JPS5830771B2 - 無線周波数信号の結合装置 - Google Patents

無線周波数信号の結合装置

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JPS5830771B2
JPS5830771B2 JP54016723A JP1672379A JPS5830771B2 JP S5830771 B2 JPS5830771 B2 JP S5830771B2 JP 54016723 A JP54016723 A JP 54016723A JP 1672379 A JP1672379 A JP 1672379A JP S5830771 B2 JPS5830771 B2 JP S5830771B2
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frequency
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はアンテナ結合回路の分野に関する。
テレビ受像機等の製造業者は安全性に強い関心を持って
来ているが、その重要な1つは受像機のアンテナを受像
機自身から絶縁して、シャーシ電位や雷による高エネル
ギ放電がアンテナから受像機へ流れるのを防ぐ装置に関
するものである。
受像機をアンテナ回路網から直流的に絶縁するのに使用
し得る変成器は公知である(例えば米国特許第3449
704号参照)が、これらの変成器は振幅対周波数応答
特性が限られており、したがってVHF領域およびUH
F領域の双方のRF信号を受像機のアンテナからRF信
号処理回路に結合するには不適当である。
そのためVHF領域およびUHF領域のそれぞれに対し
て個別の変成装置が必要である。
また入力と出力とを直接接続せずに目的通りアンテナ回
路網とRF開回路の無効結合を作るように構成した伝送
線路を利用したアンテナ結合回路網(例えば米国特許第
2757343号参照)も公知であるが、このような回
路構成ではRF信号を正しく結合するためにRF開回路
各チャンネルごとに同調せねばならず、したがってアン
テナ回路網と固定同調されたVHF/UHF信号分割器
との間にこのような回路を用いることは容易にできない
伝送線路技術と変成器技術の双方を用いてアンテナを結
合して広帯域中継線変成器を構成する他の技術も公知で
ある(例えば、プロシーデイングズ・オブ・ザ・アイ・
アール・イー(Proceedingsof the
IRE ) 1959年8月第47号第1337頁−第
1342頁掲載のルスロフ(C,L。
Ruthroff)の論文「いくつかの広帯域変成器S
ome Broad−Band Transforme
rs) 」および米国特許第2865006号明細書参
照)が、残念ながらこれらの回路はすべて入力端子と出
力端子との間を直接接続しており、したがってアンテナ
絶縁装置としては有用ではない。
この発明の1実施例によりVHF領域およびUHF領域
の双方のRF信号をアンテナ回路網からRF信号処理回
路に結合する装置はそれぞれ第1導体および第2導体を
有する第1伝送線路および第2伝送線路を有し、その第
1伝送線路と第2伝送線路とは閉ループ型磁心に同一方
向に所定回数だけ巻かれている。
磁心は周波数に逆比例しかつVHF領域全体にわたって
適正な振幅対周波数応答を与えるよう特に選ばれた透磁
率を有する磁性材料で作られ、巻線の所定数はUHF領
域全体にわたって適正な振幅対周波数応答を与えるよう
選ばれている。
この装置の入力部では、第1伝送線路の第1導体の第1
端と第2伝送線路の第2導体の第1端とがアンテナ回路
網を結合し得る入力導線を構成し、第1伝送線路の第2
導体の第1端と第2伝送線路の第1導体の第1端とが一
緒に結合されており、この装置の出力部では、第1伝送
線路の第2導体の第2端と第2伝送線路の第1導体の第
2端とがRF信号処理回路を結合し得る出力導線を構成
し、第1伝送線路の第1導体の第2端と第2伝送線路の
第2導体の第2端とが一緒に結合されている。
次に添付図面を参照しつつこの発明を添付図面について
詳細に説明する。
第1図において、この発明により構成されたアンテナ絶
縁装置101は第1の2芯伝送線路110、第2の2芯
伝送線路120および磁心(以下、便宜上鉄心という)
130を有する。
伝送線路110はそれぞれ誘電被覆111b、112b
