DE1591149A1 - Breitband-Gegentaktmodulator - Google Patents

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 160Januar 1967

Hugbee Airoraft Company P 1551 S/kg PD 6706
Centinela and Teale Street
Culver City, Ca., USAo

Breitband-Gegentaktmodulator

Die Erfindung betrifft einen Breitband-Gegentaktmodulator für Hoebfrequenz-Fernmeldeeyeteme, der die gemeinsam· Uaaetcung einer Vielzahl ron innerhalb «in·· rorgegebentn
Frequenzband·· liegenden HF-Signalen in höhere Frequenzen ermöglicht.

BAD CiIiGINAL

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Wegen der besonderen Ausbreitungseigensohaften elektrischer Wellen in den VHP- und UHF-Bereichen sind in vielen Gebieten Fernsehgeräte und UKW=Rundfunkempfänger nioht in der Lage, einen Empfang annehmbarer Güte zu vermitteln. Es handelt sich dabei um die Gebiete, die aus Gründen großer Entfernung oder wegen topographischer Gegebenheiten keine genügend starken, unverzerrten Signale direkt vom Hauptsender erhalten» Um diese Versorgungslücken zu schließen und um Zuschauer und Hörer, die normalerweise keinen brauchbaren Empfang haben, mit Programm zu versorgen, sind bisher Fernstbanlagtn mit Gemeinschaftsantennen benutzt wordene

Solche, häufig als CATV-Systeme bezeichnete Anlagen benutzen im allgemeinen eine oder mehrere an einem «mpfangsgUnstigen Ort aufgestellte Antennen, um die ausgesendeten Signale zu empfangen. Diese Signale werden dann durch geeignete Einrichtungen zu den Empfangsgeräten der Zuschauer und Hörer in Gebieten schlechten Empfangs weiter übertragen. let die Entfernung, über die die empfangenen Signalt weiter übertragen werden müssen, genügend klein, dann kann zur wtiteren Übertragung der empfangenen Signalt vorteilhaft tin Koaxialkabel verwendet werden. Häufig ist ta Jedoch uniwtokaäiig

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oder ungünstig, ein Koaxialkabel als einzige Übertragungeeinrichtung für diese Signale zu benutzen. Beispielsweise kann die Entfernung zwischen den Empfängern und der CATV-Antenne so groß sein, daß eine wirtschaftliche Verwendung von Koaxialkabeln ausgeschlossen istο Aber auch wenn die zu überbrückende Strecke relativ klein ist, können beispielsweise die Schwierigkeiten bei der Anwendung von unterirdischen Kabeln oder von Freileitungemasten in einen großstädtischen Bezirk ernstlich gegen die Verwendung von Koaxialkabeln als Übertragungsmedium sprechen. In derartigen Fällen ist'die Verwendung von einer oder mehreren Mikxowellen-Funkstrecken zwischen der CATV-Antenne und den Empfangsgeräten der Zuschauer erwünscht·

Bei der Verwendung von Mikrowellen-Funkstrecken ist es erforderlicht die relativ niederfrequenten Fernseh- oder UKW-FM-Signale in entsprechende Signale im höherfrequenten Mikrowellenbereich umzusetzen« Bisher wurden zu diesem Zweck die Signale der einzelnen Fernsehkanäle getrennt demoduliert_β dann getrennt verstärkt und anschließend einzeln einem Mikrowellenträger oder -unterträger aufmoduliert. Es ist offensichtlich, daß dieses Vorgehen kompliziert, teuer und manchmal unzuverlässig ist. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Modulator zu schaffen, der in

