EP1407508A1 - Richtkoppler - Google Patents

Richtkoppler

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Publication number
EP1407508A1
EP1407508A1 EP03761455A EP03761455A EP1407508A1 EP 1407508 A1 EP1407508 A1 EP 1407508A1 EP 03761455 A EP03761455 A EP 03761455A EP 03761455 A EP03761455 A EP 03761455A EP 1407508 A1 EP1407508 A1 EP 1407508A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
directional coupler
coupler
substrate
coupling
coupling line
Prior art date
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Granted
Application number
EP03761455A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1407508B1 (de
Inventor
Bernhard Kummer
Rainer Krause
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Kathrein SE
Original Assignee
Kathrein Werke KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kathrein Werke KG filed Critical Kathrein Werke KG
Priority to DK03761455T priority Critical patent/DK1407508T3/da
Publication of EP1407508A1 publication Critical patent/EP1407508A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1407508B1 publication Critical patent/EP1407508B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/183—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers at least one of the guides being a coaxial line

Definitions

  • the invention relates to a directional coupler according to the preamble of claim 1.
  • a directional coupler has become known, for example, from DE 23 20 458 C2. It consists of an asymmetrical strip line and a coaxial line, in which the strip line is coupled to the coaxial inner conductor. In the coupling zone, the strip conductor is fitted into an exposed recess in the outer conductor of the coaxial line, the ground conductor of the strip line simultaneously forming the shielding of the coaxial line interrupted by the recess.
  • a directional coupler which is comparable to this prior art has also become known from DE 199 28 943 AI.
  • the directional coupler can therefore be adjusted by rotating the coupling line in the electromagnetic coaxial cable field.
  • the adjustment is limited to the coupling loss, however. Achieving a high straightening sash, which is of great importance in practice, is irrelevant to this solution.
  • the directional coupling signal quantities tapped off in the described prior art are fed to an external evaluation device, specifically via coaxial cables. Since high-frequency signals are decoupled, high-quality and cost-intensive coaxial cables and of course equally high-quality and cost-intensive coaxial connectors must be used. This is to ensure that a high-quality connection and thus good directional sharpness can also be achieved with regard to the wave resistance.
  • the known directional couplers can only achieve comparatively poor directional sharpness values.
  • the invention now proposes, in deviation from the entire prior art, that a damping circuit is provided on the base plate of the directional coupler at the two ends of the coupling piece, or a damping circuit at one end of the coupling piece and a terminating resistor at the other end of the coupling piece , If a terminating resistor is provided at one end of the coupling piece, it is a so-called one-arm directional coupler in which the second coupling arm is terminated by the terminating resistor.
  • an electronic level evaluation is preferably provided on the base plate.
  • an interface device is accommodated, to which only an unshielded cable can be connected, however, since the high-frequency signal processing takes place on the directional coupler itself. This is because a ribbon cable is preferably connected to this interface device, which of course can be made available much more cheaply than high-quality coaxial cable connections.
  • a ⁇ circuit known per se or, for example, a T circuit using the corresponding resistors is used for the attenuators.
  • these circuit arrangements can be easily applied to the base plate or the directional coupler.
  • the return and the advance can be done on a circuit board.
  • the evaluation electronics of the circuit board can be integrated with a high integration density.
  • the directional coupler has a high level of sharpness due to the precise mounting of the coupling piece.
  • the achievable directional sharpness of the coupler is further improved.
  • the integration density can also be increased further.
  • filter modules can also be accommodated on the respective arm of the directional coupler.
  • a level detector on the directional coupler, i.e. especially on the base plate.
  • a non-volatile EEPROM memory module is also located on the directional coupler, in which the transfer function of at least one and preferably both coupling arms, including electronic evaluation, is stored. This now ensures a clear association between the applied RF level value and the resulting detector voltage. All component tolerances of directional coupler and evaluation electronics are summarized and saved on a common assembly. This also considerably simplifies the replacement of individual assemblies in one device. In contrast, in previously known coupler systems, after the replacement of individual components, either a complex adjustment on the entire device would have to be carried out or very high-quality, narrowly tolerated individual components had to be used, which are mutually compatible without adjustment. The invention is explained in more detail below with reference to drawings. The following show in detail:
  • Figure 1 is a schematic perspective view of a coaxial conductor with a connection area for the directional coupler
  • Figure 2 is a schematic vertical sectional view through the base plate of the directional coupler and the coaxial conductor
  • FIG. 3 a schematic top view of the illustration according to FIG. 2;
  • Figure 4 an enlarged detail view of the
  • Figure 5 a schematic circuit diagram to illustrate the electronics located on the base plate.