に囲まれた導体111a、112aをそれぞれ有する導
線111および導線112によって形成されている。
誘電体被覆111b、112bは導線111.112を
包囲する絶縁薄膜(図示せず)によって接触線115に
沿って接合されている。
同様に伝送線路120はそれぞれ導体121a、122
aおよび誘電体被覆121b、122bを有する導線1
21.122によって構成され、誘電体被覆121b、
122bは導線12L122を包囲する絶縁薄膜(図示
せず)によって接合部125に沿って接続されている。
また装置101の組立を容易にするため誘電体被覆11
1b、121bは第1の色例えば白色とし、誘電体被覆
112b、122bは第2の色例えば黒色とされている
鉄心130は部分134によって鉄心130を軸方向に
貫通する管状開孔131と鉄心130の外面135との
間の環状またはトロイド状部分133と、鉄心130を
貫通する開孔132と外面135との間の環状またはト
ロイド状部分137とに分離された閉ループ型またはト
ロイド状の形状を有する。
伝送線路110は環状部分133に所定回数例えば2回
半巻かれ、同様に伝送線路120は環状部分137に伝
送線路110と同じ方向に同じ回数だけ巻かれている。
装置101は入力部140と出力部150とを有する。
装置101の入力部140では、伝送線路110の導体
112aと伝送線路120の導体121aとが一緒にし
てねじられた上はんだ付(図示せず)されて接合部14
3を形成し、伝送線路110の導体111aと伝送線路
120の導体122aとの棟端がそれぞれ入力導線14
1.142を形成している。
また装置101の出力部150では、伝送線路110の
導体111aと伝送線路120の導体122aとが一緒
にしてねじられた上はんだ付されて接合部153を形威
し、伝送線路110の導体112aと伝送線路120の
導体121aとの棟端がそれぞれ出力導線151.15
2を形成している。
このような接続の結果、入力導線141と142との間
に第1の電流路が形成され、出力導線151と152と
の間には第1の電流路と電気的に絶縁された第2の電流
路が形成される。
第2図の装置において、テレビ受像機のアンテナ回路網
210とシャーシ212との間に絶縁装置101が結合
されている。
装置101の入力導線141,142はそれぞれアンテ
ナ入力端子214.216に接続され、出力導線151
゜152はそれぞれ信号分割器222の入力端子218
,220に接続されている。
アンテナ回路網210はアンテナ入力端子214に結合
されたモノポールアンテナ224と、アンテナ入力端子
216と信号接地点との間に直列に接続された2個の抵
抗容量並列回路(以後「キャプリスタ」と呼ぶ)226
,228とを有する。
キャプリスタ226.228のコンデンサノ容量はVH
F。
UHF両領域のRF倍信号対してアンテナ入力端子21
6が信号接地点に効率良く結合されるよ・う選択されて
いて例えば260〜470PFである。
このような条件において信号接地点に結合された受偉機
の金属容器(図示せず)は、ボッポールアンテナ224
とともにダイポールアンテナ回路を形成する他のボッポ
ールアンテナ230(点線)の受信特性を有する。
通常の単極アンテナをキャプリスタ226.228の代
りに使用してもよいが、キャプリスタはモノポールアン
テナよりも相当安価であるから図示の回路構成が好まし
い。
その上キャプリスタ226,228は後述のようにモノ
ポールアンテナ224で発生する過大静電エネルギを放
電するための電路内に含まれている。
アンテナ回路網210で受信されたRF倍信号以下に詳
述するように装置101によって信号分割器222に結
合される。
この信号分割器222はRF倍信号それぞれVHF信号
とUHF信号とに分離する固定低域フィルタ232と固
定高域フィルタ234とを有する。
信号分割器222は第2図に示すような、アール・シー
・ニー社(RCA Corp、)のKC8−202型
テレビシヤーシに使用され、「アール・シー・ニー・7
−1/ビジヨン・サービス・データ(RCA Television 5ervice Data )
ファイル1977 B−3Jに記載されている形式の
ものでよい。
VHF信号はVHF同調器236に供給され、UHF信
号はUHF同調器238に供給される。
同調器236.238のIF出力信号はシャーシ212