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der Laga lsi:, eine Vielzahl von Signalen, deren Frequenzen im Fernseh- und UKW-Bereich liegen, en bloc in den Mikrowellenbereich umzusetzen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Verwendung von gepumpten Kapazitätsdioden und Verbindung alt Leitungsbauteilen mit verteilten Parametern gelöst. Bei einer Aueführ unge form der Erfindung sind eine oder mehrere der häufig als Kapazitäts- oder Abstimmdloden ("Varactor" diode·) bezeichneten Bauelemente in den konjugierten Arsen einer Mikrowellen-Hybride angeordnet. Ua 180° gegeneinander phasenverschoben Spannungen alt la wesentlichen gleichen Betrag, die den uaiueetzenden ?erneeh- und fM-Signalen entsprechen, werden diesen Dioden in Jedem der beiden Arne der Hybride eingeprägt. Wenn diese Dioden richtig vorgespannt und angepaßt werden, dann bewirken diese Signalspannungen, daß diese Dioden reelle Impedanzen bilden, die die jeweiligen konjugierten Arme der Hybride abschließen» Der tatsächliche Wert der Impedan», die jede Diode oder ein Paar von Dioden darstellt, ändert sich in Abhängigkeit von den angelegten Signalspannungenο

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Sie von einer Mikrowellen-Pumpquelle an einen dritten Arm der Hybride eingespeiste Energie in Form elektromagnetischer Wellen teilt sich am Knotenpunkt der Hybride» Die beiden Anteile des Pumpeignals breiten sich mit im wesentlichen gleichen Beträgen in jedem der konjugierten Arme aus, in denen sie dann im Bereich der abschließenden Kapazität·- dioden reflektiert werden» Wegen der veränderlichen Größe der effektiven Impedanzen, die von den Dioden dargestellt werden, wird die reflektiert· Mikrowellenenergi· entsprechend moduliert« Die phasenverschobenen Anteile der modulierten Mikrowellenenergi· vereinigen sich is Knotenpunkt der Hybride und werden al· Auegangssignal durch den vierten Arm der Hybrid« abgeleitet. Durch Auswahl geeigneter Schaltungskennwerte und Verwendung eines geeigneten filter« wird von der Schaltung nur das obere Seltenband des modulier« ten Mikrowellensignale ausgesendetο Demnach wird durch die Erfindung ein neuartiger Einseitenband-Gegentaktmodulator geschaffen, der von variablen Kapaaitätsdioden al· aktiven Elementen Gebrauch macht.

Weitere Elnselheiten und Merkmal· der vorliegenden Erfindung •ind der folgenden Beschreibung gu entnehmen, In der dl«

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Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird, Sie einzelnen Merkmale können bei Aueführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder in beliebiger Kombination verwirklicht sein. Es zeigen:

Fig. 1Au. 1B graphische Sarstellungen typischer Frequenzbänder vor und neon der Umsetzung,

Fig« 2 eine graphische Barstellung des in den

Fig. 1A und 1B gezeigten Frequenzbandes mit gedehntem Maßstab, die eine Vielzahl ron Signalkanälen erkennen lält,

Fig. 3 das Blooksohaltbild eine* erfindungegemalen Frequenzumsetzer,

Fig. 4 das Blooksohaltbild einer Ausführungeform der Erfindung! wie sie in der Sohaltung nach Fig. benutzt wird,

Fig. 5 das Bohaubild einer anderen Aueführungeform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung yon Hohlleitern und

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Figo 6 einen Querschnitt durch einen Teil der AusfUhrungeform nach Fig. 5·

Fig. 1 ist die graphische Darstellung eines Frequenzbandes 10, das den Teil des Frequenzspektrums swisohen einer niederen Frequenz T₁ und einer hoben Frequenz f_h umfafit. Innerhalb des vom Band 10 umfaSten Frequenzbereichs können sich viele Signale der verschiedensten Art befinden. Wie nachher noch genauer ausgeführt wird« betrifft die vorliegende Erfindung in erster Linie Fernseh- und FM-Rundfunksignale. Deshalb entspricht die untere Frequenz f.

des Bandes 10 ungefähr einer Frequenz von 50 MHz und die obere Frequenz f^ entspricht einer Frequenz von einigen 100 MHz,

Wie oben erwähnt« ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, en bloc alle innerhalb des Frequenzbandes 10 erscheinenden Signale in eine höhere Frequenz im Mikrowellenbereich umzusetzeno Nach erfolgter Frequenzumsetzung ergibt sich ein Frequenzspektrum wie es in etwa in Fig. 1B graphisch dargestellt ist. Wie aus Fig. IB ersiohtlioh, ist das Frequenzband 10 in das Frequenzband 10' im Ml'-rowellenbereich umgesetzt worden, das «Ich zwisohen den Frequenzen

