DE2701819C2

DE2701819C2 - HF-Signalverteilanordnung für ein Verteilsystem für VHF- und UHF-Signale

Info

Publication number: DE2701819C2
Application number: DE2701819A
Authority: DE
Inventors: Lodevicus Petrus Maria Eindhoven Bracke
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-01-29
Filing date: 1977-01-18
Publication date: 1983-01-05
Also published as: JPS576861B2; BE850813A; NL171406B; FR2340007A1; DE2701819A1; IT1082383B; NL7600891A; CH614326A5; GB1516605A; DK33277A; NL171406C; JPS5293221A; FR2340007B1; US4079319A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine HF-Signalverteilanordnung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine derartige Anordnung ist aus einer Firmendrucklchrift der Anmelderin über das Gerät LHCOlOI bekannt.

In Fernseh-Gemeinschaftsantennenanlagen ist es erwünscht, die Signalabzweigungen auf dem niedrigsten Verteiiungsniveau zu gliedern. Dazu werden die Teilnehmer geographisch möglichst günstig in Gruppen aufgeteilt. Jede Gruppe kann etwa 12 bis 24 Teilnehmer umfassen, die aus einer Kontrollstelle, nachstehend als Gruppenzentrum bezeichnet, über direkte Verbindungsleitungen mit Signalen versorgt werden. Ein derartiges Sogenanntes »Mini-Sternsystem« bietet bestimmte Möglichkeiten, die in den Gruppenzentren auf einfache Weise verwirklichbar sind, wie beispielsweise das zentrale Sperren nicht zahlender Teilnehmer, das individuelle Zusammenstellen des Kanälepaketes mit Hilfe von Bandfiltern für jeden Teilnehmer und das Isolieren sowie das Beheben von Störungen auf wirtschaftliche Weise.

Die bekannte Abzweigeinrichtung ist mit zwei nahezi identischen Richtungskopplern versehen, die je da Signal in der Signalübertragungsleitung, nachstehen als Hauptsignal bezeichnet, teilweise auskoppeln un einer Abzweigung zuführen. Damit 12 bis 24 Teilnehme mit Signalen versehen werden können, würde e naheliegen, sechs bis zwölf dieser Abzweigeinrichtun gen im Gruppenzentrum über die jeweiligen Abschluß klemmen in Reihe zu schalten. Es stellt sich in der Praxi

ίο heraus, daß die auf diese Weise erhaltenen und für di Teilnehmer bestimmten Signale jedoch nicht brauchba sind, denn bekanntlich tritt die stärkste Signalauskopp lung für Signalfrequenzen auf, deren Wellenlänge dei Vierfachen der elektrischen Länge der Koppelschleifi des Richtungskopplers entspricht bzw. nahezu entj spricht. Beim Durchgang durch einen Richtungskopple wird die Energieverringerung des Hauptsignals fü diese Frequenzen daher größer sein als für die übrige Frequenzen des Hauptsignals. Die Amplituden-Fre quenzkennlinie des Hauptsignals ändert sich dadurch, si daß ein nachfolgender Richtungskoppler ein Sign auskoppelt, dessen Ämpiituden-Frequenzkennünie voi der des von dem vorhergehenden Richtungskopple| ausgekoppelten Signals abweicht

-¹^ Bei einer für das Hauptsignal reihenmäßige; Auskopplung durch eine Anzahl Richtungskoppler win die Amplituden-Frequenzkennlink. des Auskoppelst gnals des in der Richtung des Hauptsignals erste Richtungskopplers von der des letzten Richtungskopp Iers stark abweicher. Diese Abweichung betrifft nich nur den Gertmtenergieinhalt des Auskoppelsignal! sondern auch die Energieverteilung über die Frequen zen des Auskoppelsignals. Weil die Auskoppelsignale in Energieinhalt vom ersten zum letzten Richtungskopplej

Ji abnehmen, werden die Teilnehmer im allgemeinen der Reihenfolge des Abstandes mit den Richtungskopi lern in dem Sinne verbunden, daß mit dem erstei Richtungskoppler derjenige Teilnehmer verbundei wird, der am weitesten ^von dem Gruppenzentrun

■<o entfernt ist und mit dem le^'en Richtungskopple derjenige Teilnehmer, der sich dem Gruppenzentrun am nächsten befindet.

