DE3322039C2 - - Google Patents

Description

Derartige, beispielsweise in Gemeinschafts-Antennenanlagen und Kabelfernsehnetzen als diskrete oder in Antennensteckdosen integrierte Bauteile benutzte Richtkoppler-Abzweiger zum richtungsabhängigen Auskoppeln eines Teils der über eine Stammleitung geführten Signalenergie in allen Rundfunk- und Fernsehbereichen sind hauptsächlich in zwei Varianten bekannt, deren Ersatzschaltbilder für den LMK-Bereich in den Fig. 1a und 1b dargestellt sind.

Die erste, z. B. bei dem Abzweiger "Ars 1213" der Anmelderin realisierte Variante hat den Vorteil, daß Schaltungsaufwand und Stammbelastung gering sind. Allerdings ist die Funktionstüchtigkeit im LMK-Bereich in vielen Fällen nicht gewährleistet:

• - Bei hochohmigem Abschluß des Abzweigs, z. B. durch einen an eine nachgeschaltete Antennensteckdose angeschlossenen Rundfunkempfänger, ist nur eine kleine Abzweigdämpfung erreichbar, die zur Übersteuerung des Gerätes führen kann.
• - Bei Kaskadierung erhalten die nachgeschalteten Abzweiger abhängig vom Fehlabschluß an den Abzweiganschlüssen der vorgeschalteten Abzweiger stark unterschiedliche Pegel, so daß eine saubere Netzplanung nicht durchführbar ist.
• - Bei hohen Abzweigdämpfungen ist die Rückflußdämpfung am Abzweig so gering, daß insbesondere bei längeren Geräteanschlußkabeln aufgrund der hohen Kapazität vor allem im K-Bereich keine befriedigende Übertragung möglich ist.

Bei der zweiten bekannten Variante, die beispielsweise bei der Antennensteckdose "Gedu 2400" der Anmelderin benutzt ist, sind zwar diese Eigenschaften weitgehend vermeidbar, dafür ist jedoch der Bauteileaufwand höher, was insbesondere bei großen Netzen nicht unwesentliche Mehrkosten verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Richtkoppler-Abzweiger der eingangs genannten Art zu schaffen, der - wie bei der ersten bekannten Schaltungsvariante - zusätzlich zu dem für eine ausreichende Entkopplung und Abzweiganpassung in bekannter Weise erforderlichen internen Richtkoppler-Abschlußwiderstand lediglich einen weiteren Widerstand benötigt und bei dem die Abzweiganpassung, die Rückwirkung auf den Stamm bei Fehlabschluß des Abzweigs, und die Abzweigdämpfung auch bei hochohmigem Abschluß des Abzweigs gegenüber der ersten Schaltungsvariante verbessert sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs durch dessen Merkmale im kennzeichnenden Teil gelöst.

Die beiden Widerstände sind somit für den oberen Frequenzbereich als interner Rückkoppler-Abschlußwiderstand parallel geschaltet und bilden für den unteren Frequenzbereich einen Spannungsteiler zur Erzielung der erforderlichen Abzweigdämpfung. Durch diese Doppelausnutzung des Widerstandsnetzwerkes ist mit dem geringst möglichen Bauteileaufwand ein über einen sehr großen Frequenzbereich (z. B. 0,15 bis 860 MHz) für einen weiten Bereich praktisch sinnvoller Abzweigdämpfungen geeigneter Richtkoppler-Abzweiger realisiert, der hinsichtlich der Rückwirkungen von Fehlabschlüssen des Abzweigs unempfindlicher ist und eine bessere Anpassung des Abzweiganschlusses auch im unteren Frequenzbereich ermöglicht. Diese Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik sind ab einer Abzweigdämpfung von 6 dB wirksam und um so größer, je höher die Abzweigdämpfung ist.

Darüber hinaus ist im oberen Frequenzbereich durch die Parallelschaltung der beiden Widerstände deren resultierende Zuleitungsinduktivität gegenüber beiden bekannten Varianten verringert und dadurch die Entkopplung in wünschenswerter Weise erhöht (im oberen UHF-Bereich um bis zu 10 dB).

Als weiterer Vorteil der Widerstandsparallelschaltung ist schließlich bei Verwendung von Widerständen aus der Normreihe eine exaktere Realisierung des Entkopplungswiderstandes bzw. ein günstigerer Kompromiß zwischen Entkopplung und Rückflußdämpfung am Abzweig ermöglicht.

In Fig. 2 ist das Schaltbild eines als Einfachabzweiger für die Rundfunk- und Fernsehbereiche (0,15-860 MHz) ausgebildeten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Richtkoppler-Abzweigers dargestellt.

