EP0325759B1 - Antenna selector - Google Patents
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- EP0325759B1 EP0325759B1 EP88121054A EP88121054A EP0325759B1 EP 0325759 B1 EP0325759 B1 EP 0325759B1 EP 88121054 A EP88121054 A EP 88121054A EP 88121054 A EP88121054 A EP 88121054A EP 0325759 B1 EP0325759 B1 EP 0325759B1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- switching
- level
- antenna
- matrix
- feeder lines
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/10—Auxiliary devices for switching or interrupting
- H01P1/12—Auxiliary devices for switching or interrupting by mechanical chopper
Definitions
- Such an antenna selector is e.g. known from CH-PS 298 004.
- Such broadcasting systems usually also include a plurality of transmitters.
- the transmitter systems mostly comprise a very different number of transmitters and antennas, but existing systems are also often expanded later, it is particularly expedient and economical to construct the switching device according to the modular principle.
- the rows of the matrix are assigned to the transmitters, the columns of the matrix to the antennas.
- the elements of the matrix are formed by individual switches.
- first feed lines run parallel to one another, which are fed by the transmitters, and correspond to the rows of the matrix.
- the second level also parallel to each other, but perpendicular to the first feed lines, runs second feed lines, which feed the RF power of the transmitters into the antennas and correspond to the columns of the matrix.
- each switching level corresponds to a feed line level.
- the switches have two switch positions: in the first switch position, the first feed line running through the respective crossing point is connected on one switching level. The same happens on the other switching level with the corresponding second feed line. Both feed lines conduct the RF power undisturbed and without changing direction through this crossing point.
- both through connections are canceled.
- the switch-side end of the first feed line is linked to the switch-side start of the second feed line via a fixed conductor bridge that runs within the switch between the two switching levels.
- a corner connection is created, which redirects the power fed in by the transmitter to the antenna assigned to the switch.
- each transmitter can be connected to every antenna (even in different ways).
- each of the cuboid switches has a depth of about one meter and a footprint of about 0.5 x 0.5 m2.
- the essence of the invention is therefore to equip each existing switch of an antenna selector matrix with an additional switching function by means of a third switching level.
- the first feed lines coming from the transmitters can then optionally be connected to additional third feed lines by means of an additional switch position, which, similarly arranged as the second feed lines, run in a new third level.
- each switch has to be expanded by a switching level and a switching function
- the antenna selector according to the invention results in considerable space savings.
- the antenna selector according to the invention can be constructed according to the same modular principle, so that with standard components a variety of different use cases can be covered.
- the feed lines are all designed as symmetrical lines.
- This type of cable which is used primarily in the shortwave range, enables simple internal wiring of the switches and the use of comparatively simple switch contacts.
- the first level of the transmitter feed lines is arranged between the second and third levels of the antenna feed lines, because then the necessary line bridges between the switching levels take up particularly little space .
- FIGS. 1-3 The structure of an antenna selector matrix for symmetrical lines, as is known from the prior art, is shown in FIGS. 1-3.
- Fig. 1 shows a schematic perspective view of such a conventional (3 x 4) matrix, with which 3 transmitters and 4 antennas can optionally be connected.
- This matrix has a first level E1 and a second level E2.
- the second plane E2 which is arranged parallel to and above the first plane E1, also run parallel to one another but perpendicular to the first feed lines F11, ..., F13, second feed lines F21, ..., F24, which lead to corresponding antenna connections A11, ..., A41, and dissipate the RF power to the respective antennas, provided that a corresponding circuit has been made in the matrix.
- the arrangement of the first and second feed lines perpendicular to one another results in crossing points.
- a switch is provided in each of these crossing points, the switch with the general reference number Snm being located precisely in the crossing point of the feed lines from the transmitter connection Tn and to the antenna connection Am1 (switches S11; S14; ..., S34 and S31 are exemplary in FIG. 1 , ..., S33 with reference numerals).
- Each of the switches is shown schematically in FIG. 1 as a double cube. It contains a switching device, not shown, which can be rotated about an axis of rotation perpendicular to the planes E1, E2 (D14 for switch S14 in FIG. 1).
- FIG. 2 provides further information about the internal structure of a switch Snm.
- the associated first feed line (which comes from the transmitter connection Tn) is connected through in the switch on the first switching level SE1.
- the associated second feed line (which leads to the antenna connection Am1) is connected through in the switch in the second switching level SE2.
- a first input I11 or I21 with an opposite first output Q11 or Q21 by a pair are on the first and second switching level SE1 or SE2 of conductor bridges L firmly connected (the belonging of two conductor bridges L of a pair to a symmetrical line is indicated by hatching in FIG. 2).
- each of the two pairs of conductor bridges realizes the interconnection of the associated feed lines at the different levels. If all 12 switches of the matrix from FIG. 1 are in this first switch position, there is no switched connection between the first feed lines F11, ..., F13 and the second feed lines F21, ..., F24.
- a second input I12 takes the place of the first input I11 in the switching level SE1.
- a second output Q22 takes the place of the first output Q21 in the switching level SE2.
- the second input I12 of the first switching level SE1 and the second output Q22 of the second switching level SE2 are now also connected by a pair of conductor bridges L.
- this pair connects the associated first to the associated second feed line, i.e. the transmitter connection Tn with the antenna connection Am1), while the through connection on both levels E1 and E2 is canceled by the rotation of the other conductor bridges L. Since this U-ECk connection is seen from the transmitter to the left, the switch design according to FIG. 2 is also referred to as a left switch.
- the second input I12 and the second output Q22 are on the opposite side of their respective switching levels SE1 and SE2.
- a switch To switch to the second switch position, a switch must be this type can be rotated by 90 ° in the opposite direction. The antenna connections are then on the right side of the matrix, as seen from the transmitter.
- the exemplary switching state of a known (3 ⁇ 4) matrix is shown in FIG. 3 in a two-level representation.
- the two switching levels of each switch are indicated by circles offset in perspective, which are connected by a rotation axis drawn in dashed lines (e.g. D31 for switch S31).
- the feed lines which are symmetrical per se are indicated here, as in FIG. 1, for the sake of simplicity, in each case by a single line.
- the switches S11, ..., S13; S22, ..., S24, S31, S32 and S34 are in the switching state shown in the first switching position, the other switches in the second. It can be easily understood that the first transmitter connection T1 is connected to the fourth antenna connection A41, the second transmitter connection T2 is connected to the first antenna connection A11, and the third transmitter connection T3 is connected to the third antenna connection A31.
- the third level E3 is arranged below the first level E1. It contains a number of third feed lines F31, ..., F34, which lead to corresponding antenna connections A12, ..., A42.
- the third feed lines F31, ..., F34, just like the second feed lines F21, ..., F24, run parallel to one another and perpendicular to the first feed lines F11, ..., F13. They are also arranged so that they cross the first feed lines F11, ..., F13 in the same points as the second feed lines F21, ..., F24.
- Each of the switches on the third level E3 is extended by a third switching level and thus takes over not only the selection of the left antenna connections (A11, ..., A41), but also the right antenna connections (A12, ..., A42), see above that with a (3 x 4) matrix, not only 4 but even 8 antennas can now be selected.
- the modified switch Snm is shown in a form comparable to FIG. 2 in FIG. 5.
- a third level E3 with a corresponding switching level SE3 has been added to the levels E1 and E2 already known from FIG. 2.
- This third switching level SE3 contains an input I31, an opposite first output Q31 and a second output Q32.
- the input I31 is permanently connected to the first output Q31 via a pair of conductor bridges L.