In der Praxis sind frequenzabhängige minimale um maximale Grenzen an die Stärke des Signals gestellt

*"> über das der Teilnehmer verfügen kann. Außerdem sin« Anforderungen in bezug auf den Signalpegelunter schied, der innerhalb gewisser Frequenzbänder auftre ten kann, gestellt worden, mit anderen Worten, in bezuj auf die Steilheit der Amplituden-Frequenzkennlinie de<

so vom Teilnehmer empfangenen Signals innerhalb diesel Frequenzbänder.

Insbesondere durch diese letztgenannten Anforde rangen wird die Anzahl Abzweigungen, die mit einei Reihenschaltung aus einer Anzahl der bekanntei Abzweigeinrichtungen verwirklichbar ist, sehr starl eingeschränkt. Außerdem wird das Gebiet, in dem di« Kabellänge pro Abzweigung variieren kann, infolg« dieser Anforderungen derart verringert, daß ein« derartige Reihenschaltung der bekannten Abzweigein richtungen zum Gebrauch in einem Gruppenzentrun eines Mini-Sternsystems unbrauchbar ist

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine HF-Signal Verteilanordnung einer eingangs erwähnten Art ζ schaffen, die mit einigen zehn Abzweigungen versehe

^h> ist und in einem Gruppenzentrum eines Mini-Sternsy stems verwendet werden kann, um von diese Gruppenzentrum aus einige zehn Teilnehmer, die sie im allgemeinen innerhalb eines gewissen Radius voi

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beispielsweise 80 bis iOOrn urn das Grupfjenzentrum befinden, mit einem HF-Signal zu versorgen, dessen pegel den obenstehend erwähnten Anforderungen entspricht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Maßnahmen gelöst.

Durch eine Zunahme der elektrischen Länge der Koppelschleifen in Richtung abnehmender Energie des Hauptsignals wird eine gleichmäßigere Energieauskopplung erhalten als in dem Fall, in dem diese Länge für jeden Rii-iuuagskoppler gleich ist. Dadurch nimmt jedoch auch die Frequenz, bei der die maximale Signalauskopplung auftritt, von dem ersten Richtungskoppler zum letzten ab. Dadurch, daß die elektrische Länge der Koppelschleifen derart gewählt wird, daß für jeden Richtungskoppler diese Frequenz in dem (beispielsweise entsprechend der CCIR-Norm) genormten Fernseh-UhF-Bereich liegt, wird vermieden, daß die verschiedenen Dämpfungen, die die ausgekoppelten Signale über die verschiedenen Leitungen zu den jeweiligen Teilnehmern erfahren, pro Einheit der Leitungslänge zu groß wird.

Obschon mit diesen Maßnahmen die Abnahme von Energieauskopplung von der ersten zur letzten Abzweigung verringert wird, kann für jede Abzweigung einzeln ein Signalpegelverlauf innerhalb gewisser Frequenzbänder in dem entsprechend der CCIR-Norm genormten Fernseh-VHF- und dem genormten Fernseh-UHF-Bereich auftreten, der die betreffenden Anforderungen Oberschreitet. Die Auskoppelsignale mit einer derartigen unzulässigen Steilheit in der Amplituden-Frequenz kennlinie lassen sich dadurch korrigieren, daß das Hauptsignal vor den Richtungskopplern mit Hilfe eines Dämpfungsfilters gedämpft wird, das für die Frequenzen zwischen dem genormten Fernseh-VHF-Bereich und dem genormten Fernseh-UHF-Bereich nach der CCIR-Norm eine Dämpfung aufweist, die größer als für die Frequenzen in diesen genormten Fernseh-Bereichen ist.

Eine günstige Au'führurigsform der Erfindung ist im Anspruch 2 beschrieben.

Wird dabei der Wert der beiden Serienwiderstände der charakteristischen Impedanz der Signalübertragungsleitung entsprechend gewählt, so wird ein derartiges Dämpfungsfilter das Hauptsignal, das meistens eine nahezu fache Aniplituden-Freque..zkennlinie aufweist, bei bestimmten Werten des Dämpfungswidersiandes für den Parallelschwingkreis und des Dämpfungswidersiandes für den Serienschwingkreis über einen breiten Frequenzbereich in dem genormten Fernseh-VHF- und dem genormten Fernseh-UHF-Bereich (CCIR-Norm), ohne Signalreflexionen zu verursachen, dämpfen können.

Eine weitere günstige Ausgestaltung dieser Weiterbildung ist in Anspruch 3 beschrieben.

