DE2742316A1

DE2742316A1 - Mikrowellen-laufzeitentzerrer

Info

Publication number: DE2742316A1
Application number: DE19772742316
Authority: DE
Inventors: Osamu Kasuga; Osamu Yamamoto
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1976-09-21
Filing date: 1977-09-20
Publication date: 1978-03-23
Also published as: JPS5338950A; FR2365243B1; FR2365243A1; IT1084522B; DE2742316C2; US4197514A

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mikrowellen-Laufzeitentzerrer, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie er in Mikrowellen-Übertragungssystemen verwendet werden kann.

Bei Mikrowellen-Übertragungssystemen und insbesondere bei Mikrowellen -Frequenzmultiplexmodulations-Obertragungssystemen tritt wegen einer ungleichen oder nicht linearen LaufzeitvergröPerung am Sender und/oder am Empfttr. ,er aes Svstems in unvermeidbarer Weise eine Laufzeitverzerrung auf. Die Steuerung der Laufzeitverzerrung wird immer wichtiger, weil sie mit der Cbertragunpskanazität des Mikrowellen-Hbertragungssystemes zunimmt. Die Laufzeitverzerrung wird gewöhnlich durch die Verwendung eines Mikrowellen-Laufzeitentzerrers kompensiert, der die Laufzeit als Ganzes gleich oder glatt bzw. linear macht. Da die Laufzeit bzw. die Zeitverzögerung als Ableitung der Phasenverschiebung bezüglich der Freauenz dargestellt wird, enthalten Laufzeitentzerrer mehrere Reaktanzelemente, die die Phasenverschiebung gegenüber der Frequenzcharakteristik über eine gegebene Bandbreite linear zu machen.

Wie weiter unten noch anhand einer Figur der beiliegenden Zeichnung beschrieben werden wird, besitzt ein herkömmlicher Mikrowellen-Laufzeitentzerrer der eingangs genannten Art einen mit drei Toren versehenen Zirkulator bzw. Richtungsgabel mit einem mit einem der drei Tore verbundenen Resonator als Reaktanzelement. Der Zirkulator ist jedoch im allgemeinen aus Ferrit hergestellt, dessen Kennlinie in erheblichem Maße temperaturabhängig ist. Demgemäß ist eine Temperaturkompensation unerläßlich. Ein anderer herkömmlicher Laufzeitentzerrer enthält einen Hydrid-Lichtkoppler, der außer einem Eingangs- und einem Auspangstor ein Paar zusiltz-

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licher Tore besitzt. Mit den betroffenen zusätzlichen Toren ist ein Paar von Resonanzhohlräumen als Reaktanzelemente verbunden, wie weiter unten noch anhand einer anderen Figur der beiliegenden Zeichnung beschrieben werden wird. Dieser andere herkömmliche Entzerrer ist wegen der beiden Resonanzhohlräume voluminö* bzw. großbauend und schwer.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Mikrowellen-Laufzeitentzerrer der eingangs genannten Art zu schaffen, der sowohl kleinbauend als auch relativ leicht ist, also keine voluminöse Resonanzhohlräume besitzt, der einfach dn seinem Aufbau ist und der ein ausgezeichnetes Temperaturverhalten besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Mikrowellen-Laufzeitentzerrer dient zum Ausgleichen einer Laufzeitentzerrung, die in einem Eingangssignal eines Mikrowellenfrequenzbandes mit einer bestimmten Frequenz unvermeidbar vorhanden ist, um ein Ausgangssignal des Frequenzbandes zu liefern. Das Ausgangssignal ist im wesentlichen frei von der Laufzeitverzerrung. Der Entzerrer enthält einen Einr ngsund.einen Ausgangsanshcluß für das Eingangs- bzw. Ausgangssignal, einen Richtkoppler mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten und einem vie.ten Tor, und einen ersten und einen zweiten Resonator, der im Band mit dem Richtungskoppler gekoppelt ist. Der Eingangs- u.kI der Ausgangsanschluß sind im wesentlichen parallel zu einer bestimmten Richtung mit einem ersten und einem zweiten Richtungssinn und sind mit dem ersten bzw. zweiten Tor verbunden. Der Koppler sorgt für eine Richtkopplung im Band, so daß das Eingangssignal, das ihm vom Eingangsanschluß zugeführt wird, als Ausgangssignal, das von dort dem Ausgangsanshcluß zugeführt wird, und als ein Paar phasenverschobener Signale am dritten und vierton Tor erscheint. Das gekoppelte Signalspaar besitzt eine Phasendifferenz relativ zueinander. Der erste und der zweite Reso-

