DK144399B - Kobling til tilkobling af flere sndere til et antennesystem uden gensidig tilbagekobling - Google Patents

Description

(19) DANMARK \ί|

® (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT ου 144399 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 5880/77 (51) lnt.CI.3 H 03 Η 7/46 (22) Indleveringsdag 51 · aug. 1977 (24) Løbedag 51· aug. 1977 (41) Aim. tilgængelig 2. mar. 1978 (44) Fremlagt 1 . mar. 1 982 (86) International ansøgning nr.

(86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 1. s ep. 1976, 2659548, DE

(71) Ansøger TE KA DE FELTEN & GUILLEAUME FERNMELDEANLAGEN GMBH, 85ΟΟ

Nuernberg 1, DE.

(72) Opfinder Dirk Johan Braak, DE.

(74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bur eau.

(54) Kobling til tilkobling af flere sendere til et antennesystem uden gensidig tilbagekobling.

Opfindelsen angår en kobling til tilkobling af flere sendere med forskellige sendefrekvenser til et antennesystem uden gensidig tilbagekobling ved hjælp af 3-dB-koblere med hver fire tilslutninger, som to og to ligger diagonalt over for hinanden.

Radionet, der radiomæssigt skal forsyne et tæt beboet område, eksempelvis en storby, med mange bevægelige radioabonnenter, nødvendiggør tilsvarende mange radiotalekanaler. Kun derved kan der ® opnås en gnidningsløs radiotrafik med korte ventetider ved opbygnin- j) gen af en radiotaleforbindelse mellem en trådabonnent i telefon- Ό nettet og en radioabonnent i radionettet og omvendt. Et stort an- tal talekanaler betinger imidlertid også anvendelsen af til-^ svarende mange radiosendere og radiomodtagere, idet der for hver ^ talekanal kræves en egen radiosender og radiomodtager.

2 2 144399

Hvis der til hver radiosender findes en egen sendeantenne, volder tilkoblingen af en sender til sin sendeantenne ingen vanskeligheder. Også tilkoblingsdæmpningen er ringe, og der kan anvendes sendere med mindre effekt. Imidlertid kræves der i dette tilfælde, hvis der er mange radiosendere, tilsvarende mange sendeantenner.

I tæt beboede områder og derfor begrænsede pladsforhold er det imidlertid meget vanskeligt om ikke umuligt indenfor et snævert område at opstille flere sendeantenner således, at der i hele sendeområdet opnås en ensartet feltstyrkefordeling, og at sendeantennerne ikke influerer gensidigt på hinanden, således at der optræder tilbagevirkninger på de tilsluttede radiosendere, der eksempelvis frembringer intermodulationer i udgangstrinnene.

Hvis man med henblik på at nedbringe antallet af sendeantenner kobler flere radiosendere til en enkelt fælles, tilsvarende bredbåndet sendeantenne, skal tilkoblingen ske over afkoblingsled til undgåelse af tilbagevirkninger på udgangstrinnene. Hvis frekvensafstanden mellem de enkelte sendefrekvenser er tilstrækkelig stor, kan der som afkoblingsled anvendes frekvensdelefiltre, som de eksempelvis kendes fra tysk patentskrift nr. 711.668 og fra tysk fremlæggelsesskrift nr. 1.233.513, og som kun har en ringe gennemgangsdæmpning. Radiosendernes effekt kan da ligeledes holdes ringe. Hvis sendefrekvenserne imidlertid ligger tæt ved siden af hinanden, er en afkobling med frekvensdelefiltre ikke længere mulig. I disse tilfælde kræves der til tilkobling af flere radiosendere til en fælles sendeantenne såkaldte 3-dB-koblere, som de eksempelvis kendes fra fransk patentskrift nr. 1.455.139. Sådanne koblere har imidlertid den ulempe, at de har en koblingsdæmpning på 3-dB, således at kun ca. en fjerdedel af den af radiosenderen afgivne effekt når frem til sendeantennerne. Med henblik på i sendeområdet at bevare den samme feltstyrke som ved direkte tilkobling af fire radiosendere til fire enkelte sendeantenner skal sendernes effekt derfor være ca. fire gange højere.

Ved den foreliggende opfindelse tilsigtes derfor tilvejebragt en kobling til tilkobling af flere radiosendere med forskellige sendefrekvenser til et fælles antennesystem uden gensidig tilbagekobling ved hjælp af 3-dB-koblere med hver fire tilslutninger,som to og to ligger diagonalt over for hinanden,hvor det gøres muligt,at overføre radiosendernes fulde udgangseffekt tilnærmelsesvis usvækket til antennesystemet .

Opfindelsen tager endvidere sigte på at udforme koblingen således, at den er enkel at opbygge og kun kræver lidt plads.