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t_Q + f^ und f_c + fjj eretreokt. Die mit f_c bezeichnete Frequenz entspricht der Frequenz des Mikrowellenträgere und ist durch die gestrichelte linie 11 angedeutete

In Figo 2 ist die graphische Darstellung des Frequenzbandes 10 der Fig. 1A mit gedehntem Horizontal- oder Frequenzmaßstab gezeigt. Innerhalb dee Frequenzbandes 10 befindet sich zwischen den Frequenzen f, und f^ eine Vielzahl von einzelnen Signalkanälen 21, 22, 23...n, 4ie typische Fernseh- oder FM-Rundfunkkanäle bilden können ο Der genaue Bereich der Frequenzen, der von den Kanälen 21, 22_; 23o..n eingenommen wird, ist natürlich durch die zuständige Verwaltungsbehörde festgelegt. Beispielsweise hat in den Vereinigten Staaten die Federal Communications Commission den kommerziellen Fernsehkanälen 2 bis 6 Frequenzen im Bereich von 54 bis 88 MHz zugewiesen. Der kommerzielle FM-Rundfunk hat den Frequenzbereich zwischen 88 und 108 MHz erhalten, während den kommerziellen Fernsehrundfunkkanälen 7 bis 13 der Frequenzbereich zwischen 174 und 216 MHz zugeteilt worden ieto

Figo 3 zeigt das vereinfachte Blockschaltbild einer Stations· anlage, die in der Lage ist. Signale in Frequenzband 10 su

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empfangen und sie zur Wiederauestrahlung in den Mikrowellenbereich umzusetzen» Die Stationeanlage nach Fig. 3 umfaßt eine zum Empfang von Pernaeh- und PH-Signalen im Frequenzband 10 der FIg₀ 1A und 2 geeignete Smpfangeantenne 30. Dabei wird als Empfangsantenne 30 irgendeine bekannte geeignete Antenne verwendet· J· nach der vorhandenen Signalstärke kann die Antenne 30 eine einzige Breitbandantenne sein« Es kann sich aber auch um mehrere Schmalbandantennen mit hohem Antennengewinn handeln. In Jedem Fall ißt die Antenne 30 durch geeignete Ubertragungsleltungen mit dem nachfolgend beschriebenen Aufwärts-Umsetzer verbundene

Innerhalb dee rechteckigen, mit einer gestrichelten Linie umrandeten Blocke 31 * befindet sich ein erfindungagemäöer Aufwärte-Umeeteer. Der Aufwärte-Umeetser umfaßt eine mit vier Anechlüeeen vereehene Breitbandhybride 32 (entkoppelte Verzweigung) alt swei Paaren konjugierter Arme 33» 34 und 35» 36 ο Die Hybride 32 beeteht aue einer beliebigen bekannten, leietungeteilendtn Anordnung, die auch gelegentlich als 3dB-Hybride bezeichnet wird· Die Bapfangeantenne 30 1st alt dem Elngangeara 33 verbunden, während der Am 34 Tor' tugeweiee alt einer niohtreflektierenden Laetinpedani 37

Qoms/me

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- ίο -

abgeschlossen let<> Die konjugierten Arme 35 und 36 sind Ihrerseits mit einem Modulator 38 verbunden, mit dem auch eine Quelle 39 einar Mlkrowellen-PumpfrequenjR verbunden ist. An den Aasgang des Modulators 38 1st ein HoohpaßfJT ter 40 angeschlossen; das so ausgelegt ist_; daß es nur Frequenzen im oberen Seltenband des modulierten Mlkrowellenslgnals durchläßt ο Der Ausgang des Filters 40 1st mit einem Mikrowellenverstärker 41 verbunden₉ der seinerseits die Mikrowellen-Sendeantenne 42 speist ο