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nator sind im wesentlichen bezüglich der bestimmten Freauenz resonant. Erfindungsgemäß besitzt der Mikrowellen-Laufzeitentzerrer einen zu erdenden Leiter und ein Grundelement mit einer Hauptfläche, die ihrerseits einen Mittenbereich udn ein Paar von Seitenbereichen besitzt, die auer zur Richtung des Mittenbereiches an dessen beiden Seiten unmittelbar anschließen. Das erste und das zweite Tor sind am Mittenbereich relativ zueinander versetzt angeordnet. Der Richtkoppler enthält ein erstes und ein zweites Element mit nicht-stationären Konstanten, von denen sich das eine im wesentlichen längs der Richtung vom ersten Tor im ersten Richtungssinn zum dritten Tor und das andere vom zweiten Tor im zweiten Richtungssinn zum vierten Tor erstreckt, wobei sie elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind. Jedes der beiden Elemente mit nicht»9tationären Konstanten besitzt eine Länge, die gleich einem ungerad-ganzzahligen Vielfachen einer viertel Wellenlänge in iedem Eleient eines Signals der Freauenz ist. Das dritte und das vierte Tor der Elemente mit nicht-stationären Konstanten sind mit dem Leiter nicht verbunden. Der erste und der zweite Resonator sind mit dem Leiter an den Seitenbereichen verbunden und mit dem ersten bzw. zweiten Element mit nicht-stationären Kogfiffcanten elektromagnetisch gekopnelt.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausftthrungsbesioiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Mikrowellen-Laufzeitentzerrers ,

Fig. ? teilweise in Blockdarstellung einen anderen herkömmlichen Mikrowellen-Laufzeitentzerrer,

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung einen Mikrowellenlaufzeitentzerrer gemäß einem ersten Auef'ührungsbei-

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spiel vorliegender Erfindung,

Fig. M die Laufzeitfrequenz-Kennlinie eines Mikrowellen-Lauf zeitentzerrers gemäfl dem ersten Ausfühminpsbeispiel,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Mikrowellen-Laufzeitentzerrers gemflß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. F> eine perspektivische Ansicht eines Mikrowellen-Lau^- zeitentzerrers gemäft einem dritten Ausfilhrungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fin· 7 eine perspektivische Ansicht eines Mikrowellen-Laufzeitentzerrers gemäfl einem vierten Ausi ährungsbeispiels vorliegender Erfindung,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Mikrowellen-!.aufzeitentzerrers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiels vorliegender Erfindung , und

Fig. 9 eine Graphik zur Darstellung der TempersturabhMnp.iR-keit eines Mikrowellen-Laufzeitentzerrers gemäP vorliegender Erfindung.

Zum besseren Verständnis vorliegender ERfindung sei anhand der Fig. 1 ein herkömmlicher Mikrowellen-Laufzeitentzerrer beschrieben. Dieser besitzt einen Zirkulator bzw. eine Richtungsgabel 10 mit drei Toren, die mit einem Eingangsanschluß 11, einem Ausgangsanschluft 1? und einem ZusatzanschluP· 13 verbunden sind. Ein einziger Resonator 14 ist mit dem ZusatzanschluP 1? gekopnelt. Der Einganpsanschlu? 11 wird mit einem Mikrowellen-Eingangssignal eines gegebenen Frequenzbandes von einem nicht dargestellten herkömmlichen Eandpassfilter gespeist. Das Eingangssignal wird einer kleinen

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Zeitverzögerung in der Mittenfreouenz des Bandes unterworfen. Das Eingangssignal wird vom EingangsanshcluP 11 den Resonator 14 über den Zusatzanschluft 13 eingeprägt und danach zum selben Anschluß durch die reflektierende Wirkung des Resonators 14 zurUckreflektiert. Das reflektierte Signal zirkuliert bzw. läuft un in den AusgangsanschluP 12, und zwar als ein Ausgangssignal nit der Laufzeitentzerrung des entzerrten Eingangssignales. Der Resonator 14 besitzt eine REsonanzfrequenz, die im wesentlichen gleich der Mittenfrequenz ist. Demgemäß ist das Eingangssignal einer großen Zeitverzögerung bei der Resonanzfrequenz als Folge der Resonanz im Resonator IU unterworfen. Dieser entzerrt die Laufzeit des Eingangssignales. Der herkömmliche entzerrer ist iedoch, wie zu Beginn der vorliegenden Beschreibung erwMhnt , in hohem MaPe temperaturabh'ing ig.

