NO323649B1

NO323649B1 - Elektrisk kombinator-separator-enhet

Info

Publication number: NO323649B1
Application number: NO20012009A
Authority: NO
Inventors: Axel Scheibel
Original assignee: Krauss Maffei Wegmann Gmbh & C
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2007-06-18
Also published as: DE20007619U1; EP1150376A1; US6392608B2; ES2215807T3; NO20012009L; DE50101808D1; US20010038321A1; NO20012009D0; EP1150376B1

Description

Oppfinnelsen vedrører redusering av antallet av antenner på en stridsfarkost hvori det er anordnet flere kommunikasjonssendeinnretninger. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en elektrisk kombinator-separator-enhet som omfatter en transformator, hvis primærvikling er ved én ende koblet til en hovedport og ved den andre enden til nullpotensial, mens sekundærviklingen er koblet ved respektive begge ender, via en kondensator til en slaveport og er koblet ved et midtuttak til nullpotensial.

Til belysning av kjent teknikk vises det til EP 247615-Al som beskriver en sender for elektromagnetiske bølger, hvor det er anordnet flere sendeinnretninger, idet to sendeinnretninger er koblet over en kombinator-separator-enhet til en felles antenne, der enheten oppviser en port for tilslutning til en antenne og to porter for tilslutning til de to sende-innretningene, som er koblet over respektive transformatorkobling, og hvor portene er likestrømsmessig dekoblet ved overføringstransformatoren, men der sendeinnretninge-nes porter kan forbindes med antennetilslutningsporten over forbikoblingsgrener som kan overføre likestrøm.

Videre beskriver US 5.147.493 en kombinator-separator-enhet for høyfrekvenseffekt, som omfatter en transformator med én inngangsport og to utgangsporter, der transformatorens primærvikling er med én ende forbundet til inngangsporten hvor en HF-kilde er tilkoblet, og med den andre enden forbundet til nullpotensial, mens transformatorens sekundærvikling har et midtuttak, som er lagt til nullpotensial, og der sekundærviklin-gens to ender er forbundet med respektive utgangsporter over kondensatorer.

I den senere tid er det også på militærområdet et stadig økende behov for kommunikasjon. Dette behovet gjelder så vel klassiske, stasjonære kommunikasjonsinnretninger som sektoren med mobil kommunikasjon. Som følge av utviklingen, er moderne stridsfarkoster eller stridsvogner utrustet med et mangfold kommunikasjonsterminalanordninger. Disse tjener til så vel overføring av vanlig informasjon som individuell kommunikasjon (data eller tale) mellom utvalgte systemkomponenter. I samsvar med statisk uav-hengighet for de data som overføres på denne måten, er det ikke tilgjengelig noe fast skjema for datatrafikken mellom de forskjellige kommunikasjonssystemene. Av den grunn må det i prinsippet sikres en parallelldrift av alle radioinnretningene, eventuelt også i det samme frekvensbåndet.

Dagens stridsfarkoster eller stridsvogner er vanligvis utstyrt med to adskilte antenner som er anordnet på stridsfarkostens hekk. Av fysiske årsaker er det dog gunstigere å an-ordne en antenne systemteknisk optimalt på farkosten, hvilket ikke er mulig når det er flere antenner tilstede.

Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe en innretning som gjør det mulig med enkle midler å redusere antallet antenner på stridsfarkosten, og særlig i stedet for to antenner å installere kun én antenne, som da kan anordnes systemteknisk optimalt.

Dermed måtte de følgende tekniske problemer løses:

a) prioritetsfri parallell flerbruk av én antenne: flere radioinnretninger kan samtidig bruke en antenne. En liten reduksjon av rekkevidden er dermed tillatelig. b) Antennen må, i samsvar med radiospesifikasjonen, overføre et høyfrekvenssig-nal i frekvensområdet fra 30 - 110 MHz. c) Høyfrekvenseffekt: Antennen må, i samsvar med radiospesifikasjonen, overføre toveis en høyfrekvenseffekt på SO Watt for hver tilpasset radioinnretning. d) HF-dekobling av parallelle porter: Ved koblingen av flere radioinnretninger til én og samme antenne må ubetinget produsentens dekoblingskrav sikres.. En un-derskridelse av dekoblingskravene vil direkte føre til en ødeleggelse av motta-gerinngangstrinnet. e) Likestrømskobling (antenne/radioinnretning): Sikring av overføringen av en SOV likespenning fra radioinnretningen til antennefoten. Denne spenningen er

som forspenning uunngåelig for et diodenettverk for å beskytte mot lynnedslag.

f) likestrømsdekobling (radioinnretning 1/radioinnretning 2): Dekobling av SOV likespenningen for den enkelte radioinnretning for undertrykkelse av en mulig

likestrømsutjevningsstrøm over antenneinngangen.