- the second output Q32 of the third switching level SE3 is connected with a comparable pair of conductors to a third input I13 on the first switching level, which is arranged opposite the second input I12 of this level.
- the 5 has three switch positions: In the first switch position, the associated feed lines are connected through on each switching level. This switch position thus corresponds to the first switch position of the known switch from FIG. 2.
- the associated first feed line is connected to the associated third feed line via a corner; the first and third switching levels SE1 and SE3 act like the right switch described above.
- the preferred embodiment of a switch according to FIG. 5 is shown in perspective in FIG. 6.
- the switch comprises a frame structure 1, in each of which a contact disk 3 is accommodated on the three switching levels SE1, ..., SE3.
- the contact disks 3 sit on a common switching axis 2 and are each composed of a plurality of ceramic contact arms 5 which have contacts (not shown) at their outer ends. A pair of adjacent contact arms forms one of the inputs and outputs in a switching level.
- the contacts of these contact arm pairs are in engagement with corresponding fixed contacts 6, which are attached to the outer ends of likewise ceramic contact carriers 4 which are fixedly mounted on the frame structure.
- the conductor bridges L present in the switch consist of copper tube with a special surface treatment.
- FIG. 7 An exemplary switching state of a (3 ⁇ 4) matrix with 3-level switches according to FIG. 6 is shown in FIG. 7, analogously to FIG. 3.
- the switches S11, S13, S14, S21, S23, S24, S31, S32 and S34 are in the first switch position (0), the switches S12 and S33 in the second switch position (1), and the switch S22 in the third switch position (2). It can immediately be seen that in this way the first transmitter connection T1 is connected to the antenna connection A21, the second transmitter connection T2 to the antenna connection A22, and the third transmitter connection T3 to the antenna connection A31.
- the position of the planes can be interchanged as desired. In principle, however, other levels can also be added beyond the third level E3 if corresponding switching levels and switching positions are provided for the switches.
- the number S k of the switches is reduced from the previous T n x A m to a maximum so that, as shown in Fig. 8, for 16 antenna connections A11, ..., A81; A12, ..., A82 and 4 transmitter connections T1, ..., T4 only 32 switches in a (4 x 8) matrix are required.
- the flexibility of the antenna selector ie the number of different ways in which certain antennas can be selected, can be increased if, as shown in FIG. 9, the matrix on the transmitter side as well as on the antenna side is at least around an additional series of switches (S00, ..., S08; S10, ..., S40; S50, ..., S58) will be expanded.
- a number of modified switches SS1 are also provided on the sides of antenna connections A11, ..., A82 , ..., SS8 or SS9, ..., SS16 is provided.
- These modified switches SS1,..., SS16 are constructed according to the principle of the switches from FIG. 5 in such a way that they enable a switchover from the second or third level E2 or E3 to the first level E1.
- energy can be fed into the transmitter connections T1, ..., T8 and taken off at the antenna connections A11, ..., A82 and vice versa (indicated by the double arrows in FIG. 8).
- the RF power of the transmitters can be fed into the first feed lines from both sides if appropriately modified switches are used, or the antennas are all arranged on one side of the matrix. This also contributes to an increased adaptability of the antenna selector.
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Transmitters (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Sendertechnik. Sie betrifft insbesondere einen Antennenwähler in Form einer Schaltmatrix zum beliebigen Verbinden einer Mehrzahl von Sender mit einer Mehrzahl von Antennen, bei welchem Antennenwähler
- in einer ersten Ebene eine Mehrzahl von ersten Speiseleitungen parallel zueinander angeordnet sind, wobei jeder der ersten Speiseleitungen ein Senderanschluss zugeordnet ist;
- in einer zweiten Ebene parallel zur ersten Ebene eine Mehrzahl von zweiten Speiseleitungen parallel zueinander und senkrecht zu den ersten Speiseleitungen angeordnet sind, wobei jeder der zweiten Speiseleitungen ein erster Antennenanschluss zugeordnet ist;
- in den Kreuzungspunkten der ersten und zweiten Speiseleitungen jeweils ein Schalter vorgesehen ist, welcher in jeder der Ebenen eine entsprechende Schaltebene aufweist, und welcher in einer ersten Schaltstellung die zugehörige erste Speiseleitung und die zugehörige zweite Speiseleitung einzeln durchverbindet, und in einer zweiten Schaltstellung die zugehörige erste und zweite Speiseleitung auftrennt und untereinander verbindet.
- a plurality of first feed lines are arranged parallel to one another in a first level, each of the first feed lines being assigned a transmitter connection;
- in a second plane parallel to the first plane, a plurality of second feed lines are arranged parallel to one another and perpendicular to the first feed lines, each of the second feed lines being assigned a first antenna connection;
- A switch is provided in the intersections of the first and second feed lines, which has a corresponding switching level in each of the levels, and which has the associated first level in a first switching position Feed line and the associated second feed line are individually connected, and in a second switching position the associated first and second feed lines are separated and interconnected.
Ein solcher Antennenwähler ist z.B. aus der CH-PS 298 004 bekannt.Such an antenna selector is e.g. known from CH-PS 298 004.
Grosse Sendeanlagen, insbesondere Kurzwellen-Sendestationen enthalten, abgesehen von Spezialfällen, eine grössere Anzahl von Antennen, da die günstigsten Betriebsfrequenzen Z.B. mit der Tages- oder Jahreszeit wechseln und ausserdem von der Uebertragungsentfernung und der geographischen Richtung abhängen, die Antennen aber üblicherweise jeweils nur einen schmalen Frequenzbereich abdecken. Da man zudem überwiegend mit gerichteter Strahlung arbeitet, sind meist für jede Richtung mehrere Antennen erforderlich.Large transmission systems, in particular short-wave transmission stations contain, apart from special cases, a larger number of antennas, since the cheapest operating frequencies e.g. change with the time of day or season and also depend on the transmission distance and the geographic direction, but the antennas usually only cover a narrow frequency range. Since you mainly work with directional radiation, several antennas are usually required for each direction.
Wegen der Vielseitigkeit des Sendeprogramms umfassen solche Sendeanlagen meist auch eine Mehrzahl von Sendern.Because of the versatility of the broadcasting program, such broadcasting systems usually also include a plurality of transmitters.
Eine vollständige Ausnützung der Sendeanlage ist daher nur dann gegeben, wenn eine übersichtliche, rasch und einfach zu handhabende, betriebssichere Umschalteinrichtung vorhanden ist, die es ermöglicht, wahlweise jeden der Sender mit jeder der Antennen zu verbinden.A full exploitation of the transmitter system is therefore only given if a clear, quick and easy-to-use, reliable switching device is available, which makes it possible to selectively connect each of the transmitters to each of the antennas.
Da die Sendeanlagen meistens eine sehr unterschiedliche Anzahl von Sendern und Antennen umfassen, aber auch vorhandene Anlagen häufig später erweitert werden, ist es besonders zweckmässig und wirtschaftlich, die Umschalteinrichtung nach dem Baukastenprinzip aufzubauen.Since the transmitter systems mostly comprise a very different number of transmitters and antennas, but existing systems are also often expanded later, it is particularly expedient and economical to construct the switching device according to the modular principle.
Ein solcher Antennenwähler in Form einer Matrix ist nun in der eingangs genannten Druckschrift beschrieben worden.Such an antenna selector in the form of a matrix has now been described in the publication mentioned at the beginning.
Die Zeilen der Matrix sind dabei den Sendern zugeordnet, die Spalten der Matrix den Antennen. Die Elemente der Matrix werden von einzelnen Schaltern gebildet.The rows of the matrix are assigned to the transmitters, the columns of the matrix to the antennas. The elements of the matrix are formed by individual switches.
