DE8807150U1

DE8807150U1 - Hochfrequenz-Zweifachverteiler

Info

Publication number: DE8807150U1
Application number: DE8807150U
Authority: DE
Original assignee: RICHARD HIRSCHMANN RADIOTECHNISCHES WERK 7300 ESSLINGEN DE
Current assignee: RICHARD HIRSCHMANN RADIOTECHNISCHES WERK 7300 ESSLINGEN DE
Priority date: 1988-06-01
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1988-07-21
Also published as: ES2013188A6

Description

Richard Hirschmann 24.05.1988

Radiotf-^hnisches Werk
Richard-Hirschmann-Str.19

7300 Esslingen a.N.

Gebrauchsmusteranmeldung

Hochfrequenz-Zweifachverteiler

Die Neuerung betrifft einen Hochfrequenz-Zweifachverteiler mit je einem Anpaß- und Differential-Rohrkernübertrager, die aus einer senkrecht auf der unkaschier'en Seite einer einseitig mit Metallbelag versehenen Trägerplatine vorzugsweise einsteckbar angeordneten beidseitig kaschierten, als Doppel-E-Schnitt ausgebildeten Wicklungsplatine mit je einem auf jedem Mittelschenkel aufgebrachten Rohrkern bestehen, wobei die die Übertragerwicklungen bildenden, einander auf den beiden Seiten der Wicklungsplatine gegenüberliegenden Leiterbahnen durch kurze Drahtleiter oder Leiterbahnen der Trägerplatine zu geschlossenen Windungen verbunden sind.

Solche HF-Zweifachverteiler werden in Gemeinschafts-Antennenanlagen zum Beispiel als Stammleitungsverteiler oder als Verteiler in Antennensteckdosen verwendet, wobei grundsätzlich möglichst im gesamten VHF/UHF-Bereich bei niedriger Verteildämpfung und hohen Rückflußdämpfungen an allen Anschlüssen insbesondere eine hohe Entkopplung zwischen den beiden Ausgängen gefordert wird. Um im speziellen Fall beispielsweise der Vorschrift 1R8-15 der Deutschen Bundespost zu genügen, gemäß der die Fernseh-Anschlüsse zweier Antennensteckdosen im Frequenzbereich von 47 bis 790 MHz um mindestens 40 dB voneinander entkoppelt sein müssen, ist bei hintereinandergeschalteten Verteiler-Steckdosen zwischen den Verteiler-Ausgängen eine Koppeldämpfung von wenigstens 37 dB über die gesamte Bandbreite erforderlich»

Ein derartiger HF-Zweifachverteiler, dessen Schaltung gemäß Figur 1 der DE-OS 34 05 113 aufgebaut ist, ist bereits aus ^er Antennensteckdose "Gedu 2405 B" der Anmelderin bekannt, wobei allerdings insbesondere die genannte hohe Koppeldämpfung nur bei asymmetrischer Verteilung der Hochfrequenzenergie (ungleiche Verteildämpfung der Ausgangszweige) und bei Einsatz eines Entkopplungsnetzwerkes erreicht werden, wie es beim Stand der Technik üblich und beim Gegenstand der DE-OS 34 05 113 zum Beispiel als eine zwischen die beiden Ausgänge geschaltete Serienschaitung eines ohmschen Widerstandes und einer Spule oder als ein zwischen einem Ausgang des Verteilers und einem Anzapfpunkt des Anpaßübertragers eingeschalteter ohmscher Widerstand ausgebildet ist. Darüberhinaus ist die Rückflußdämpfung bei dieser bekannten Ausführung lediglich an einem der Verteilerausgänge optimal und beträgt am anderen Verteilerausgang um bis zu 6 dB weniger.

Damit ist nicht nur ein relativ hoher Schaltungsaufwand erforderlich, der insbesondere bei Massenprodukten wie Antennensteckdosen stark zu Buche schlägt, bei denen derartige HF-Zweifachverteiler vorzugsweise eingesetzt werden, vielmehr sind überdies auch die Anwendungsmöglichkeiten stark eingeschränkt, weil in der überwiegenden Zahl der Fälle symmetrische Verteiler benötigt werden.

A Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zweifachverteiler der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß mit geringstmöglichem Aufwand die angeführten günstigen elektrischen Daten bei an allen Anschlüssen gleicher und hoher Rückflußdämpfung auch bei symmetrischer Aufteilung der Hochfrequenzenergie breitbandig erreicht werden.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anpaßübertrager-Rohrkern eine Länge von etwa 6 bis 8 mm, eine diesen durchsetzende Leiterbahn eine Induktivität von etwa 0,8 bis 1,0 uH aufweist, und daß die Breite der den Differentialübertrager-Rohrkern durchsetzenden.

einander auf den beiden Seiten der Wicklun<jsplatine gegenüberliegenden Leiterbahnen etwa 2- bis 3-mal so groß ist wie diejenige der durch den Anpaßübertrager-Rohrkern verlaufenden Leiterbahnen.

Mit diesem Aufbau sind auch bei absolut symmetrischer Verteilung der Hochfrequenzenergie und ohne ein Entkopplungsnetzwerk über die gesamte Bandbreite von 47 bis 790 MHz der gemäß der Vorschrift 1R8-15 geforderte hohe Entkopplungswert sowie eine hohe Rückflußdämpfung von 2. 24 dB gewähr <iei5t6t. Damit ist nicht nur ein kostengünstiger Aufbau und ein breites Anwendungsgebiet erreicht, sondern auch die Möglichkeit zur Kaskadierung (zum Beispiel bei hinterein-•ndergeschalteten Antennensteckdosen) und zum Aufbau von Vielfachverteilern durch sternartige Zusammenschaltung gegeben, ohne die Übertragungskennwerte wesentlich zu verschlechtern .

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Zweifachverteilers angegeben.

Gemäß einer Ausführung nach Anspruch 2 ist der als Sparübertrager ausgeführte Anpaßübertrager im Verhältnis 1 : 4 angezapft, wodurch günstige Anpassungsverhältnisse geschaffen werden und die Koppeldämpfung zwischen den Verteilerausgängen breitbandig noch etwas vergrößert ist, so daß die angeführten günstigen Kennwerte auch unter Einbeziehung von Bauteilestreuungen sicher erreicht werden und daher billige ßauteile Verwendung finden können.

Eine weitere Verbesserung insbesondere der Rückflußdämpfung und der Entkopplung zu hohen Frequenzen hin und damit der Kaskadierungsmöglichkeiten ist durch eine Ausgestaltung nach Anspruch 3 aufgrund der dadurch minimierten Störverkopplung der beiden Schaltungsteile erzielt.

Mit der gemäß Anspruch 4 angeordneten Massefläche auf einer Seite der Wicklungsplatine ist sowohl eine Abschirmung der Obertragerwicklungen gegen das Eindringen oder Austreten

störender Hochfrequenzfelder als auch ohne Mehraufwand eine Resonari^ali^rh"'' anq und damit eine nennenswerte Anheb-iny der oberen Grenzfrequenz bewirkt.

Eine weitere verteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht gemäß Anspruch 5 darin, die einander auf den beiden Seiten der Wicklungsplatine zwischen den beiden Rohrkernen gegenüberliegenden Leiterbahnen so breit auszuführen, daß die durch sie gebildete Kapazität gegen Masse in an sich fcskanntsr Wsiss {sishs zutt; Beispiel DE-OS 34 05 113) eine Erhöhung der oberen Grenzfrequenz bewirkt, und daß zugleich die "heiße" Leiterbahn so induktivitätsarm ist, daß eie die obere Grenzfrequenz nicht herabsetzt.