Cen'iß Fig. ? besitzt ein anderer herkömmlicher Mikrowellen-Laufzeitentzerrer Eingangs- und Ausgangsanschi'isse 11 und 1? und einen TdB-Ouadratut'-Pichtkoppler 15 mit einem ersten und einem zweiten Tor Iß, 17, die mit dem Anschluß 11 bzw. 12 verbunden sind.

Die Verbindungen zwischen den Einpangsansib/cvluß 11 und dem ersten Tor IR und zwischen dem Ausgangsanschluf¹ 1? und dem zv.'eiten Tor 17 erstrecken s ich irn wesentlichen l'ings einer vorher t immten Richtung. Dei i cripler 1 '-< besitzt ferner ein dritte" und rvin viertes Tor IH und 1'). Wie beim anhand der Fig. 1 dargestellten Entzerrer gezeigt, dient der Eingangsanßchluß 11 f'lr ein Eingangssignal eines Mikrowellenbandes mit einer vorgegebenen Frequenz. Das Fin-.'ingssignal ist einer Lau_; · itverzerrung unterworfen. Der Picht-Konpler 15 besitzt vier Leiter zwischen vier Torpaaren If- und 17, IR und l^r 18 un.) 13, und 1" und 19. Jeder Leiter besitzt eine L-inge, die gleich einem Viertel der Wellenlänge eines entlanrlaufenden Signales mit der bestimmten Frequenz ist. Das dem ersten Tor 16 zugeflhrte Eingang.ssignal wird deshalb dem dritten und dem vierten Tor IR und 10 als ein Paar nhasenverschobener Signale zugeführt. Das Signal pa .· Nesitzt eine quadratische also 10 -'Phasendifferenz relativ zueinander. Das dritte und las vierte Tor 1fi und

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19 sind mit Resonatoren 21 bzw. 22 gekoppelt, die eine Resonanzdifferenz, die im wesentlichen gleich der vorbestimmten Frenuenz ist, und eine im wesentlichen identische Reflektionsimpedanz besitzen. Die Resonatoren 21 und ?2 sneisen den AusganrsanschluP 12 mit einem Ausgangssignal, das von der Laufzeitverzerrung ohne jegliche Reflektion des Signales zurück zur Eingangsklemme 11 frei ist.Der Entzerrer ist, wie bereits beschrieben, sehr voluminös bzw. großbauend, weil zwei Resonanzhohlräume als Resonatoren 21 und 22 verwendet wenden.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, enthält der Mikrowellen-Laufzeitentzerrer gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, ebenso wie der herkömmliche Mikrowellen-Laufzeitentzerrer nach Fig. 2, eine Eingangs- und eine Ausgangsklemme bzw: -anschluß 11 und 12 für ein Eingangs- bzw. ein Ausgangssignal der beschriebe:. >?n Art, einen Richtkoppler 15 mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Tor,lf>, 17, 18 und 19 und einen ersten und einen zweiten Resonator 21 und 22. Der Entzerrer besitzt ein Basis- bzw- Grundelement 25, das beim dargestellten Ausführung,beispiel leitend ist, so daß es als zu erdender Leiter dient. Das dargestellte Grundelement 25 ist rechteckförmig. Es besitzt eine HauotflMche 2fi, ein Paar im Abstand angeordneter Seiten- bzw. Rück- und Vorderwände 27 und 2^fi,die im wesentlichen senkrecht zur Hauptflache ?fi stehen, und ein weiteres Paar ähnlicher Seiten- bzw. rechter und linker Wände, die beide mit der einzigen Bezugsziffer 29 bezeichnet sind. Die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse 11 und 12 sind im wesentlichen parallel zu einer Richtung, di»» gemäß der Darstellung wiederum parallel zur rechten Rückwand zur Vorderwand 28 und deren zweiter Richtungssinn dem ersten entgegengesetzt verläuft. Es versteht sich, daß die Rück- und Vorderwand 27, 28 quer zu der genannten Richtung liegen. Aus Gründen der Vereinfachung der weiteren Beschreibung wird die Hauptfläche 2fi in einen Mittenbereich, der sich zwischen der Rück- und der Vorderwand 27, 28 erstreckt, und in ein Paar von ^eitenhereichen unterteilt, die sich ebenfalls zwischen den Wänden 27 und 28 einerseits und zwischen dem Mittenbereich und der rechten bzw. der linken