Der Schaltvorgang spielt sich bei dem bekannten Antennenwähler auf zwei Ebenen ab: in der ersten Ebene verlaufen parallel zueinander erste Speiseleitungen, die von den Sendern gespeist werden, und den Zeilen der Matrix entsprechen.In the known antenna selector, the switching process takes place on two levels: in the first level, first feed lines run parallel to one another, which are fed by the transmitters, and correspond to the rows of the matrix.
In der zweiten Ebene verlaufen, ebenfalls parallel zueinander, aber senkrecht zu den ersten Speiseleitungen, zweite Speise-leitungen, welche die HF-Leistung der Sender in die Antennen einspeisen, und den Spalten der Matrix entsprechen.The second level, also parallel to each other, but perpendicular to the first feed lines, runs second feed lines, which feed the RF power of the transmitters into the antennas and correspond to the columns of the matrix.
Da beide Ebenen übereinander angeordnet sind, kreuzen sich die ersten und zweiten Speiseleitungen. An diesen Kreuzungspunkten sind nun jeweils Schalter mit zwei Schaltebenen vorgesehen. Jede Schaltebene entspricht einer Speiseleitungs-Ebene.Since the two levels are arranged one above the other, the first and second feed lines intersect. Switches with two switching levels are now provided at each of these crossing points. Each switching level corresponds to a feed line level.
Die Schalter haben bei der herkömmlichen Matrix zwei Schaltstellungen: in der ersten Schaltstellung wird auf der einen Schaltebene die durch den jeweiligen Kreuzungspunkt verlaufende erste Speiseleitung durchverbunden. Dasselbe geschieht auf der anderen Schaltebene mit der entsprechenden zweiten Speiseleitung. Beide Speiseleitungen leiten die HF-Leistung ungestört und ohne Richtungsänderung durch diesen Kreuzungspunkt.In the conventional matrix, the switches have two switch positions: in the first switch position, the first feed line running through the respective crossing point is connected on one switching level. The same happens on the other switching level with the corresponding second feed line. Both feed lines conduct the RF power undisturbed and without changing direction through this crossing point.
In der zweiten Schaltstellung werden beide Durchverbindungen aufgehoben. Statt dessen wird das schalterseitige Ende der ersten Speiseleitung mit dem schalterseitigen Anfang der zweiten Speiseleitung über eine feste Leiterbrücke verknüpft, die innerhalb des Schalters zwischen den beiden Schaltebenen verläuft. Es entsteht eine Leitungsverbindung über Eck, welche die vom Sender eingespeiste Leistung auf die dem Schalter zugeordnete Antenne umlenkt. Je nach Schaltstellung der Schalter kann so jeder Sender mit jeder Antenne (sogar auf unterschiedliche Weise) verbunden werden.In the second switch position, both through connections are canceled. Instead, the switch-side end of the first feed line is linked to the switch-side start of the second feed line via a fixed conductor bridge that runs within the switch between the two switching levels. A corner connection is created, which redirects the power fed in by the transmitter to the antenna assigned to the switch. Depending on the switch position, each transmitter can be connected to every antenna (even in different ways).
Bei grossen Kurzwellen-Sendeanlagen, bei denen jeder Sender in einem Frequenzbereich von etwa 3 - 30 MHz Leistungen von mehreren 100 kW abgibt, und die Speiseleitungen als symmetrische Leitungen mit einem Wellenwiderstand von z.B. 300 Ohm ausgebildet sind, hat jeder der quaderförmigen Schalter eine Tiefe von etwa einem Meter und eine Grundfläche von etwa 0,5 x 0,5 m².In large short-wave transmission systems, in which each transmitter delivers outputs of several 100 kW in a frequency range of about 3 - 30 MHz, and the feed lines as symmetrical lines with a characteristic impedance of e.g. 300 ohms are formed, each of the cuboid switches has a depth of about one meter and a footprint of about 0.5 x 0.5 m².
Wenn eine solche Sendeanlage nun Tn Sender und Am Antennen enthält, werden für den bekannten Antennenwähler
Schalter benötigt, die alle nebeneinander zu einer Matrix zusammengefügt werden. Bei nur vier Sendern (Tn = 4) und sechzehn Antennen (Am = 16) sind dies bereits SK = 64 einzelne Schalter, die nicht nur einen erheblichen Raumbedarf zur Folge haben, sondern auch alle einzeln mit entsprechenden Motorantrieben und Ueberwachungs- und Steuerungselementen ausgerüstet werden müssen. Dies bedeutet einen erheblichen Aufwand, der massgeblich in die Kosten für die gesamte Sendeanlage eingeht.If such a transmitter system now contains T n transmitters and A m antennas, the known antenna selector is used
Switches are required, all of which are assembled side by side to form a matrix. With only four transmitters (T n = 4) and sixteen antennas (A m = 16), these are already S K = 64 individual switches, which not only require considerable space, but also all individually with corresponding motor drives and monitoring and Control elements must be equipped. This means a considerable effort, which significantly affects the costs for the entire transmitter system.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Antennenwähler zu schaffen, der bei gleichbleibender Anzahl der Antennen mit erheblich weniger Schaltern auskommt bzw. bei gleichbleibender Anzahl von Schaltern wesentlich mehr Antennen anzuwählen gestattet, und der zugleich die Vorteile der bekannten Matrix-Antennenwähler aufweist.It is an object of the present invention to provide an antenna selector which manages with considerably fewer switches while the number of antennas remains the same, or which allows significantly more antennas to be selected with a constant number of switches, and which at the same time has the advantages of the known matrix antenna selectors.
Die Aufgabe wird bei einem Antennenwähler der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
- in einer dritten Ebene parallel zu den ersten beiden Ebenen eine Mehrzahl von dritten Speiseleitungen parallel zueinander und senkrecht zu den ersten Speiseleitungen angeordnet sind, wobei jeder der dritten Speiseleitungen ein zweiter Antennenanschluss zugeordnet ist;
- die Kreuzungspunkte der ersten und dritten Speiseleitungen mit entsprechenden Kreuzungspunkten der ersten und zweiten Speiseleitungen zusammenfallen; und
- jeder Schalter eine der dritten Ebene entsprechende Schaltebene aufweist, und in der ersten Schaltstellung auch die zugehörige dritte Speiseleitung durchverbindet, in der zweiten Schaltstellung auch die zugehörige dritte Speiseleitung auftrennt, und in einer dritten Schaltstellung alle drei zugehörigen Speiseleitungen auftrennt und nur die zugehörige erste und dritte Speiseleitung untereinander verbindet.
- a plurality of third feed lines are arranged parallel to one another and perpendicular to the first feed lines in a third level parallel to the first two levels, each of the third feed lines being assigned a second antenna connection;
- the intersection points of the first and third feed lines coincide with corresponding intersection points of the first and second feed lines; and
- each switch has a switching level corresponding to the third level, and in the first switching position also connects the associated third feed line, in the second switching position also disconnects the associated third feed line, and in a third switching position disconnects all three associated feed lines and only the associated first and third Connects feed line with each other.
Der Kern der Erfindung besteht also darin, jeden vorhandenen Schalter einer Antennenwähler-Matrix mittels einer dritten Schaltebene mit einer zusätzlichen Schaltfunktion auszustatten. Mit dieser zusätzlichen Schaltebene und Schaltfunktion können dann mittels einer zusätzlichen Schaltstellung die von den Sendern kommenden ersten Speiseleitungen wahlweise mit zusätzlichen dritten Speiseleitungen verbunden werden, die, ähnlich angeordnet wie die zweiten Speiseleitungen, in einer neuen dritten Ebene verlaufen.The essence of the invention is therefore to equip each existing switch of an antenna selector matrix with an additional switching function by means of a third switching level. With this additional switching level and switching function, the first feed lines coming from the transmitters can then optionally be connected to additional third feed lines by means of an additional switch position, which, similarly arranged as the second feed lines, run in a new third level.