Løsningen på den ovennevnte oppgaven skjer ifølge oppfinnelsen ved at, i den hensikt å redusere antallet av antenner på en stridsfarkost i hvilken flere kommunikasjonsterminalanordninger er anbragt, to korrmiunikasjonsterminalanordninger er i hvert tilfelle koblet til en felles antenne, at antennen er tilkoblet hovedporten som, i den hensikt å oppnå likestrømsdekobling, er koblet via en kondensator til transformatorens primærvikling, mens én av kommunikasjonsterminalanordningene er koblet til hver av slaveportene, og at hovedporten er koblet til slaveportene, i hvert til felle via en forbikoblingsgren som overfører kun likestrøm, i den hensikt å tilføre en antennespenning.

Ifølge en ytterligere utførelsesform av nevnte elektriske kombinator-separator-enhet omfatter hver forbikoblingsgren en drosselspole og en diode, hvilken er polet mot hovedporten og der en kondensator er koblet i parallell med dioden.

I samsvar med en grunntanke ved oppfinnelsen har det vist seg at det er mulig å tilslutte to kommunikasjonsterminalanordninger over en spesiell kombinator-separator-enhet på én felles antenne, hvorved kombinator-separator-enheten for løsning av de ovenfor beskrevne tekniske problemene oppviser en passiv toveis antennekonstruksjon som er mo-difisert slik at de ovenfor angitte betingelser oppfylles.

Som det nedenfor skal beskrives utførlig i form av et utførelseseksempel, er det ved hjelp av oppfinnelsens kombinator-separator-enhet uten videre mulig, under tilfredsstill-else av de angitte betingelser, alltid å tilslutte to kommunikasjonsterminalanordninger til én og samme antenne.

I det etterfølgende skal det beskrives et utførelseseksempel på innretningen ifølge oppfinnelsen så vel som målte egenskaper for koblingen, under henvisning til de medfølg-ende tegningene som viser: Fig. 1 et koblingsskjema over kombinator-separator-enheten i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 2 et signaleffektforhold/frekvensdiagram for den fra koblingens port 1 reflekterte signaleffekt ifølge fig. 1; Fig. 3 et diagram analogt med fig. 2 som viser den fra koblingens port 2 reflekterte signaleffekt ifølge fig. 1; Fig. 4 et diagram analogt med fig. 2 som viser den fra koblingens port 3 reflekterte signaleffekt ifølge fig. 1; Fig. 5 et diagram analogt med fig. 2 over den overførte signaleffekten mellom port 1 og port 2 på koblingen ifølge fig. 1; Fig. 6 et diagram analogt med fig. 2 over den overførte signaleffekten mellom port 1 og port 3 i koblingen ifølge fig. 1; Fig. 7 et diagram analogt med fig. 2 over den overførte signaleffekten mellom port 2 og 3 i koblingen ifølge fig 1.

På fig. 1 er det vist en kombinator-separator-enhet, ved hjelp av hvilken to ikke viste kommunikasjonsteiminalinnretninger på en stridsfarkost kan tilsluttes en likeledes ikke vist felles antenne. Kombinator-separator-enheten har en som hovedport angitt som "port 1" for tilkobling av antennen og to slaveporter "port 2" og "port 3" for tilkobling av de to kommunikasjonstenrunalinnretmngene. Porten 1 er koplet til portene 2 og 3 via en transformatorkobling TX1. Dette skjer på en slik måte at primærviklingen på transformatorkoblingen TX1 er forbundet ved én ende med porten 1 og ved den andre enden er forbundet med nullpotensial, mens sekundærviklingen ved begge ender alltid er forbundet med en av portene 2 og 3 og på midtuttaket TX2 er forbundet med nullpotensial. Den likestrømsmessige dekoblingen av portenel, 2 og 3 fra transformatorkoblingen TX1 skjer via kondensator Cl, C2 og C3.

Videre er port 1 forbundet med port 2 over en forbikoblingsgren med en drosselspole LI og en i retning mot port 1 polt diode D2, hvor en kondensator CS er parallellkoplet. Via en ytterligere forbikoblingsgren med en drosselspole L2 og en i retning av port 1 polt diode Dl, som er parallellkoplet med en kondensator C4, er port 1 forbundet med port 3.

De på fig. 1 fremstilte koblingselementene lar seg lett dimensjonere slik at den viste kombinator-separator-enheten utelukkende overfører kun frekvenser i området fra 2 til 220 MHz. Dessuten blir likespenningssignaler som ankommer mot en av portene kort-sluttet som følge av induktiviteten mot massepotensialet.