の信号処理部240に供給され、ここで処理されて映像
信号および音声信号を引出す。
映像管242は映像信号に応答して画像を生じ、拡声器
244は音声信号に応答して音声を発生する。
動作においてはアンテナ回路網210により受信された
RF倍信号アンテナ入力端子214゜216間に効果的
に結合された伝送線路110゜120の特性インピーダ
ンスに比例して、導線141と接合部143との間およ
び接合部143と導線142との間の装置101の入力
部140において電圧分割を受ける。
例えば伝送線路110.120の特性インピーダンスが
等しいと仮定すると、導線141と接点143との間お
よび接点143と導線142との間に発生したRF倍信
号振幅はアンテナ入力端子214と216との間に発生
したRF倍信号振幅の2分の1になる。
導線141と接合部143との間に発生したRF倍信号
伝送線路110により出力部150に供給されて導線1
51と接点153との間にRF倍信号発生し、同様に接
合部143と導線142との間に発生したRF倍信号伝
送線路120によって出力部150に供給されて接合部
153と導線152との間にRF倍信号発生する。
分割器の入力端子218,220間に発生したRF倍信
号導線151と接合部153との間および接合部153
と導線152との間に発生したRF倍信号和である。
導線151と接合部153との間および接合部153と
導線152との間のRF倍信号導線141と接合部14
3との間および接合部143と導線142との間に発生
したRF倍信号対して逆位相であるから、入力分割器の
端子218.220間に発生したRF倍信号それぞれア
ンテナ入力端子214,216間に発生したRF倍信号
対して逆位相になる。
アンテナ回路網210と分割器222との間に伝送され
る電力を最大にするには、装置101の入力インピーダ
ンスがアンテナ入力端子214゜216間のアンテナ回
路網210のインピーダンスに整合され、かつ装置10
1の出力インピーダンスが分割器の入力端子218,2
20間の分割器222の入力インピーダンスに整合され
ていることが好ましい。
アンテナ回路網210のインピーダンスと分割器222
の入力インピーダンスとがそれぞれ300Ωと仮定する
と、伝送線路110.120(鉄心130に巻かれたと
き)の特性インピーダンスがそれぞれ150Ωになるよ
うに選択することによって電力転送が最適になる。
これは、導線141,142間の装置101の入力イン
ピーダンスが導線141と接合部143との間のインピ
ーダンスすなわち伝送線路110の特性インピーダンス
と、接合部143と導線142との間のインピーダンス
すなわち伝送線路120の特性インピーダンスとの和に
等しく、導線151,152間の装置101の出力イン
ピーダンスは導線151と接合部153との間のインピ
ーダンスすなわち伝送線路110の特性インピーダンス
と、接合部153と導線152との間のインピーダンス
すなわち伝送線路120の特性インピーダンスとの和に
等しいからである。
伝送線路110と120の他の特性インピーダンスの和
をその和は300Ωであるが上記以外の値に選ぶことも
できるが、伝送線路110,120の特性インピーダン
スは詳細に後述するようにその伝送線路の他の特性と同
様できるだけ等しくして雑音を除去することが好ましい
VHF帯とUHF帯の双方のRF信号がアンテナ回路網
210から分割器222に供給されるが、装置101の
入力部140と装置101の出力部150とが直接接続
されていないことが判る。
入力部140と出力部150との間に直接接続がないた
めシャーシ212はアンテナ回路網210から絶縁され
、視聴者がモノポールアンテナ224、アンテナ導線2
14 、216またはそれらに接続された他の導線の何
れかに接触したときに、シャーシ212が信号接地点に
接続されているために発生するシャーシ漏洩電流による
有害効果が減少する。
絶縁装置101はまた雷がアンテナ回路網210へ流れ
たときに視聴者やシャーシ212の部品への有害効果を
起す確率を低下させる。
しかし伝送線路110,120のように電気的に接続さ
れているが入力部140と出力部150または装置10
1の付加素子との間に電気的直接接続のない2本の伝送
線路では、VHF信号とUHF信号との双方を分割器2
22に供給するに要する適正振幅対周波数応答は得られ
ない。