Mit diesen dritten Speiseleitungen in einer dritten Ebene der Matrix können dann noch einmal soviele Antennen angewählt werden, wie mit den zweiten Speiseleitungen der zweiten Ebene, so dass sich die Zahl der anwählbaren Antennen bei gleichbleibender Schalterzahl prinzipiell verdoppelt.With these third feed lines in a third level of the matrix, as many antennas can be selected as with the second feed lines in the second level, so that the number of antennas that can be selected in principle doubles while the number of switches remains the same.
Obgleich jeder Schalter um eine Schaltebene und eine Schaltfunktion erweitert werden muss, ergibt sich mit dem erfindungsgemässen Antennenwähler eine erhebliche Platzeinsparung.Although each switch has to be expanded by a switching level and a switching function, the antenna selector according to the invention results in considerable space savings.
Gleichzeitig mit dem benötigten Platz werden auch Antriebs- und Kontrolleinrichtungen für den Antennenwähler eingespart, da jeder Schalter jetzt für zwei Antennen die Schaltfunktion wahrnimmt.At the same time as the space required, drive and control devices for the antenna selector are saved, since each switch now performs the switching function for two antennas.
Im übrigen kann der erfindungsgemässe Antennenwähler nach demselben Baukastenprinzip aufgebaut werden, so dass mit Standardkomponenten eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsfällen abgedeckt werden kann.Otherwise, the antenna selector according to the invention can be constructed according to the same modular principle, so that with standard components a variety of different use cases can be covered.
Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Speiseleitungen alle als symmetrische Leitungen ausgebildet. Dieser Leitungstyp, der vor allem im Kurzwellenbereich Anwendung findet, ermöglicht eine einfache interne Verdrahtung der Schalter und die Verwendung vergleichsweise einfacher Schalterkontakte.According to a preferred embodiment of the invention, the feed lines are all designed as symmetrical lines. This type of cable, which is used primarily in the shortwave range, enables simple internal wiring of the switches and the use of comparatively simple switch contacts.
Besonders günstig für eine einfache schalterinterne Verdrahtung ist es, wenn gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die erste Ebene der Sender-Speiseleitungen zwischen der zweiten und dritten Ebene der Antennen-Speiseleitungen angeordnet ist, weil dann die notwendigen Leitungsbrücken zwischen den Schaltebenen besonders wenig Platz beanspruchen.It is particularly favorable for simple internal wiring when, according to a further advantageous embodiment of the invention, the first level of the transmitter feed lines is arranged between the second and third levels of the antenna feed lines, because then the necessary line bridges between the switching levels take up particularly little space .
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention result from the subclaims.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
- Fig. 1
- den schematischen Aufbau einer herkömmlichen Antennenwähler-Matrix;
- Fig. 2
- den schematischen Aufbau eines Schalters aus der Matrix gemäss Fig. 1;
- Fig. 3
- den beispielhaften Schaltzustand einer herkömmlichen (3 x 4)-Matrix in einer 2-Ebenen-Darstellung;
- Fig. 4
- den Fig. 1 vergleichbaren schematischen Aufbau eines Antennenwählers nach der Erfindung;
- Fig. 5
- den Fig. 2 entsprechenden Schalteraufbau für eine Matrix gemäss Fig. 4 im Falle symmetrischer Speiseleitungen;
- Fig. 6
- in perspektivischer Darstellung eine erprobte Ausführungsform eines Schalters gemäss Fig. 5;
- Fig. 7
- die Fig. 3 vergleichbare Wiedergabe eines beispielhaften Schaltzustandes einer (3 x 4)-Matrix nach der Erfindung in einer 3-Ebenen-Darstellung;
- Fig. 8
- das Matrix-Schema einer (4 x 8)-Matrix nach der Erfindung;
- Fig. 9
- das Fig. 8 entsprechende Schema für eine erweiterte (4 x 8)-Matrix mit erhöhter Flexibilität; und
- Fig. 10
- das Fig. 8 entsprechende Schema für eine erweiterte (4 x 8)-Matrix mit erhöhter Flexibilität und beliebiger Zuordnung der Anschlüsse.
- Fig. 1
- the schematic structure of a conventional antenna selector matrix;
- Fig. 2
- the schematic structure of a switch from the matrix of FIG. 1;
- Fig. 3
- the exemplary switching state of a conventional (3 x 4) matrix in a 2-level representation;
- Fig. 4
- 1 comparable schematic structure of an antenna selector according to the invention;
- Fig. 5
- 2 corresponding switch structure for a matrix according to FIG. 4 in the case of symmetrical feed lines;
- Fig. 6
- 5 shows a tried and tested embodiment of a switch according to FIG.
- Fig. 7
- 3 shows a comparable representation of an exemplary switching state of a (3 × 4) matrix according to the invention in a 3-level representation;
- Fig. 8
- the matrix scheme of a (4 x 8) matrix according to the invention;
- Fig. 9
- 8 corresponding scheme for an expanded (4 x 8) matrix with increased flexibility; and
- Fig. 10
- 8 corresponding scheme for an expanded (4 x 8) matrix with increased flexibility and arbitrary assignment of the connections.
Der Aufbau einer Antennenwähler-Matrix für symmetrische Leitungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist in den Fig. 1 - 3 dargestellt.The structure of an antenna selector matrix for symmetrical lines, as is known from the prior art, is shown in FIGS. 1-3.
Fig. 1 zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht eine solche herkömmliche (3 x 4)-Matrix, mit der sich wahlweise 3 Sender und 4 Antennen verbinden lassen. Diese Matrix weist eine erste Ebene E1 und eine zweite Ebene E2 auf.Fig. 1 shows a schematic perspective view of such a conventional (3 x 4) matrix, with which 3 transmitters and 4 antennas can optionally be connected. This matrix has a first level E1 and a second level E2.
In der ersten Ebene E1 verlaufen parallel zueinander erste Speiseleitungen F11, ..., F13, die von entsprechenden Senderanschlüssen T1, ..., T3 ausgehen, und in welche die HF-Leistung aus den Sendern eingespeist wird.First feed lines F11,..., F13, which start from corresponding transmitter connections T1,..., T3 and in which the RF power from the transmitters is fed, run in parallel on the first level E1.
In der zweiten Ebene E2, die parallel zur und über der ersten Ebene E1 angeordnet ist, verlaufen, ebenfalls parallel zueinander aber senkrecht zu den ersten Speiseleitungen F11, ..., F13, zweite Speiseleitungen F21, ..., F24, die zu entsprechenden Antennenanschlüssen A11, ..., A41 führen, und die HF-Leistung an die jeweiligen Antennen abführen, sofern in der Matrix eine entsprechende Schaltung vorgenommen worden ist.In the second plane E2, which is arranged parallel to and above the first plane E1, also run parallel to one another but perpendicular to the first feed lines F11, ..., F13, second feed lines F21, ..., F24, which lead to corresponding antenna connections A11, ..., A41, and dissipate the RF power to the respective antennas, provided that a corresponding circuit has been made in the matrix.