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Wand ?9 andererseits erstrecken. Das erste und das zweite Tor 16, 17 sind am Mittenbereich relativ zueinander versetzt angeordnet. Der Eingangs- und der Ausgangsanschluft 11, 12 werden an der Pück- und der Vorderwand 27, 2 8 gehalten und sind fiber ein Paar von Isolatoren, von denen einer bei 30 angedeutet ist, mit dem ersten bzw. dem zweiten Tor 16, 17 verbunden.

Gemäß Fig. 3 enthält der Richtkoppler 15 ein erstes und ein zweites Element 31, 32 mit nicht-stationären Konstanten (distributed-constant ßlement), die am Mittenbereich zwischen der P'lck- und der Vorderwand 27, 28 unter Bildung eines Liftspaltes zwischen ihnen gehalten sind. Das erste und das zweite Element 31, mit nicht-stationären Konstanten erstrecken sich im wesentlichen längs der Richtung vom ersten Tor 16 im ersten Richtungssinn zum dritten Tor 18 bzw. vom zweiten Tor 17 im zweiten Richtungssinne zum vierten Tor 19. Jedes der Elemente 31, 32 mit nicht-stationären Konstanten ist vom Grundelement 2 5 isoliert und besitzt eine Länge, die im wesentlichen gleich einem ungeraden, ganzzahligen Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge eines entlanglaufenden Signals der vorbestimmten Frequenz ist. Es ist offensichtlich, daft die Elemente 31, 32 mit nicht-stationären Konstanten als Richtkoppler 15 aufgrund der durch den Luftspalt zwischen ihnen vorgesehenen elektromagnetischen Kopplung dieaen, und daft die oben erwähnten phasenverschobenen Signale am dritten und am vierten Tor 18 und 19 erscheinen. In diesem Zusammenhang sei auf TEEE Transactions, Fand MTT-IU, Nr. 7 (Juli 1966), S. 337 - 346 hingewiesen. Der erste und der zweite Resonator 21, 22 werden, wie dargestellt, durch ein erstes und ein zweites Resonanzelement 36, 37 gebildet, die sich über die betreffenden Seitenbereiche von der RHck- und der Vorderwand 27, 28 aus im wesentlichen parallel zur Richtung im zweiten bzw. ersten Pichtungssinne erstrecken, und die mit dem ersten bzw. zweiten Element 31, 32 mit nicht-stationären Konstanten elektromagnetisch gekoppelt sind. Jedes der Resonanzelemente 36, ^7 besitzt eine Länge, die im wesentlichen gleich einem Viertel der Wellenlänge eines entlanglaufenden Signals mit der vorbestimmten

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Frequenz ist, und mit der vorbestimmten Frequenz in Resonanz ist. In der praktischen Anwendung ist eine nicht dargestellte leitende Abdeckung auf die Wände 27 bis 29 gelegt.

Im Betrieb wird das Eingangssignal vom Eingangsanschluft 11 dem ersten Element 31 mit nicht-stationären Konstanten über das erste Tor 16 zugeführt, und so das Ausgangssignal hergeleitet, das vom zweiten Element 32 mit nicht-stationären Konstanten zum Ausgangsanschluß 12 durch das zweite Tor 17 geliefert wird.Die phasenverschobenen Signale besitzen eine quadratische bzw. 90°-Phasendifferenz relativ zueinander, d.h., das phasenverschobene Signal des vierten Tores 19 ist um 90° verglichen mit dem des dritten Tores verzögert. Der erste und der zweite Resonator 21, 22 geben dem Eingangssignal eine grofte Zeitverzögerung bei der vorbestimmten Frequenz. Die kleine Zeitverzögerung, die beim Eingangssignal bei der vorbestimmten Frequenz unvermeidlich ist, wird daher mit Hilfe de» Pichtkopplers 15 und des Resonatorpaares 21, 22 kompensiert. Dementsprechend wird der Ausgangsanschluft 12 mit dem Ausgangssignal gesüeist, das frei von einer Laufzeitverzerrung ist.

