DE2638210C2

DE2638210C2 - Switching network

Info

Publication number: DE2638210C2
Application number: DE19762638210
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.-Ing. 7910 Neu-Ulm Wiesbeck
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Priority date: 1976-08-25
Filing date: 1976-08-25
Publication date: 1986-05-28
Also published as: DE2638210A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltnetzwerk der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a switching network of the type specified in the preamble of claim 1.

Derartige Schaltnetzwerke werden beispielsweise für große Funküberwachungsanlagen benötigt, bei denen die Signale einer Anzahl von Antennen so auf eine Anzahl von Empfängern zu verteilen sind, daß jeder Empfänger mit jedem Antennensignal beaufschlagt werden kann.Such switching networks are required, for example, for large radio surveillance systems in which the signals of a number of antennas are to be distributed to a number of receivers so that each receiver can be acted upon by any antenna signal.

Netzwerke zum Anschluß einer Mehrzahl von einzelnen Antennenelementen an eine gemeinsame Speiseoder Empfängerleitung sind beispielsweise aus Gschwinde-Krank: Streifenleitungen, S. 86. 87 (1960) bekannt, wobei Mehrfach-Leistungsteiler oder mehrere hintereinandergeschaltete Leistungsteiler-Ebenen vorgesehen sind.Networks for connecting a plurality of individual antenna elements to a common feed or Receiver lines are, for example, from Gschwinde-Krank: strip lines, p. 86. 87 (1960) known, with multiple power splitters or several power splitter levels connected in series being provided are.

Ein weiteres bekanntes Schaltnetzwerk, auf das später näher eingegangen wird, ist in F i g. 1 dargestellt Netzwerke dieser Art weisen aber eine Reihe vonAnother well-known switching network on which later is discussed in more detail is in FIG. 1, however, networks of this type have a number of

ίο Nachteilen auf, z. B. einen hohen Schaltungsaufwand, hohe Verluste, einen großen Platzbedarf und eine aufgrund des Schaltungsaufwandes nicht unbeträchtliche Störanfälligkeit
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltnetzwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, das nur eine Schalterebene und damit bessere Intermodulationseigenschaften aufweist das ferner einen geringeren Aufwand erfordert modular aufbaubar ist und bei dem darüber hinaus die o. g. Nachteile weitgehend vermieden werden.ίο disadvantages, e.g. B. a high circuit complexity, high losses, a large space requirement and a not inconsiderable susceptibility to failure due to the circuit complexity
The invention is based on the object of creating a switching network of the type mentioned, which has only one switching level and thus better intermodulation properties, which also requires less effort, can be modularly constructed and in which the above-mentioned disadvantages are largely avoided.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.The solution to this problem according to the invention is described in claim 1. The subclaims contain advantageous refinements and developments of the invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.

F i g. 1 zeigt ein bekanntes Schaltnetzwerk, bei dem das Ausgangssignal einer an einen Anschluß A ange-F i g. 1 shows a known switching network in which the output signal of a connected to a terminal A

schlossenen Antenne oder Antennengruppe mit Hilfe eines 1 :4-Leistungsverteilers 2 und diesem nachgeschaltet 1 :6-Leistungsverteiler 3 in insgesamt 24 gleiche Anteile aufgeteilt wird, wovon einer einem Prüfanschluß P zugeführt wird und die verbleibenden 23 für dieselbe Anzahl von Empfängern zur Verfügung stehen. Jedem Empfänger ist eine erste Schaltebene mit Schaltern 4 zugeordnet deren Anzahl gerade der Anzahl von Antennen oder Antennengruppen gleich ist. Die Schalter 4 der ersten Schaltebene werden gruppenweise in Summierern 5 zusammengeschaltet, deren Ausgänge über je einen Schalter 6 einer zweiten Schaltebene mit einem Empfängeranschluß £ verbindbar sind. Da jeder Schalter 4 der ersten Schaltebene eines Empfängers jeweils an einen Leistungsverteiler einer anderen Antenne bzw. Antennengruppe angeschlossen ist, läßt sich der zugehörige Empfänger wahlweise auf jede Antenne bzw. Antennengruppe durchschalten. Andererseits wird jeder Ausgang der Leistungsverteiler 3 einer Antenne bzw. Antennengruppe mit einem Schalter 4 der erstenClosed antenna or antenna group with the help of a 1: 4 power distributor 2 and this downstream 1: 6 power distributor 3 is divided into a total of 24 equal parts, one of which is fed to a test connection P and the remaining 23 are available for the same number of receivers. A first switching level with switches 4 is assigned to each receiver, the number of which is equal to the number of antennas or antenna groups. The switches 4 of the first switching level are interconnected in groups in summers 5, the outputs of which can be connected to a receiver connection £ via a switch 6 of a second switching level. Since each switch 4 of the first switching level of a receiver is connected to a power distributor of a different antenna or antenna group, the associated receiver can optionally be switched through to each antenna or antenna group. On the other hand, each output of the power distributor 3 of an antenna or antenna group with a switch 4 becomes the first

