DE2909641A1 - ANTENNA FOR MULTIPLE RECEPTION AREAS WITH ELECTRONIC AMPLIFIER - Google Patents
ANTENNA FOR MULTIPLE RECEPTION AREAS WITH ELECTRONIC AMPLIFIERInfo
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Description
a) Titel der Erfindunga) Title of the invention
Antenne für mehrere Enrofangsbereiche mnt elektronischem VerstärkerAntenna for several input areas with electronic amplifier
b) Anwendungsgebiet der Erfindungb) Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Antenne für mehrere Enrafangsbereiche mit elektronischem Verstärker, die die !Form eines Dipols oder Fbnopols aufweist und in einem unteren und einem oberen Frequenzbereich emnfän-t, wobei die Länge des Dipols oder Fonoools sehr kurz gegenüber der Wellenlänge des unteren Frequenzbereiches ist. Die erfindungsgemäße elektronische Antenne ist "beispielsweise als elektronische Autoantenne, als elektronische Antenne für Heim- und Reiseemnfänger und für sonstige Empfangszwecke in einem oberen und unteren Frequenzbereich anwendbar.The invention relates to an antenna for several reception areas with an electronic amplifier that has the! shape of a dipole or Has fbnopols and in a lower and an upper frequency range emnfän-t, being the length of the dipole or fonoools very is short compared to the wavelength of the lower frequency range. The electronic antenna according to the invention is "for example as electronic car antenna, as an electronic antenna for home and home Reiseemnfänger and for other reception purposes in an upper and lower frequency range applicable.
c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungenc) Characteristics of the known technical solutions
Für den Empfang des amplitudenmodulierten Rundfunks im Lang-, ?!ittel-, Kurzwellenbereich (KTK-Bereich) und des frequenzmodulierten Rundfunks im Ultrakurzwellenbereich (UKW-Bereich* werden zunehmend Antennen in Form eines Monopols, dessen Länge im. KIK-Bereich sehr kurz gegenüber der Wellenlänge ist und der mit einer elektronischen Verstärkerschaltung zusammenwirkt, verwendet. Oft sind zur Verstärkung der Signale in den beiden Frequenzbereichen getrennte Übertragungsweg.e vorgesehen.Antennas in the form of a monopole are increasingly being used for receiving amplitude-modulated broadcasting in the long, medium and shortwave range (KTK range) and frequency-modulated broadcasting in the ultra-short wave range (VHF range *), the length of which is very short in the KIK range Often times, separate transmission paths are provided for amplifying the signals in the two frequency ranges.
In den Anmeldungen DE-AS 19 19 749 und DE-AS 23 10 616 ist an den Monopol eine Frequenzweiche angeschlossen, an deren Ausgänge die Übertragungswege für den UKW- und den IHK-Bereich angeschlossen sind.In the applications DE-AS 19 19 749 and DE-AS 23 10 616 is to the Monopole a crossover connected to the outputs of which the transmission paths for the VHF and the IHK area are connected are.
In der DE-AS 19 19 749 wird der Übertragungsweg für den LFK-Bereich über eine Induktivität und der Übertragungsweg für den UKW-Bereich über eine Kapazität an den I'onopol angeschlossen. Diese Schaltung hatIn DE-AS 19 19 749 the transmission path for the LFK area connected to the monopole via an inductance and the transmission path for the VHF range via a capacitance. This circuit has
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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für den Empfang des LIJK-Bereiches Nachteile. Entsprechend Fig. 1 liegt der Konnelkondensator G 2 für den UKW-Bereich parallel zum Eingang des Übertragungsweges für den LMK-Bereich, weil der Eingang des Übertragungsweges für den UKW-Bereich immer eine Stmle L als Bestandteil eines ParallGlresonanzkreises enthält.Disadvantages for receiving the LIJK area. According to FIG. 1 the Konnel capacitor G 2 for the VHF range is parallel to the Input of the transmission path for the LMK area because the input of the transmission path for the VHF range always a Stmle L as part of a parallel resonance circuit.
Fig. 2 zeigt vereinfacht das Ersatzbild der Anordnung nach Pig. 1, v/ie es bei Empfang des KJK-B ere ic he s wirksam ist.2 shows, in a simplified manner, the equivalent image of the arrangement according to Pig. 1, how it is effective when the KJK area is received.