In Fig. ι* in der auf der Abszisse die Frequenz f und auf der Ordinate die Laufzeit abgemessen ist, zeigt eine Kurve UO, die oben dargelegte groBe Laufzeitverzögerung. Die Kurve bzw. Kennlinie 40 ist hinsichtlich einer Mittenfrequenz f des Mikrowellen-Freouenzbandes im wesentlichen svmmetrisch, das eine Zeitverzögerungsspitze bei der Mittenfrequenz f₀· Wie der herkömmliche Laufzeitentzerrer nach Fig. 2, besitzen die Resonatoren 21, 22 hohe unbelastete O-Werte. Dementsprechend kann der Laufzeitentzerrer gemäfl dem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung die nichtlineare Laufzeit bzw. Zeitverzögerung des Eingangssignale mit seinem im wesentlichen unveränderten Amplitudenkennlinien entzerren .

Gemäfl Fig. 5 besitzt der Laufzeitentzerrer gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung gleichartige Bauteile, die entsprechend der Fig. 3 mit gleichen Bezupsziffern versehen

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sind. Außerdem enthält jeder der beiden PEsonatoren 21 und 2? ein zusätzliches Resonanzelement 41 bzw. 42, das eine Länge besitzt, die im wesentlichen gleich einem Viertel der Wellenlänge eines entlangführenden Signales der vorbestimmten Frenuenz besitzt. Die zusätzlichen Resonanzelemente 41, 42 des ersten und des zweiten Resonators 21, 22 erstrecken sich von der Rück- bzw.-Vorderwand 27, 28 ausgehend im wesentlichen längs der genannten Richtung im ersten bzw. zweiten Richtungssinne. Mit anderen Worten, die zusätzlichen Resonanzelemente 41, 42 erstrecken sich bezüglich der Resonanzelemente 16 bzw. 17 in jeweils gegenläufigem Richtungssinne und dienen dazu, Laufzeitverzerrungen höherer Ordnung zu verbessern. Wie ferner dargestellt, sind die zusätzlichen Resonanzelemente 41 , 42 seitlich außerhalb der Resonanzelemente 16 bzw. 17 angeordnet.

Das in Fig. 6 dargestellte dritte erfindungsgemäPe Aus führungsbeispiel des Mikrowellen-Laufzeitentzerrers enthält wiederum gleichartige Bauteile, die mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 3 bezeichnet sind, mit der Ausnahme, dafi der Richtkoppler 15 eine dielektrische Platte 45 zwischen den Elementen 11 und 12 mit nicht-stationären Konstanten enthält. Btj;:i dargestellten Ausfuhr rungsbesipiel sind die Elemente 11 , 12 mit nicht-stationären Konstanten an der dielektrischen Platte 45 befestigt, und können durch leitende Muster auf ein Paar der Hauptflächen der Platte 45 gebildet sein. Wie beim Ausführu: ;beispiel nach Fig. 5 kann jeder Resonator 21, 22 ferner ein weiteres Resonanzelement besitzen.

Der in Fig. 7 dargestellte Mikrowellen-Laufzeitentzerrer gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist mit dem anhand der Fig. 6 dargestellten Entzerrer gleichartig. Der hier in der Bezugsziffer 46 gekennzeichnete Mittenbereich der Hauptfläche 26 des leitenden Grundelementes 25 ist gegenüber beiden Seitenflächen 47 und 4 8 und dem Richtkonpier 15 entgegengesetzt eingeschnitten. Mit anderen Worten, die Seitenbereiche 47 und 48 ragen zum ersten bzw. zweiten Resonator 21, 22 hin vor. Durch diese Anordnung ist es möglich, die elektromagnetische Konnlung zwischen

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dem ersten und zweiten Element 31 , i?. mit nicht-stationären Konstanten einerseits und dem ersten bzw. zweiten Pesonator 21, andererseits zu steuern. Fs kann auch der Fall sein, daP der Mittenbereich 46 gegenüber den Seitenbereichen 47 und 48 zum Richtkot>t>ler 15 hin vorragt, um eine optimale elextromagnetische Kopplung zu erreichen.