3 144399

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at der til tilkobling af fire sendere til et af fire ens enkeltantenner med retningsvirkning bestående antennesystem findes fire 3-dB-koblere,hvor der til hver af to diagonalt over for hinanden beliggende tilslutninger på to koblere er forbundet en sender og til hver af to diagonalt over for hinanden beliggende tilslutninger på de to andre koblere er forbundet en antenne,og hvor koblerne med deres frie diagonalt over for hinanden beliggende tilslutninger er sammenkoblet til en ring,hvorhos en fri tilslutning på en kobler er forbundet med en fri tilslutning på en nabokobler,og hvor der efter en med sendere forbundet kobler følger en med antenner forbundet kobler.

Yderligere fordelagtige udførelsesformer for opfindelsen er angivet i kravene 2-7.

Opfindelsen er i det følgende forklaret nærmere eksempelvis på grundlag af en udførelsesform for en kobling til tilkobling af fire radiosendere til et antennesystem under henvisning til tegningen , hvor fig. 1 viser det elektriske diagram over en som eksempel forklaret kobling ifølge opfindelsen, fig. 2 den rumlige anbringelse af de i fig. 1 viste antenner , og fig. 3 en etagelignende opbygning af flere ens koblinger som vist i fig. 2.

I fig. 1 betegner K1-K4 fire 3-dB-koblere. De fire 3-dB-koblere K1-K4 er hver for sig med den ene tilslutning 1 og den diagonalt modstående tilslutning 2 koblet i række efter hinanden og danner således en anden brokobling. Det antennesystem, til hvilket de fire sendere S1-S4, som er fast afstemt på hver sin sendefrekvens, er tilkoblet, består ifølge opfindelsen af fire enkeltantenner A1-A4. De fire enkeltantenner A1-A4 samt de fire sendere S1-S4 er parvist tilsluttet den anden tilslutning 3 samt den anden tilslutning 4 på 3-dB-kobleme K1-K4. Tilkoblingen er ifølge opfindelsen endvidere foretaget således, at hver to sendere SI, S2; S3, S4 henholdsvis hver to enkeltantenner Al, A2; A3, A4 er forbundet med tilslutningerne 3,4 på de to næstfølgende 3-dB-koblere henholdsvis Kl, K3 og K2, K4.

4 144399

Koblingen ifølge opfindelsen med fire 3-dB-koblere adskiller sig dermed fra de fra tysk fremlæggelsesskrift nr. 1.219.199 kendte koblinger med 3-dB-koblere ved, at den ikke har nogen belastningsmodstand. I forhold hertil har alle kendte koblinger med 3-dB-kob-lere til opnåelse af en tilbagevirkningsfri sammenkobling af to sendere og en antenne en belastningsmodstand, som udgør en tabsmodstand.

Dette har til følge, at den fra senderne til antennerne overførte sendeeffekt dæmpes med ca. 6 dB. Ved koblingen ifølge opfindelsen er disse belastningsmodstande derimod hver for sig erstattet af en sender eller en antenne. Sendeeffekten overføres følgelig tilnærmelsesvis udæmpet til antennesystemet. Det betyder, at til opnåelse af den samme udstrålede antenneeffekt som ved de hidtil kendte 3-dB-koblere behøver sendeeffekten for hver enkelt sender S1-S4 kun tilnærmelsesvis at andrage en fjerdedel af den effekt, der er nødvendig ved de kendte indretninger.

I en videreudvikling af koblingen ifølge opfindelsen er de fire brogrene i de fire 3-dB-koblere K1-K4 opbygget med tre ledninger med en længde på ^/4 samt en ledning med en længde på 3 jA/4. Som ledninger anvendes der fortrinsvis koaksial-ledninger. Ledningerne udgør hver for sig kun en meget ringe dæmpning for de frekvenser, der skal overføres.

Indgangs- henholdsvis udgangsmodstandene for enkeltantennerne A1-A4 og senderne S1-S4 er indbyrdes ens og tilpasset efter den karakteristiske impedans for 3-dB-koblerne K1-K4.

Som enkeltantenner A1-A4 findes der retningsantenner. Retningsantennerne er navnlig udformet som λ/2 dipoler, der er udlagt som 90°-vinkelreflektorstrålere med lodret polarisering. Hver af disse retningsantenner har således inden for en sektor på ca. 90° en kølleformet strålingskarakteristik, således at strålingen er 3 dB mindre i de to stråleretninger, der danner + 45° med hovedstråleretningen. Retningsantennerne A1-A4 er rumligt opstillet således, at hovedstråleretningerne for hver to retningsantenner henholdsvis Al,A3 og A2,A4 er rettet modsat hinanden son vist i fig. 2.Endvidere gælder det scm ligeledes vist, at hovedstråleretningeme for de to antennegrupper henholdsvis Al,A3 og A2, A4 står vinkelret på hinanden.