Gemäß einer zusätzlichen vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßtn Hochfrequenz-Verteilers nach Anspruch 6 ist der Al-Wert (und damit die Induktivität eines den Rohrkern durchsetzenden Wicklungsleiters J des Differentialübertrager-Rohrkerns etwa 5-mal so groß wie derjenige des Anpaßübertrager-Rohrkerns. Dadurch sind die Kernverluste des Differentialübertragers gegenüber denen des Anpaßübertragers groß, wodurch besonders «u tiefen Frequenzen hin über die genannten Bereichsgrenzen hinaus die Koppeldämpfung zwischen den Verteilerausgängen und deren Rückflußdämpfung bei gleichem Frequenzgang wesentlich verbessert sind. Dabei wird die Durchgangsdämpfung (Verteildämpfung) nicht verschlechtert, weil in Durchgangsrichtung zwei »laiche Wicklungen von gleich großen aber entgegengesetzt gerichteten Strömen durchflossen werden, so daß keine Magnetisierung des Differentialübertrager-Rohrkernes erfolgt. Demgegenüber wird der Kern des Anpapübertragers sowohl von vor- als auch von zurückfließenden Strömen magnetisiert, so daß in an sich bekannter Weise sein Induktivitätsbeiwert als Kompromiß so '.. messen ist, daß einerseits die Durchgangsdämpfung noch nicht zu groß, andererseits aber eine ausreichend transformierende Wirkung des Anpaßübertragers bei tiefen Frequenzen gewährleistet ist.

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Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, bei dem der Hochfrequenz-Zweifachverteiler für den Einsatz als Stammleitungsverteiler in Gemeinschafts-Antennenanlagen vorgesehen ist. Dabei zeigen

- Figur 1 das elektrische Schaltbild des Hochfrequenz-Zweifachverteilers ,

- Figuren 2a bis 2c die beiden Seiten der bereits mit Rohrkernen bestückten Wicklungsplatine in teilweise geschnittener Ansicht, sowie einen Schnitt durch die freien End teile der Schenkel dieser Wicklungsplatine,

- Figuren 3a, 3b jeweils eine Ansicht der kaschierten und der unkaschierten Seite der Trägerplatine.

Der für den Betrieb im Frequenzbereich 47 - 790 MHz vorgesehene Hochfrequenz-Zweifachverteiler besteht aus einem zwischen dem Eingang VE und Masse M liegenden, als Sparübertrager ausgebildeten Anpaßübertrager Oi , dessen Anzapfpunkt P vom Eingang VE her nach der ersten von vier den Anpaßübertrager-Rohrkern Ki durchsetzenden Windungen angeordnet ist, einem am Anzapfpunkt P angeschlossenen, die Hochfrequenzenergie auf zwei Ausgänge VAi , VA2 aufteilenden Differentialübertrager Oz, dessen Rohrkern K2 von zwei gegenläufigen Windungen durchsetzt ist, sowie einer zwischen der Verbindungsleitung des Anzapfpunktes P und des Differentialübertragers O2 einerseits und Masse M andererseits eingeschalteten Kapazität C zur Erhöhung der oberen Grenzfrequenz.

Wenn im Einzelfall der Betriebsfrequenzbereich nach unten, zum Beispiel bis 4 MHz erweitert werden soll, so ist dies durch Einfügung eines Längsgliedes, bestehend aus einem ohmschen Widerstand und einem dazu parallelgeschalteten Kondensator, sowie einer gegen Masse geführten Querkapazität entsprechender Bemessung zwischen dem Eingang VE und dem Anpaßübertrager Oi möglich.