Der Richtkoppler weist zwei getrennte identische Übertrager Ü₁, Ü₂ auf. Die Primärwicklung des Stromübertragers Ü₁ ist direkt zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A des Abzweigers in die Stammleitung eingeschaltet, seine Sekundärwicklung ist einmal am Abzweiganschluß AB und zum anderen über einen Kondensator C₁ an Masse angeschlossen. Die Primärwicklung des Spannungsübertragers Ü₂ ist einerseits mit dem Eingang E und mit dem zweiten Anschluß zugleich über zwei hintereinander geschaltete Widerstände R₁, R₂ und über einen dazu parallelen Kondensator C₂ mit Masse verbunden. Die Sekundärwicklung des Spannungsübertragers Ü₂ ist zwischen den Abzweiganschluß AB und den Verbindungspunkt V der beiden Widerstände R₁, R₂ eingeschaltet, der seinerseits über einen Kondensator C₃ an Masse liegt.

Im oberen Übertragungsbereich (40-860 MHz), in dem der Richtkoppler wirksam ist, stellen die Kondensatoren C₁, C₂ praktisch Kurzschlüsse dar, so daß ein klassischer Richtkoppler-Abzweiger vorliegt, bei dem lediglich der interne Richtkoppler-Abschlußwiderstand durch die Parallelschaltung der Widerstände R₁, R₂ gebildet und der Kondensator C₃ als Kompensationskapazität zur Erhöhung der oberen Grenzfrequenz hinzugeschaltet ist.

Die Kondensatoren C₁, C₂ bilden zusammen mit den Induktivitäten der Sekundärwicklung des Stromübertragers Ü₁ bzw. der Primärwicklung des Spannungsübertragers Ü₂ jeweils einen Serienresonanzkreis, die so bemessen sind, daß ihre Resonanzfrequenz zwischen dem oberen und dem unteren Übertragungsbereich (0,15- 26,1 MHz) liegt.

Im unteren Frequenzbereich wirken die Kondensatoren als Sperren und die Übertragerwicklungen praktisch als Kurzschlüsse, so daß die Widerstände R₁, R₂ für die zum Abzweiganschluß AB gelangenden Signale den aus Fig. 1b bekannten Spannungsteiler zur Erzeugung der notwendigen Abzweigdämpfung darstellen.

Bei der Anlagenkonzipierung liegt normalerweise aufgrund der Netzplanung die erforderliche Abzweigdämpfung a _AB fest. Im vorliegenden Beispiel beträgt sie 12 dB. Mit diesem Wert lassen sich bei dieser einfachen Schaltung die Werte der Widerstände R₁, R₂ ohne große Mühe wie folgt rechnerisch ermitteln:

• 1. Aus der Beziehung a _AB = 20 log ergibt sich das Windungszahlenverhältnis n der beiden Übertrager Ü₁, Ü₂ zu 2. Der interne Richtkoppler-Abschlußwiderstand ist der Parallelwiderstand , womit bei vorgegebenem Wellenwiderstand (im vorliegenden Fall 75 Ohm) eine erste Gleichung für R₁ und R₂ gegeben ist.
  3. Bei idealer Anpassung gilt für die Abzweigdämpfung im LMK- Bereich womit eine zweite unabhängige Gleichung für R₁ und R₂ vorliegt.
  Daraus ergeben sich für die beiden Widerstände rechnerisch die Werte R₁ = 119 Ohm und R₂ = 172 Ohm.

Mit Widerständen aus der Normreihe (R₁ = 120 Ohm, R₂ = 180 Ohm) ist im gesamten Frequenzbereich (0,15-860 MHz) eine Rückflußdämpfung am Abzweig von <26 dB und im oberen Frequenzbereich (40-800 MHz) eine Koppeldämpfung von <40 dB erreicht.

Claims (1)

1. Richtkoppler-Abzweiger zur Übertragung eines unteren und eines oberen Frequenzbereiches, wobei der Richtkoppler nur im oberen Frequenzbereich wirksam ist, mit einem Spannungs- und einem Stromübertrager, jeweils einem zwischen der Primärwicklung des Spannungsübertragers bzw. der Sekundärwicklung des Stromübertragers und Masse eingeschalteten Kondensator, der für den oberen Frequenzbereich einen Kurzschluß darstellt und zusammen mit der Induktivität der zugehörigen Übertragerwicklung einen Serienresonanzkreis bildet, dessen Resonanzfrequenz zwischen dem unteren und dem oberen Frequenzbereich liegt, sowie einem Widerstandsnetzwerk zur Erzeugung der Abzweigdämpfung im unteren Frequenzbereich, das für den oberen Frequenzbereich den interen Richtkoppler-Abschlußwiderstand bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsnetzwerk aus zwei in Reihe geschalteten ohm'schen Widerständen (R₁, R₂) besteht, die parallel zu dem Kondensator (C₂) zwischen der Primärwicklung des Spannungsübertragers (Ü₂) und Masse liegen und deren Verbindungspunkt (V) mit dem abzweigfernen Anschluß der Sekundärwicklung des Spannungsübertragers (Ü₂) verbunden ist.