伝送線路の振幅対周波数応答特性は通常その長さにより
決まる。
第3図において曲線301は装置101の伝送線路11
0,120と同様に電気的に接続されているがその付加
的特徴のない2本の伝送線路の回路の振幅対周波数応答
を示す。
曲線301は比較的狭帯域である。
曲線301の中心周波数は2本の伝送線路の長さに逆比
例している。
曲線303は空心のような非磁性心に2本の伝送線路を
巻いた場合の効果を示している。
曲線303の帯域幅は伝送線路の巻線のインダクタンス
が大きくしたがって導体間の磁気結合も大きいので曲線
301の場合よりも若干広い。
しかし残念ながらこの巻線は伝送線路の実効長を増加さ
せ、したがって応答の中心周波数を低下させる。
装置101では伝送線路110,120が第3図の30
4のように磁気効果が高周波数よりも低周波数において
高度に明示されるような周波数の逆関数である透磁特性
を有する材料で作られた鉄心130の管状部分133,
137に巻かれている。
この鉄心130のために入力導線141゜142間の電
流路に流れる信号は高周波よりも低周波においてより有
効に出力導線151,152間の電流路に磁気的に結合
され、これによって装置101の応答が比較的低い周波
数領域まで広がるようになる。
第3図の応答曲線305は装置101の振幅対周波数応
答を示す。
鉄心130はそれが伝送線路110.120に与える余
分のインダクタンスによって応答の高周波部に若干影響
を与えるが、すなわち高域端307を下げるが、曲線3
05の高周波部は本来伝送線路110,120の長さと
鉄心130の管状部分133,137の巻線の巻数との
関数である。
伝送線路110,120の長さと管状部分133,13
7の巻線の巻数とはそれぞれ開孔131,132の軸長
と伝送線路110゜120の選定長さとはそれぞれ管状
部分133゜137の巻線の所要巻数を決定するように
関連していることが判る。
鉄心130の管状部分133゜137にそれぞれ巻かれ
た伝送線路110゜120の長さは、応答曲線305の
周波数の高域端307の3db点が例えば米国では87
0MH2の最高UHF周波数よりわずか高くなるように
選ばれる。
また応答曲線305の低周波部309は本来鉄心130
の透磁率と形状因子すなわち形との関数であり、曲線3
05の低域端309の低域adb点は例えば米国では5
7MHzの最低VHF周波数よりわずか低くなるよう選
択される。
鉄心の周波数応答の高域端307への効果を最小にする
ためには、鉄心130の透磁率が870MHzにおいて
顕著でないように選択することが好ましい。
鉄心130とその管状部分133,137に巻かれた伝
送線路110,120の巻数は装置101の振幅対周波
数応答特性に影響するのみならずその入力インピーダン
スおよび出力インピーダンスにも影響する。
2芯伝送線路の特性インピーダンスは普通は導体の寸法
導体の間隔および導体間の誘電材料の関数である。
評言すれば伝送線路110,120のような伝送線路の
鉄心130に巻く前の特性インピーダンスは導体111
a。
112a、121aおよび122aの直径に反比例し、
誘電体被覆111b、112b、121bおよび122
bの直径と誘電常数とに正比例する。
伝送線路を鉄心130のような鉄心に巻くとその特性イ
ンピーダンスが減少する傾向があるから、伝送線路11
0,120の特性インピーダンスはその鉄心130に巻
回後の特性インピーダンス例えば150Ωよりも鉄心に
巻く前の方が若干高く例えば175Ωになるように選択
する。
伝送線路110,120の巻線の間には若干の寄生容量
が存在するが、この寄生容量は本質的にその伝送線路1
10,120の特性インピーダンスの成分てあり、装置
101の帯域幅を厳しく制限するものではないことが判
る。
アンテナ回路網210のシャーシ212からの絶縁に使
用し得る通常の変成器では、巻線間容量が漏洩インダク
タンスと共振してその変成器の高周波応答を制限する傾
向がある。
この点において伝送線路110゜120間の寄生容量の
応答制限効果を最小にするために、伝送線路110,1
20を鉄心130上においてできるだけ隔離することが
望ましい。
分離開孔131,132はこのために有用であると同時
に鉄心130への伝送線路110,120の巻線の取付
けを容易にする。
しかし単一の貫通開孔を持つ鉄心130も利用し得るこ
とに注意すべきである。
