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Kopplungsanordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur
Kopplung der Ausgänge zweier gleichartiger Senderendstufen mit einem Nutzwiderstand
in solcher Weise, daß im wesentlichen die ganze Senderleistung einer Antenne oder
einem anderen Verbraucher zugeführt wird, während die an der genannten Antenne oder
dem Verbraucher reflektierte oder die an dieser Stelle aufgenommene bzw. empfangene
Energie im wesentlichen vollständig zu einem Absorptionswiderstand oder Empfänger
gelangt, so daß die sonst mit der Verwendung bekannterDifferentialanordnungenzum
gleichenZweck gewöhnlich verbundenen Verluste vermieden werden.
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Für die Erfindung bestehen zahlreiche Anwendungsmögliehkeiten. Von
den wichtigsten Verwendungszwecken seien die folgenden erwähnt: i. Die Vermeidung
der sogenannten »Geister-Bilder« beim Fernsehen und ähnlichen Übertragungsarten
in Fällen, in denen es unbequem oder undurchführbar ist, eine gut angepaßte Antenne
bzw. Speiseleitung zu verwenden; 2. die Vermeidung des Übersprechens, welches durch
unerwünschte Reflexionserscheinungen an der Antenne in einer Multiplex-Nachrichtenanlage
verursacht wird; 3. in Funkmeß- (Radar-) Anordnungen kleinerer Leistung wird die
gewöhnlich vorgesehene normale Sende-Empfangs-Weiche überflüssig bzw. im Falle einer
Funkmeßanlage größerer Leistung wird die dieser Weiche zugeführte Leistung auf einen
kleinen Bruchteil (praktisch auf weniger als ein Zehntel) der vollen Leistung vermindert;
q..
die Erhaltung der Impulsform in einer Funkmeßanlage oder einer andersartigen mit
Impulsen arbeitenden Anordnung, wenn eine schlecht angepaßte Antenne verwendet wird;
5. die Ausschaltung unerwünschter Reflexionseffekte durch Ungleichmäßigkeiten in
einem langen Kabel, wenn Fernsehsignale oder ähnliche Zeichen darüber übertragen
werden, z. B. wenn Fernsehsignale über eine Mehrkanalfernsprechverbindung übertragen
werden.
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Entsprechend der Erfindung sind in einer Anordnung zur Kopplung der
Ausgänge zweier gleiohartiger Senderendstufen mit einem Nutzwiderstand die Steuerspannungen
der Senderendstufen um 9o° gegeneinander phasenverschoben und ihre Ausgänge mit
den beiden Eingangsklemmen einer Gegentaktanordnung. über Leitungswege verbunden,
deren elektrische Längen um ein ungradzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlänge
voneinander verschieden sind; ferner weist die Gegentaktanordnung einen ersten mit
dem Nutzwiderstand verbundenen Ausgang und einen zweiten mit einem Empfänger oder
Abso@rptionswiderstand verbundenen Ausgang auf, wobei die beiden: Ausgänge mit der
Gegentaktanordnung derartig verbunden bzw. gekoppelt sind, daß die von den beiden
Senderendstufen kommenden Spannungen bzw. Ströme an dem erstgenannten Ausgang in
gleicher Phase, am zweiten Ausgang jedoch in Gegenphase auftreten.
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Wenn die Gegentaktanordnung und die Leitungswege verteilte Impedanzen
aufweisen, d. h. wenn sie aus Paralleldrahtleitungen, Koaxialleitungen, Wellenleitern
oder ähnlichen Leitungen bestehen, so können entsprechend unterschiedlsche geometrische
Leitungslängen angewendet werden, um die gewünschten versdhiedenen elektrischen
Längen der Leitungswege zu erhalten. Wenn aber die Leitungswege und die Gegentaktanordnung
aus konzentrierten Impedanzelementen mit gewöhnlichen Verbindungsleitungen und Spulen
bestechen, dann kann die Verschiedenheit der elektrischen Leitungslängen durch Einsohalten
einer oder mehrerer künstlicher Leitungen in einem oder beide Leitungswege erzielt
werden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Anordnung nach der
Erfindung in Form von Schaltbildern dargestellt.