  • FIG. 6 a circuit arrangement modified from FIG. 5 for a single-arm directional coupler, in which the one output of the directional coupler is terminated via a terminating resistor and a T-shaped attenuator is provided at the other output, not a ⁇ -shaped one.
  • FIGS. 1 et seq. which has a continuous coaxial line piece 1 with one in FIG Includes shown in perspective view and relatively massive outer conductor 3 and with an inner conductor 5.
  • the outer conductor 3 has a square or rectangular outer diameter in the exemplary embodiment shown. With the formation of a hollow cylindrical spacing space 7 in the interior of the outer conductor 3, the inner conductor 5, which is cylindrical in the exemplary embodiment shown, is provided such that it is electrically separated from the outer conductor 3.
  • a support or mounting section 11 is preferably provided in the form of a recess or cutout.
  • an exposed recess 15, i.e. a window 15 is provided in the wall of the outer conductor 3.
  • the coupler 19 with the coupler substrate 19 ' is then securely mounted on the outer conductor 3, for example by a plurality of screws 16 which are offset laterally to the exposed recess 15, a coupling line piece 23 being provided on the underside of the coupler substrate 19'.
  • the coupling line has a length of preferably ⁇ / 4, in particular a length of> ⁇ / 16, especially around ⁇ / 8.
  • corresponding threaded bores are machined into the wall of the outer conductor 3 at the points at which the screws 16 are seated, which are aligned with corresponding bores 18 in the coupler substrate 19 'in order to screw in the corresponding screws 16.
  • the coupling line piece 23 can be provided in a predetermined orientation on the coupler substrate 19 ', in such a way that experience has shown favorable values for coupling damping.
  • the coupling line piece 23 can consist, for example, of a strip line. However, a wire bracket or a wired component (resistor) can be used in the same way.
  • the coupler substrate 19 ' is constructed in the form of a multilayer layer, which offers good shielding due to the shielding area and, consequently, results in a coupler which is overall resistant to interference radiation.
  • the multilayer layer 19 ' the shielding of the coaxial line interrupted by the exposed cutout 15 is completely closed again.
  • the signals tapped at the coupling line piece 23 in the electromagnetic field in question are passed through to the top of the coupler, where the electronic components are located, which convert the decoupled HF signals directly into analog LF voltages for further processing.
  • Attenuators or attenuation circuits 27 are provided immediately adjacent to the ends of the coupling line, which serve as a forced adjustment on both sides for the coupling line and thus fundamentally determine the directional effect of the coupler.
  • the damping circuit 27 is in the form of a ⁇ circuit, in which a first resistor R1 is in the signal line 29 and in front of and behind the resistor R1 a further resistor R2 or R3 connected to ground or a counter potential are connected.
  • a T-shaped damping circuit can be used, in which two resistors R4 and R5 are connected in series in the signal line 29 and between them a ground or a counter potential connected resistor R6 is connected.
  • Attenuation circuits can also be implemented in principle (e.g. fixed attenuators).
  • the electronic RF components on the coupling top are selected and arranged identically and symmetrically for both coupling arms. Since potentially disruptive influences such as mismatches, component tolerances and temperature drifts affect both coupling arms equally, these influences are compensated for each other.
  • a filter 31 and, for example, a level detector 33 and an EEPROM 37 can be accommodated downstream of the damping circuits 27 in both coupling arms A, B, the transfer function of the two preferably being in the EEPROM memory module Coupling arms including electronic evaluation are stored.
  • the entire arrangement, including an interface device 35, can be accommodated on the coupling substrate 19 '. If the central section 19a of the coupling conductor substrate 19 'for the electronic components are not large enough, the coupler substrate 19' can include a central portion 19a, which is located directly above the free recess 15 on the outer conductor 3 of the coaxial line piece 1, a laterally protruding extension portion 19b ( Figure 4).
  • a mating connector or contact device 36 with an unshielded cable, for example an unshielded flat cable 41, which leads to an externally accommodated microprocessor module 43 can now be connected to the mentioned interface device 35 for tapping the analog signals.
