Entkopplungseinrichtungfür fernsehtechnische Verbindungen und Verwendung einer solchen Einrichtung Die Erfindung betrifft eine Entkopplungseinrich- tung, welche zwei an fernsehtechnische Apparate an geschlossene Kabel mit einem dritten, der gemeinsa men Übertragung dienenden Kabel verbindet, welche Einrichtung zwei Leitungsstücke aufweist, die mit je einem ihrer Enden zusammengeführt und dort an das gemeinsame Kabel angeschlossen sind, während ihre anderen Enden, an denen die Apparate angeschlossen sind, mit einem ohmschen Widerstand verbunden sind.
Es ist bekannt, zur Entkopplung zweier Antennen je zwei X/4 lange Leitungsstücke zu verwenden, die auf einer Seite zusammengeführt und an ein beiden Antennen gemeinsames Niederführungskabel ange schlossen sind, während die offenen Enden, an denen die Antennen angeschlossen sind, durch einen ohm- schen Widerstand überbrückt werden. Mit dieser An ordnung lässt sich eine gute Entkopplung zweier An tennen erreichen, sofern deren Frequenzbereiche nicht allzu weit voneinander entfernt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, den mechanischen Aufbau der bekannten Entkopplungseinrichtung der. art zu gestalten, dass eine einfache rationell zu fer tigende und damit auch für die Herstellung in grösse- ren Stückzahlen geeignete Bauform entsteht, die vor allem hinsichtlich der Breitbandigkeit und der Ent- kopplung gute elektrische Eigenschaften aufweist.
Ge- mäss der Erfindung, welche sich auf eine Entkopp- lungseinrichtung der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, dass der eine Leiter der zwei Leitungsstücke durch einen auf mindestens einer isolierenden Platte angeordneten streifenförmigen Lei ter gebildet ist, dessen Enden mit kürzesten praktisch möglichen Mitteln über den an der Platte anliegenden ohmschen Widerstand miteinander verbunden sind, und dass ausser den an den Enden des streifenförmi gen Leiters angebrachten Anschlussstellen für die Innenleiter der koaxialen,
von den Apparaten kom menden Kabel auch in der Mitte des Leiters eine An- schlussstelle für den Innenleiter des ebenfalls ko axialen gemeinsamen Kabels vorgesehen ist, während die Aussenleiter dieser Kabel durch Klemmschellen leitend mit einer parallel zur isolierenden Platte an geordneten, den anderen Leiter der zwei Leitungs stücke bildenden Metallplatte verbunden sind.
Bei Gemeinschaftsantennenanlagen, bei denen mehr als zwei an fernsehtechnische Apparate ange schlossene Kabel gegenüber einem den genannten Ka beln gemeinsamen Kabel zu entkoppeln sind, lässt sich die genannte Entkopplungseinrichtung in der Weise verwenden, dass Entkopplungseinrichtungen kaska- denförmig hintereinander geschaltet sind.
Da die Auf teilung durch die Entkopplungseinrichtung praktisch als verlustlos angesehen werden kann, ist auch die Verwendung einer grösseren Anzahl derartiger Ent- kopplungseinrichtungen kaum mit Nachteilen verbun den.
Die Gesamtlänge der streifenförmigen Leitung der Entkopplungseinrichtung wird zweckmässig so ge wählt, dass sie gleich der halben Betriebswellenlänge ist. Der Widerstand, der die Enden der streifenförmi- gen Leiterbahn miteinander verbindet, wird vorteil haft ganz oder zum Teil in die isolierende Platte ein gebettet.
Eine besonders für niedrigere Frequenzen ge eignete Ausführungsform mit geringem Raum- und Materialbedarf kann dadurch erzielt werden, dass die streifenförmige Leitung von der mittleren Anschluss- stelle aus stetig gekrümmt oder abgewinkelt nach zwei Seiten verläuft und in einer nahezu geschlossenen Fi gur zu den Anschlussstellen an ihrem Ende zusam mengeführt ist.
Bei der Herstellung der erfindungsgemässen Ent- kopplungseinrichtung beispielsweise in Form einer ge druckten Schaltung lassen sich zweckmässig kaschierte Platten verwenden, bei denen die Leiterbahn aus einer der Metallschichten herausgeätzt ist, während die mit den Aussenleitern der angeschlossenen Kabel verbun dene Metallplatte durch die zweite leitende Schicht der doppelt kaschierten Platte gebildet wird.