Im Betrieb werden die Fernseh und FM-Signale von der Empfangsantenne 30 über den Eingangsarm 33 der Hybride }2 zugeführt. Die diesen Signalen zugehörige Leistung wird von der Hybride 32 geteilt und den konjugierten Armen 35 und 36 zugeleitet₀ Obwohl hier eine Phasenverschiebung von 180° «wischen den elektromagnetischen Wellen ⁵Jn den Armen 35 und 36 vorliegt,ist es offensichtlich» daß diese relative Phasendifferenz auch größer oder kleiner sein kann. Xn diesem Fall können bekannte Phaeeneohieber verwendet werden, ua die gewünschte Phasendifferene tu erseugen. Jedenfalls wird die so geteilte elektromagnetische Energie in im wesentlichen gleichen Betrttgen den Modulator 3t

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zugeführt. Diese Signale werden zur Modulation eines von der Pumpquelle 39 bezogenen M krowellensignale verwendete Das Ausgangesignal des Modulators 38 wird allgemein von einem Trägersignal mit der Pumpfrequenz und von den oberen und unteren Seitenbändern mit den Modulationskomponenten gebildet« Die Trägerfrequenz und die Frequenzanteile des unteren Seitenbandes können durch in Modulator 38 vorgesehene Filtereinriohtungen oder durch ein Filter an dessen Ausgang gedämpft werden» Das modulierte obere Seitenband wird dann dem Verstärker 41 zugeführt, der beispielsweise von einer Wanderfeldröhre oder einem anderen bekannten Mikrowellenverstärker gebildet werden kann. Das verstärkte obere Seitenband wird danach der Mikrowellen-Sendeantenne zur Ausstrahlung zugeführt. Allgemein kann

durch
die Antenne \2/Irgendeine geeignete Mikrowellen-Richtantenne

mit hohem Gewinn, wie beispielsweise «ine Parabolsplegel-

oder Homantenne gebildet werden.

Fig. 4 «eigt da« Blockachaltbild einer Aueführungeform der Erfindung. In Fig. 4 ist dtr in Fig. 3 la Block 31 enthaltene Teil mehr im einzelnen dargestellt. Soweit wie möglich wurden die.gleichen Bezugszahltn benutzt, üb gleich· Schaltelemente zu bezeichnen. Die AusfUhrungsforn naoh Fig. umfaßt eine erste und eine zweite Hybride 32 und 44, von

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denen jede zwei Paare konjugierter Arme aufweist« Sie Hybride 32 dient, wie schon vorher erwähnt, als Leistungsteiler, um die Leistung der ankommenden Fernseh- und PH-Signale zu teilen und sie dem Modulator zuzuführen« Der Modulator selbst enthält die zweite Hybride 44. Das τοη der Pumpquelle gelieferte Mikrowellen-Pumpsignal wird ein« ersten Arm 45 eines ersten Paares der konjugierten Arme der Hybride 44 zugeführt« Ein Arm 46 eines zweiten konjugierten Paares der Hybride 44 ist duroh ein Paar gegen·inandergeschalteter Kapazitätsdioden 47 und 48 abgeschlossen« Der andere Arm 49 des zweiten konjugierten Paares ist duroh ein im wesentlichen identisches, in gleicher Welse geschaltetes Diodenpaar 50 und 51 abgeschlossen.

Obwohl in den Geräten gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl handelsüblicher Kapazitätedioden Verwendung finden kann, sind die sogenannten "multiplier" oder "abrupt junction"-Typen besonders gut geeignet« Biete Dioden zeichnen sich durdh eine relativ hoctoe Durchbruch spannung in der SrUSe von 30 bis 60 V und eine Grenzfrequenz in der GrUBe von 150 bis 200 GHz aus. Im Betrieb werden diese Dioden in Sperrichtung mittels einer Gleiohspannungsquelle auf einen Arbeitspunkt im mittleren Bereich ihrer Kapazlt&ts-Spannungs-Arbeitskennlinie vorgespannt« Der Ubersichtliohkeit

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halber sind die Gleichspannungsquellen, die von jeder beliebigen Art sein können, im Blockschaltbild der Figo 4 weggelassen worden«