  • the coupler substrate 19 ' is constructed as a 4-layer multilayer, as a result of which the combination of HF directional coupler and electronic evaluation can be implemented on a single compact assembly.
  • the layer structure of the coupler substrate can also be designed differently, for example with a different substrate thickness or number of layers.
  • the circuit board substrate can change for every position and therefore also have different quality levels and price classes.
  • FIG. 6 shows that the damping members 27 can also be designed in the form of the T circuit mentioned.
  • a directional coupler is shown with reference to Figure 6, which is designed with one arm.
  • the one coupling arm on the coupler substrate 19 ' is terminated by a terminating resistor 49.
  • the coupling line piece can vary in length and width and can also be mounted in a different relative position, that is to say in particular a rotational position with respect to the inner conductor located underneath.
  • the coupling line piece need not be designed as a strip line. Rather, it can also be implemented as a wire bracket or in the form of a wired component (resistor).
  • the position and structure of the coupler substrate may differ from the exemplary embodiments shown.
  • different substrate thicknesses or a coupler substrate with a position and number different from the exemplary embodiment shown can be used.
  • circuit board substrate can also be constructed from different quality levels and price classes.
  • the electrical and electronic components can be located on the top of the coupler, i.e. the top of the coupler substrate 19 'as well as on the bottom.
  • the modules described can also contain elements for temperature compensation which, for example, allow software or hardware temperature compensation.
  • the module on the coupler substrate can also contain differential values of level and phase between the two coupling poor deliver. These signals can also be evaluated accordingly and made available to a downstream microprocessor via the ribbon cable.
  • the two coupling arms a and b can be evaluated via separate or common electronic paths 29.
  • frequency-determining elements such as bandpass filters 31 or bandstops can be implemented in the evaluation paths.
  • an additional circuit or a microprocessor can be provided on the module, which evaluates the detector voltages obtained and derived the variables, such as. B. reflection factor, return loss or standing wave ratio (VSWR) generated. If necessary, the coupler substrate may have to be larger or it may have a larger coupling projection 19b.
  • the coupler substrate may have to be larger or it may have a larger coupling projection 19b.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Description

Richtkoppler
Die Erfindung betrifft einen Richtkoppler nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein Richtkoppler ist beispielsweise aus der DE 23 20 458 C2 bekannt geworden. Er besteht aus einer unsymmetrischen Streifenleitung und einer Koaxialleitung, bei dem die Streifenleitung mit dem koaxialen Innenleiter gekoppelt ist. Der Streifenleiter ist dabei in der Koppelzone in eine freiliegende Aussparung des Außenleiters der Koaxialleitung eingepasst, wobei der Masseleiter der Streifenleitung gleichzeitig die durch die Aussparung unterbrochene Schirmung der Koaxialleitung bildet.
Ein diesem Stand der Technik insoweit vergleichbarer Richtkoppler ist auch aus der DE 199 28 943 AI bekannt geworden. Um bei einem derartigen Richtkoppler auch die induktive Kopplung einzustellen, wird gemäß dieser Vorveröffentlichung vorgeschlagen, die Grundplatte als kreis- runde Substratscheibe auszubilden, die in einer entsprechend zylindrisch gebildeten Ausfräsung sitzt. Dadurch ist die Substratscheibe mit dem Koppelstück winkelverdrehbar .
Durch die Drehung der Koppelleitung in dem elektromagnetischen Koaxialkabelfeld ist also der Richtkoppler abgleichbar. Der Abgleich beschränkt sich dabei allerdings nur auf die Koppeldämpfung. Die Erzielung einer hohen Richtschärpe, die in der Praxis von großer Bedeutung ist, spielt bei dieser Lösung keine Rolle.
Die bei dem geschilderten Stand der Technik abgegriffenen Richtkoppel-Signalgrößen werden bekanntermaßen einer externen Auswerteinrichtung zugeführt, und zwar über Koaxi- alkabel. Da hochfrequente Signale ausgekoppelt werden, müssen von daher auch hochwertige und kostenintensive Koaxialkabel und natürlich ebenso hochwertige und kostenintensive Koaxialsteckverbinder verwendet werden. Dadurch soll sichergestellt werden, dass auch bezüglich des Wel- lenwiderstandes eine hochwertige Verbindung und damit eine gute Richtschärfe realisierbar ist.