Die Entkopplungseinrichtung ist, sofern sie als selbständiges Bauteil verwendet wird, zweckmässig auf einem Chassis angeordnet und von einem Schutz gehäuse umschlossen. Bei der Zusammenschaltung von Empfangsantennen auf ein gemeinsames Kabel kann sie auch im Inneren eines der Anschlusskästchen der Empfangsantenne untergebracht werden.
Bei der Anwendung der bekannten Entkopplungs- einrichtung als Verteiler bei Gemeinschaftsantennen anlagen, d. h. wenn z. B. zwei zu Empfangsgeräten führende Kabel angeschlossen sind, ergeben sich Schwierigkeiten, weil dort üblicherweise mehrere Fre quenzbänder auftreten, während die Gabelschaltung an sich schmalbandig ist. Diese Schwierigkeiten lassen sich vorteilhaft dadurch beheben, dass bei Übertra gung mehrerer Fernsehbänder (z. B.
Band III und Band IV) mit untereinander verschiedenen Wellenbe reichen die Gesamtlänge der streifenförmigen Leitung gleich einer halben Wellenlänge einer innerhalb des Bandes mit dem relativ höher gelegenen Wellenbereich (z. B. Band HI) liegenden Welle so gewählt ist, dass ein ungeradzahliger Teil (ein Drittel, ein Fünftel, usw.) dieser ausgewählten Welle in den relativ niedriger liegenden Wellenbereich (z. B. Band IV) fällt.
Durch diese Massnahme ist die Verteilung mehrerer Fern sehbänder mittels einer derartigen Entkopplungsein- richtung ermöglicht. Da im Bereich der grösseren Be- triebswellenlänge die Entkopplung zwischen den an geschlossenen Kabeln breitbandig gut ist, kann die Grundfrequenz so festgelegt werden, dass für den Be reich der kürzeren Wellenlängen ein optimaler Ver lauf der Entkopplung erreicht wird. Die Durchgangs dämpfung liegt in beiden Wellenbereichen nahezu un verändert bei z.
B. etwa 3 db, was einer praktisch ver lustlosen gleichmässigen Leistungsaufteilung auf zwei angeschlossene Kabel entspricht. Die Frequenzen des Rundfunkbereiches können ebenfalls über diese Ent- kopplungseinrichtung übertragen werden, weil hier deren Leitungslängen, bezogen auf die Wellenlänge, sehr kurz sind und störende Transformationen des halb weniger in Erscheinung treten.
Der Wert des ohmschen Widerstandes, über den die Enden der streifenförmigen Leitung miteinander verbunden sind, wird zweckmässig doppelt so gross gewählt wie der Wellenwiderstand der mit den Appa raten verbundenen Kabel bzw. des gemeinsamen Ka bels. Zur Erzielung kleiner Abmessungen ist für die Entkopplungseinrichtung ein Aufbau in Form ge druckter Schaltungen zweckmässig, wobei auf einer leitenden Fläche streifenförmige Leiterbahnen ent sprechender Länge angebracht werden.
Da sich bei der Übertragung von Signalen mit grösseren Betriebs wellenlängen relativ lange transformierende Leitungs stücke ergeben, ist es zur Erzielung einer getrennten Bauweise zweckmässig, diese als streifenförmige Lei tungen ausgebildeten Leitungsstücke mäanderförmig anzuordnen.
Es ist vorteilhaft, zur Verkleinerung der Abmes sungen die streifenförmig ausgebildeten transfor mierenden Leitungen gleichmässig auf zwei Platten zu verteilen, derart, dass die streifenförmige Leitung um eine Symmetrieachse umgeldappt ist, so dass auf bei den Platten jeweils die gleichen streifenförmigen Lei tungen liegen.
Sofern Teile der streifenförmigen Leitung einan der benachbart sind und parallel zueinander verlau fen, werden diese Abschnitte der streifenförmigen Lei tung vorteilhaft durch zwischenliegende leitende Strei fen entkoppelt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Entkopplungseinrichtung, von unten ge sehen; Fig. 2 eine Entkopplungseinrichtung in Draufsicht; Fig. 3 eine Ausführungsform für grössere Wellen längen; Fig. 4 eine als feste Baueinheit ausgebildete Ent- kopplungseinrichtung im Schnitt;
Fig. 5 die Entkopplungseinrichtung nach Fig. 4 in Draufsicht; Fig. 6 in schematischer Darstellung den Aufbau einer Gemeinschaftsantennenanlage; Fig. 7 den äusseren Aufbau einer aus streifenför- migen Leiterbahnen bestehenden Entkopplungsein- richtung; Fig. 8 und 9 in Draufsicht bzw.