Der kurze Emnfangsmononol wirkt wie eine Signalquelle mit der Signalsnannung U = E . h _„, deren Quellwiderstand aus der Antennen-The short reception mononol acts like a signal source with the signal voltage U = E. h _ "whose source resistance is derived from the antenna
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kanazität G 1 und einem sehr kleinen, für diese Betrachtung vernachlässigbaren, Reihenwiderstand besteht.capacitance G 1 and a very small, negligible for this consideration, Series resistance exists.
E = elektrische Feldstärke am Ort der Antenne, h „„ = effektive Höhe des üononols.E = electric field strength at the location of the antenna, h "" = effective Height of the monol.
In Serie zu G 1 liegt bei Emnfang des LMK-Bereiches die Ankoppelkanuzität C 2 für den UKW-Bereich und parallel zu ihr die Eingangsimnedanz der elektronischen Verstärkerschaltung, die beisnielsweise bei Verwendung eines Feldeffekttransistors im wesentlichen aus einer Kapazität G 3 besteht. G 1 bildet zusammen mit G 2 und G 3 einen kanazitiven Snannungsteiler, so daß die Steuerspannung U0, für die elektronische Verstärkerschaltung wesentlich kleiner als U0 ist, soba.ld die Summe von G 2 und G 3 größer als V 1 ist.In series with G 1, when the LMK range is received, there is the coupling channel C 2 for the VHF range and, parallel to it, the input impedance of the electronic amplifier circuit, which, when using a field effect transistor, essentially consists of a capacitance G 3. G 1, together with G 2 and G 3, forms a capacitive voltage divider, so that the control voltage U 0 for the electronic amplifier circuit is significantly less than U 0 , so that the sum of G 2 and G 3 is greater than V 1.
C 1C 1
USt = US U St = U S
G 1 + G 2 + C 3G 1 + G 2 + C 3
Besonders bei kurzen !.Ionon öl en ist die Kanazität C 1 sehr klein, so daß die Steuersnannung U„, für den LHK-Bereich bei relativ großem G 2 und J 3 merklich verkleinert wird. Das zeigt, daß bei einer kanazntiven Ankopplung des Übertragungsv/eges für den UKW-Bereich die Enrnfindlichkeit der elektronischen Antenne im LMK-Bereich ungünstig beeinflußt wird.Particularly in the case of short ionon oils, the capacity C1 is very small, see above that the control voltage U ", for the LHK range at a relatively large G 2 and J 3 are noticeably reduced in size. This shows that with a kanazntiven Coupling of the transmission system for the VHF range, the elimination of the electronic antenna in the LMK range is unfavorable being affected.
Für den Fall der Übertragung des UKV/-Bereiches ist das in Fig. 3 gezeigte Ersatzschaltbild wirksam. Bei den meisten elektronischen Antennen mit getrennten Übertragungswegen für LMK und UK1Ji/ ist zur ^gIeichmäßigen Übertragung des UKW-Bereiches ein Bandfilter realisiert. Der Primärkreis wird aus der kanazitiven Quellinraedanz der Antenne R 1/G 1, aus L 1 und der im wesentlichen aus einer Kapazität C 3 bestehenden Eingangsimnedanz des Verstärkers für den LMK-In the case of the transmission of the UKV / range, the equivalent circuit diagram shown in FIG. 3 is effective. Most electronic antennas with separate transmission paths for LMK and UK 1 Ji / have a band filter for uniform transmission of the VHF range. The primary circuit is made up of the capacitive source impedance of the antenna R 1 / G 1, L 1 and the input impedance of the amplifier for the LMK-
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Bereich gebildet. Der Sekundärkreis besteht aus L 2 und C 4 sowie der Eingangsimpedanz des sich anschließenden Übertragungsweges für den UKW-Bereich. Durch C 2 ist das Filter kapazitiv gekoupelt. Wie eben dargestellt, ist diese Konpelkanazität schädlich für den Enrofang des LMK-Bereiches.Area formed. The secondary circuit consists of L 2 and C 4 as well as the input impedance of the subsequent transmission path for the VHF area. The filter is capacitively coupled by C 2. As I have just mentioned that this concurrent capacity is detrimental to catching energy of the LMK area.