Gleichwohl lassen sich mit den bekannten Richtkopplern nur vergleichsweise schlechte Richtschärfe-Werte realisieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, ausgehend von dem gattungsbildenden Stand der Technik einen verbesserten Richtkoppler zu schaffen, der bei insgesamt kostengünstigerem Aufbau die Erzielung verbesserter Sig- nalwerte zulässt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausge- staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .
Die Erfindung schlägt nunmehr in Abweichung zu dem ge- samten Stand der Technik vor, dass auf der Grundplatte des Richtkopplers anschließend an die beiden Enden des Koppelstückes je eine Dämpfungsschaltung oder am einen Ende des Koppelstückes eine Dämpfungsschaltung und am anderen Ende des Koppelstückes ein Abschlusswiderstand vorgesehen sind. Wird an einem Ende des Kopplungsstückes ein Abschlusswiderstand vorgesehen, so handelt es sich um einen sog. einarmigen Richtkoppler, bei dem der zweite Koppelarm durch den Abschlusswiderstand terminiert ist.
Vor allem aber ist auf dem Richtkoppler selbst, d.h. bevorzugt auf der Grundplatte eine elektronische Pegelauswertung vorgesehen. Ferner ist eine Schnittstelleneinrichtung untergebracht, an der allerdings dann - da die Hochfrequenz-Signalverarbeitung auf dem Richtkoppler selbst stattfindet - lediglich ein ungeschirmtes Kabel angeschlossen werden kann. Bevorzugt wird nämlich an dieser Schnittstelleneinrichtung ein Flachbandkabel angeschlossen, welches natürlich gegenüber hochwertigen Koaxialkabel-Anschlüssen sehr viel preisgünstiger zur Verfü- gung gestellt werden kann.
Durch diesen erfindungsgemäßen Aufbau werden nicht nur drastische Kostenvorteile gegenüber herkömmlichen Lösungen realisiert, sondern es ergeben sich deutlich verbesserte Werte für die Richtschärfe!
Besonders groß sind die erfindungsgemäßen Vorteile dann, wenn auf der Grundplatte des Richtkopplers an beiden Enden des Koppelstückes je eine Dämpfungsschaltung vorgesehen ist. Dies eröffnet nämliche die Möglichkeit, dass an der Auskoppelleitung die Signale beider Richtungen weiterverwendet oder weiterverarbeitet werden können ("Doppel- Koppler") . Wird demgegenüber eine Seite der Auskoppelel- leitung mit einem Abschusswiderstand geschlossen, so kann lediglich nur ein Signalpfad ausgewertet werden. Dies würde bedeuten, dass für den Vor- bzw. den Rücklauf jeweils ein separater Koppler erforderlich wäre. Beim Ein- satz von jeweils einem Richtkoppler für jede Richtung (nämlich einen für den Vorlauf und einen für den Rücklauf) üsste die Richtschärfe für jeden Zweig getrennt eingestellt werden, was zwei getrennte Koppler notwendig macht (doppelter Abgleichaufwand) . Dadurch wäre auch keine Integration auf einer gemeinsamen Leiterplatte möglich und die Auswerteelektronik müsste auf einer dritten Leiterplatte realisiert werden. Dies würde dann wiederum erfordern, dass die Verbindung zwischen dem Koppler und der dritten Leiterplatte unter Verwendung von hochwertigen und damit sehr teuren Hochfrequenzkoaxialleitungen durchgeführt werden müsste. Dies fällt bei der erfindungsgemäßen Lösung weg.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird für die Dämpfungsglieder eine an sich bekannte π-Schaltung oder beispielsweise eine T-Schaltung unter Verwendung der entsprechenden Widerstände eingesetzt. Insbesondere diese Schaltungsanordnungen können problemlos auf der Grundplatte bzw. dem Richtkoppler angesetzt werden.
Insbesondere durch Verwendung eines π-Dämpfungsgliedes bzw. durch Verwendung eines T-Dämpfungsgliedes lässt sich der Rücklauf und der Vorlauf auf einer Leiterplatine be- sonders leicht realisieren, wodurch die Auswerteelektronik der Leiterplatte mit hoher Integrationsdichte integriert werden kann. Durch genaue Montage des Koppelstückes besitzt der Richtkoppler eine hohe Richtschärfe. Beim Ein- satz von Multilayermaterial verbessert sich die erzielbare Richtschärfe des Kopplers noch einmal. Zudem lässt sich hierdurch auch die Integrationsdichte nochmals steigern.