so Schaltebene eines anderen Empfängers verbunden, so daß auch jede Antenne bzw. Antennengruppe an jeden Empfänger angeschlossen werden kann. Die mit der Bezugsziffer 1 bezeichneten Verstärker dienen im übrigen dem Pegelausgleich. Das Schaltnetzwerk gemäß F i g. 1 bringt wegen der Verwendung mehrerer Schaltebenen einen höheren Schaltungsaufwand mit sich (mehr Schalter mitsamt Steuerteil) als das erfindungsgemäße Netzwerk und damit auch einen höheren Platzbedarf. Wegen der mehrstufigen Schalteranordnungen (zwei bis drei Schaltebenen) müssen zur Verbesserung des Stehwellenverhältnisses Summierer zwischengeschaltet werden. All diese Maßnahmen erhöhen die Verluste und die Störanfälligkeit und erschweren außerdem die Fehlersuche. so connected switching level of another receiver, so that each antenna or antenna group to each Receiver can be connected. The amplifiers designated by the reference number 1 are also used the level compensation. The switching network according to FIG. 1 brings because of the use of several switching levels a higher circuit complexity with itself (more switches including control part) than the network according to the invention and thus also a higher space requirement. Because of the multi-stage switch arrangements (two to three Switching levels) adders must be connected in between to improve the standing wave ratio. All these measures increase the losses and the susceptibility to failure and also make troubleshooting more difficult.

F i g. 2 zeigt ein Schaltnetzwerk gemäß der Erfindung mit nur einer Schaltebene pro Empfänger bestehend aus Schalter 4, die an eine gemeinsame Empfängerleitung 7 angeschlossen sind. Die Impedanz der Empfängerlei-F i g. 2 shows a switching network according to the invention with only one switching level per receiver consisting of Switches 4 which are connected to a common receiver line 7. The impedance of the receiving line

tung beträgt beispielsweise 100 Ω. Die Empfängerleitung ist an einem Ende mit einem ohmschen Widerstand »V„ von ebenfalls 100 Ω abgeschlossen. Den Abschluß am anderen Ende der Empfängerleitung bildet ein Impedanztransformator 9, der den Eingangswiderstand des Empfängers von 50 Ω auf ebenfalls 100 Ω transformiert Das Blockschaltbild enthält noch Qämpfungsglieder 8 und 8' zur Pegelanpassung sowie einen Trennverstärker Γ. Im Betrieb wird jeweils nur derjenige Schalter 4 geschlossen, der die gewünschte Antenne odtr Antennengruppe mit dem Empfänger verbindet Die nicht durchgeschalteten Ausgänge der Leistungsverteiler 3 sind in den zugehörigen Schaltern 4 mit einem Wellenwiderstand Z₀ von 50 Ω abgeschlossen (vgl. Fig.4). Der durchgeschaltete Leistungsverteilerausgang ist durch die Parallelschaltung des Abschlußwiderstandes Ro von !00 Ω und des auf 100 Ω transformierten Empfängereingangswiderstandes angepaßt (und zwar gilt dieses für jeden der Schalter 4). Wie in F i g. 4 dargestellt (Zl bezeichnet hier die Leitungsimpedanz), stellen die offenen Schalter 4 eine mit der Schalterkapazität abgeschlossene Stichleitung dar. Zur Kompensation der hieraus resultierenden Fehlanpassung wird die Impedanz der Empfängerleitung 7 erhöht (d. h. induktiv), wodurch die Anordnung Tiefpaßcharakter erhält Die Grenzfrequenz wird etwa eine Oktave über der höchsten Betriebsfrequenz gewählt Als Schalter eignen sich sowohl Halbleiterschalter als auch Reedrelais. Bereits verfügbare Schalter ermöglichen einen Betrieb bis in den GHz-Bereich. Da bei der Anordnung nach Fig.2 im Unterschied zu derjenigen nach F i g. 1 nicht zwii (oder mehr) Schalter in Serie geschaltet sind, zeigt sie bessere Intermodulationseigenschaften. Durch den Wegfall der Summierer 5 sind außerdem die Verluste wesentlich geringer. Darüber hinaus vereinfacht sich wegen der kleineren Anzahl von Schaltern die Ansteuerlogik, die Fehlersuche wird wesentlich einfacher und die Störanfälligkeit geringer.tion is 100 Ω, for example. The receiver line is terminated at one end with an ohmic resistance »V« of also 100 Ω. The termination at the other end of the receiver line is an impedance transformer 9, which transforms the input resistance of the receiver from 50 Ω to 100 Ω. During operation, only the switch 4 that connects the desired antenna or antenna group to the receiver is closed. The unconnected outputs of the power distributors 3 are _{terminated in the associated switches 4 with a characteristic impedance Z 0} of 50 Ω (see Fig. 4). The switched-through power distributor output is matched by the parallel connection of the terminating resistor Ro of! 00 Ω and the receiver input resistance transformed to 100 Ω (this applies to each of the switches 4). As in Fig. 4 (Zl denotes the line impedance here), the open switches 4 represent a stub line terminated with the switch capacitance an octave above the highest operating frequency selected Both semiconductor switches and reed relays are suitable as switches. Switches that are already available enable operation up to the GHz range. Since in the arrangement according to FIG. 2, in contrast to that according to FIG. 1 are not connected between (or more) switches in series, it shows better intermodulation properties. The omission of the summers 5 also means that the losses are significantly lower. In addition, the control logic is simplified because of the smaller number of switches, troubleshooting is much easier and the susceptibility to failure is lower.