In einer weiteren, in der Anmeldung DE-AS 23 1-0 616 angegebenen Lösung, kann die Belastungskapazität am Eingang des Übertragungsweges für den LMK-Bereich durch eine transfornatorische Auskopplung der Signale des UKW-Bereiches verringert v/erden. Fig. 4 zeigt das Ersatzschaltbild, wie es für die Übertragung des UKV/- und LMK-Bereiches wirksam ist. Die tirimäre und sekundäre Resonanz erlaubt eine lose Kopplung der Spulen L 1 und L 2, d. h. der Abstand kann so gewählt werden, daß sich eine geringere kapazitive Belastung des Verstärkereinganges für den LMK-Bereich ergibt. Der Primärkreis wird gebildet aus der kapazitiven Quellinroedanz der Antenne R 1/C 1, aus L 1 und der im wesentlichen aus einer Kapazität C 3 bestehenden Eingangsimpedanz des Verstärkers V 1 für den LMK-Bereich. Der Sekundärkreis wird gebildet aus L 2, C 4 und der Eingang simn edanz des sich anschließenden Übertragungsweges V 2 für den UKW-Bereich. Durch elektrische Felder der AtmosOhäre, durch Reibungselekrrizität oder durch Berührung des Antennenstabes mit elektrisch geladenen Kröpern, kann die durch Funkenüberschläge verursachte Wechselspannung den Eingangstransistor des Übertragungsweges für den LMK-Bereich zerstören. Zur Begrenzung dieser Spannungen ist oft eine Schutzdiode D 1 vorgesehen. Von der Sekundärseite des Übertragers für den UKW-Bereich wird eine zusätzliche Impedanz zur Primärseite transformiert, die eine Verschlechterung der Emnfindlichkeit im MK-Bereich bewirkt. Darin und in der unvermeidbaren kapazitiven Belastung des Einganges des Verstärkers für den LMK-Bereich durch die Kapazität zwischen den beiden Srmlen des Übertragers für den UKW-Bereich, liegen die Nachteile dieser Lösung.In a further solution specified in the application DE-AS 23 1-0 616, the load capacity at the input of the transmission path for the LMK area through a transformative decoupling the signals of the VHF range are reduced. Fig. 4 shows the equivalent circuit as it is for the transmission of the UKV / - and LMK range is effective. The tirimeric and secondary resonance allowed a loose coupling of the coils L 1 and L 2, d. H. the distance can be chosen so that there is a lower capacitive load on the amplifier input for the LMK range. The primary circle is formed from the capacitive source impedance of the antenna R 1 / C 1, from L 1 and the input impedance of the amplifier V 1 for the LMK range, which essentially consists of a capacitance C 3. The secondary circuit is formed from L 2, C 4 and the input simn edanz of the subsequent transmission path V 2 for the VHF area. Through the electrical fields of the atmosphere Frictional electricity or from touching the antenna rod with electrically charged bodies can be caused by arcing AC voltage caused the input transistor of the transmission path destroy for the LMK area. A protective diode D 1 is often provided to limit these voltages. From the secondary side of the transmitter for the VHF range, an additional impedance is transformed to the primary side, which leads to a deterioration the sensitivity in the MK area. In this and in the unavoidable capacitive load on the input of the amplifier for the LMK range due to the capacity between the two tubes of the transmitter for the VHF range, there are disadvantages this solution.
In der Anmeldung DE-OS 21 15 657 wird eine Schaltungsanordnung angegeben, in der die verschiedenen Frequenzbereiche gemeinsam in einem Feldeffekttransistor verstärkt werden, und die Auftrennung auf verschiedene Übertragungswege derart erfolgt, daß am Source der untere Frequenzbereich und am Drain der obere FrequenzbereichIn the application DE-OS 21 15 657 a circuit arrangement is specified, in which the different frequency ranges are amplified together in a field effect transistor, and the separation takes place on different transmission paths in such a way that the lower frequency range at the source and the upper frequency range at the drain
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ausgekonnelt werden. Durch die Auftrennung der Signale des oberen und unteren Frequenzbereiches auf getrennte Übertragungswege am Ausgang eines Feldeffekttransistors wird die o. g. zusätzliche kapazitive Belastung am Gate des Feldeffekttransistors vermieden und die Emnfindlichkeit im unteren Frequenzbereich verbessert. Schaltungsanordnungen, in denen die Signale der verschiedenen Frequenzbereiche in aktiven Elementen gemeinsam verstärkt werden, weisen jedoch gegenüber den beschriebenen Schaltungsanordnungen mit getrennten Übertragungswegen u. a. wesentlich schlechtere Großsignaleigenschaften auf, da durch die Nichtlinearität der Übertragungskennlinie sich die Signale des oberen und unteren Frequenzbereiches untereinander stören, so daß die Wachteile insgesamt überwiegen. be disconnected. By separating the signals of the upper and lower frequency range on separate transmission paths at the output of a field effect transistor, the above. additional capacitive Avoid stress on the gate of the field effect transistor and the sensitivity in the lower frequency range is improved. Circuit arrangements in which the signals of the different frequency ranges are amplified jointly in active elements, however, compared to the described circuit arrangements with separate transmission paths, inter alia. Significantly poorer large-signal properties because of the non-linearity of the transfer characteristic the signals of the upper and lower frequency range interfere with each other, so that the awake parts predominate overall.