Bei derartigen Verhältnissen der beiden Dämpfungswiderstände weist das Da.npfungsfilter auch für die Frequenzen in dem CC IR-normgemäß genormten Fernseh-VHF und dem genormten Fernseh-UHF-Bereich eine spürbare Dämpfung auf. Infolge dieser Dämpfung wird das Hauptsignal derart korrigiert, daB nach Auskopplung ein Auskoppelsignal mit einer flacheren Amplituden-Frequenzkennlinie in den genannten genormten Fernseh-Frequenzbereichen entsteht, als dies bei einem nicht korrigierten Hauptsignal der Fall wäre.

Die Steilheit in der AmpliU'den-Frequenzkennlinie des Auskoppcisignals wird nämlich dadurch verursacht, daß die Auskopplung frequenzabhängig ist, wie obenstehend bereits erwähnt, und für Frequenzen, deren Wellenlänge das Vierfache der elektrischen Länge der Koppelschleife der Richtungskoppler ist, am stärksten ist. Dadurch, daß die Amplitude des Hauptsignals iü< die Frequenzen, bei denen die Signalamplituae unzulässig schnell mit der Frequenz sich ändert, gedämpft wird, kann die betreffende Steilheit auf einen

ίο gewünschten Wert gebracht werden.

Vorzugsweise wird von einem derartigen Dämpfungsfilter der Dämpfungswiderstand für den Paralfclschwingkreis nahezu zweimal so groß gewählt wie der Dämpfungswiderstand für den Serienschwingkreis.

Bei einer richtigen Anschlußreihenfolge der Teilnehmer an den Abzweigklemmen der HF-Signalverteilanordnung nach der Erfindung ist vorteilhaft, daß die von dem durch die bevorzugte Ausführungsform des Dämpfungsfilters gedämpften Hauptsignal erhaltenen Auskoppelsignale nach Transport über die Leitungen unterschiedlicher Länge je eine Amplituden- Frequenzkennlinie aufweisen, die den in der Piexis daran gestellten Steilheitsanforderungen entspricht.
Obschon dieser korrigierende Effekt des Dämpfungsfilters in der Praxis bei Auskoppelsignalen erhalten worden ist, die mit Hilfe von Richtungskopplern mit einer in der Richtung des Hauptsignals zunehmenden Länge der Koppelschleife ausgekoppelt worden sind, dürfte es einleuchten, daß Auskoppelsignale, die mit Riciitungskopplern mit einer beispielsweise gleichen Länge der Koppelschleife erhalten werden, mit einem derartigen gegebenenfalls angepaßten Dämpfungsfilter audc korrigiert werden können.

Eine andere günstige Ausführungsform ist in Anspruch 4 beschrieben.

Es hat sich gezeigt, daß insbesondere eine Kombination derartiger Koppelschleifen mit dem Dämpfungsfilter entsprechend der obenstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform in der Praxis, ausgehend von einem dem Eingang der Anordnung angebotenen Hauptsignal mit Amplitudenpegeln, die für alle darin vorhandenen Signalfrequenzen nahezu gleich sind, zu Auskoppelsignalen führt, die nach dem Transport zu den Teilnehmern eine möglichst gleichmäßige Amplituden-Frequenzkennlinie aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die Figur zeigt eine HF-Signalverteilanordnung nach der Erfindung. Darin enthält die HF-Signalverteilanordnung 1 eine Eingangsklemme 3. eine Abschlußklemme 4, eine zwischen diesen Klerrr.nen liegende Signalübertragungsleitung 9. in die ein mit der Klemme 3 verbundenes Dämpfungsfilter 2 und zwölf damit für die HF-Signale

reihenge^chüiteie Richtungskoppler Sa bis einschließlich S/aufgenommen sind.

Das Dämpfungsfilter 2 enthält eine in die Signalübertragungsleitung 9 aufgenommene, mit der Klemme 3 verbundene Reihenschaltung aus zwei gleichen Wider-

°° ständen 13 und 14. Dies»* Reihenschaltung ist durch einen Signallängszweig überbrückt, der aus der Parallelschaltung eines Widerstandes 10, eines Kondensators 11 und einer Induktivität 12 besteht. Der gemeinsame Verbindungspunkt zwischen den Wider-

*" ständen 13 und 14 ist über einen Signalquerzweig, der aus der Reihenscr;i!li'ng aus einer Induktivität 15. einen. Kondensator 16 und einem Widerstand 17 besteht, mit Masse verbunden.