Den valgte anbringelse af retningsantennerne resulterer for de fire sendere S1-S4 i følgende relative fasebeliggenheder på retningsantennerne A1-A4: 144399

Si* A^ O S2: A^'XT S3: A^ O S^: A^ O

a2 O a2 gr a2 ΤΓ a2 ΤΓ A3'Tf* ^Ti-*" A3 ΊΓ A3 o

A4 O A4 O A4^r A4 O

I centrene af overlapningsområderne for hver to retningsantenner, f.eks. A1/A2; A3/A4, kan der således optræde strålings minima og dermed feltstyrkeminima. Disse undgås, hvis ifølge en videreudvikling af koblingen ifølge opfindelsen to af de i modsat retning strålende retningsantenner, f.eks. A2, A4, tilsluttes 3-dB-koblerne K2, K4 over et løbetidsled L5 med en ca.A/4 større ledningslængde end de to andre retningsantenner Al, A3.

På de fire retningsantenner A1-A4 fremkommer da følgende relative fasebeliggenheder: Αχ 0 S2: A1'iT S3: Αχ 0 S4: Αχ 0 A2 T/2 A2 3^2 A2 3li?2 A2 3^2 a3T a3 t a3 ψ A3 0 A4 ηΓ/2 A4lT/2 A4 3^2 A4 V2 I overlapningsområderne for retningsantennerne A1-A4 optræder der således feltstyrker, der er Ύ5 større end de på det samme sted frembringes af én retningsantenne. De fire retningsantenner frembringer da et tilnærmelsesvis cirkulært sum-retningsdiagram.

En særlig gunstig pladsbesparende og overskuelig opbygning af koblingen opnås, hvis de fire som vinkelreflektorantenner udformede retningsantenner A1-A4 samt de fire 3-dB-koblere K1-K4 sammenfattes til en komponent som vist i fig. 2. De fire 3-dB-koblere K1-K4 er her hensigtsmæssigt anbragt mellem de vinkelret på hinanden opstillede fire retningsantenner A1-A4. De tilhørende fire sendere S1-S4 kan opstilles på et gunstigt sted i afstand fra komponenten, og de er over forbindelseskabler tilsluttet 3-dB-koblerne.

Hvis der i et radiotrafikområde kræves et større antal talekanaler og tilsvarende flere sendere og sendeantenner med

Claims (2)

6 144399 3-dB-koblere, opstilles flere af de i det foranstående beskrevne komponenter over hinanden på etagelignende måde. På fordelagtig måde bliver hertil de fire retningsantenner A1-A4 i hver gruppe fastgjort i samme højde på et som bærerør forhåndenværende hult rør med en passende diameter og en passende vægtykkelse. De til hver antennegruppe hørende fire 3-dB-koblere, der eksempelvis er opbygget med koncentriske ledninger, anbringes i det indre af det med gennemføringer forsynede bærerør. Til opnåelse af så korte forbindelsesledninger mellem 3-dB-koblerne K1-K4 og de tilsluttede sendere S1-S4 som muligt anbefales det i dette tilfælde at opstille senderne på den samme etagehøjde som 3-dB-koblerne og sendeantennerne. Hvis de anvendte sendefrekvenser ligger i området på ca. 450 MHz, kan eksempelvis tolv af de beskrevne komponenter med hver fire sendere, fire retningsantenner og fire 3-dB-koblere finde plads i et tårn med en højde på kun ca. 3 m. Hvis man endvidere som retningsantenner A1-A4 anvender vinkelreflektorantenner, der minder om de kendte Corner-reflektorantenner, med en åbningsvinkel på ca. 0,7 x 0,7 m, bliver grundfladen for tårnet ca. 2 x 2 m.

1. Kobling til tilkobling af flere sendere med forskellige sendefrekvenser til et antennesystem uden gensidig tilbagekobling ved hjælp af 3-dB-koblere med hver fire tilslutninger, som to og to ligger diagonalt over for hinanden, kendetegnet ved, at der til tilkobling af fire sendere (S1-S4) til et af fire ens enkeltantenner (A1-A4) med retningsvirkning bestående antennesystem findes fire 3-dB-koblere (K1-K4), hvor der til hver af to diagonalt over for hinanden beliggende tilslutninger på to koblere (Kl, K3) er forbundet en sender (SI, S2 og S3, S4) og til hver af to diagonalt over for hinanden beliggende tilslutninger på de to andre koblere er forbundet en antenne (Al, A2 og A3, A4), og hvor koblerne med deres frie diagonalt over for hinanden beliggende tilslutninger er sammenkoblet til en ring, hvorhos en fri tilslutning på en kobler er forbundet med en fri tilslutning på en nabokobler, og hvor der efter en med sendere forbundet kobler følger en med antenner forbundet kobler (fig. 1).

2. Kobling ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der som enkeltantenner (A1-A4) med retningsvirkning anvendes vertikalt polariserede vinkelreflektorantenner med kølleformet retnings- -V...