Die in der Funkschau 1976, Heft 14, Seite 578 ... 580 angegebenen Schaltungsnrinzi-nien repräsentieren den derzeitigen technischen Stand elektronischer Autoantennen. Es sind die besonderen Probleme der Auftrennung der Signale der verschiedenen Frequenzbereiche auf getrennte Übertragungswege anschaulich dargestellt. In dieser Veröffentlichung sind bekannte Autoritäten der Fachwelt der Auffassung, daß eine weitere Verbesserung der EmOfindlichkeit elektronischer Autoantennen im UJK-Bereich bei gegebener Länge des Antennenstabes nicht mehr möglich ist.Those specified in Funkschau 1976, issue 14, pages 578 ... 580 Circuit principles represent the current technical Stand of electronic car antennas. It's the special problems the separation of the signals of the different frequency ranges separate transmission paths clearly shown. In this publication, well-known authorities in the professional world are of the opinion that a further improvement in the sensitivity of electronic Car antennas in the UJK area with a given length of the antenna rod is no longer possible.
d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention
Ziel der vorlioren<3en Erfindung ist es, die Emnfindlichkeit elektronischer Antennen, die in einem unteren und einem oberen Frequenzbereich, beispielsweise im LMK- und UKW-Bereich, ernofangen, gegenüber elektronischen Antennen mit einer Frequenzweiche zwischen aufnehmenden Antennenelement und den Verstärkern für unterschiedliche Frequenzbereiche, im unteren Frequenzbereich zu verbessern und gleichzeitig die günstigen Großsignaleigenschaften dieser bekannten Lösungen mit getrennten Übertragungswegen zu erhalten.The aim of the vorlior en <3e n invention is the Emnfindlichkeit electronic antennas in a lower and an upper frequency range, for example, in the LMS and the VHF range ernofangen, to electronic antennas with a crossover between the receiving antenna element and the amplifiers for different To improve frequency ranges in the lower frequency range and at the same time to maintain the favorable large-signal properties of these known solutions with separate transmission paths.
e) Darlegung des V/esens der Erfindunge) Statement of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, bei elektronischen Antennen, bei denen die Signale des oberen und unteren Frequenzbereiches gemeinsam einem ersten elektronischen Verstärkerelement zugeführt werden, eine gemeinsame Verstärkung der Signale beider Frequenzbereiche in diesem elektronischen Verstärkerelement zu vermeiden.The object of the invention is, in electronic antennas, at which the signals of the upper and lower frequency range have in common are fed to a first electronic amplifier element, a common amplification of the signals of both frequency ranges to avoid in this electronic amplifier element.
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Die Aufgabe wird bei der Antenne für mehrere Eirmfangsbereiche mit elektronischem Verstärker, die die Form eines Dipols oder Monopols aufweist und in einem unteren und einem oberen Frequenzbereich emnfängt und bei der die Länge des Dipols oder MonoDols sehr kurz gegenüber der Y/ellenlänge des unteren Frequenzbereiches ist und die Auftrennung der Signal« des unteren und oberen Frequenzbereiches auf getrennte Übertragungswege am Ausgang des ersten elektronischen Verstärkerelements derart erfolgt, daß die Signale des unteren Frequenzbereiches mittels einer Induktivität, die die Signale des oberen Frequenzbereiches weitgehend snerrt, am Source beispielsweise eines Feldeffekttransistors ausgekomselt werden, dadurch gelöst, daß die Signale des oberen Frequenzbereiches ebenfalls am Source mittels einer Kanazität, die die Signale des unteren Frequenzbereiches weitgehend snerrt, ausgekormelt werden und zwischen Source und Drain des Feldeffekttransistors eine im oberen Frequenzbereich wesentlich niederohmigere Imnedanz als alle anderen im Drain- und Sourcezv/eig wirkenden Impedanzen geschaltet ist.The task is with the antenna for several peripheral areas with electronic amplifier that takes the form of a dipole or monopole and receives in a lower and an upper frequency range and at which the length of the dipole or MonoDol is very short compared to is the wavelength of the lower frequency range and the separation the signal «of the lower and upper frequency range on separate transmission paths at the output of the first electronic amplifier element takes place in such a way that the signals of the lower frequency range by means of an inductance, which the signals of the upper frequency range largely snerrt, are disconnected at the source, for example of a field effect transistor, in that the Signals of the upper frequency range also at the source by means of a capacitance that largely absorbs the signals of the lower frequency range snerrt, corrugated and between the source and drain of the field effect transistor a significantly lower resistance in the upper frequency range Imnedance than all others acting in the drain and source Impedances is switched.