Beim in Fig. 8 dargestellten Mikrowellen-Laufzeitentzerrer gemäP einem fünften Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung sind gleichartige Bauteile vorgesehen, die mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Beim dargestellten Beispiel ist das Grundelement 2 ein im wesentlichen rechteckiges, dielektrisches Substrat, das mit einem Paar im Abstand angeordneter Seiten- bzw. Rück- und Vorderlinien versehen ist. Das erste und das zweite Element 31. 32 mit nicht-stationären Konstanten erstrecken sich unmittelbar auf dem Mittenbereich des dielektrischen Substrates 2 5, und zwar von den Seitenlinien aus im wesentlichen längs der genannten Richtung im ersten bzw. zweiten Sinne. Der Eingangs- und der AusgangsanschluB 11 und 12 sind mit den Elementen 31, 32 mit nicht-stationären Konstanten an den Rück- und Vorderlinien verbunden. Je ein Leiter 51 erstreckt sich teilweise längs der Rück- und längs der Vorderlinie. Die Resonanzelemente des ersten und zweiten Resonators 21 , 22 erstrecken sich unmittelbar auf dem betreffenden Seitenbereich des dielektrischen Substrates 25 von den Leitern 51 aus im wesentlichen längs der genannten Richtung im zweiten bzw. ersten Sinne. Vorzugsweise besitzen die Elemente 31, 32 mit nicht-stationären Konstanten einander gegenüberliegende, geriffelte Seiten zwischen denen ein zickzackförmiger Bereich des Mittenbereichs des dielektrischen Substrates angeordnet ist. Es ist möglich, den Richtkoppler 15 und die Resonatoren 21, 22 in Form eines Leitermusters auf dem Substrat auszubilden. Die Resonanzelemente und ggf. die zusätzlichen Resonanzelemente können durch einen an sich bekannten dielektrischen Resonator gebildet werden.

Anhand der Fig. 9, in der wie in Fig. 4 auf der Abszisse die Frequenz und auf der Ordinate die Laufzeit abgetragen ist, sei die

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Temperaturabhänrripkeit eines Laufzeitentzerrers p;emäP vorliegender Erfindung beschrieben. Als Beispiel wurden Messungen unter Verwendung eines Entzerrers gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 durchgeführt. Dabei waren die Elemente 31 und 3 2 mit nicht-stationären Konstanter jeweils 3,2 mm breit und 12 nun lang, und die Resonanzelemente 36 und 37 jeweils 6 mm lang und 5 mm im Durchmesser. Es wurde ein Frequenzband mit einer Mittenfrequenz von 6«46O MHz verwendet. Die in ausgezogener Linie dargestellte Kurve bzw. Kennlinie 56 zeigt die Verzögerungs- bzw. Laufzeitcharakteristik bei 2 5°C. Die gestrichelte Linie 57 und die strichpunktierte Linie 58 stellen die Kennlinien bei 0⁰C bzw. 50⁰C dar. Die ausgeglichene Verzögerung war etwa 15 Nannosekunden bei der Mittenfrequenz. Wie aus den Kennlinien 56 und 58 ersichtlich ist, sind die Laufzeit/Frequenz-Kennlinien von der Temperatur kaum abhängig.

Obwohl die vorliegende Erfindung insoweit nur in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, versteht es sich, daß verschiedene Abwandlungen und Änderungen möglich sind, ohne den Erfindungsgedanken und -rahmen zu verlassen. Beispielsweise ist es möglich, ein Grundelement 2 5 aus einem dielektrischen Material bei den anhand der Fig. 3 und 5 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen zu verwenden, oder jedes Resonanzelement, und ggf. jedes zusätzliche Resonanzelement im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Grundelementes statt parallel dazu wie bei den dargestellten Ausführungsbeispielen anzuordnen. Die zusätzlichen Resonanzelemente oder Elemente des ersten und zweiten Resonators können sich demselben Richtungssinne wie ihre Resonanzelemente, erstrecken.