Durch die Anordnung der ersten und zweiten Speiseleitungen senkrecht zueinander ergeben sich Kreuzungspunkte. In jedem dieser Kreuzungspunkte ist ein Schalter vorgesehen, wobei der Schalter mit der allgemeinen Bezugsnummer Snm gerade im Kreuzungspunkt der Speiseleitungen vom Senderanschluss Tn und zum Antennenanschluss Am1 sitzt (in Fig. 1 sind beispielhaft die Schalter S11; S14; ..., S34 und S31, ..., S33 mit Bezugszeichen versehen).The arrangement of the first and second feed lines perpendicular to one another results in crossing points. A switch is provided in each of these crossing points, the switch with the general reference number Snm being located precisely in the crossing point of the feed lines from the transmitter connection Tn and to the antenna connection Am1 (switches S11; S14; ..., S34 and S31 are exemplary in FIG. 1 , ..., S33 with reference numerals).
Jeder der Schalter ist in Fig. 1 schematisch als Doppelwürfel dargestellt. Er enthält jeweils eine nicht gezeigte Schalteinrichtung, die um eine senkrecht zu den Ebenen E1, E2 stehende Drehachse (D14 für Schalter S14 in Fig. 1) drehbar ist.Each of the switches is shown schematically in FIG. 1 as a double cube. It contains a switching device, not shown, which can be rotated about an axis of rotation perpendicular to the planes E1, E2 (D14 for switch S14 in FIG. 1).
Weiteren Aufschluss über den inneren Aufbau eines Schalters Snm gibt die Fig. 2. Der Schalter Snm enthält, den zwei Ebenen E1 und E2 entsprechend, zwei Schaltebenen SE1 und SE2. Er hat zugleich zwei Schaltstellungen, die durch eine Drehung von α = 90° um die Drehachse Dnm ineinander übergehen. In Fig. 2 ist die erste der beiden Schaltstellungen dargestellt.FIG. 2 provides further information about the internal structure of a switch Snm. The switch Snm contains, corresponding to the two levels E1 and E2, two switching levels SE1 and SE2. It also has two switch positions, which merge into one another by rotating α = 90 ° around the axis of rotation Dnm. 2 shows the first of the two switch positions.
In dieser ersten Schaltstellung wird die zugehörige erste Speiseleitung (die vom Senderanschluss Tn kommt) im Schalter auf der ersten Schaltebene SE1 durchverbunden. Desgleichen wird die zugehörige zweite Speiseleitung (die zum Antennenanschluss Am1 führt) im Schalter in der zweiten Schaltebene SE2 durchverbunden.In this first switching position, the associated first feed line (which comes from the transmitter connection Tn) is connected through in the switch on the first switching level SE1. Likewise, the associated second feed line (which leads to the antenna connection Am1) is connected through in the switch in the second switching level SE2.
Zu diesem Zweck sind auf der ersten und zweiten Schaltebene SE1 bzw. SE2 jeweils ein erster Eingang I11 bzw. I21 mit einem gegenüberliegenden ersten Ausgang Q11 bzw. Q21 durch ein Paar von Leiterbrücken L fest verbunden (die Zugehörigkeit zweier Leiterbrücken L eines Paares zu einer symmetrischen Leitung ist in Fig. 2 durch eine Schraffur kenntlich gemacht).For this purpose, a first input I11 or I21 with an opposite first output Q11 or Q21 by a pair are on the first and second switching level SE1 or SE2 of conductor bridges L firmly connected (the belonging of two conductor bridges L of a pair to a symmetrical line is indicated by hatching in FIG. 2).
Jedes der beiden Leiterbrücken-Paare verwirklicht in der gezeigten ersten Schalterstellung die Durchverbindung der zugehörigen Speiseleitungen auf den verschiedenen Ebenen. Wenn also alle 12 Schalter der Matrix aus Fig. 1 in dieser ersten Schaltstellung stehen, existiert keine geschaltete Verbindung zwischen den ersten Speiseleitungen F11, ..., F13 und den zweiten Speiseleitungen F21, ..., F24.In the first switch position shown, each of the two pairs of conductor bridges realizes the interconnection of the associated feed lines at the different levels. If all 12 switches of the matrix from FIG. 1 are in this first switch position, there is no switched connection between the first feed lines F11, ..., F13 and the second feed lines F21, ..., F24.
Dies ändert sich jedoch, sobald einer der Schalter Snm betätigt, d.h. um den Winkel α = 90° gedreht wird. Alle Leiterbrücken L innerhalb des Schalters drehen sich dann um denselben Winkel (zweite Schaltstellung).However, this changes as soon as one of the switches Snm is actuated, i.e. is rotated by the angle α = 90 °. All conductor bridges L within the switch then rotate by the same angle (second switch position).
In der Schaltebene SE1 tritt in diesem Fall ein zweiter Eingang I12 an die Stelle des ersten Eingangs I11. Entsprechend tritt in der Schaltebene SE2 ein zweiter Ausgang Q22 an die Stelle des ersten Ausgangs Q21. Der zweite Eingang I12 der ersten Schaltebene SE1 und der zweite Ausgang Q22 der zweiten Schaltebene SE2 sind nun gleichfalls durch ein Paar von Leiterbrücken L verbunden. Dieses Paar verbindet in der zweiten Schaltstellung die zugehörige erste mit der zugehörigen zweiten Speiseleitung d.h. den Senderanschluss Tn mit dem Antennenanschluss Am1), während durch die Drehung der übrigen Leiterbrücken L die Durchverbindung auf beiden Ebenen E1 und E2 aufgehoben wird. Da diese Ueber-ECk-Verbindung vom Sender aus gesehen nach links erfolgt, wird die Schalterausführung gemäss Fig. 2 auch als Links-Schalter bezeichnet.In this case, a second input I12 takes the place of the first input I11 in the switching level SE1. Accordingly, a second output Q22 takes the place of the first output Q21 in the switching level SE2. The second input I12 of the first switching level SE1 and the second output Q22 of the second switching level SE2 are now also connected by a pair of conductor bridges L. In the second switch position, this pair connects the associated first to the associated second feed line, i.e. the transmitter connection Tn with the antenna connection Am1), while the through connection on both levels E1 and E2 is canceled by the rotation of the other conductor bridges L. Since this U-ECk connection is seen from the transmitter to the left, the switch design according to FIG. 2 is also referred to as a left switch.
Bei einem (nicht dargestellten) Rechts-Schalter liegen der zweite Eingang I12 und der zweite Ausgang Q22 auf der gegenüberliegenden Seite ihrer jeweiligen Schaltebene SE1 bzw. SE2. Um in die zweite Schaltstellung zu gelangen, muss ein Schalter dieser Art um 90° in entgegengesetzter Richtung gedreht werden. Die Antennenanschlüsse liegen dann, vom Sender aus gesehen auf der rechten Seite der Matrix.In the case of a right switch (not shown), the second input I12 and the second output Q22 are on the opposite side of their respective switching levels SE1 and SE2. To switch to the second switch position, a switch must be this type can be rotated by 90 ° in the opposite direction. The antenna connections are then on the right side of the matrix, as seen from the transmitter.
Der beispielhafte Schaltzustand einer bekannten (3 x 4)-Matrix ist in Fig. 3 in einer 2-Ebenen-Darstellung wiedergegeben. Die beiden Schaltebenen jedes Schalters sind dabei durch perspektivisch versetzte Kreise angedeutet, die durch eine gestrichelt eingezeichnete Drehachse (z.B. D31 für Schalter S31) verbunden sind. Die an sich symmetrischen Speiseleitungen sind hier, wie auch in Fig. 1, der Einfachheit halber jeweils durch einen einzelnen Strich angedeutet.The exemplary switching state of a known (3 × 4) matrix is shown in FIG. 3 in a two-level representation. The two switching levels of each switch are indicated by circles offset in perspective, which are connected by a rotation axis drawn in dashed lines (e.g. D31 for switch S31). The feed lines which are symmetrical per se are indicated here, as in FIG. 1, for the sake of simplicity, in each case by a single line.