Diese Imnedanz muß andererseits in Parallelschaltung mit allen anderen zwischen Source und Bezugsootential wirksamen Impedanzen im unteren Frequenzbereich gegenüber der Eingangsimnedanz des Übertragungsweges für den unteren Frequenzbereich ausreichend hochohmig sein, um negative Auswirkungen auf den Frequenzgang der Verstärkung in diesem Frequenzbereich zu vermeiden. Erforderlich ist o.g. Impedanz zwischen Drain und Source, um durch den Feldeffekttransistor verstärkte Ströme des oberen Frequenzbereiches im Sourcezv/eig durch annähernden Kurzschluß der Drain-Source-Strecke weitestgehend zu unterbinden, so daß ihr Einfluß auf das Übertragungsverhalten des Übertragungsweges für den oberen Frequenzbereich vernachlässigbar ist. Diese Impedanz kann beispielsweise eine Kapazität oder ein Reihenschwingkreis sein. Ferner ist in die Drainzuleitung eine induktive Impedanz zu schalten, die im oberen Frequenzbereich ausreichend hochohmig, im unteren Frequenzoereich ausreichend niederohmig ist. Sie gewährleistet, daß die Reihenschaltung der Inroedanz zwischen Drain und Source des Feldeffekttransistors mit der in der Drainzuleitung eingeschalteten Impedanz im oberen Frequenzbereich hochohmig ist und dadurch das Übertragungsverhalten für den oberen Frequenzbereich nicht beeinflußt. Im unteren Frequenzbereich ist die Impedanz dieser Induktivität vernachlässigbar, so daß der Feld-On the other hand, this impedance must be connected in parallel with all others effective impedances im lower frequency range compared to the input impedance of the transmission path sufficiently high impedance for the lower frequency range to avoid negative effects on the frequency response of the amplification to be avoided in this frequency range. The above impedance is required between drain and source in order to pass through the field effect transistor amplified currents of the upper frequency range in the sourcezv / eig approximate short circuit of the drain-source path to a large extent prevent, so that their influence on the transmission behavior of the transmission path for the upper frequency range is negligible is. This impedance can, for example, be a capacitance or a series resonant circuit be. Furthermore, an inductive impedance that is sufficient in the upper frequency range must be switched into the drain feed line high resistance, sufficiently low resistance in the lower frequency range. It ensures that the series connection of the inroedance between Drain and source of the field effect transistor with the impedance switched on in the drain lead in the upper frequency range is high resistance and thus does not affect the transmission behavior for the upper frequency range. In the lower frequency range is the impedance of this inductance is negligible, so that the field
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effekttransistor in Drainschaltung arbeitet. Die induktive Imnsdanz in der Drainzuleitung aes Feldeffekttransistors bildet zusammen mit den zwischen Drain und Bezugspotential wirkenden Kanasitäten einen Parallelschwingkreis. Die Resonanzsnannung dieses Kreises wird über die Imnedanz zwischen Drain und Source auf die Sourceelektrode rückgekoppelt, so daß die Schwingbedingung erfüllt sein kann. Das Oszillieren dieser Stufe kann mit Sicherheit vermieden ?;erden, wenn die Güte o. g. Schwingkreises ausreichend verringert wird. Das j st nöglich, indem der Induktivität ein Widerstand parallel geschaltet wird.Effect transistor in drain circuit works. The inductive impedance in the drain lead of aes field effect transistor, together with the channels acting between the drain and the reference potential, forms a parallel resonant circuit. The resonance voltage of this circuit is fed back to the source electrode via the impedance between drain and source, so that the oscillation condition can be fulfilled. The oscillation of this stage can be avoided with certainty?; Ground if the quality above . Resonant circuit is sufficiently reduced. The j is possible by connecting a resistor in parallel to the inductance.