導線111,112,121および122の絶縁被覆を
形成する誘電材料111b、112b。
121bおよび122bは伝送線路110゜120の特
性インピーダンスに基いて選択される他、前述の入力部
140と出力部150との間に所要の直流絶縁を行うた
めの降伏前、または視聴者がモノポール224またはア
ンテナ端子214゜216またはそれらに接続されるこ
とのある他の導線に接触したとき、または雷がアンテナ
回路網210に落ちたときに導体111a、112a問
および導体121a、122a間に印加される比較的高
い電圧例えば約10000Vに耐えるように選択される
さらにこのため鉄心130の材料は比較的高い比抵抗例
えば2×107Ω・αを持つものが選ばれる。
前述のようにアンテナ入力端子216と信号接地点との
間にはキャブリスク226,228が直列に接続されて
おり、シャーシ212の金属構体はモノポールアンテナ
として働く。
コンデンサはこのために利用することができるが、キャ
ブリスク226.228の抵抗器は入力端子216と信
号接地点との間に直流電路を形成し、アンテナ端子21
4,216間の伝送線路110の導体111aと伝送線
路120の導体122aとの直列接続によって形成され
た直流電路とともに、モノポール224で発生する比較
的大きい静電エネルギを信号接地点に無害に放電する直
流電路を構成するため、第2図に示すようにキャブリス
クを使用することが望ましい。
このためキャブリスク226.228の抵抗はそれぞれ
比較的高い抵抗値例えば1.5MΩに選ぶ。
2個のキャブリスクの一方が短絡したときにおいても電
気的絶縁を維持するためにはキャブリスクを1個にしな
いで2個直列に接続して利用するのが好ましいことが判
る。
アンテナ回路網210をアンテナ端子214゜216か
ら切離し、そのアンテナ端子214゜216に通常の外
部アンテナ回路網(図示せず)を接続したときにも同じ
結果が得られるように抵抗値が比較的高い例えば3.3
MΩの抵抗244が接合部153と信号接地点との間に
接続されている。
装置101は上述の直流絶縁と応答特性に加えて、アン
テナ回路網210からシャーシ212に供給される雑音
信号の振幅を減少する性質がある。
前述のように、鉄心130の管状部分133゜137に
伝送線路を巻く効果は導体111a。
112a、121a、122aに付加的なインダクタン
スを導入することである。
アンテナ回路網210によって与えられた所要のRF信
号は各伝送線路110,120を介して平衡的に供給さ
れるため、すなわち導体111a、112aを流れる電
流と導体121a、122aを流れる電流とは大きさが
等しく極性が逆であるから、所要RF信号による伝送線
路110,120への外部電界は比較的小さい。
したがって、所要のRF信号は鉄心130の管状部分1
33,137の磁性材料によって導体111a、112
a、121a。
122a内に導入されるインダクタンスに影響されない
しかし多くの不都合な雑音信号は結局平衡しないためそ
のような外部雑音信号による伝送線路110,120の
外部電界は比較的太きい。
したがって導体111a、112a、121a。
122aを流れる不平衡な雑音信号は鉄心130の管状
部分133,137の磁性材料によって導体111a、
112a、121a、122a内に導入されるインダク
タンスによりかなり減衰する。
キャプリスタ226,228を有するアンテナ回路網2
10の回路は平衡型になっているが、アンテナ端子21
6がキャプリスタ226.228を介して信号接地点に
結合されているためアンテナ回路網210内には若干の
不平衡が生ずる。
装置101は上述のようにシャーシ212を不平衡な信
号から絶縁することによってアンテナ回路網210に現
われる僅かな信号の不平衡をいくらか補償するのに効果
のあることがわかった。
この結果、モノポールアンテナ224の位置は厳密を要
せず、調整時に視聴者が接近してもその影響され難いこ
とが判り、さらに画像のゴーストもいくらか軽減される
ことも判っている。
次に適当な性能の得られることが判っている装置101
の各成分値を示す。
上記の値を有する2芯導線はブランド−レックス社(B
rand−Rex Company)より商品番号TC
1052で発売され、上記の値を有する鉄心はスタック
ポール・カーボン社(5tackpoleCarbon