Dimensjoneringen av de enkelte byggedelene til koblingen ifølge krav 1 med henblikk på en optimal funksjon av hele byggegruppen kan beregnes under anvendelse av et kretssimuleringsprogram. I det følgende skal egenskapene i et utførelseseksempel beskrives på bakgrunn av empiriske målinger. På fig. 2 til 7 er det til enhver tid vist et signaleffektforhold i dB over et frekvensområde fra 0,3 til 100 MHz, og der frekvensene er opptegnet i logaritmisk målestokk.

Dessuten er det i alle figurene ved hjelp av tilsvarende pilmarkeringer angitt to spesielt viktige frekvenspunkter, nemlig én gang ved hjelp av "pil 1" frekvensen på 30 MHz og én gang ved hjelp av "pil 2" frekvensen på 80 MHz.

På fig. 2 betyr Sn den på port 1 av koblingen ifølge fig. 1 reflekterte signaleffekt som funksjon av frekvens. Av størrelsen -20,509 dB ved 30 MHz og -21,672 dB ved 80 MHz vil det fremgå hvor svak denne refleksjonen er.

På lignende måte viser fig. 3 og 4 den reflekterte signaleffekten S22 og S23 på portene 2 og 3. På fig. 3 er nivået ved 30 MHz og 80 MHz henholdsvis -18,357 dB og -20,593 dB. På fig. 4 er nivået ved 30 MHz og 80 MHz henholdsvis -19,602 dB, hhv. - 21,712 dB. Fig. 5 viser overføringsforløpet av signaleffekt mellom port 1 og port 2, og av nivåene ved 30 MHz på -3,1916 dB og ved 80 MHz på -3,3281 dB, kan man utlede at det her finner sted en svært ensartet overføring over hele frekvensområdet. Fig. 6 viser analogt med fig. 5 overføringen av signaleffekten S31 mellom port 1 og port 3. Nivåene -3,1908 dB ved 30 MHz og -3,3189 dB ved 80 MHz angir på ny ensartet overføring i dette frekvensområdet, samt også i forbindelse med fig. 5, en ensartet for-deling av signaleffekten mellom begge grener av kombinator-separator-enheten. Fig. 7 viser at den overførte signaleffekten S32 når den vandrer mellom port 2 og port 3, og med nivået på -35,589 dB ved 30 MHz og - 37,386 dB ved 80 MHz, fremtrer som svak. Derved tilfredsstilles kravet om dekobling av port 2 og port 3. Det i området på 1 MHz opptredende ekstreme minimum kan tilskrives virkningen av forbikoblingsgrenen og er utenfor frekvensområdet som er relevant for overføring.

Resultatet av de gjennomførte målinger viser at kravene til den beskrevne kombinator-separator-enhet med hensyn til en prioritetsfri parallell flerbruk av én enkelt antenne, overføring av de ønskede frekvensområdene, overføringen av den påkrevde høyfrek-venseffekt, dekoblingen av radioantenneinngangsterminalene, likespenningskoblingen av antennen til radioinnretningen, så vel som likespenningsdekoblingen av de individuelle radioinnretningene.

Claims

1. Elektrisk kombinator-separator-enhet som omfatter en transformator (TX1), hvis primærvikling er ved én ende koblet til en hovedport (port 1) og ved den andre enden til nullpotensial, mens sekundærviklingen er koblet ved respektive begge ender, via en kondensator (C2, C3) til en slaveport (port 2, port 3) og er koblet ved et midtuttak (TX2) til nullpotensial, karakterisert ved at, i den hensikt å redusere antallet av antenner på en stridsfarkost, i hvilken flere kommunikasjonsterminalanordninger er anbragt, to kommunikasjonsterminalanordninger i hvert tilfelle er koblet til en felles antenne, at antennen er tilkoblet hovedporten (port 1) som, i den hensikt å oppnå likestrømsdekobling, er koblet via en kondensator (Cl) til transformatorens (TX1) primærvikling, mens én av kommunikasjonsterminalanordningene er koblet til hver av slaveportene (port 2, port 3), og at hovedporten er koblet til slaveporterie, i hvert tilfelle via en forbikoblingsgren (L1-D2, L2-D1) som overfører kun likestrøm, i den hensikt å tilføre en antennespenning.

2. Elektrisk kombinator-separator-enhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver forbikoblingsgren omfatter en drosselspole (LI, L2) og en diode (D2, Dl), hvilken er polet mot hovedporten (port 1) og der en kondensator (CS, C4) er koblet i parallell med dioden.