Im Fall der Übertragung des oberen Frequenzbereiches erweist es sich hinsichtlich Emnfindlichkeit und Selektion als vorteilhaft, die sich an die Auskopr>elkar>azität anschließende Schaltung so zu gestalten, daß sie zusammen mit der kanazitjven Quellimnedanz der Antenne, mit einer Trennkanazität und einer Induktivität zwischen dem Gate des Feldeffekttransistors und den massiven Antennenelement, der Bingangskapazität des Feldeffekttransistors und der Auskonnelkanazität einen Schwingkreis oder ein Bandfilter ergibt und die Anschaltung an den Transistor des Übertragungsweges für den oberen Frequenzbereich so erfolgt, daß ein günstiger Signal-Rausch-Abstand erzielt v/ird. Je nach geforderter Bandbreite und Gleichmäßigkeit der Verstärkung im Übertragungsbereich gibt es verschiedene Höflichkeiten zur Gestaltung der auf die Auskormelkanazität folgenden Schaltung des Dbertragungsweges für den oberen Frequenzbereich. Ist das Übertragungsverhalten eines nJinzelkreises ausreichend, so kann im einfachsten Fall der Eingang des Verstärkertransistors des oberen Frequenzbereiches mit der Auskormelkapazitat verbunden werden. Seine Eingangsimpedanz ist damit Bestandteil des Schwingkreises für den oberen Frequenzbereich. T/eitere I.Iöglichkeiten zur Gestaltung des Übertragungsverhaltens und des Signal-Rausch-Abstandes im oberen Frequenzbgreich erhält man, wenn anstelle der Auskoppelkapazität eine Kapazität direkt oder die Auskormelkapazität über eine Induktivität auf das Bezugspotential geschaltet wird und der Eingang des Verstärkers für den oberen Frequenzbereich oarallel zu dieser Kapazität oder &\x dieser Induktivität angeschaltet wird. Die Verwendung eines Einzelkreises zur Selektion und Transformation hat auf der Resonanzfrequenz den Vorzug der geringeren Einfügedämpfung als einIn the case of the transmission of the upper frequency range it proves to be advantageous with regard to sensitivity and selection to design the circuit following the output coupling so that it, together with the capacitive source impedance of the antenna, has an isolating capacitance and an inductance between the The gate of the field effect transistor and the massive antenna element, the input capacitance of the field effect transistor and the output capacitance result in an oscillating circuit or a band filter and the connection to the transistor of the transmission path for the upper frequency range takes place in such a way that a favorable signal-to-noise ratio is achieved. Depending on the required bandwidth and the uniformity of the amplification in the transmission range, there are various courtesies for designing the switching of the transmission path for the upper frequency range following the output channel capacity. If the transmission behavior of an individual circuit is sufficient, in the simplest case the input of the amplifier transistor of the upper frequency range can be connected to the Auskormelkapazitat. Its input impedance is therefore part of the resonant circuit for the upper frequency range. Further possibilities for designing the transmission behavior and the signal-to-noise ratio in the upper frequency range are obtained if instead of the coupling capacitance a capacitance is switched directly or the output capacitance is switched to the reference potential via an inductance and the amplifier input is switched to the upper frequency range oarallel is turned to this capacitance, or & \ x this inductance. The use of a single circuit for selection and transformation has the advantage of lower insertion loss than one at the resonance frequency
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Bandfilter. Bei größerer geforderter Bandbreite im oberen Frequenzbereich, beispielsweise beim UKIV-Bereich, erweist es sich als vorteilhaft, zwischen passiven Antennenelement und dem Verstärker für den oberen Frequenzbereich ein Bandfilter mit kritischer oder leicht überkritisch&r Kopnlung einzufügen. Für die Realisierung gibt es vielfältige Möglichkeiten. Es können alle bekannten Kopplungsarten angewandt werden.Band filter. If a larger bandwidth is required in the upper frequency range, for example in the UKIV area, it proves to be advantageous between the passive antenna element and the amplifier for the upper frequency range a band filter with critical or light supercritical & r coupling to be inserted. For the realization there is various possibilities. All known types of coupling can be used.
Gegenüber der Anmeldung DE-AS 23 10 616 ist zur Gestaltung des Übertragungsweges für den oberen Frequenzbereich ein wesentlich höherer Freiheitsgrad gegeben.Compared to the application DE-AS 23 10 616 is to design the transmission path a much higher degree of freedom is given for the upper frequency range.