Die Schalter S11, ..., S13; S22, ..., S24, S31, S32 und S34 stehen bei dem gezeigten Schaltzustand in der ersten Schaltstellung, die übrigen Schalter in der zweiten. Daraus ergibt sich leicht nachvollziehbar, dass der erste Senderanschluss T1 mit dem vierten Antennenanschluss A41, der zweite Senderanschluss T2 mit dem ersten Antennenanschluss A11, und der dritte Senderanschluss T3 mit dem dritten Antennenanschluss A31 verbunden sind.The switches S11, ..., S13; S22, ..., S24, S31, S32 and S34 are in the switching state shown in the first switching position, the other switches in the second. It can be easily understood that the first transmitter connection T1 is connected to the fourth antenna connection A41, the second transmitter connection T2 is connected to the first antenna connection A11, and the third transmitter connection T3 is connected to the third antenna connection A31.
Ausgehend von der (3 x 4)-Matrix der Fig. 1 mit zwei Ebenen gelangt man durch Hinzufügung wenigstens einer weiteren dritten Ebene und Modifizierung der einzelnen Schalter zum Antennenwähler der Erfindung, von dem ein Ausführungsbeispiel in Fig. 4 wiedergegeben ist.Starting with the (3 x 4) matrix of FIG. 1 with two levels, adding at least one further third level and modifying the individual switches leads to the antenna selector of the invention, an exemplary embodiment of which is shown in FIG. 4.
Die dritte Ebene E3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel unterhalb der ersten Ebene E1 angeordnet. Sie enthält eine Anzahl von dritten Speiseleitungen F31, ..., F34, die zu entsprechenden Antennenanschlüssen A12, ..., A42 führen.In this exemplary embodiment, the third level E3 is arranged below the first level E1. It contains a number of third feed lines F31, ..., F34, which lead to corresponding antenna connections A12, ..., A42.
Die dritten Speiseleitungen F31, ..., F34 verlaufen, genau wie die zweiten Speiseleitungen F21, ..., F24, parallel zueinander und senkrecht zu den ersten Speiseleitungen F11, ..., F13. Sie sind zudem so angeordnet, dass sie die ersten Speiseleitungen F11, ..., F13 in denselben Punkten kreuzen, wie die zweiten Speiseleitungen F21, ..., F24.The third feed lines F31, ..., F34, just like the second feed lines F21, ..., F24, run parallel to one another and perpendicular to the first feed lines F11, ..., F13. They are also arranged so that they cross the first feed lines F11, ..., F13 in the same points as the second feed lines F21, ..., F24.
Jeder der Schalter ist auf der dritten Ebene E3 um eine dritte Schaltebene erweitert und übernimmt damit nicht nur die Anwahl der linken Antennenanschlüsse (A11, ..., A41), sondern auch der rechten Antennenanschlüsse (A12, ..., A42), so dass mit einer (3 x 4)-Matrix jetzt nicht nur 4, sondern sogar 8 Antennen angewählt werden können.Each of the switches on the third level E3 is extended by a third switching level and thus takes over not only the selection of the left antenna connections (A11, ..., A41), but also the right antenna connections (A12, ..., A42), see above that with a (3 x 4) matrix, not only 4 but even 8 antennas can now be selected.
Der modifizierte Schalter Snm ist in einer zu Fig. 2 vergleichbaren Form in Fig. 5 dargestellt.The modified switch Snm is shown in a form comparable to FIG. 2 in FIG. 5.
Im unteren Teil des Schalters Snm ist zu den bereits aus Fig. 2 bekannten Ebenen E1 und E2 eine dritte Ebene E3 mit einer entsprechenden Schaltebene SE3 hinzugekommen.In the lower part of the switch Snm, a third level E3 with a corresponding switching level SE3 has been added to the levels E1 and E2 already known from FIG. 2.
Diese dritte Schaltebene SE3 enthält einen Eingang I31, einen gegenüberliegenden ersten Ausgang Q31 und einen zweiten Ausgang Q32. Der Eingang I31 ist mit dem ersten Ausgang Q31 über ein Paar von Leiterbrücken L fest verbunden.This third switching level SE3 contains an input I31, an opposite first output Q31 and a second output Q32. The input I31 is permanently connected to the first output Q31 via a pair of conductor bridges L.
Der zweite Ausgang Q32 der dritten Schaltebene SE3 ist mit einem vergleichbaren Leiterpaar an einen dritten Eingang I13 auf der ersten Schaltebene angeschlossen, der gegenüber dem zweiten Eingang I12 dieser Ebene angeordnet ist.The second output Q32 of the third switching level SE3 is connected with a comparable pair of conductors to a third input I13 on the first switching level, which is arranged opposite the second input I12 of this level.
Der Schalter aus Fig. 5 weist drei Schaltstellungen auf: In der ersten Schaltstellung werden auf jeder Schaltebene die zugehörigen Speiseleitungen durchverbunden. Diese Schaltstellung entspricht damit der ersten Schaltstellung des bekannten Schalters aus Fig. 2.5 has three switch positions: In the first switch position, the associated feed lines are connected through on each switching level. This switch position thus corresponds to the first switch position of the known switch from FIG. 2.
In der zweiten Schaltstellung (Drehung um α = 90°) werden alle drei Durchverbindungen aufgetrennt und nur die zugehörige erste Speiseleitung der ersten Ebene E1 mit der zugehörigen zweiten Speiseleitung der Ebene 2 über Eck verbunden. Diese Schaltstellung entspricht damit der zweiten Schaltstellung des bekannten Schalters; die beiden oberen Schaltebenen SE1 und SE2 wirken hierbei wie der oben beschriebene Links-Schalter.In the second switching position (rotation by α = 90 °) all three through connections are disconnected and only the associated first feed line of the first level E1 is connected to the associated second feed line of
Neu dagegen ist eine dritte Schaltstellung, bei welcher der Schalter um β = 90° in entgegengesetzter Richtung aus der ersten Schaltstellung herausgedreht wird.What is new, however, is a third switch position in which the switch is turned by β = 90 ° in the opposite direction from the first switch position.
In dieser dritten Schaltstellung werden wiederum alle drei Durchverbindungen aufgetrennt. Auf der ersten Schaltebene SE1 tritt der dritte Eingang I13 an die Stelle des ersten Eingangs I11. Ebenso wird auf der dritten Schaltebene SE3 der zweite Ausgang Q32 anstelle des ersten Ausgangs W31 an die abgehende dritte Speiseleitung geschaltet.In this third switching position, all three through connections are again disconnected. On the first switching level SE1, the third input I13 takes the place of the first input I11. Likewise, on the third switching level SE3, the second output Q32 is switched to the outgoing third feed line instead of the first output W31.
Auf diese Weise ist die zugehörige erste Speiseleitung mit der zugehörigen dritten Speiseleitung über Eck verbunden; die erste und dritte Schaltebene SE1 bzw. SE3 wirken hierbei wie der oben beschriebene Rechts-Schalter.In this way, the associated first feed line is connected to the associated third feed line via a corner; the first and third switching levels SE1 and SE3 act like the right switch described above.