Seitenansicht eine aus zwei gleichen Teilstücken zusammengesetzte Ent- kopplungseinrichtung.
In Fig. 1 ist auf einer isolierenden Platte 1 eine streifenförmige Leiterbahn 2 angeordnet, die von den Lötstellen 3 und 4 ausgerechnet eine Länge von ins gesamt etwa 1/2 aufweist, wobei X die der Mittenfre- quenz des jeweiligen Fernsehbandes entsprechende Wellenlänge ist. Zwischen den zusammengeführten Enden der streifenförmigen Leiterbahn 2 ist an den Lötstellen 3 und 4 zusätzlich ein ohmscher Wider stand 5 in Form eines Schichtwiderstandes ange- schlossen, dessen Anschlussdrähte möglichst kurz ge. halten sind.
Die streifenförmige Leitung 2 besitzt in ihrer Mitte eine weitere Lötstelle 6, die ebenso wie die Lötstellen 3 und 4 zu Anschlussstellen 3a, 4a und 6a an der Oberseite der Platte 1 herausgeführt ist, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Diese Anschlussstellen sind als Schraubklemmen ausgebildet, die isoliert ge gen die auf der Isolierstoffplatte 1 aufliegenden Me tallplatte 7 angebracht sind, was durch entsprechende Ausschnitte 8, 9 und 10 in der Metallplatte 7 erreicht ist. An ihrer Unterseite werden die Schraubklemmen 3a, 4a und 6a durch die umgebogenen Laschen 3b, 4b und 5b gehalten.
An den Anschlussstellen 3a und 4a werden die koaxialen Kabel 10 und 11 angeschlos sen, die mit innerhalb des gleichen Fernsehbandes ar beitenden Antennen, Antennenverstärkern oder Um setzern verbunden sind und die auf das gemeinsame Niederführungskabel 12 zusammengeschaltet werden sollen. Die Aussenleiter 13, 14 und 15 der koaxialen Kabel 10, 11 und 12 werden über die Klemmschellen 16 und 17 leitend mit der Metallplatte 7 verbunden, so dass die streifenförmige Leitung 2 zusammen mit dieser Metallplatte eine elektrische Leiteranordnung ergibt, deren Wellenwiderstand durch die Grösse und den Abstand der Leiter 2 und 7, sowie das zwischen liegende Dielektrikum bestimmt wird.
Der Widerstand 5, der als Schichtwiderstand ausgebildet ist, wird in seinem Widerstandswert doppelt so gross gewählt, wie der Wellenwiderstand der koaxialen Leitungen 10, 11 und 12 während die Leiteranordnung 2 und 7 den 1/2-fachen Wert dieses Wellenwiderstandes auf weisen soll.
Fig. 3 zeigt eine auf einer Isolierstoffplatte 20 angeordnete streifenförmige Leitung 21, deren Funk tion der in Fig. 1 beschriebenen Einrichtung ent spricht und die ebenfalls mit der in Fig. 2 dargestell ten Oberseite abgedeckt ist.
Zur Erzielung möglichst geringer Aussenabmessungen der Platte 20 verläuft die streifenförmige Leiterbahn 21 in mehreren Bogen und Schleifen, wobei im Bereich des Widerstandes 22 die Enden der streifenförmigen Leiter 21 möglichst nahe zusammengeführt sind. Über die Lötstellen 23, 24 und 25 erfolgt eine Verbindung zu den an der Rückseite der Isolierstoffplatte 1 angebrachten und hier nicht näher dargestellten Anschlussstellen, die in der gleichen Weise aufgebaut sind, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Die streifenförmige Leitung 21 ist ihrer Länge nach grösser als die Leitung 2 nach Fig. 1, weshalb sie für den niedrigeren Frequenzbereich (Fernsehband IV) geeignet ist, während die Leitung 2 für höhere Frequenzen und mit dementsprechend kür zeren Wellenlängen ausgelegt ist (Fernsehband V). Die Entkopplung zwischen den Antennen bzw. Anten nenverstärkern oder Umsetzern ist dann ausreichend gross, wenn beide in Kanälen innerhalb ein und desselben Fernsehbandes arbeiten.
Diese breitbandig gute Entkopplung wird vor allem durch die Ausbil dung der Leiterbahn und durch die Ausgestaltung des die freien Enden dieser Leiterbahn bildenden Wider standes mit möglichst kurzen Anschlussdrähten er- reicht. Die Entkopplungseinrichtung kann auch in der Weise Anwendung finden, dass auf einer gemeinsa men Leitung (z. B. Kabel 12 in Fig. 2) vorhandene Kanäle auf zwei verschiedene Leitungen (z. B. Kabel 10 und 11) aufgeteilt werden, die dann gegeneinander entkoppelt sind.