Darüber hinaus können an dem jeweiligen Arm des Richtkopp- lers auch noch Filterbausteine untergebracht sein.
Als besonders günstig erweist sich ferner die Unterbringung eines Pegeldetektors auf dem Richtkoppler, d.h. insbesondere auf der Grundplatte.
Schließlich ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass sich auf dem Richtkoppler zusätzlich ein nicht flüchtiger EEPROM-Speicherbaustein befindet, in dem die Übertragungsfunktion zumindest eines und vorzugsweise beider Koppelarme samt elektronischer Auswertung gespeichert ist. Damit ist nunmehr eine eindeutige Zuordnung zwischen anliegendem HF-Pegelwert und resultierender Detektorspannung sichergestellt. Sämtliche Bauteiltoleranzen von Richtkoppler und Auswertelektronik sind so auf einer gemeinsamen Baugruppe zusammengefasst und abgespeichert. Dadurch wird zudem auch das Auswechseln einzelner Baugruppen in einem Gerät erheblich vereinfacht. Denn in bisher bekannt gewordenen Kopplersystemen müsste demgegenüber nach dem Auswechseln einzelner Komponenten entweder ein aufwendiger Abgleich am Gesamtgerät durchgeführt werden oder es mussten sehr hochwertige, eng tolerierte Einzelkomponenten eingesetzt werden, die im gegenseitigen Zusammenspiel abgleichfrei sind. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : eine schematische perspektivische Darstel- lung eines Koaxialleiters mit einem Anschlussbereich für den Richtkoppler;
Figur 2 : eine schematische Vertikalschnittdarstellung durch die Grundplatte des Richtkopp- lers und des Koaxialleiters;
Figur 3 : eine schematische Draufsicht auf die Darstellung gemäß Figur 2;
Figur 4 : eine vergrößerte Detaildarstellung auf den das
Koppelstück sowie die elektronischen Baugruppen und Komponenten umfassenden Grundplatte des Richtkopplers einschließlich eines Erweiterungsabschnittes;
Figur 5 : einen schematischen Schaltplan zur Verdeutlichung der auf der Grundplatte befindlichen Elektronik; und
Figur 6 : eine zu Figur 5 abgewandelte Schaltungsanordnung für einen einarmigen Richtkoppler, bei welchem der eine Ausgang des Richtkopplers über einen Abschlusswiderstand abgeschlossen und am anderen Ausgang nicht ein π-förmiges, sondern ein T-för- miges Dämpfungsglied vorgesehen ist.
In den Figuren 1 ff. ist ein Richtkoppler gezeigt, der ein durchgehendes Koaxialleitungsstück 1 mit einem in Figur 1 in perspektivischer Ansicht gezeigten und relativ massig ausgestalteten Außenleiter 3 und mit einem Innenleiter 5 umfasst .
Der Außenleiter 3 weist einen im gezeigten Ausführungsbeispiel quadratischen oder rechteckförmigen Außendurchmesser auf. Unter Ausbildung eines im Inneren des Außenleiters 3 hohlzylinderförmigen Abstandsraumes 7 ist vom Außenleiter 3 elektrisch getrennt der im gezeigten Ausführungsbeispiel zylindrische Innenleiter 5 verlaufend vorgesehen.
Auf dem Außenleiter 3 ist - wie insbesondere aus Figur 1 zu ersehen ist - ein Auflager- oder Montageabschnitt 11 vorzugsweise in Form einer Vertiefung oder Ausfräsung vorgesehen. In einer so gebildeten Koppelzone 13 ist eine freiliegende Aussparung 15, d.h. ein Fenster 15 in der Wandung des Außenleiters 3 vorgesehen.
