch je einen Kondensator 11 uno 12 überbrückt Der Kapazitätswert der Kondensatoren 11 und 12 ist so gewählt, daß die Kondensatoren bei Frequenzen über etwa 40 MHz eine verhältnismäßig kleine Impedanz haben. Für Signalfrequenzen des UKW-Bereiches und der Fernseh-Frequenzbereiche kommen also die Widerstände 6 und 7 kaum zur Wirkung, während sie bei Signalfrequenzcn unter 40 MHz, das heißt im LMK-Bereich, zur Erhöhung der Dämpfung zwischen den beiden Ausgängen 8 und 9 der Vorrichtung beitragen.

In F i g. 1 sind die beiden Wicklungen 2 und 3 des Übertragers symmetrisch zu einer Mittenanzapfung 13, wodurch bei gleichen Widerstandswer»en und gleichen Kapazitätswerten der Widerstände 6 und 7 und der Kondensatoren 11 und 12 eine Aufteilung der Hochfrequenzsignalenergie in zwei gleich große Anteile erfolgt.

Nach einer in F i g. 2 gezeigten Variante zu F i g. 1 liegt zwischen der Mittenanzapfung 13 des Übertragers 1 und dem Eingang 4 einer Vorrichtung 200 ein Widerstand 14, der durch einen Kondensator 15 überbrückt ist. Der Widerstand 14 hat in diesem Fall etwa denselben Widerstandswert wie d':;r Widerstand 6 nach F i g. 1 und der Kondensator 15 etwa denselben KaDazitätswert wie der Kondensator 11 bzw. 12. Widerstand 14 und Kondensator 15 bewirken unter anderem bei Frequenzen unter etwa 40 MHz eine Verbesserung der Anpassungsverhältnisse sowie eine Erhöhung der Dämpfung zwischen dem Eingang 4 und jedem der Ausgänge 8 und 9 der Vorrichtung 100.

Eine in F i g. 3 gezeigte Vorrichtung 300 stellt gewissermaßen eine Kombination der beiden Vorrichtungen 100,200 nach den F i g. 1 und 2 dar. Bei der Vorrichtung 300 werden die Vorteile der Vorrichtungen nach F i g. 1 und 2 gleichzeitig erzielt

Ausgehend von einer Vorrichtung nach F i g. 3 enthält eine Vorrichtung 400 nach Fig.4 einen Anpassungsübertrager 16 zwischen dem Eingang 4 und dem Widerstand 14. Der Anpassungsübertrager 16 hat eine Wicklung 19, deren eines Ende mit dem Eingang 4 und deren anderes Ende über einen Kondensator 20 mit Masse verbunden ist Der als Spartransformator ausgebildete Anpassungsübertrager 16 hat ferner eine Anzapfung 21, die den Ausgang des Anpassungsül· ;rtragers bildet und die mit dem dem bereits genannten Widerstand i4 in Verbindung steht

Die nicht genannten Bauelemente der Vorrichtung nach F i g. 4 entsprechen denen in F i g. 3, wobei gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszahlen versehen sind.

Der zwischen der Wicklung 19 des Anpassungsübertragers 16 und Masse befindliche Kondensator 20 hat den Zweck, die Anpassung der Vorrichtung 400 an eine mit dem Eingang 4 verbundene Hochfi'equenzleitung 22 derart frequenzabhängig zu machen, daß die Anpassung für den gesamten Frequenzbereich von 0,1 bis 1000 MHz zufriedenstellend ist

Die in F i g. 4 angegebenen Widerstands- und Kapazitätswerte gehören zu einer praktisch erprobten Schaltung, bei der die Wicklungen 2 und 3 des Übertragers 1 nur je zwei Windungen haben. Mit dieser Schaltung «xhält man beispielsweise folgende Werte. Dämpfung zwischen dem Eingang 4 und den Ausgängen S bzw. 9: etwa 3,5 dB (40 bis 1000 MHz) und etwa 6 dB (0,1 bis 30 MHz). Dämpfung zwischen den beiden Ausgängen 8 m.d 9: etwa 20 dB (40 bis 1000 MHz) und etwa 6 dB (0,1 bis 30 MHz).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufteilen von Hochfrequenzsignalenergie in mindestens zwei Energieanteile mit einem Differentialübertrager, der einen mit einer Hochfrequenzleitung zum Zuführen der Hochfrequenzsignalenergie verbundenen Eingang und zwei mit je einer Hochfrequenzleitung zum Weiterleiten je eines Anteils der Hochfrequenzsignalenergie verbundene Ausgänge hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (100) zwecks annähernd gleichmäßiger Übertragung eines von 0,1 bis 1000 MHz reichenden Signalfrequenzbandes zwischen dem Eingang (13) des Übertragers (1) und der zugehörigen Hochfrequenzleitung (5) und/oder zwischen jedem Ausgang des Übertragers und der jeweils zugehörigen Hochfrequenzleitung (10) je einen Widerstand (6, 7,14) enthält, der durch je einen für Frequenzen über etwa 40 MHz eine verhältnismäßig kleine Impedanz darstellender. Kondensator (11,12,15) überbrückt ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (400) eingangsseitig einen Anpassungsübertrager (16) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende einer Wicklung (19) des Anpassungsübertragers (16) mit dem Eingang (4) der Vorrichtung (400), daß das andere Ende über einen Kondensator (20) mit Masse und daß eine Anzapfung (21) der Wicklung über einen Widerstand (14) mit dem Eingang (13) des Übertragers (1) verbunden ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (b, 7,14) je einen Widerstandswert von etwa 30 Ω haben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Widerstände (6, 7, 14) überbrückenden Kondensatoren (11,12,15) je einen Kapazitätswert von etwa 100 pF haben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen einem freien Ende der Wicklung (19) des Anpassungsübertragers (16) und Masse liegende Kondensator (20) einen Kapazitätswert von etwa I nF hat.