Fig. 4 zeigt im Schnitt und Fig. 5 in Draufsicht eine als Antennenweiche verwendbare Entkopplungs- einrichtung, die als selbständiges Bauteil ausgebildet und im Innern eines Schutzgehäuses 27 angeordnet ist. Auf einem metallischen Chassis 28 ist eine leitende Platte 29 angebracht, die der Platte 7 in Fig. 2 ent spricht. Das Chassis 28 und die Metallplatte 29 sind über Nietverbindungen 30 und 31 leitend miteinander verbunden.
Für den Anschluss der Innenleiter der koaxialen Kabel sind die Schaubklemmen 32, 33 und 34 vorgesehen, während die Aussenleiter über Klemm schellen 35 und 36 leitend und unter Zugentlastung mit der Platte 29 verbunden sind. Über den Bügel 37 kann der gesamte Aufbau mittels einer Schraube 38 am Gehäuse 27 befestigt werden. Die Metallplatte 29 trägt an ihrer Unterseite eine Isolierstoffplatte 39, die durch zwischengelegte Scheiben 40 und 41 in einem bestimmten Abstand (Luftspalt) von der Metallplatte 29 gehalten wird.
An der Unterseite dieser Isolier stoffplatte ist eine streifenförmige Leiterbahn ent sprechend Fig. 1 oder Fig. 3 angebracht, deren Ver lauf in Fig. 5 gestrichelt angedeutet ist. Die Isolier platte 39 und der Luftspalt ergeben das Dielektrikum für die Leiteranordnung. Die leitende Platte 29 und die Isolierstoffplatte 39 sind durch den Mittelniet 42 und die Randniete 43 bis 46 in definiertem Abstand gehalten, der durch die Dicke der Scheiben 40, 41 und 4.7 gegeben ist. Zur Vermeidung von Verwerfungen bei Wärmeausdehnungen ist es zweckmässig, grössere Durchgangsbohrungen in den Platten 29 bzw. 39 vor zugehen.
Die Verbindungslinie der Nieten 30 und 31 verläuft zweckmässig quer zur Verbindungslinie der Befestigungsstellen 48 und 49 für das Chassis 28. Da durch werden Verformungen, die sich z. B. beim Aufschrauben des Chassis auf unebenen Flächen er geben, nicht auf die eigentliche Entkopplungseinrich- tung übertragen.
In Fig. 6 sind zwei Antennen 51 und 52 über eine Weichenanordnung 53 auf eine gemeinsame Nieder führungsleitung 54 zusammengeschaltet, die als ko axiale Leitung ausgebildet ist. Die Antenne 51 ar beitet z. B. im Fernsehband 11I, die Antenne 52 im Fernsehband IV oder V. Am Ende der Niederfüh- rungsleitung 54 ist eine aus zwei transformierenden Leitungsstücken 56 und 57 und einem ohmschen Wi derstand 58 bestehende Ringgabel vorgesehen, die ausgangsseitig zwei Verteilerleitungen 59 und 60 mit der von den Antennen 51 und 52 gelieferten Emp fangsenergie versorgt.
In die Verteilerleitungen 59 und 60 sind eine Reihe von hier nur schematisch an gedeuteten Antennensteckdosen 61 bzw. 62 eingefügt, über welche die Empfangsgeräte angeschlossen wer den können. Am Ende der Verteilerleitungen 59 und 60 sind Abschlusswiderstände 63 und 64 angebracht. Die Länge der Leitungsstücke 56 und 57 ist so ge wählt, dass sie für die Betriebsfrequenz der Antenne 51 (grössere Wellenlänge) etwa X/4 und für die Be triebsfrequenz der Antenne 52 (kürzere Wellenlänge) etwa #/4 X beträgt.
Dabei ist die Auslegung auf die Betriebswellenlänge der Antenne 51 weniger kritisch als bei der Antenne 52, weil die Ringgabelschaltung für eine Länge der Leitungsstücke 56 und 57 von X/4 relativ breitbandig ist.