Einer der konjugierten Arme 35 der leiatungeteilenJen Hybride 32 ist mit den Dioden 47 und 48 über einen Anpaesungetransformator 52 verbundene Zwischen den Transformator 52 und die Verbindungsstelle zwischen den Dioden 47 und 48 ist eine Spule 53 geschaltet. Die Spule 53 liefert die zur Hesjnanzabstimmung der Dioden über den Frequenzbereich der modulierenden Signale erforderliche Induktivitätο In gleicher Weise ist der Arm 36 der Hybride 32 mittels eines zweiten Anpassungetranoformators 54 mit den Dioden 50 und 51 verbundene Eine zweiteg zur Resonanzabstiaaung dienende Spule 55 ist in gleicher Weise zwischen den Transformator 54 und die Verbindungsstelle zwischen den beiden Dioden 50 und 51 eingeschaltete Das Ausgangssignal des Modulators wird vom Ausgangearm 56 abgenommen, der mit der übrigen in Fig· 3 gezeigten Schaltung verbunden ist.

Die Wirkungeweise der in Figo 4 dargestellten Aueführungeform der Erfindung, die teilweise sohon bei der Besohreibung der Schaltung naoh Figo 3 behandelt worden ist, wird nun weiter erläutert» Die relativ niederfrequenten Ferneeh- und

β/ ο

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FM-Rundfunkeignale werden also von der Empfangeantenne aufgenommen und dem Eingangsarm 33 der leietungsteilenden Hybride 32 zugeführt«, Die Eingangeleiatung wird in der Hybride geteilt und durch die Arme 35 und 36 den Transformatoren 52 und 54 zugeleitet» Im Idealfall breiten sich im wesentlichen keine reflektierten Wellen in den Armen und 36 in entgegengesetzter Richtung aus» Jedoch wird inner fine gewisse Reflexion auftreten, weil es ziemlich schwierig ist» Transformatoren und Bauelemente herzustellen, die In dem von der Erfindung betrachteten, sehr auegedehnten Frequenzbereich vollständig angepaßt sind. In diesem Fall wird, abhängig von ihrer relativen Phasenlage, ein Teil der reflektierton Energie in der den Zweig 34 absohließenden, angepaßten Lastimpedans 37 vermehrt. Der Rest wird duroh den Arm 33 der Hybride 32 ausgekoppelt, wonach er, falls erwünscht, eliminiert werden kann«

Die Mikrowellen-Pumpenergie wird dem Arm 45 der zweiten Hybride 44 zugeleitet, in der sie ebenfall· geteilt wird· Das geteilte Pumpsignal verläßt die Hybride 44 in den Armen 46 und 49* In jedem Ära trifft die Puapenergie auf die entsprechenden Dioden und wird in einem Verhältnis

reflektiert, das der effektiven, von den Dioden dargestellten Impedanz entspricht. Der Übersicht halber sei erwähnt,

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daß der Spannungsreflexionskoeffizient für eine mit einer Impedanz abgeschlossenen übertragungsleitung gegeben iat durch die Gleichung ·

in der J der Reflexionskoeffizient, Z~ die charakteristische Impedanz (Wellenwiderstand) der Übertragungsleitung und Z₀ die effektive Impedanz des Abschlußwideretandes istο Die effektive Impedanz der Diodenpaare 47ι 48 und 50, 51 ändert sich in Abhängigkeit von der anliegenden Modulationsspannung!, die ihnen von dem zugeordneten Transformator bzwο 54 zugeführt wird. Infolgedessen bilden die von den Diodenpaaren 47£8 und 5O₉ 51 reflektierten Wellen ein Trägereignal mit der Pumpfrequenz und durch Amplitudenmodulation bedingten Komponenten im oberen und unteren Seltenbandο

Wenn die Hybride 44 aus Hohlleitern, beispielsweise als "magisches T" ausgeführt ist_c können deren Abmessungen vorteilhaft bo gewählt werden, daß die Frequenzen des unteren Seitenbandee unterhalb der Grenzfrequenz liegen., Weil die den Dioden in den konjugierten Armen 46 und 49 zugeführten

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Modulationsspannungen u» 180^ü phaeenTereenaben sind, sind dl· reflektierten Wellen des oberen Seitenbandes, die «ur Hybride 44 surtteklattfen, ebenfalls suffer Phase. Deshalb werden die beiden Anteile dee modulierten oberen Seiten» bandes eich wieder vereinigen und die Hybride 44 durch den Auegangaarm 5.6 rerlaessn»

Die Wellenkomponenten »it der Träger- oder Pumpfrequen* werden dagegen in Phase reflektiert und deshalb nicht über den Auegangearm 46 auegekoppelt. Die Anteile dea Trägers und dee unteren Seitenbandes, die sieh nicht aufheben oder gedämpft werden, werden la wesentlichen durch daa in VIg· 3 gezeigte Filter 40 eliminiert.