In dieser Koppelzone 13 wird dann der Koppler 19 mit dem Kopplersubstrat 19' beispielsweise durch mehrere seitlich zur freiliegenden Aussparung 15 versetzt liegende Schrauben 16 am Außenleiter 3 fest montiert, wobei an der Unterseite des Kopplersubstrates 19' ein Koppelleitungsstuck 23 vorgesehen ist. Die Koppelleitung hat dabei eine Länge von vorzugsweise < λ/4, insbesondere eine Länge von > λ/16, vor allem um λ/8. Dazu sind an den Stellen, an denen die Schrauben 16 sitzen, in der Wandung des Außenleiters 3 entsprechende Gewindebohrungen eingearbeitet, die mit entsprechenden Bohrungen 18 in dem Kopplersubstrat 19' fluchten, um die entsprechenden Schrauben 16 einzudrehen.
Das Koppeleitungsstück 23 kann in einer vorbestimmten Ausrichtung auf dem Kopplersubstrat 19' vorgesehen sein, und zwar derart, dass sich erfahrungsgemäß günstige Werte für die Koppeldämpung ergeben.
Das Koppelleitungsstuck 23 kann beispielsweise aus einer Streifenleitung bestehen. Genauso kann aber ein Drahtbügel oder ein bedrahtetes Bauteil (Widerstand) eingesetzt werden.
Das Kopplersubstrat 19' ist in Form einer Multilayer- schicht aufgebaut, die durch die Schirmungsfläche eine gute Schirmung bietet und dadruch einen insgesamt stör- strahlungsfesten Koppler ergibt. Durch die Multilayer- schicht 19' ist dadurch die durch die freiliegende Aussparung 15 unterbrochene Schirmung der Koaxialleitung wieder völlig geschlossen.
Über Durchkontaktierungen werden die an dem Koppelleitungsstuck 23 in dem betreffendenen elektromagnetischen Feld abgegriffenen Signale an die Koppleroberseite durch- gereicht, wo sich die elektronischen Bauteile befinden, die die ausgekoppelten HF-Signale unmittelbar in analoge NF-Spannungen zur Weiterverarbeitung konvertieren.
Dazu sind unmittelbar angrenzend an die Koppelleitungs- enden 25 geeignet dimensionierte Dämpfungsglieder oder Dämpfungsschaltungen 27 vorgesehen, die als beidseitige Zwangsanpassung für die Koppelleitung dienen und somit die Richtwirkung des Kopplers grundlegend mitbestimmen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist dabei die Dämpfungsschaltung 27 in Form einer π-Schaltung ausgebildet, bei welcher ein erster Widerstand Rl jeweils in der Signalleitung 29 und vor und hinter dem Widerstand Rl ein auf Masse oder ein Gegenpotential gelegter weiterer Widerstand R2 bzw. R3 geschaltet sind.
Wie anhand von Figur 6 auch gezeigt ist, kann anstelle einer derartigen π-förmigen Dämpfungsschaltung 27 eine T- förmige Dämpfungsschaltung verwendet werden, bei welcher zwei Widerstände R4 und R5 in der Signalleitung 29 in Reihe geschaltet sind und zwischen diesen ein auf Masse oder ein Gegenpotential gelegter Widerstand R6 angeschlos- sen ist.
Aber auch andere Dämpfungsschaltungen sind grundsätzlich realisierbar (z.B. Festdämpfungsglieder).
Aus dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 geht hervor, dass die elektronischen HF-Bauteile auf der Koppeloberseite identisch und symmetrisch für beide Koppelarme ausgewählt und angeordnet sind. Da eventuell störende Einflüsse wie Fehlanpassungen, Bauteiltoleranzen und Tem- peraturtriften gleichermaßen auf beide Koppelarme wirken, werden diese Einflüsse gegeneinander kompensiert.
Aus der Draufsicht gemäß Figur 5 ist auch zu ersehen, dass den Dämpfungsschaltungen 27 in beiden Koppelarmen A, B nachgeordnet noch ein Filter 31 sowie beispielsweise ein Pegeldetektor 33 und ein EEPROM 37 untergebracht sein können, wobei bevorzugt in dem EEPROM-Speicherbaustein die Übertragungsfunktion der beiden Koppelarme samt elektronischer Auswertung gespeichert sind.
Die gesamte Anordnung lässt sich einschließlich einer Schnittstelleneinrichtung 35 auf dem Koppelsubstrat 19' unterbringen. Sollte der Zentralabschnitt 19a des Koppel- leitersubstrates 19' für die elektronischen Baukomponenten nicht groß genug sein, so kann das Kopplersubstrat 19' neben dem Zentralabschnitt 19a, der unmittelbar oberhalb der freien Aussparung 15 am Außenleiter 3 des Koaxiallei- tungsstückes 1 liegt, noch einen seitlich weiter vorstehender Erstreckungsabschnitt 19b umfassen (Figur 4) .