Die Nutzenergie, die von den Antennen 51 und 52 geliefert wird, verteilt sich gleichmässig und praktisch verlustlos auf die beiden Verteilerleitungen 59 und 60, weil an den Anschluss- punkten 65 und 66 der Verteilerleitungen Spannungen gleicher Grösse und Phase auftreten, so dass eine Bedämpfung durch den Widerstand 58 nicht eintritt, weil zwischen beiden Punkten kein Spannungspoten tial herrscht. Tritt dagegen einseitig, z.
B. an der Verteilerleitung 59 eine Störungspannung auf, so wird diese durch den Widerstand 58 bedämpft. Au".- serdem ergibt sich durch den Umweg über die Lei tungen 56 und 57 an der Stelle 66 eine Überlagerung zweier Störspannungen, die, wenn sie in ihrer Fre quenz etwa der Betriebsfrequenz der Antenne 51 bzw. 52 entsprechen, einen Phasenunterschied von 180 aufweisen und sich gegenseitig weitgehend schwächen. Damit ist trotz der praktisch verlustlosen Aufteilung der Nutzenergie für die Störenergie eine gute Entkopplung der beiden Verteilerleitungen 59 und 60 gegeneinander gegeben.
Der Widerstand 58 kann in seiner Grösse zweckmässig so gewählt wer den, dass sich für die Störenergie z. B. an der Stelle 65 eine Aufteilung in zwei gleiche Teile ergibt, die sich an der Stelle 66 gegenseitig exakt kompensieren. Die Ringgabel kann auch für Stichleitungs-Abzweige innerhalb von Verteilerleitungen eingesetzt werden. Bei mehr als zwei Verteilerleitungen kann z. B. an der Stelle 66 eine weitere Ringgabel anstelle der Lei tung 60 angschlossen werden, die zwei weitere Ver teilerleitungen versorgen kann. Damit lassen sich durch kaskadenförmige Hintereinanderschaltungen von Ringgabeln eine beliebige Zahl von Leitungs strängen verwenden.
Fig. 7 zeigt den Aufbau einer als Verteilerschal tung für Gemeinschaftsantennenanlagen ausgelegten Ringgabelschaltung. Diese besteht aus auf einer iso lierenden Platte 70 angebrachten bogenförmig ange ordneten Leiterbahnen 71 und 72, die über Anschluss- stellen 73, 74 und 75 mit Schraubklemmen versehen sind. Die Anschlussstelle 75 entspricht dabei dem Punkt 55 in Fig. 1, die Schraubkontakte 73 und 74 den Anschlussstellen 65 und 66 für die Verteilerlei tungen.
Der ohmsche Widerstand 76 ist, um Trans formationen zu vermeiden, mit möglichst kurzen An- schlussstellen versehen und direkt an die Schraub kontakte 73 und 74 angeschlossen.
An der Unterseite der isolierenden Platte 70 ist eine hier nicht sichtbare leitende Platte vorgesehen, die zusammen, mit den Leiterbahnen 71 und 72 Lei tungsstücke entsprechenden Wellenwiderstandes er gibt. Da sich bei grösseren Wellenlängen für die Ring gabelschaltung infolge der Länge der transformieren den Leitungsstücke relativ grosse Abmessungen erge ben, ist bei den Anordnungen nach Fig. 8 und 9 die Ringgabel um ihre Symetrieachse umgeklappt und besteht somit aus zwei über einer gemeinsamen lei tenden Fläche 80 angeordneten Leiterbahnen 81 und 82. Die Leiterbahnen 81 und 82 entsprechen dabei z. B. den Leiterbahnen 71 und 72 in Fig. 7.
Als Trä. g er der Leiterbahn sind isolierende Platten 83 und 84 vorgesehen, die zur Erzielung eines bestimmten Wel lenwiderstandes durch Zwischenlagen 85 bzw. 86 in bestimmtem Abstand von der leitenden Platte 80 gehalten sind. Das koaxiale Kabel 87 entspricht der Niederführungsleitung 54 in Fig. 6, die beiden Kabel 88 und 89 den Verteilerleitungen 59 und 60. Die me tallische Platte 80 ist neben den Anschlussldemmen 90, 91 und 92 für die Innenleiter der koaxialen Kabel nach aussen vorgezogen und trägt metallische Kabel schellen 93 und 94, die das freigelegte Aussenleiter geflecht 95, 96 und 97 der Kabel 87 bis 89 leitend mit der Metallplatte 80 verbinden.
Zwischen den durch die Leiterbahn 82 gebildeten Bogen sind leiten de Streifen 98, 99, und 100 angebracht, durch die eine Entkopplung einander benachbarter, vorzugs weise parallel verlaufender Teile der streifenförmigen Leiterbahn 82 bewirkt wird.