Ein sweokaeSiger Modulatoraufbau, wie sr bei der Ausübung der Erfindung Verwendung finden kann« ist in dea Sohaubild naoh Flg. 5 dargastsllt· Ee sind wieder, sowsit sweckmäBlg, Besugssiffsrn aua Fig. 4 Ubernoanen worden, mm gleiche Sohalteleaente su beeelohnen. Die Aueführungefore naoh Fig· enthält eine ale aagiaohsa T auegebildete Hybride 44 alt sine* Eingangearm 45 in der H-lbene und eine· AusgangsaxB 56 in der E-Ebene₀ Die beiden konjugierten Arae 46 und 49 erstrecken sich in eueinander entgegengesststsn Biohtungen

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senkrecht sub Eingangearm 45. Die konjugierten Arme 46 und 49 eind sur Abstimmung und zur Vermeidung jeglloher Abstrahlung alt Kursschlufischlebern 60 und *61 versehen.

Bei dem in Fig. 4 abgebildeten AusfUhrungsbeispiel wird in jedem Zweig der Hybride 44 ein Diodenpaar benutzte Durch die Verwendung von zwei Diodenpaaren ist es möglich, alt dem Modulator gröBere Leistungen su verarbeiten. Jedoch sollten paarweise verwendete Dioden sehr genau aufeinander abgestimmt sein, d.h., daj die parasitären Kapazitäten und Induktivitäten der Dioden und ihrer Halterungen la wesentlichen fielen sein sollten· In der Praxis kann es aber Schwierigkeiten bereiten, derart abgeetimmte Dioden su beschaffen. Deshalb kann ee wünschenswert sein, In jedem der Arme der Modulatorhybride nur je eine einslgs Diode einzusetzen, wie es bei den in den FjLg. 5 und 6 dargestellten Ausführungsforaen der Fall 1st.

In jedea Fall werden die Kapazitätedioden in den. Armen und 49 in einer Weise angeordnet» die anschließend ausführlicher beschrieben wird; Die Anpassungetransformatoren 52 und 54 sind gemäß Fig. 5 als Abschnitte von Koaxial·« leitungen ausgebildet, die auf die obere breite Wand dsr Hohllelterabsohnltte aufgebet?, t sind, die die Arme 46 und

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bilden. Die Einzelheiten deβ Aufbaue dieser Transformatoren werden la Zusammenhang alt den in Fig· 6 dargestellt·» Querschnitt beschrieben. Die Tranefcreatorei 52 und 54 sind mit Koaxialsteckern 62 und 63 versehen, denen die modulierenden fernseh- und FM-Signale sugeführt werden.

Unter den Hoblleiterabeohnitten 46 und 49 sind Pilter 64 und 65 vorgesehenο Gleichstromleitungen 66 und 67 sub Zufuhren der Diodenvorspannung erstrecken sich duroh die Pilter 64 und 65 und sind je mit einer der elektroden der Kapazitätsdioden galvanisch verbunden. Dur (Jlelchstroa-Rüokleltungspfad fUr die Torspannung wird beispielweise mittels der Innenleiter der Koaxialsteoker 62 und 69 geschlossen. Die Elnselheiten des inneren Aufbaus der Arae und 49 seigt der in ?ij. 6 dargestellt· Qaersehnitt*

flg. 6 zeigt einen duroh die Längsaohse des Hohlleiters gelegten Quersohnitt des Araeβ 49· In dieser Figur bildet ein Abschnitt eines rechteckigen Hohlleiter« den elektromagnetischen Ubortragungspfad für die «loh la Ära 49 auebreitenden Wellen. An einem Ende des Hohlleiterabeohnlttes 70 ist ein Flansch 71 angebracht, der iur Herstellung einer mechanischen Verbindung mit dem magischen T dient. Wie rorher schon erwähnt ι ist am anderen Ende des Hohlleiterabeohnitt«