Beim erfindungsgemäßen Mikrowellen-Laufzeitentzerrer für ein Eingangssignal einer Mikrowellenfrequenz mit einer unvermeidlichen Laufzeitverzerrung sind also ein Richtkoppler und ein Resonatorpaar auf einem Mittenbereich eines leitenden Grundelementes bzw. auf denjenigen Seitenbereichen davon angeordnet, die zu beiden Seiten des Mittenbereiches liegen. Der Koppler enthält dabei ein Paar von Elementen mit nicht-stationären Konstanten, die entweder

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über einen Luftspalt, oder über eine zwischen ihnen angeordente dielektrische Platte miteinander und mit den entsprechenden Resonatoren elektromagnetisch gekoppelt sind, mn vom Eingangssignal, das einem der Elemente zugeführt wird, ein laufzeitentzerrtes Ausgangssignal im anderen Element abzuleiten. Jedes Element besitzt eine Länge, die gleich einem ungeraden Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge des entlanglaufenden Signals ist. Jeder Resonator besitzt wenigstens ein Reeonanzelement. Bei einem dielektrischen Grundelement sind die lleAente, die vorzugsweise geriffelte Seiten besitzen, die einander gegenüber liegen und einen zickzackförmigen Bereich des Mittenbereiches zwischen sich belassen, und die Resonanzelemente, unmittelbar auf den Mitten- und Seitenbereichen durch leitende Muster zusammen mit einem Paar von Leitern gebildet, die mit einem Ende jedes Resonanzelementes verbunden und geerdet sind.

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eerseite

Claims

Pa i-cntansprüche

1.jMikrowellen-LaufzeitentzerreWzum Entzerren einer unvermeidbaren Laufzeitverzerrung in einem Eingangssignal eines Mikrowellen- Frequenzbandes mit einer vorbestimmten Frenuenz und gleichzeitigem Erzeugen eines Ausgangssignals dieses Frequenzbandes, das im wesentlichen frei von der Laufzeitverzerrung ist, mit einem Richtkoppler, der ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Tor besitzt, und der eine direkte Kopplung im Band vorsieht, so daß das Eingangssignal vom ersten Tor als Ausgangssignal am -zweiten Tor und als ein Paar phasenverschobener, eine Phasendifferenz relativ zu einander besitzender Signale am dritten bzw. vierten Tor erscheint^mxeinem ersten und einem zweiten Resonator, die im wesentlichen dieselbe Resonanzfrequenz besitzen und im Band mit dein Richtkoppler gekoppelt sind, und mit einem Fingangsund einem Ausgangsanschluß für das Eingangs- bzw. Ausgangssignal, die im wesentlichen parallel zu einer vorbestimmten Richtung _mit einem ersten und einem zweiten Richtungssinn ver-

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laufen und mit dem ersten bzw. zweiten Tor verbunden sind, dadurch ge kennzeichnet , daP> ein zu erdender Leiter (25, 51) und ein Grundelement (25) mit einer Hauptfläche (2B) vorgesehen sind, die einen Mittenbereich (46) und ein Paar a quer zur genannten Richtung an die beiden Seiten des Mittenbereiches angrenzenden Seitenbereichen (47, 48) besitzen, daß das erste und dns zweite Tor (16, 17) am Mittenbereich relativ zueinander versetzt angeordnet sind, daß der Richtkoppler (15) ein erstes und ein zweites Element (11, 12) mit nicht-stationären Konstanten besitzt, die sich im wesentlichen 13ngs der genannten Richtung vom ersten Tor (16) weg im ersten Richtungssinne zum dritten Tor (IR) bzw. vom zweiten Tor (17) weg im zweiten Richtungssinne zum vierten Tor (19) erstrec η und elektron irnetisch miteinander gekoppelt sind und von denen ie-i^s eine Länge besitzt, die im wesentlichen gleich einem ungeraden ganzzahligen Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge eines Signales in iedem Element der genannten Frequenz ist, daß das dritte und das vierte Tor (18, 19) mit dem Leiter (25, 51) nicht verbunden sind, und daß der erste und der zweite Resonator (21, 22) mit dem Leiter (25, 51) an den Seitenbreichen (47, 48) verbunden und mit dem ersten und dem zweiten Element (31, 32) mit nicht-stationären Ko&tvtanten elektromagnetisch gekoppelt sind.

2. Laufzeitentzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste und.das zweite Element (31, 32) mit nicht-stationären Konstanten unter Bildung eines Luftspaltes einander gegenüberliegen, daß das t rundelernent (25) ein Paar im Abstand voneinander angeordneter Seitenwände (27, 28) besitzt, die im wesentlichen öenkrecht zur Hauptfläche und quer zur genannten Richtung verlaufen, daß der Eingangs- und der Ausgangsanschluß (11, 12) von den Seitenwänden (27, 28) gehalten werden und daß die Elemente (31, 32) zwiechen den Seitenwänden (27, 28) angeordnet sind.

