DE3644205A1 - Anordnung zum ermitteln eines signals, welches der leistung eines hochfrequenzsignals proportional ist - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ermitteln eines Signals, welches der Leistung eines sich über einen Wellenleiter ausbreitenden Hochfrequenzsignals proportional ist, bestehend aus einer Koppelvorrichtung, welche einen Teil der Energie des Hochfrequenzsignals aus dem Wellenleiter auskoppelt, und einer diesen ausgekoppelten Hochfrequenzsignalanteil gleichrichtenden Schaltungseinheit.

Eine derartige Anordnung eignet sich beispielsweise, um eine Pegelüberwachung und/oder Pegelregelung der Sendeleistung eines Hochfrequenzsenders durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die in der Lage ist, ein der Leistung eines sich über einen Wellenleiter ausbreitenden Hochfrequenzsignals proportionales Signal abzuleiten, wobei das Hochfrequenzsignal eine möglichst geringe Störung erfährt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nun die Erfindung näher erläutert.

Dem in der Zeichnung dargestellten Prinzipschaltbild ist ein mit HL benannter Wellenleiter dargestellt, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel z. B. ein Rechteckhohlleiter ist, aber ebenso ein koaxialer oder ein in Streifenleitungstechnik ausgeführter planarer Leiter sein kann.

An den Hohlleiter HL, durch den sich in Pfeilrichtung ein Hochfrequenzsignal ausbreitet, sind zwei Koppelelemente K 1 und K 2 angekoppelt. Die Koppelelemente K 1 und K 2 sind hier zwei Streifenleitersonden, die durch eine Wand in den Hohlleiter HL hineinragen. Von der Eintauchtiefe der Koppelelemente K 1 und K 2 hängt es ab, wie groß der von ihnen angekoppelte Energieanteil des sich im Hohlleiter ausbreitenden Hochfrequenzsignals ist.

Die zwei als Streifenleiter ausgeführten Koppelelemente K 1 und K 2 sind mit zwei Toren a 1 und a 2 eines ebenfalls in Streifenleitungstechnik realisierten Richtkopplers R verbunden. An einem dritten Tor a 3 des Richtkopplers R ist ein Gleichrichter in Gestalt einer Diode D angeschlossen, und ein viertes Tor a 4 ist mit einem Widerstand R 2 reflexionsfrei abgeschlossen. Damit sich an dem mit der Diode D beschalteten Tor a 2 des Richtkopplers die über die beiden Koppelelemente K 1 und K 2 im Hohlleiter HL angekoppelten Hochfrequenzsignalanteile gleichphasig addieren, muß der Abstand d zwischen den in den Hohlleiter HL eintauchenden Koppelelementen K 1 und K 2 so groß gewählt werden, daß der vom Koppelelement K 2 ausgekoppelte Hochfrequenzsignalanteil beim Durchlaufen des Hohlleiterabschnitts der Länge d und der Leiterabschnitte des Richtkopplers R bis zum Tor a 3 eine genauso große Phasendrehung erfährt wie der vom Koppelelement K 1 ausgekoppelte Hochfrequenzsignalanteil beim Durchlaufen nur der Leiterabschnitte des Richtkopplers R. Um diese Voraussetzung zu erfüllen, muß, wenn wie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Hochfrequenzsignalanteil vom Koppelelement K 1 vom Tor a 1 bis zum Tor a 3 zwei 90° phasendrehende Leiterabschnitte im Richtungskoppler durchläuft und der Hochfrequenzsignalanteil vom Koppelelement K 2 vom Tor a 1 bis zum Tor a 3 nur einen 90° phasendrehenden Leiterabschnitt des Richtkopplers durchläuft, der Hohlleiterabschnitt von der Eintauchstelle des Koppelelements K 1 bis zur Eintauchstelle des Koppelelements K 2 so lang sein, daß das sich über diesen Hochlleiterabschnitt ausbreitende Hochfrequenzsignal eine 90° Phasendrehung erfährt. Deshalb beträgt die Länge d dieses Hohlleiterabschnitts λ/4, wobei λ die mittlere Wellenlänge des sich im Hohlleiter HL ausbreitenden Hochfrequenz­ signals ist.

Die in den Hohlleiter HL hineinragenden Koppelelemente K 1 und K 2 wirken eigentlich wie Störstellen im Hohlleiter. Diese Störstellen kompensieren sich aber vorteilhafterweise dadurch, daß sie gleichartig sind und im Abstand von λ/4 im Hohlleiter auftreten.