Der Anpaßübertrager Oi und der Differentialübertrager O2 sind als Rohrkernübertrager mit als gedruckte Leiterbahnen gemeinsam auf den beiden Seiten einer als doppelseitig kaschierte Isolierstoffplatte D aufgebauten Wicklungsplatine W ausgebildeten Wicklungen ausgeführt. Die Wicklungsplatine W weist fünf von einem Längsabschnitt abragende, zueinander parallele gleichlange Schenkel Si bis Ss auf, auf deren zweiten S2 und vierten S« die beiden Rohrkerne Ki, K2 aufgesteckt sind und deren Endteile entsprechende Ausnehmungen Ai bis Aa der Trägerplatine T von deren unkaschierter Seite her bis zu den Schultern SCH der Schenkel Si und Ss durchsetzen. Die durch den Rohrkern Ki führenden Windungsteile 1-2, 4-5, 7-8, 10-11 und die den Rohrkern K2 durchsetzenden Windungsteile 12-13, 15-16, sowie die zugehörigen, außerhalb der Rohrkerne verlaufenden Wicklungsleiterbahnen 2-3, 5-6, 8-9, H-M und 3-15, 13-14 auf der Wicklungsplatine W sind nach dem Tauchlöten über Leiterbahnen 18, 19, 20 und 21 auf der kaschierten Seite der Trägerplatine T kreuzungsfrei, das heißt ohne zusätzliche Drahtbrücken zu vollständigen Wicklungen des Anpaßübertragers Oi und des Differentialübertragers O2 verbunden. Darüberhinaus ist der Wicklungsanfang 1 des Anpaßübertragers Oi mit dem Verteilereingang VE über eine Leiterbahn 17, die eine Wicklung 15-16 des Differentialübertragers O2 über eine Leiterbahn 23 mit dem ersten Verteilerausgang VAi und die andere Differentialübertragerwicklung 12-13 bzw. 14 über eine Leiterbahn 22 der Träg^rplatine T mit dem zweiten Verteilerausgang VA2 verbunden, wobei selbstverständlich die Leiterbahnen 17, 22 und 23 derart von Masseflächen umgeben sind, daß eine wellenwiderstandsrichtige Signalübertragung gewährleistet ist. Bei diesem Aufbau ist der zweite Verteilerausgang VA2 räumlich weit von der Zuleitung zum Differentialübertrager üz entfernt angeordnet.

Bohrungen B sind zur Schraubbefestigung der Trägerplatine T in einem nicht dargestellten Gehäuse vorgesehen.

Die Länge der beiden Rohrkerne Ki, Kz beträgt 7 mm, die Induktivität jeder der den Anpaßübertrager-Rohrkern fo durchsetzenden Windungsteile 0,9 &mgr;&EEgr; und deren Breite mit jeweils 0,6 mm etwa das 0,3-fache der Breite der den Differentialübertrager-Rohrkern K2 durchsetzenden Wicklungsleiterbahnen.

Die mit der Massefläche der Trägerplatine T galvanisch verbundene Massefläche M der Wicklungsplatine W umfaßt die äußeren Wicklungsleiterbahnen 5-6, 8-9, 13-14 in einem Abstand, der kleiner als deren Breite so gewählt ist, daß die Kapazität zwischen der Massefläche M und den Wicklungsleiterbahnen 5-6, 8-9, 13-14 zusammen mit der Streuinduktivität der beiden übertrager Oi, O2 jeweils einen Resonanzkreis mit im oberen UHF-Bereich liegender Resonanzfrequenz bildet. Die so erzeugte Resonanzüberhöhung bewirkt auf einfache Weise eine Heraufsetzung der oberen Grenzfrequenz &uf 790 MHz.

Der Massebelag M und die ihm auf der anderen Seite der Wicklungsplatine W gegenüberliegende Metallfläche F de? Schenkels S3 und des dazu quer verlaufenden oberen Wicklungsplatinenbereiches wirkt als verteilte Kapazität C ebenfalls zur Erhöhung der oberen Grenzfrequenz.

Die Verbindung der ersten Windung der Anpaßübertrager-Wicklung mit deren zweiter Windung einerseits und dem Eingang des Differentialübertragers O₂ andererseits ist als breite Leiterbahn 2-3 induktivitätsarm ausgeführt, so daß störende Einflüsse auf die elektrischen Kennwerte minimiert sind.

Der Induktivitätsbeiwert Al des Differentialübertrager-Rohrkerns K2 beträgt etwa das 5-fache des Rohrkernes Ki des Anpaßübertragers üi.

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Insgesamt sind bei dem beschriebenen symmetrischen
Hochfrequenz-Zweifachverteiler aufgrund der genannten Anordnung und Merkmale auf einfache und kostengünstige Weise breicbandig sehr günstige Hochfrequenz-Obertragungskennwerte erreicht, die diesen Verteiler auch zur Kaskadierung und damit für ein breites Einsatzgebiet (z.B. in Antennensteckdosen) in Gemeinschafts-Antennenanlagen geeignet machen: Im Betriebsfrequenzbereich 40 bis 790 MHz beträgt bei einer Rückflußdämpfung von >, 24 dB an allen
Anschlüssen die Verteildämpfung auf die beiden Ausgänge
bei absolut deckungsgleichem Verlauf < 4 dB und die Entkopplung der beiden Ausgänge & 40 dB.