Zwischen o. g. Selektionsmitteln und dem Eingang des Verstärkers für den oberen Frequenzbereich können v/eitere das Übertragungsverhalten und den Signal-Rausch-Abstand verbessernde Impedanzen geschaltet werden. Die Diode zum Schutz des Feldeffekttransistors vor hohen Snannungen läßt sich vorteilhaft auch zv/ischen Gate des Feldeffekttransistors und dem Eingang des Übertragungsweges für den oberen Frequenzbereich schalten, wenn dieser durch eine Spule geringer Induktivität mit dem Bezugspotential verbunden ist.Between the above Selection means and the input of the amplifier for the upper frequency range can improve the transmission behavior and impedances improving the signal-to-noise ratio are switched will. The diode for protecting the field effect transistor from high voltages can advantageously also be used for the gate of the Field effect transistor and the input of the transmission path for the upper frequency range switch when this is through a coil low inductance is connected to the reference potential.
Mit der hier vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergeben sich weitere Verbesserungen gegenüber bekannten Schaltungsanordnungen, so daß das bisher bestandene Vorurteil der Fachwelt mit der Lösung als ausgeräumt gelten kann. Das wesentliche Merkmal der Überwindung liegt darin begründet, daß 4&&imri!magBgmim& die Sig- f&>"' nale des oberen und unteren Frequenzbereiches über einen gemeinsamen Übertragungsweg unter Vermeidung zusätzlicher Belastungskapazitäten zum Gate eines Feldeffekttransistors oder eines ähnlich wirkenden Verstärkerelements gelangen, der erfindungsgemäß im oberen Frequenzbereich durch ausreichend niederohmigen Nebenschluß zur Drain-Source-Strecke, zv/ischen Gate und Source wie eine Kapazität wirkt, die Bestandteil eines selektiven, linearen Übertragungsnetzv/erkes des oberen Frequenzbereiches ist, in dem keine Verstärkung auftritt. Da im Gegensatz zur Anmeldung DE-OS 21 15 S5 7 nur der untere Frequenzbereich im ersten elektronischen Element verstärkt wird, werden nichtlineare Effekte wesentlich verringert, wodurch die Schaltungsanordnung wesentlich günstigere (iroßsignaleigenschaften gewährleistet.The inventive circuit arrangement proposed here results in further improvements over known circuit arrangements, so that the previous prejudice of experts can be considered to have been dispelled with the solution. The essential feature of overcoming lies in the fact that 4 && dimensional imri! MagBgmim & the Sig- f>"'of the upper and lower frequency range pass through a common transmission path, while avoiding additional load capacitances to the gate of a field effect transistor or a similar-acting enhancer element according to the invention in the upper frequency range due to a sufficiently low-resistance shunt to the drain-source path, zv / ischen gate and source acts like a capacitance that is part of a selective, linear transmission network of the upper frequency range in which no amplification occurs 21 15 S5 7 only the lower frequency range is amplified in the first electronic element, non-linear effects are significantly reduced, which means that the circuit arrangement ensures significantly more favorable (pulse signal properties).
Im Folgenden wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments.
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j'ig. 5 zeigt '3A.e Schaltungsanordnung, der erfindungsgcmäßen Lösung mit minimalem Aufwand. Für den Fall der Übertragung des oberen Frequenzbereiches nind clic kanazitive Quellinmedanz des tiassiven Antermenelements C 1/R 1, die I'rennkapazität C 5, die lireisinduktivität L 1, die üingangskanazität des Feldeffekttransistors G 3, die Auskonnelka-nazität C 6 und die Eingangsimnedanz des sich anschliessenden Übertragungswegs des oberen Frequenzbereiches Bestandteile eines Schwingkreises. Im einfachsten Fall v/ird der Verstärkertransistor für een oberen Frequenzbereich direkt an die Auskonnelkanazitllt C 6 angeschlossen. Damit ist seine Eingangsimnedanz Bestandteil o. g. Schwingkreises. G 7 bildet im oberen Frequenzbereich einen selrr niederohinigen Nebenschluß zur Drain-Source-Strecke des Feldeffekttransistors V 1 und unterbindet damit weitestgehend, daß durch den Feldeffekttransistor V 1 verstärkte Ströme des oberen Frequenzbereiches zwischen Source und Bezugsrsotential fließen. Bei geeigneter Dimensionierung des Widerstandes R 3 wird das Oszillieren di«ser Stufe unterbunden. Ferner ist die Reihenschaltung von C 7 und L G/li 3 im oberen Frequenzbereich noch ausreichend hochohmig, so daß keine wesentliche Beeinflußung des Übertragungsweges des oberen Frequenzbereiches