Die bevorzugte Ausführungsform eines Schalters gemäss Fig. 5 ist in Fig. 6 perspektivisch dargestellt. Der Schalter umfasst eine Rahmenstruktur 1, in der auf den drei Schaltebenen SE1, ..., SE3 jeweils eine Kontaktscheibe 3 untergebracht ist. Die Kontaktscheiben 3 sitzen auf einer gemeinsamen Schaltachse 2 und setzen sich jeweils aus mehreren keramischen Kontaktarmen 5 zusammen, die an ihren Aussenenden (nicht eingezeichnete) Kontakte tragen. Je ein Paar benachbarter Kontaktarme bildet einen der Ein- bzw. Ausgänge in einer Schaltebene.The preferred embodiment of a switch according to FIG. 5 is shown in perspective in FIG. 6. The switch comprises a
In bestimmten Schaltstellungen stehen die Kontakte dieser Kontaktarm-Paare in Eingriff mit entsprechenden Festkontakten 6, die auf den äusseren Enden von an der Rahmenstruktur fest montierten, ebenfalls keramischen Kontaktträgern 4 angebracht sind.In certain switching positions, the contacts of these contact arm pairs are in engagement with corresponding
Die im Schalter vorhandenen Leiterbrücken L, die in Fig. 6 als dicke Striche eingezeichnet sind, bestehen aus Kupferrohr mit einer speziellen Oberflächenbehandlung.The conductor bridges L present in the switch, which are shown as thick lines in FIG. 6, consist of copper tube with a special surface treatment.
Im einzelnen können alle Elemente des neuen Schalters genauso ausgeführt werden, wie bei bekannten Schaltern, so dass diesbezüglich z.B. auf die Druckschriften Brown Boveri Mitteilungen, Band 44, Nr. 10 (1957), S. 446 - 450 oder den Firmenprospekt der BBC Brown Boveri AG Nr. 3798D (10.71-1500) "HF-Antennenwähler 500 kW" (1971) verwiesen werden kann.In detail, all elements of the new switch can be designed in exactly the same way as with known switches, so that in this regard e.g. to the publications Brown Boveri Mitteilungen, Volume 44, No. 10 (1957), pp. 446-450 or the company brochure of BBC Brown Boveri AG No. 3798D (10.71-1500) "HF antenna selector 500 kW" (1971) can.
Zum Schalter der Fig. 6 ist im übrigen noch anzumerken, dass die beiden zwischen den Schaltebenen (SE1 und SE2 bzw. SE1 und SE3) verlaufenden Leiterbrücken-Paare andere Ein- und Ausgänge verbinden, als im Schalter der Fig. 5 (I13 und Q22, sowie I12 und W32 anstelle von I12 und Q22, sowie I13 und Q32). Beide Lösungen sind äquivalent, mit dem Unterschied, dass beim Schalter aus Fig. 6 die beiden oberen Schaltebenen SE1 bzw. SE2 als Rechts-Schalter, die beiden unteren Schaltebenen SE1 bzw. SE3 dagegen als Links-Schalter wirken. Entsprechend vertauscht sind auch die Lagen der Ebenen E2 und E3.6, it should also be noted that the two pairs of conductor bridges running between the switching levels (SE1 and SE2 or SE1 and SE3) connect different inputs and outputs than in the switch of FIG. 5 (I13 and Q22 , as well as I12 and W32 instead of I12 and Q22, as well as I13 and Q32). Both solutions are equivalent, with the difference that in the switch from FIG. 6, the two upper switching levels SE1 and SE2 act as right switches, while the two lower switching levels SE1 and SE3 act as left switches. The positions of levels E2 and E3 are also interchanged accordingly.
Ein beispielhafter Schaltzustand einer (3 x 4)-Matrix mit 3-Ebenen-Schaltern gemäss Fig. 6 ist, analog zu Fig. 3 in Fig. 7 wiedergegeben. Die jeweilige Schaltstellung eines Schalters ist darin durch ein an der Drehachse eingetragenes Symbol bezeichnet (0 = erste Schaltstellung; 1 = zweite Schaltstellung; 2 = dritte Schaltstellung).An exemplary switching state of a (3 × 4) matrix with 3-level switches according to FIG. 6 is shown in FIG. 7, analogously to FIG. 3. The respective switch position of a switch is identified by a symbol entered on the axis of rotation (0 = first switch position; 1 = second switch position; 2 = third switch position).
Die Schalter S11, S13, S14, S21, S23, S24, S31, S32 und S34 befinden sich bei diesem Beispiel in der ersten Schaltstellung (0), die Schalter S12 und S33 in der zweiten Schaltstellung (1), und der Schalter S22 in der dritten Schaltstellung (2). Man erkennt sofort, dass auf diese Weise der erste Senderanschluss T1 mit dem Antennenanschluss A21, der zweite Senderanschluss T2 mit dem Antennenanschluss A22, und der dritte Senderanschluss T3 mit dem Antennenanschluss A31 verbunden sind.In this example, the switches S11, S13, S14, S21, S23, S24, S31, S32 and S34 are in the first switch position (0), the switches S12 and S33 in the second switch position (1), and the switch S22 in the third switch position (2). It can immediately be seen that in this way the first transmitter connection T1 is connected to the antenna connection A21, the second transmitter connection T2 to the antenna connection A22, and the third transmitter connection T3 to the antenna connection A31.
Wie die Darstellungen aus Fig. 5 und 6 verdeutlichen, kann die Lage der Ebenen zueinander beliebig vertauscht werden. Prinzipiell können aber auch über die dritte Ebene E3 hinaus weitere Ebenen hinzugefügt werden, wenn bei den Schaltern entsprechende Schaltebenen und Schaltstellungen vorgesehen werden.As the illustrations from FIGS. 5 and 6 illustrate, the position of the planes can be interchanged as desired. In principle, however, other levels can also be added beyond the third level E3 if corresponding switching levels and switching positions are provided for the switches.
Solange nur eine dritte Ebene hinzukommt, reduziert sich die Zahl Sk der Schalter von bisher Tn x Am auf maximal
so dass, wie in Fig. 8 dargestellt, für 16 Antennenanschlüsse A11, ..., A81; A12, ..., A82 und 4 Senderanschlüsse T1, ..., T4 nur 32 Schalter in einer (4 x 8)-Matrix notwendig sind.As long as only a third level is added, the number S k of the switches is reduced from the previous T n x A m to a maximum
so that, as shown in Fig. 8, for 16 antenna connections A11, ..., A81; A12, ..., A82 and 4 transmitter connections T1, ..., T4 only 32 switches in a (4 x 8) matrix are required.
Die Flexibilität des Antennenwählers, d.h., die Zahl der verschiedenen Wege, auf denen bestimmte Antennen angewählt werden können, lässt sich jedoch erhöhen, wenn, wie in Fig. 9 gezeigt, sowohl auf der Senderseite, als auch auf der Antennenseite die Matrix jeweils wenigstens um eine zusätzliche Reihe von Schaltern (S00, ..., S08; S10, ..., S40; S50, ..., S58) erweitert wird.However, the flexibility of the antenna selector, ie the number of different ways in which certain antennas can be selected, can be increased if, as shown in FIG. 9, the matrix on the transmitter side as well as on the antenna side is at least around an additional series of switches (S00, ..., S08; S10, ..., S40; S50, ..., S58) will be expanded.