Die Diode D wandelt nun die am Tor a 3 des Richtkopplers R bereitstehende Summe der beiden von den Koppelelementen K 1 und K 2 ausgekoppelten Hochfrequenzsignalanteile in eine Gleichspannung um, welche eine der Leistung des über den Wellenleiter HL übertragenen Hochfrequenzsignals proportionale Größe darstellt. Am Ausgang b der Schaltungsanordnung ist diese Gleichspannung abgreifbar.

Die beiden an die Tore a 3 und a 4 angeschlossenen Leitungszweige enthalten jeweils eine aus je drei λ/4 langen Leitungen L 31, L 32, L 33, bzw. L 41, L 42, L 43 gebildete Leitungsstruktur. Diese λ/4 Leitungsstrukturen dienen dazu, die in den Leitungszweigen vorhandenen Hochfrequenzsignalanteile kurzzuschließen.

Ein der Diode D nachgeschalteter Widerstand R 1 bewirkt eine möglichst reflexionsfreie Ankopplung der Diode an den Richtkoppler R. Der Einsatz eines Richtkopplers hat den Vorteil, daß die gesamte Koppelanordnung sehr gut an den Hohlleiter HL angepaßt werden kann, so daß in ihm nahezu keine durch Reflexionen verursachte Störungen hervorgerufen werden. Außerdem bewirkt der Richtkoppler R, daß an der Diode reflektierte Signalanteile stets in den an Tor a 4 des Richtkopplers R angeschlossenen Absorberzweig umgeleitet werden.

Die Diode D sollte mit möglichst geringem Abstand an das Tor a 3 des Richtkopplers R angeschlossen werden, um zwischen dem Tor a 4 und der Diode D ohne eine Leitung auszukommen, welche durch ihren Einfluß die Bandbreite der Ankopplung der Diode D an den Richtkoppler R schmälern könnte.

Ein aus Absorbermaterial bestehendes Abgleichelement A, das auf den zu den Toren a 1 und a 2 des Richtkopplers R führenden Streifenleitern der Koppelelemente K 1 und K 2 in einer wählbaren Lage befestigt werden kann, ermöglicht eine Einstellung der Frequenzabhängigkeit der Hochfrequenzsignalauskopplung. Idealerweise wird hiermit auf einen flach verlaufenden Frequenzgang der Hochfrequenzsignalauskopplung abgestimmt.

Claims (4)

1. Anordnung zum Ermitteln eines Signals, welches der Leistung eines sich über einen Wellenleiter ausbreitenden Hochfrequenzsignals proportional ist, bestehend aus einer Koppelverbindung, welche einen Teil der Energie des Hochfrequenzsignals aus dem Wellenleiter auskoppelt, und einer diesen ausgekoppelten Hochfrequenzsignalanteil gleichrichtenden Schaltungseinheit, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Koppelelemente (K 1, K 2) an verschiedenen Stellen an den Wellenleiter (HL) angekoppelt sind, daß die von den Koppelelementen (K 1, K 2) ausgekoppelten Hochfrequenzsignalanteile an zwei Tore (a 1, a 2) eines Richtkopplers (R) gelangen und daß die Koppelelemente (K 1, K 2) in einem solchen Abstand (d) voneinander an den Wellenleiter (HL) angekoppelt sind, daß sich die aus dem Wellenleiter (HL) ausgekoppelten und über den Richtkoppler (R) geführten Hochfrequenzsignalanteile an einem mit der gleichrichtenden Schaltungseinheit (D) beschalteten dritten Tor (a 3) des Richtkopplers (R) gleichphasig überlagern.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelelemente (K 1, K 2) mit Abgleichmitteln (A) versehen sind, die eine Einstellung der Frequenzabhängigkeit der Hochfrequenzsignalauskopplung ermöglichen.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der gleichrichtenden Schaltungseinheit (D) eine für die Hochfrequenz als Kurzschluß wirkende λ/4-Leitungsstruktur (L 31, L 32, L 33) angeschlossen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein viertes Tor (a 4) des Richtkopplers (R) mit einem Widerstand (R 2) reflexionsfrei abgeschlossen ist und mit einer für die Hochfrequenz als Kurzschluß wirkenden λ/4-Leitungsstruktur (L 41, L 42, L 43) beschaltet ist.