Claims

Schutzansprüche

1. Hochfrequenz-Zweifachverteiler mit je einem Anpaß- und Differential-Rohrkernübertrager, die aus einer senkrecht auf der unkaschierten Seite einer einseitig mit Metallbelag versehenen Trägerplatine vorzugsweise einsteckbar angeordneten beidseitig kaschierten, als Doppel-E-Schnitt ausgebildeten Wicklungsplatine mit je einem auf jedem Mittelschenkel aufgebrachten Rohrkern bestehen, wobei die die Obertragerwicklungen bildenden, einander auf den beiden Seiten der Wicklungsplatine gegenüberliegenden Leiterbahnen durch kurze Drahtleiter oder Leiterbahnen der Trägerplatine zu geschlossenen Windungen verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß der Anpaßübertrager-Rohrkern (Ki) uine Länge von etwa 6-8 mm und eine diesen durchsetzende Leiterbahn (1-2, 4-5, 7-8, 10-11) eine Induktivität von etwa 0,8 bis 1,0 &mgr;&EEgr; aufweist, und daß die Breite der beiden den Differentialübertrager-Rohrkern (K2) durchsetzenden, einander auf den beiden leiten der Wicklungsplatine (W) gegenüberliegenden Wicklungsleiterbahnen (12-13, 15-16) etwa 2- bis 3-mal so groß ist wie diejenige der durch den Anpaßübertrager-Rohrkern (Ki) verlaufenden Leiterbahnen (1-2, 4-5, 7-8, 10-11).

2. Hochfrequenz-Zweifachverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpaßübertrager (Oi ) als Sparübertrager ausgeführt ist, dessen mit dem Eingang des Differentialübertragers (O2) verbundene Anzapfung (P) vom Verteilereingang (VE) her etwa nach einem Viertel seiner Gesamtwicklung erfolgt.

3. Hochfrequenz-Zweifachverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (13) der einen

Wicklungsleiterbahn (12-13) des Differentialübertragers (Ü2) möglichst weit von der Zuleitung (13) der ihr auf der anderen Seite der Wicklungsplatine (W) gegenüberliegenden Wicklungsleiterbahn (15-16) entfernt angeordnet ist.

4. Hochfrequenz-Zweifachverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Rohrkerne (Ki , K2) verlaufenden Wicklungsleiterbahnen (5-6, 8-9, 13-14) von einer Metallfläche (M) umfe^t sind, deren Endteile mit dem Massebelag (M) der Trägerplatine (T) galvanisch verbunden sind und deren Abstand von den äußeren WicklungsleiterLehnen (5-6, 8-9, 13-14 kleiner als deren Breite so gewählt ist, daß die Kapazität zwischen der Massefläche (M) und den äußeren Wicklungsleiterbahnen (5-6, 8-9, 13-14) mit der Streuinduktivität der übertrager (Oi, O2) jeweils einen Resonanzkreis bildet, dessen Resonanzfrequenz im oberen Betriebsfrequenzbereich liegt.

5. Hochfrequenz-Zweifachverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den beiden Rohrkernen (Ki, K2) liegende Teil der Massefläche (M) mit einer ihr auf der anderen Seite der Wicklungsplatine (v?) gegenüberliegenden, den Differentialübertrager (O₂) mit dem Anzapfpunkt (P) des Anpaßübertragers (Oi) verbindenden Leiterbahn (2-3) eine Kapazität zur Erhöhung der oberen Grenzfrequenz bildet und diese Leiterbahn (2-3) durch Wahl ihrer Breite induktivitätsarm ausgebildet ist.

6. Hochfrequenz-Zweifachverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktivitätsbeiwert des Differentialübertrager-Rohrkerns (K2 ) etwe, 5-mal so groß ist wie derjenige des Anpaßübertrager-Rohrkerns (Ki ) .