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Bad original

1. Laufzeitentzerrer nach Anspruch 1 , da-lurch ρ, e k e η η zeichnte , daß der Fichtkopnler (15) eine dielektrische Platte (MS) zwischen dem ersten und den zweiten Element (11, 12) mit nicht-stationären Konstanten aufweist, daß das Grundelement (25) ein Paar im Abstand angeordneter Leiter../ände besitzt, die im weseriLÜchen senkrecht zur Hauptfläche und auer zur .genannten Richtung verlaufen, daß der Eingangs- und AusgangsanschiuB (11, 12) von den Seitenwinden (27, 28) pehalten werden, und daß die Elemente (11 , 12) und die dielektrische Platte (45) zwischen den Seitenwinden (27, 28) angeordnet sind.

4. Laufzeitentzerrer nach Anspr'ich 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste und das zveite Element (11 , 12) mit nicht.-stationären Konstanten in direktem Kontext mit der dielektrischen Platte (45) sind.

:>. Laufzeitentzerrer nach Anspruch 1 , dadurch ρ e k e η η zeichnet , daß das Grundelement (25) aus leiter.der? Material ist, wobei ein Teil des leitenden Grundelementes als Leiter dient, und <\af* der Mittenbereich (46) pep,en"lber den Seitenbereichen (M7, 48) und von den E].■ ^nten (H, ^2) mit nicht-stationären Konstanten wep, einpesctmitten ist.

Π. Laufzeitentzerrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daP "ieder der beiden Pesonatoren (21, 22) ein Resonanzelement (IP. , 17) enthält, das mit dem Leiter verbunden ist und eine L^npe besitzt, die im wesentlichen gleich einem Viertel der Wellenl mpe im Element eines Signals dieser Frequenz ist, daß die Pesonanzelemente (36, 17) des ersten und des zweiten Pesonators (21, 22) sich von den Seitenwänden (27, 28) aus im wesentlichen 12np,s der genannten Richtung im zweiten bzw. ersten Richtunp.ssinne erstrecken und mit dem ersten bzw. dem zweiten Element (11, 12) mit nicht-stationären Konstanten elektromagnetisch gekoppelt sind.

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7. Laufzeitentzerrer nach Anspruch R, dadurch gekennzeichnet , daß ie"der der beiden Resonatoren (21, 2?) ferner ein zusätzliches Resonanzelement (41, 42) enthält, das mit dem Leiter verbunden ist und eine Länge besitzt, die im wesentlichen gleich einem Viertel der Wellenlänge im Resonanzelement eines Signales dieser Frequenz ist, und daß sich die zusätzlichen Resonanzelemente (41, 42) der Resonatoren (21, 22) von den Seitenwänden (27, 28) aus im wesentlichen längs der genannten Ri'htung erstrecken und mit dem Resonanzelement (36, 37) des ersten bzw. zweiten Resonators elektromagnetisch gekoppelt sind.

8. Laufzeitentzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Grundelement (25) aus einem dielektrischen Substrat besteht, das ein Paar im Abstand angeordneter Seitenlinien quer zur genannten Richtung besitzt, daß sich das erste und das zweite Element (31, 32) mit nichtstationären Kosntanten unmittelbar auf dem Mittenbereich des Substrates von den Seitenlinien aus längs der genannten Richtung im eretun bzw. zweiten Sinne erstrecken, daß der erste und der zweite Resonator (21, 22) sich unmittelbar auf den betreffenden Seitenbereichen des Substrates von den Seitenlinien aus im wesentlichen entlang der genannten Richtung im zweiten bzw. ersten Sinne erstrecken, daß der Eingangs- und Ausgangsanschluß (11, 12) mit dem ersten bzw. dem zweiten Element (31. 32) mit nicht-stationären Konttanten an den beiden Seitenlinien verbunden sind, und daß der Leiter (51) sich auf dem Substrat teilweise längs ieder Seitenlinie erstreckt.

9. Laufzeitentzerrer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Elemente (31, 32) mit nichtstationären Ko&fVtanten einander gegenüberliegende geriffelte Seiten besitzen, zwischen denen ein zickzackfflrmiper Bereich des Mittenbereiches des Substrates angeordnet ist.

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