An der erwähnten Schnittstelleneinrichtung 35 können nunmehr zum Abgriff der Analogsignale eine Gegensteck- oder Kontakteinrichtung 36 mit einem ungeschirmten Kabel angeschlossen werden, beispielsweise ein ungeschirmtes Flachkabel 41, welches zu einem extern untergebrachten Mikroprozessorbaustein 43 führt.
Das Kopplersubstrat 19' ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als 4-Lagen-Multilayer aufgebaut, wodurch die Kombination aus HF-Richtkoppler und elektronischer Auswertung auf einer einzigen kompakten Baugruppe realisierbar ist. Dabei existieren zwei Innenlagen, wobei die untere Innen- läge als Bezugsmasse für das Koppelleitungsstuck dient. Der Lagenaufbau des Kopplersubstrates kann aber auch anders ausgeführt sein, beispielsweise mit unterschiedlicher Substratstärke oder Lagenanzahl. Das Leiterplattensubstrat kann sich für jede Lage ändern und somit auch unterschied- liehe Qualitätsstufen und Preisklassen aufweisen.
Anhand von Figur 6 ist zum einen gezeigt, dass die Dämpfungsglieder 27 auch in Form der erwähnten T-Schaltung ausgebildet sein können. Darüber hinaus ist anhand von Figur 6 ein Richtkoppler gezeigt, der einarmig ausgebildet ist. In diesem Falle wird der eine Koppelarm auf dem Kopplersubstrat 19' durch einen Abschlusswiderstand 49 abgeschlossen. In Ergänzung zu der erläuterten Ausführungsbeispielen wird angemerkt, dass das Koppelleitungsstuck sowohl in Länge wie Breite variieren kann und dabei auch in unterschiedlicher Relativlage, d.h. insbesondere Verdrehlage zu dem darunter befindlichen Innenleiter montiert werden kann. Dabei muss das Koppelleitungsstuck nicht als Streifenleitung ausgeführt sein. Es kann vielmehr auch als Drahtbügel oder in Form eines bedrahteten Bauteiles (Widerstand) realisiert sein.
Wie bereits angedeutet wurde, kann die Lage und der Aufbau des Kopplersubstrates abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen abgebildet sein. So können beispielsweise unterschiedliche Substratstärken oder ein Koppler- Substrat mit einer von dem gezeigten Ausführungsbeispiel abweichenden Lage und Anzahl verwendet werden.
Schließlich kann auch das Leiterplattensubstrat aus unterschiedlichen Qualitätsstufen und Preisklassen aufgebaut sein.
Wie sich insbesondere unter Bezugnahme auf Figur 4 und 5 ergibt, können die elektrischen und elektronischen Bauteile sowohl auf der Koppleroberseite, d.h. der Oberseite des Kopplersubstrates 19' wie aber auch auf der Unterseite angebracht sein. Schließlich können die geschilderten Baugruppen auch noch Elemente zu einer Temperaturkompensation mitbeinhalten, die beispielsweise eine Software- oder hardwaremäßigen Temperaturkompensation erlauben.
Ferner kann die Baugruppe auf dem Kopplersubstrat auch noch neben einer absoluten Pegelinformation auch Differenzwerte von Pegel und Phase zwischen den beiden Koppel- armen liefern. Auch diese Signale können entsprechend ausgewertet und über das Flachbandkabel einem nachgeordne- ten Mikroprozessor zur Verfügung gestellt werden.
Schließlich können die beiden Koppelarme a und b über getrennte oder gemeinsame Elektronikpfade 29 ausgewertet werden. In den Auswertepfaden können zur Unterdrückung von Störfrequenzen frequenzbestimmende Elemente wie Bandpässe 31 oder Bandsperren implementiert sein.
Schließlich kann auf der Baugruppe auch eine zusätzliche Schaltung oder ein Mikroprozessor vorgesehen sein, der die gewonnenen Detektorspannungen auswertet und davon abgeleitet die Größen, wie z. B. Reflektionsfaktor, Rückfluss- dämpfung oder Stehwellenverhältnis (VSWR) erzeugt. Bei Bedarf muss gegebenenfalls das Kopplersubstrat größer ausgebildet sein oder es weist einen größeren Koppelansatz 19b auf.