Company)より商品番号57−9013で発売
されている。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のアンテナ絶縁装置の好ましい実施例
を示す図、第2図は第1図のアンテナ絶縁装置を使用す
るテレビジョン受像機の暗示回路図、第3図は第1図の
装置の動作を説明するための応答特性図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 閉ループ型磁心と;それぞれ第1および第2の端部
    を有する第1および第2の導体をそれぞれ含み、上記磁
    心の閉ループに同一方向に所定回数巻回された第1およ
    び第2のバイファイラ伝送線路と;を具備し、 上記第1の伝送線路の第1の導体の第1の端部は第1の
    入力導線であり、上記第2の伝送線路の第2の導体の第
    1の端部は第2の入力導線であり、上記第1の伝送線路
    の第2の導体の第1の端部は上記第2の伝送線路の第1
    の導体の第1の端部に直接接続され、上記第1の伝送線
    路の第2の導体の第2の端部は第1の出力導線であり、
    上記第2の伝送線路の第1の導体の第2の端部は第2の
    出力導線であり、上記第1の伝送線路の第1の導体の第
    2の端部は第2の伝送線路の第2の導体の第2の端部に
    直接接続されており、上記磁心は、周波数の逆関数であ
    る透磁率を有する磁性材料により形成されかつテレビジ
    ョン周波数領域の最低周波数より低い周波数の低域3d
    b点を決めるように選択され、上記巻回の所定回数は上
    記テレビジョン周波数領域の最高周波数より高い周波数
    の高域3db点を決めるように選択され、上記第1と第
    2の伝送線路だけではアンテナ回路のインピーダンスの
    2分の1よりも僅かに高い特性インピーダンスを示す、
    アンテナ回路によって受信されたテレビジョン周波数領
    域の無線周波数信号を受像機の無線周波数信号処理回路
    に結合するための装置。
JP54016723A 1978-02-15 1979-02-14 無線周波数信号の結合装置 Expired JPS5830771B2 (ja)

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US05/878,131 US4173742A (en) 1978-02-15 1978-02-15 Antenna isolation device

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JPS54117607A JPS54117607A (en) 1979-09-12
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ID=25371449

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JP54016723A Expired JPS5830771B2 (ja) 1978-02-15 1979-02-14 無線周波数信号の結合装置

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JP (1) JPS5830771B2 (ja)
AU (1) AU531218B2 (ja)
BE (1) BE874136A (ja)
CA (1) CA1137179A (ja)
DE (1) DE2905821C2 (ja)
DK (1) DK63379A (ja)
ES (1) ES477748A1 (ja)
FI (1) FI790424A (ja)
FR (1) FR2417897A1 (ja)
GB (1) GB2014797B (ja)
HU (1) HU178083B (ja)
IT (1) IT1192689B (ja)
MX (1) MX4315E (ja)
NL (1) NL7901189A (ja)
NO (1) NO790490L (ja)
NZ (1) NZ189651A (ja)
PL (1) PL118819B1 (ja)
SE (1) SE431602B (ja)
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