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ein KurzechluSsohieber vorgesehen,, Innerhalb des Hohlleiterabechnitte iet eine Kapazitätadiode 72 angeordnet und von leitenden Haltegliedern 73 und 74 gehalten« die oberhalb unterhalb der Diode angeordnet sind·

Ein koaxialer Traneformator 54₁ der einen lylindrleohen Aufenleiter 75 und eoheibenföreige Bndplatten 76 und 77 uerfafit, ist i« AneohluB an die obere breite Wand de· Hohlleiterabechnitte 70 angeordnet· Bin· Koaxialbuohee 63» dl· einen Ianenleiter 78 und einen Auienleiter 79 aufweiet, eretreokt «loh durch die Bndplatte 76 dee Traneformatore. Der Innenleiter 78 ist duroh ein· dielektrieohe Soheibe tob Aulenleiter 79 galTanieoh isoliert. Bin Draht 8t fahrt το« des Dioden-Halteglied 73 duroh eine IiolierhUlse 82 itt Innenleiter 78. Der Draht 81 iet innerhalb der im·· mittele leitender Sehelben 83 aentriert. Die HUlee 82 vlrd ihrereeite In 4er Axialbohrung der Bndplatte 77 mittel· leitender Bohelben 84 gehalten.

Ia Aneohlul an 41· unter· breit« Wand 4·· Hohlleiterabeobnittee 70 1st eine dritte eoheibenföreige leitende Bniplatte angeordnet, die Mittel· einer äufieren leitenden Httlee 87 ■it einer vierten aobelbenfOrHlgen Endplatte 86 verbunden let c Die Bndplatten 65 und 86 und die leitende HtLlee 87

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bilden demnach einen Hohlraum, durch den hindurch der Diode 72 die Vorspannung augeführt wird. Diese Vorspannung wird an die Zuleitung 88 angelegt, deren eines Ende durch die Endplatte 86 hindurchgeführt ist, Die Zuleitung 88 ist γόη der Endplatte durch eine Isolierhülee 89 galvanisch getrennt. Innerhalb des von der Hülse 87 und den Bndplatten 85 und 86 gebildeten Hohlraums hat die Zuleitung 88 die Form 'einer schraubenförmig gewundenen Spule 90· Das andere Ende der Zuleitung 88 ist galvanisch leitend mit einem Spulenhalter 91 verbunden, der die Form eines kursen zylindrischen 8tabes aufweist«. Der Spulenhalter 91 und das untere Dioden-Halteglied 74 sind durch ein kursee Stüok

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leitenden Drahtes/miteinander verbunden. Der Draht 92 erstreckt sich durch eine langgestreckte öffnung in der Endplatte 85, von der er mittels einer dielektrischen Hülse 93 isoliert ist. Der Draht 92 wird mittels leitender Abstandescheiben 94 in der Isolierhülee 93 koaxial gehalten. Die Hülse 93 ist ihrerseits in der in der Mittelachse der Endplatte 85 vorgesehenen öffnung mittels gröberer leitender Scheiben 95 koaxial fixiert.

Im Betrieb wirken die beschriebenen Bauteile wie die Im Blockechaltbild nach Fig. 4 dargestellten Sohaltungeteile. Dabei werden swel im wesentlichen identische Einheiten, wie

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sie in Fig, 6 beispielsweise dargestellt sind, an den entgegengesetzten Enden der konjugierten Arme des magiechen T angeschlossen. Die zusammengesetzte Einheit iet oben anhand Figo 5 beschrieben worden« Die Mikrowellenenergie alt der Pumpfrequenz wird im magischen T geteilt und in la wesentlichen gleichen Beträgen von der Verbindungsstelle aus den Kapazitätsdioden 72 in den konjugierten Araen zugeleitet· Die Mikrowellenenergie wird dann in jedes der Atm teilweise an der entsprechenden Diode reflektiert· Dar Reflexionaanttil wird» wie oben ausgeführt, von der effektiven Impedanz der Dioden bestimmt, die sich entsprechend den Modulationsspannungen ändert, die von den Pernseh- oder FM-Rundfunkaignalen abgeleitet werden.