auftritt. Für den Fall der Übertragung des unteren Frequenzbereiches sind die Impedanzen der Induktivitäten L 1, L 3, L 6 und die der Kapazitäten G 6 und C 7 vernachlässigbar, so daß der Feldeffekttransistor Y 1 in Drainschaltung arbeitet. An Soureewiderstand R 2 wird das Signal des unteren Frequenzbereiches über G 8 ausgekonnelt.j'ig. 5 'shows .e 3 A circuit arrangement, the erfindungsgcmäßen solution with minimal effort. For the case of the transmission of the upper frequency range nind click canacitive source impedance of the passive anterm element C 1 / R 1, the separation capacitance C 5, the line inductance L 1, the input capacitance of the field effect transistor G 3, the output capacitance C 6 and the input impedance of the subsequent transmission path of the upper frequency range components of an oscillating circuit. In the simplest case, the amplifier transistor for an upper frequency range is connected directly to the output channel C 6. Its input impedance is thus part of the above-mentioned oscillating circuit. In the upper frequency range, G 7 forms a selrr low-impedance shunt to the drain-source path of the field effect transistor V 1 and thus largely prevents currents of the upper frequency range from flowing through the field effect transistor V 1 between the source and reference potential. With a suitable dimensioning of the resistor R 3, the oscillation of this stage is prevented. Furthermore, the series connection of C 7 and L G / li 3 is still sufficiently high-resistance in the upper frequency range so that there is no significant influence on the transmission path in the upper frequency range. In the case of the transmission of the lower frequency range, the impedances of the inductances L 1, L 3, L 6 and those of the capacitances G 6 and C 7 are negligible, so that the field effect transistor Y 1 operates in a drain circuit. At the source resistor R 2, the signal of the lower frequency range is disconnected via G 8.
'.Veitere Höflichkeiten zur Gestaltung des Übertragungsverhaltens und des Signal-Rausch-Abstandes im oberen Frequenzbereich erhält man, wenn wie in Fig. 6 anstelle der AuskotiOelkatiazität eine Kapazität G 9 auf Bezugs-notential geschaltet wird und Tjarallel zu dieser Ka*v-zität der Verstärker für den oberen Frequenzbereich angeschlossen v.'i^d, der bei dieser Schaltungsvariante im unteren Frequenzbereich hochohmig sein muß. '. Further courtesies for structuring the transference behavior and the signal-to-noise ratio in the upper frequency range is obtained if, as in FIG. 6, instead of the AuskotiOelkatiazität a capacitance G 9 is switched to reference potential and Tj parallel to this Ka * v-ity of the amplifier for the upper frequency range connected v.'i ^ d, which in this circuit variant must be high-resistance in the lower frequency range.
Entr,nr,chend Fig. 7 wird in Reihe zur Ausko^Oelkanazität C 6 eine Induktivität L 4 auf Bezugsnotential geschaltet. Parallel zu L 4 v/ird der Verstärker für den oberen Frequenzbereich angeschlossen.Entr, nr, chend Fig. 7 is in series to Ausko ^ Oelkanacity C 6 a Inductance L 4 switched to reference potential. Parallel to L 4 v / the amplifier for the upper frequency range is connected.
Tn Fig. 3 ist der Übertragungsweg des oberen Frequenzbereiches alsTn Fig. 3 is the transmission path of the upper frequency range as
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Bandfilter mit induktiver l'YißTiunktkonnlung ausgeführt. Der P^imärkreis wird aus den bereits bei der Beschreibung der Pig. 5 genannten Bestandteilen und der dem Primär- und Sekundärkreis gemeinsamen Induktivität L 4 gebildet. Der Sekundärkreis besteht außerdem aus L 5, C 4 und der E.inrangsiin^edanz des Verstärkers für den oberen i''requcnzbereich. Band filter with inductive l'Yiss point connection. The P ^ imärkreis is taken from the already described in the description of the Pig. 5 mentioned Components and the primary and secondary circuit common inductance L 4 formed. The secondary circuit also consists of L 5, C 4 and the E inrangsiin ^ edance of the amplifier for the upper i''requcnzbereich.
Die D-Ode D 1 kann in diesr-r Schaltungsanordnung hinsichtlich des Übertragungsverhaltens im oberen Frequenzbereich vorteilhaft zwischen der Verbindungsstelle von C 6 und L 4 und.den Gate des Feldeffekttransistors V 1 geschaltet v/erden.The D-Ode D 1 can be in this circuit arrangement with regard to the Transmission behavior in the upper frequency range is advantageous between the junction of C 6 and L 4 and the gate of the field effect transistor V 1 switched to ground.
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