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Der gemeinsame Verbindungspunkt des Widerstandes 14 und der Parallelschaltung des Widerstandes 10, des Kondensators 11 und der Induktivität 12 ist über die Signalübertragungsleitung 9 mit den Richtungskoppler 5a bis einschließlich 5/ verbunden. Diese Richtungskoppler 5a bis einschließlich 5/sind mit den jeweiligen Koppelschleifen 8a bis einschließlich 8/ versehen, die einerseits mit den betreffenden Abzweigklemmen 6a bis einschließlich 6/und andererseits über die betreffenden Abschlußwiderstände 7a bis einschließlich 7/mit Masse verbunden sind.

Mit der Abschlußklemme 4 kann ein Abschlußwiderstand nach Masse verbunden werden.

Die zu verteilenden HF-Signale werden über die Klemme 3 dem Dämpfungsfilter 2 zugeführt. Dieses Dämpfungsfilter weist für Signale mit einer Frequenz von 300MHz eine maximale Dämpfung auf. Das Dämpfungsfilter ist dabei derart bemessen, daß auch Signale in einem breiten Frequenzbereich um 300 MHz herum wirksam gcuäiVipu wcrdcü. Dadurch 'iV!rd diC meistens flache Amplitude-Frequenzkennlinie der HF-Signale derart korrigiert, daß mit Hilfe der Richtungskoppler 5a bis einschließlich 5/ akzeptierbare Auskoppelsignale erhalten werden können.

Die Auskoppelsignale müssen nach Transport i'u den Teilnehmern also nach Abzug der jeweiligen Kabeldämpfungen einer Anzahl in der Praxis gestellter Anforderungen entsprechen. Diese Anforderungen können beispielsweise sein, daß für Frequenzen zwischen 40 und 230 MHz (VHF-Bereich) die Signalpegel zwischen 57,5 dB μν und 80dBμV liegen müssen, mit Ausnahme der Frequenzen zwischen 87,5 und 104 MHz (UKW-Bereich), wobei die Signalpegel zwischen 54 dB μν und 74 dB μν liegen müssen. Für Frequenzen zwischen 470MHz und 830MHz (UHF-Bereich) können die Signalpegelgrenzen beispielsweise 65 und 78 dB μν sein. Weiter kann pro Ausgangskoppelsignal beim Teilnehmer gelten, daß der Signalpegelunterschied der Fernsehsignale innerhalb des VHF-Frequenzbereiches nicht größer sein darf als 8 dB und innerhalb des UHF-Frequenzbereiches nicht größer als 6 dB.

Die Korrektur des Dämpfungsfilters auf die zu verteilenden HF-Signale, obenstehend als Hauptsignal bezeichnet, ermöglicht es, mit Hilfe der Richtungskoppler 5a bis einschließlich 5/Auskoppelsignale zu erhalten, die bei den Teilnehmern derartigen Anforderungen entsprechen. Das korrigierte Hauptsignal wird danach über die Übertragungsleitung 9 den für das Hauptsignal reihengeschalteten Richtungskopplern 5a bis einschließlich 5/zugeführt.

Damit für „ie jeweiligen Teilnehmer eine einigermaßen gleichmäßige Signalenergie erhalten wird, werden nicht nur die Teilnehmer in der Reihenfolge des Abstandes mit den Abzweigklemmen verbunden, und zwar der am weitesten entfernte Teilnehmer mit der ersten Abzweigklemmen 6a und mit abnehmendem Abstand der jeweils nächste Teilnehmer, mit der letzten Abzweigklemme 6/, der nächstliegende Teilnehmer sondern die Länge der Koppelschleifen 5a bis ' einschließlich 5/nimmt mit einem nahezu gleichen Wert zu.

Weiter werden die Längen der Koppelschleifen 8a bis einschließlich 8/derart gewählt,daß pro Richtungskoppler die Frequenz, bei der das Hauptsignal am stärksten ausgekoppelt wird, höher ist als etw& 470MHz, zum • Ausgleich der größeren Dämpfung, die bei derart hohen Frequenzen beim Transport /.u den Teilnehmern gegenüber den niedrigeren Frequenzen auftritt. Dadurch wird pro Teilnehmer das empfangene HF-Signal möglichst frequenzunabhängig gehalten.

i" Im Grunde ist es möglich, mit der elektrischen Läng« der Koppelschleifen die Signalenergie bei den Teilnehmern einzustellen. Ausgehend von einer etwa gleiche* Signalenergie pro Teilnehmer müssen bei geographisch verteilt liegenden Teilnehmern die Auskoppelsignale an

i> den Abzweigklemmen der HFSignalverteilanordnung eine ungleiche Energie haben.