Diese Modulationsspannungen werden den Dioden über Koaxialsteeker 63 zugeführt. Der Transformator, der dl· Dioden-Impedanz an den Koaxialeingang anpaßt, wird von dem koaxialen Absohnitt aus Innenleiter 78 und Außenleiter 75 gebildet» Der leitende Draht 81 und dl· leitenden Soheiben 83 und 84 bilden ein erstes Tiefpaßfilter. Dieser Tiefpaß ist su der Diode 72 in Serie geeohaltet und verhindert da· Eindringen von Mikrowellentnergie mit der Pumpfrequenz oder der frequenz der Seitenbänder in die Modulationeechaltung.

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Ein zweites Tiefpaßfilter ist an der unteren Seite der Diode vorgesehen und besteht aus dem leitenden Draht 92 und den ebenfalls leitenden Scheiben 94 und 95· Dieses zweite Filter verhindert das Eindringen von Mikrowellenenergie in den die Vorspannung liefernden Gleichapannungsteil. Ein drittes Filter, das aus der Spule 90 in der Vorspannungszuleitung 88 und dem damit zusammenwirkenden Ableitungskondensator besteht, der von der durch die Endplatte 86 führenden Zuleitung 88 gebildet wird» verhindert seinerseits das Eindringen der relatiT niederfrequenten Modulations* ströme in die die Vorspannung liefernde Gleiohstromechaltungο

Es versteht sich, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen nur eine kleine Ansahl von Beispielen aus der Vielfalt möglicher epesleller Ausführungsformen darstellen, die nach den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung erstellt werden können. Zahlreiche unterschiedliche andere Anordnungen können von Fachleuten auf diesen Grundgedanken aufbauend entworfen werden, ohne den von der Erfindung gesteckten Rahmen su überschreiten.

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Claims (6)

15SL1H9 Patentansprüche

1) Breitband-Gegentaktmodulatcr zur gemeinsamen Umsetzung einer Vielzahl von innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes liegenden HP-Signalen in höhere ?requen*en, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Hybride (44) mit mindestens zwei Paaren konjugierter Arne (459 56 und 46, 49) aufweist; daß ein Arm (45) eines ersten der genannten Armpaare mit einer Quelle einer Mikrowellen-Pumpenergie gekoppelt ist« daß in den Endabschnitten der Arme (46 und 49) des zweiten Armpaares mindestens je eine Kapazitätsdiode (47_f 48 und 50, 51) angeordnet ist und die Dioden mit einer Gleichstromquelle zur Erzeugung einer Vorspannung gekoppelt sind» dcö eine Vorrichtung (32, 359 36, 52, 54) zur Teilung der HP-Signale in zwei phasenverschoben Anteile von im wesentlichen gleiche« Betrag und Zuführen der gegenphasigen Signalanteile zu den Dioden (47, 48 und 50, 51) in des zweiten Paar konjugierter Arme (46, 49) vorgesehen ist, und daß die umgesetzten elektromagnetischen Wellen aus dem anderen Arm (56) des ersten Paares konjugierter Arne auskoppelbar ist.

2) Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Teilung der HP-Signale eine zweit· Hybride (32) umfaßt.

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3) Modulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hybride als nagieohee T ausgebildet let.

4) Modulator nach einen der vorhergehenden Ansprüche_t dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Dioden von "abrupt junetionⁿ-Typ sind»

5) Modulator nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hybride (44) vier galvanisch verbundene, rechteckige Hohlleiterabschnitte (45, 46, 49 und 56) umfaßt, deren erste Enden zu einer bikonjuglerten Hybridverbindung derart elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind, daß der erste und der vierte Abschnitt das eine Paar (45» 56) und der zweite und der dritte Abschnitt das andere Paar (46, 49) der konjugierten Area bilden, daß das andere Ende des ersten Abschnittes (45) sur Aufnahme der elektromagnetischen Mikrowellenenergie auegebildet 1st,*während an den anderen Enden des zweiten und dritten Abschnittes (46 und 49) Kurieohlüest (60 und 61) vorgesehen sind.

6) Modulator nach einem der vorhergebenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile des HF-Signals gegenphaeig zueinander sind.

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