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In Fig. r sind T1, T2 zwei gleichartige Sender oder zwei gleichartige
Ausgangsstufen eines einzigen Senders, die von einer gemeinsamen Steuerstufe D mit
9o° Phasenverschiebung gesteuert werden, leas in der Zeichnung durch die Zeichen
0 und O -I- 9o° bei den Verbindungen zwischen der Steuerstufe D und ' den Senderstufen
T1 und T2 angedeutet ist. Die Senderstufen speisen eine Differentialanordnung, welche
als Ganzes mit H bezeichnet ist, über Leitungswege P1, P2, von denen der Leitungsweg
P2 um ein ungeradzahliges Vielfaches (einschließlich des Faktors eins) einer Viertelwellenlänge
länger ist als der Leitungsweg P1. Die Differential- bzw. Gegentaktanordnung hat
zwei Ausgänge, von denen. der mit A bezeichnete zu einer Antenne, zu einem Kabel
oder einem anderen Verbraucher führt, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist,
während der andere mit R bezeichnete Ausgang zu einem Absorptionswiderstand oder
je nach der Lage des Falles zu einem (ebenfalls nicht dargestellten) Empfänger führt.
Die Polaritäten an der Gegentaktanordnung sind so angeordnet, daß die von den, beiden
Senderausgangsstufen T1 und T2 kommenden Signalkomponenten an dem erstgenannten,
zum Verbraucher führenden Ausgang A in gleicher Phasenlage auftreten, während sie
an dem zweiten, mit R bezeichneten Ausgang einander gegenphasig überlagern. Demgemäß
gelangt im wesentlichen keine Leistung von T1 und TZ zu dem Ausgang R und im wesentlichen
die ganze Summenleistung der beiden Senderendstufen zu dem Ausgang A.
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Reflektierte Energie, die von A zurückkommt, oder bei A empfangene
Energie - je nach dem besonderen Fall - wird an der Differentialanordnung aufgespalten
und gelangt zu den Svenderausgangsstufen T1 und T2, wo sie nahezu vollständig reflektiert
wird und dann zu der Differentialanordnung zurückkehrt. Man erkennt, daß die in
dieser Weise von der einen Sen@derausgangsstufe T, reflektierte Energie einen Weg
zurückgelegt hat, welcher um eine halbe Wellenlänge (oder ein ganzes Vielfaches
davon) länger ist als der Weg, den die in gleicher Weise an der anderen Senderausgangsstufe
T1 reflektierte Energie, durchlaufen hat. Aus diesem Grunde erscheinen diese beiden
Teflektierten Energieanteile am Ausgang A in Ge.genphäse zueinander, am Ausgang
R jedoch in gleicher Phase, so daß beide Anteile im wesentlichen vollständig zu
dem Ausgang R geführt werden und praktisch nichts mehr zu dem Ausgang. 4 gelangt.
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Die Art der an R angeschlossenen (nicht dargestellten) Anordnung hängt
von dem Verwendungszweck ab, für welchen die Erfindung benutzt wird. In vier der
eingangs erwähnten fünf Beispiele von Verwendungsarten mit den Nummern i, a, q.