Wenn die Abstände zu den Teilnehmern zuvor genau bekannt sind, ist es möglich, mit einem bestimmten berechneten Verlauf der elektrischen Länge der

Genauigkeitsgrenzen auf einem gleichen Wert den Teilnehmern zuzuführen.

Sind die Abstände zuvor nicht oder nur schätzungsweise bekannt, wie es in der Praxis oft der Fall sein wird

'"> so kann man den Verlauf der elektrischen Länge det Koppelschleifen an eine mittlere Teilnehmerstreuung anpassen, die von den meisten Teilnehmerstreuungen wenigstens angenähert erreicht wird.

.*' τ. die Klemme 4 wird im allgemeinen ein Abschlußwiderstand derselben Größe wie die Abschlußwiderstände 7a bis einschließlich 7/ nach Masse angeschaltet werden, damit das Hauptsignal nach Durchgang durch die Richtungskoppler reflexionsfrei zu Masse geführt werden kann.

'■' In einer praktischen Ausführungsform einer derartigen HF-Signalverteilanordnung nimmt die Länge det Koppelschleifen pro Koppelschleife von Koppelschleife Sa mit einer Länge von 61 mm bis zur Koppelschleife 8. mit einer Länge von 85 m, um 2 mm zu.

Die Abschlußwiuerstände 7a bis einschließlich 7, werden entsprechend der charakteristischen Impedanz der Leitungen, die mit den Klemmen verbunden werden gleich gewählt, welche Impedanz meistens 75 Ohm beträgt.

»"> Dabei können die Elemente des Dämpfungsfilters 2 die nachfolgenden Werte aufweisen:

Widerstände	Wert	Kondensatoren	Wert
10	110Ω	U	3,9 pf
13	75 Ω	16	10 pF
14	75 Ω
15	51 Ω

Die Induktivität 12 wird durch eine Wicklung von 5,! Windungen Kupferdraht von 0,5 mm Querschnitt un einen Dorn mit einem Querschnitt von 3 mm gebildet und die Induktivität 15 wird durch eine Wicklung von 2}. Windungen Kupferdraht von ebenfalls 04 mm Quer schnitt um einen Dorn von 3 mm Querschnitt gebildet

Das Dämpfungsfilter weist bei einer derartiger Bemessung eine Maximaldämpfung von 8 dB für Signale mit einer Frequenz von 300 MHz auf. ■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 27 Ol 819

1. HF-Signalverteileranordnung für ein Verteilsystem für VHF- und UHF-Signale mit einer zwischen einer Eingangsklemme (3) und einer Abschlußklemme (4) liegenden Signaiübertragungsleitung (9), die eine Mehrzahl von reihengeschalteten Richtungskopplern (5a—51) enthält, deren Koppelschleifen (8a—81) mit je einer Abzweigklemme (6a—61) verbunden sind und eine elektrische Länge entsprechend nahezu einem Viertel der Wellenlänge einer im UHF-Bereich liegenden Frequenz aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Länge der Koppelschleifen (8a—8/; in Richtung von der Eingangsklemme (3) zur Abschlußklemm^ (4) zunimmt und daß in die Signalübertragungsleitung (9) zwischen der Eingangsklemme (3) und dem ersten Richtungskoppler (8a; ein Dämpfungsfilter (2) eingeschaltet ist, das für die Frequenzen zwischen dem genormten Fernseh-VHF- und dem genormten Fernseb-UHF-Bereich eine Dämpfung aufweist, die größer als für die Frequenzen in diesen genormten Fernseh-Frequenzbereichen ist

2. HF-Signal Verteileranordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsfilter (2) ein T-Glied mit einem bedämpften Senenschwingkreis (15, 16, 17J im Querzweig und zwei gleich großen ohmschen Serienwiderständen (13,14) im Längszweig ist, bei dem die Serienschaltung der beiden Längswiderstände (13, 14) durch einen bedämpften Parallelschwingkreis (10, 11, 12) überbrückt L-

3. HF-Signalverteileranrdnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungswiderstand (10) des Paraliolsch¹ -ingkreises einen Wert aufweist, der bis zum Sechsfachen des Wertes des Dämpfungswiderstandes (17) des Serienschwingkreises beträgt.

4. HF-Signalverteileranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Länge der Koppelschleifen (8a—8/; von der Eingangsklemme (3) zur Abschlußklemme (4) um etwa zwei bis drei Prozent zunir.ant.