Mit dieser geringfügigen Erweiterung der Matrix ist sogar eine Erhöhung der Flexibilität gegenüber der bekannten 2-EbenenWith this slight expansion of the matrix there is even an increase in flexibility compared to the known 2 levels
Matrix gegeben, da dann auch defekte Schalter in der Matrix umgangen werden können. In diesem Fall beträgt die Anzahl Sk der Schalter
Zusätzlich zur Erhöhung der Flexibilität lässt sich auch noch eine freie Zuordnung der Anschlüsse, d.h. eine beliebige Vertauschung von Antennen- und Senderanschlüssen erreichen, wenn gemäss Fig. 10 (neben einer Erweiterung der Matrix durch jeweils eine zusätzliche Schalterreihe auf allen Seiten) auf den Seiten der Antennenanschlüsse A11, ..., A82 noch jeweils eine Reihe von modifizierten Schaltern SS1, ..., SS8 bzw. SS9, ..., SS16 vorgesehen wird.In addition to increasing flexibility, it is also possible to freely assign the connections, i.e. achieve any interchanging of antenna and transmitter connections if, as shown in FIG. 10 (in addition to an expansion of the matrix by an additional row of switches on all sides), a number of modified switches SS1 are also provided on the sides of antenna connections A11, ..., A82 , ..., SS8 or SS9, ..., SS16 is provided.
Diese modifizierten Schalter SS1, ..., SS16 sind nach dem Prinzip der Schalter aus Fig. 5 so aufgebaut, dass sie wahlweise eine Umschaltung von der zweiten oder dritten Ebene E2 bzw. E3 auf die erste Ebene E1 ermöglichen.These modified switches SS1,..., SS16 are constructed according to the principle of the switches from FIG. 5 in such a way that they enable a switchover from the second or third level E2 or E3 to the first level E1.
Auf diese Weise wird erreicht, dass sich alle Matrixanschlüsse auf der ersten Ebene E1 befinden, auf welcher sonst nur die Senderanschlüsse T1, .., T4 b angeordnet sind.In this way it is achieved that all matrix connections are on the first level E1, on which otherwise only the transmitter connections T1, .., T4 b are arranged.
Alle Anschlüsse der Matrix (Senderanschlüsse und Antennenanschlüsse) werden damit gleichwertig und können als Ein- oder Ausgänge benutzt werden.All connections of the matrix (transmitter connections and antenna connections) are thus equivalent and can be used as inputs or outputs.
So kann z.B. in die Senderanschlüsse T1, ..., T8 Energie eingespeist und an den Antennenanschlüssen A11, ..., A82 abgenommen werden und umgekehrt (in Fig. 8 durch die Doppelpfeile angedeutet).For example, energy can be fed into the transmitter connections T1, ..., T8 and taken off at the antenna connections A11, ..., A82 and vice versa (indicated by the double arrows in FIG. 8).
Zusammenfassend ergibt sich mit der Erfindung ein Antennenwähler, der folgende Vorteile aufweist:
- Einsparung von Schaltern
- Möglichkeit der Umgehung von Schaltern.
- Saving of switches
- Possibility of bypassing switches.
Darüber hinaus kann bei einem Antennenwähler nach der Erfindung die HF-Leistung der Sender von beiden Seiten in die ersten Speiseleitungen eingespiesen werden, wenn entsprechend modifizierte Schalter verwendet, oder die Antennen alle auf einer Seite der Matrix angeordnet werden. Auch dies trägt zu einer erhöhten Anpassungsfähigkeit des Antennenwählers bei.In addition, in an antenna selector according to the invention, the RF power of the transmitters can be fed into the first feed lines from both sides if appropriately modified switches are used, or the antennas are all arranged on one side of the matrix. This also contributes to an increased adaptability of the antenna selector.
Claims (6)
- Antenna selector in the form of a switching matrix for the optional connection of a plurality of transmitters to a plurality of antennae, in which antenna selector(a) on a first level (E1) a plurality of first feeder lines (F11, ..., F13) are arranged parallel to one another, one transmitter connection (T1, ..., T4) being associated with each of the first feeder lines (F11, ..., F13);(b) on a second level (E2) parallel to the first level (E1) a plurality of second feeder lines (F21, ..., F24) are arranged parallel to one another and at right angles to the first feeder lines (F11, ..., F13), one first antenna connection (A11, ..., A81, Am1) being associated with each of the second feeder lines (F21, ..., F24); and(c) there is provided at the intersections of the first and second feeder lines (F11, ..., F13 and F21, ..., F24 respectively) in each case a switch which has a corresponding switching level (SE1, SE2) on each of the levels (E1, E2), and which in a first switching position connects through individually the associated first feeder line and the associated second feeder line, and in a second switching position disconnects the associated first and second feeder line and mutually connects them;characterised in that(e) there are arranged on a third level (E3) parallel to the first two levels (E1, E2) a plurality of third feeder lines (F31, ..., F34) parallel to one another and at right angles to the first feeder lines F11, ..., F13), a second antenna connection (A12, A82, Am2) being associated with each of the third feeder lines (F31, ..., F34);(f) the intersections of the first and third feeder lines (F11, ..., F13 and F31, ..., F34 respectively) coincide with corresponding intersections of the first and second feeder lines (F11, ..., F13 and F21, ..., F24 respectively); and(g) each switch has a switching level (SE3) corresponding to the third level (E3) and in the first switching position also connects through the associated third feeder line, in the second switching position also disconnects the associated third feeder line, and in a third switching position disconnects all three associated feeder lines and only mutually connects the associated first and third feeder line.
- Antenna selector according to Claim 1, characterised in that all feeder lines (F11, ..., F34) are designed as symmetrical lines.
- Antenna selector according to Claims 2, characterised in that the first level (E1) is arranged between the second and third level (E2 and E3).
- Antenna selector according to Claim 3, characterised in thata) the rows of the switching matrix are associated with the transmitter connections, and the columns with the antenna connections, andb) the second antenna connections (A12, ..., A82, Am2) and the first antenna connections (A11, ..., A81, Am1) lie opposite one another in the matrix.
- Antenna selector according to Claim 3, characterised in that in the switches (S11, ..., S34)a) on each switching level (SE1, ..., SE3) a rotatable contact disc (3) is provided, all contact discs (3) being located above one another on a common switching axis (2) at right angles to the levels (E1, ..., E3), and the contact discs (3) are composed of several contact arms (5);b) one pair each of adjacent contact arms (5) forms an input or an output of a switching level (SE1, ..., SE3);c) the contact disc (3) of the first switching level (SE1) has three inputs (I11, ..., I13) and one output (Q11), and the contact discs (3) of the second and third switching levels (SE2 and SE3) in each case have one input (I21 and I31) and two outputs (Q21, Q22 and Q31, Q32);d) on each contact disc one input and one output (I11, Q11 and I21, Q21 and I31, Q31) lie opposite one another and are firmly connected to each other by wire bridges (L);e) the remaining outputs (Q22 and Q32) on the contact discs (3) of the second and third switching level (SE2 and SE3) are in each case firmly connected with one of the remaining inputs (I12 and I13) on the contact disc (3) of the first switching level (SE1) by wire bridges (L);f) the three inputs (I11, ..., I13) on the contact disc of the first switching level (SE1) are arranged in each case mutually offset by 90°;g) the two outputs (Q21, Q22 and Q31, Q32) on the contact discs (3) of the second and third switching level (Se2 [sic] and SE3) are arranged in each case mutually offset by 90°; andh) the inputs (I21 and I31) on the contact discs (3) of the second and third switching levels (SE2 and SE3) are arranged opposite the first input (I11) on the contact disc of the first switching levels [sic] (SE1) in each case rotated by 90° in the opposite direction.
- Antenna selector according to Claim 1, characterised in that the switching matrix has on the sides of the transmitter connections (T1, ..., T4) and antenna connections (A11, ..., A82, Am1, Am2) in each case at least one additional row of switches (S00, ..., S08; S10, ..., S40; S50, ..., S58).
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