und 5 ist die bei R angeschlossene Anordnung ein angepaßter Belastungswiderstand
zur Absorption der zu ihm gelangenden reflektierten Energie. In dem unter der Nummer
3 angeführten Beispiel ist die bei R angeschlossene Anordnung ein Funkmeß- (Radar-)
Empfänger. Man erkennt, daß ein .solcher Funkmeßempfänger an seinen Eingangsklemmen
nahezu die ganze empfangene Signalstärke zugeführt erhält, wenn man von den unwesentlichen
Verlusten durch unvollkommene Reflexion an den Senderausgangsstufen absieht. Die
Erfindung ermöglicht es daher, in einer nicht zu großen Funkmeßanlage die gewöhnlich
vorgesehene Sende-Empfangs-Weiche wegzulassen. Wenn die Funkmeßanlage so groß ist,
daß es erwünscht oder nötig ist, eine solche Weiche oder .eine ähnliche Einrichtung
vorzusehen, so wird die Weiche bzw. die Einrichtung in den Kanal zwischen dem Ausgang
R der Differentialanordnung und dem Empfänger eingefügt. Auf
diese
Weise -wird der Verlust an Sendeleistung in der Sende-Empfangs-Weiche vermieden,
denn zu ihr gelangt nur die von der Antenne reflektierte Energie. In der Praxis
ist dies sehr wenig - etwa ein Zehntel der Sendeleistung - für eine `'Welligkeit
von 2 : i an der Antenne und sogar noch weniger für bessere Antennenanpassungen.
Das empfangene Echosignal wird nicht verändert oder behindert, Bei der Anwendung
der Erfindung für den unter der Nummer 5 erwähnten Zweck isst es erforderlieh, die
Anordnung so zu bemessen, d'aß sie innerhalb des breiten Frequenzbandes befriedigend
arbeitet; wenn dies bei sehr breiten, Bändern schwierig ist, sollte mit Rücksicht
auf die größeren Störungen durch Reflexionen bei den höheren Frequenzen des Arbeitsfrequenzbereiches
die Bemessung so erfolgen, daß die Anordnung bei diesen Frequenzen vorzugsweise
die beste Wirksanik eit besitzt.
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In Fig. i besteht die Differentialanordnung H aus Stücken von Koaxialleitungen
C, die in der dargestellten Weise miteinander verbunden und deren Längen in der
in der Zeichnung vermerkten Weise im Verhältnis zur Wellenlänge bemessen sind. Jede
andere an sich bekannte Differentialanordnung kann an dieser Stelle verwendet werden,
beispielsweise ein sogenanntes »magisches T«, eine Brückenweiche oder eine gleichwertige
Spulenanordnung.
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Fig.2 zeigt eine Abänderung der Anordnung nach Fig. i, für welche
sich eine eingehende Beschreibung erübrigt, da für einander entsprechende Teile
in beiden Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet sind. Der Hauptunterschied
zwischen den Anordnungen der Fig. i und 2 besteht darin, daß in F ig. i die Leitungswege
P1, P, als Stücke von Hochfrequenzkabeln dargestellt sind, während sie in Fig.2
als gewöhnliche Verbindungsleitungen ausgebildet sind, wobei der Leitungsweg P2
ein zusätzliches Stück von der elektrischen Länge einer Viertelwellenlänge (oder
einem ungeradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge) enthält, welches durch
eine zwischengeschaltete künstliche Leitung L von geeigneter Länge gebildet wird.
Ferner ist in Fig. i die Gegentaktanordnung aus Stücken von Koaxialleitungen aufgebaut,
während sie in Fig.2 als Spulenanordnung dargestellt ist.
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Die Anordnung nach der Erfindung eignet sich für alle Modulationsarten,
einschließlich der sogenannten phasengesteuerten Ampldtudenmodulation (Ampliph,asemodulation)
; entweder kann die den Senderendstufen zugeführte Steuerspannung bereits moduliert
sein, oder es können diese Stufen ,selbst moduliert werden, .auch eine gleichzeitige
Modulatiion in den Vorstufen und den Endstufen kann angewendet werden. Die Maßnahmen
zur Aufrechterhaltung der erfo;rderliehen um 9o° phasenverschobenen Steuerung für
die Senderausgangsstufen bilden für sich keinen Teil der Erfindung und können in
jeder geeigneten, an sich bekannten Weise ausgeführt werden. Die Anwendung einer
Anordnung zur gemeinsamen Steuerung wurde in den Fig. i und 2 lediglich als eines,
der vielen möglichen Beispiele angegeben.