Fig.3 zeigt das erfindungsgemäße Schaltnetzwerk nach F i g. 2 ausgebildet in Streifenleitungstechnik auf einem Träger 11. Der Aufbau in dieser Technik eröffnet die Möglichkeit einer kostengünstigeren Massenproduktion. Er ermöglicht eine Modulbauweise, bei der die einzige HF-Verbindung, die Empfängerleitung 7, je nach Bedarf ohne Änderung der Spezifikation einfach mittels Stecker 10 verlängert werden kann, wodurch jeglicher zusätzliche Entwicklungsaufwand in Form von Anpassungen an verschiedene Ausführungsformen entfällt. 3 shows the switching network according to the invention according to FIG. 2 formed using stripline technology on a carrier 11. The structure in this technology opens up the possibility of cheaper mass production. It enables a modular design in which the single RF connection, the receiver line 7, as required without changing the specification can be extended by means of connector 10, eliminating any additional development effort in the form of Adjustments to different embodiments are not required.

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Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1.Switching network for the optional switching through of antennas or antenna groups to a predeterminable number of receivers, in which the output signal of each antenna or antenna group can be divided into a number of components corresponding to the number of receivers by means of one or more power distributors and these components via lines with a characteristic impedance Z ₀ can be fed separately to all receivers via switches and each receiver is assigned a plurality of switches and a receiver line common to the signal components of all antennas, characterized in that all switches (4) assigned to one and the same receiver are directly connected to the common receiver line (7) are connected that the receiver line has a characteristic impedance 2 · Zo and at one end connected to the receiver input (E) with the correct characteristic impedance and terminated at its end remote from the receiver with an ohmic resistance (R ₀ ) equal to its characteristic impedance 2 · Z ₀ ssen is

2. Switching network according to claim 1, characterized in that the receiver input has an input impedance different from the characteristic impedance 2 · Z _{0 of} the receiver line and via an impedance transformer (9) which transforms the input impedance to a value equal to the characteristic impedance of the receiver line.

3. Switching network according to claim 1 or 2, characterized in that by connecting the switch (4) to the common receiver line (7) resulting in parallel conductance Reasons for broadband are compensated for by increasing the characteristic impedance of the receiver line is (Fig. 4).

4. Switching network according to one of claims 1 to

3, characterized in that it is in stripline technology is constructed (Fig. 3).

5. Switching network according to one of claims 1 to

4, characterized in that the receiver line can be separated between the receiver and the ohmic terminating resistor and can be extended by line sections of the same characteristic impedance 2 · Z ₀ with further directly connected switches (Fig. 3).

6. Switching network according to one of claims 1 to

5, characterized in that the lines which do not lead to the switches on the antenna side and which are not switched through to a receiver are terminated with a resistance equal to their characteristic impedance Z ₀ (FIG. 4).