Claims

Ansprüche:
1. Richtkoppler mit zumindest einem Koppelleitungsstuck (23), welches mit einem koaxialen Innenleiter (5) eines Koaxialleitungsstücke (1) gekoppelt ist und dazu das Koppelleitungsstuck (23) auf oder an einem Kopplersubstrat (19') vorgesehen ist, welches auf einem Auflage- oder Montageabschnitt (11) des Außenleiters (3) des Koaxiallei- tungsstückes (1) im Bereich einer Aussparung (15) im Au- ßenleiter (3) angeordnet ist und so das Koppelleitungsstuck (23) in den Raum zwischen Innen- und Außenleiter (5, 3) gehalten ist, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale
- auf dem Kopplersubstrat (19') ist angrenzend an die beiden Koppelleitungsenden (25) je eine Dämpfungsschaltung (27) oder an dem einen Koppelleitungsende (25) eine Dämpfungsschaltung (27) und an dem anderen Koppelleitungsende (25) ein Abschlusswiderstand (49) angeschlossen, - auf dem Kopplersubstrat (19') ist eine elektrische Pegelauswertung (33) vorgesehen, und
- auf dem Kopplersubstrat (19') ist eine Schnittstelleneinrichtung (35) zum Anschluss von gegebenenfalls ungeschirmten Kabeln (41) vorgesehen oder es sind gegebe- nenfalls ungeschirmte Kabel (41) an der Pegel- auswertungs-Schaltungseinrichtung oder diesem nachgeordnet auf dem Kopplersubstrat (19') angeschlossen, worüber die über das Koppelleitungsstuck (23) erhalte- nen HF-Signale in Form von analogen NF-Signalen weiterleitbar sind.
2. Richtkoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsschaltung (27) aus einer π-Schaltung (Rl, R2, R3) besteht.
3. Richtkoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsschaltung (27) aus einer T-Schaltung (R4, R5, R6) besteht.
4. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kopplersubstrat (19') vorzugsweise an jedem der beiden Koppelleitungsenden (25) angrenzend bzw. nachgeschaltet ein Pegeldetektor (33) vorgesehen ist.
5. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ferner auf dem Kopplersubstrat (19') ein Speicherbaustein (37) vorzugsweise in Form eines EEPROM-Speicherbausteines (37) vorgesehen ist, in welchem die Übertragungsfunktion zumindest eines und vorzugsweise beider Koppelarme samt elektronischer Auswertung gespeichert sind.
6. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplersubstrat (19') einen Mul- tilayer-Aufbau aufweist.
7. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplersubstrat (19') einen Zentralabschnitt (19a) im Bereich der freiliegenden Aussparung (15) des Außenleiters (3) im Koaxialleitungsstück (1) umfasst, und dass von diesem Zentralabschnitt (19a) zumindest in einer seitlichen Richtung ein zusätzlicher Erstreckungsabschnitt (19b) zur Aufnahme weiterer elektrischer oder elektronischer Komponenten vorgesehen ist.
8. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelleitungsstuck (23) als Streifenleitung, als Drahtbügel oder als bedrahtetes Bauteil vorzugsweise in Form eines Widerstandes ausgebildet ist.
9. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauteile auf der Oberseite des Kopplersubstrates (19') und/oder auf der Unterseite des Kopplersubstrates (19') angebracht oder vorgesehen sind.
10. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kopplersubstrat (19') ferner noch Elemente zur Temperaturkompensation vorgesehen sind.
11. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Richtkoppler ferner noch neben Baugruppen zur Erfassung einer absoluten Pegelinformation auch noch Baugruppen zur Erfassung von Differenz- werten zwischen Pegel und Phase zwischen den beiden Koppelarmen (A, B) umfasst.
12. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da- durch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Koppelarm (A, B) , vorzugsweise in beiden Koppelarmen (A, B) insbesondere zur Unterdrückung von Störfrequenzen frequenzbestimmende Bauelemente, insbesondere Bandpässe (31) oder Bandsperren vorgesehen sind.
13. Richtkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Richtkoppler vorzugsweise auf dem Kopplersubstrat (19') auch noch einen Mikroprozes- sor (43) mit umfasst.
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