DE1949856C - Richtungsleitung - Google Patents

Description

4. Richtungsleitung nach Anspruch 1 oder 2, 35 Filtern ist praktisch nicht anwendbar, da sie für die dadurch gekennzeichnet, daß der Zirkulator (12) Trennung der Wellen der niedrigeren Kanäle und als Zirkulator mit konzentrierten Elementen auf- der höheren Kanäle durch ein Tiefpaßfilter und ein gebaut ist, von denen die inneren Leiter (40, 41, Hochpaßfilter und dafür, einem Zirkulator nur die 42) als gedruckte Schaltung auf einer isolieren- Anteile des höheren Kanals zuzuführen, einen zu den Grundplatte (35) eine netzförmige Konfigu- 40 komplizierten Kreis erfordert. Außerdem hat die ration bilden. letzte Ausführungsform den weiteren Nachteil, daß

5. Richtungsleitung mit zwei Zirkulatoren nach die Einfügungsdämpfung der Filter besonders im einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Grenzfrequenzbereich der höheren und niedrigeren gekennzeichnet, daß der Zweipol (24) zwischen Kanäle, d. h. in einem Frequenzbereich von etwa die äußeren Leiter (31, 32) der beiden Zirkula- 45 150 MHz, in der Praxis zu groß wird, so daß sich toren (29, 30) geschaltet ist und daß der Ab- kaum eine praktisch brauchbare Vorrichtung bauen sorptionswiderstand (26) zwischen je eine von läßt.

den Klemmen (33,34) der Zirkulatoren geschaltet Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

ist, wobei die anderen Klemmen der Zirkulatoren neue und praktisch brauchbare Richtungsleitung mit die Eingangs- und Ausgangsklemmen (21,23) der 50 Richtwirkung in einem gewünschten Frequenzbereich Richtungslcitung ergeben. zu schaffen, welche eine sehr niedrige Einfügungs-

6. Richtungsleitung mit einer Vielzahl von dämpfung in einem Frequenzband außerhalb des Richtungsleitungen nach einem der vorhergehen- obigen Bereiches hat. Die Richtungsleitung soll einen den Ansprüche in Kaskadenschaltung, dadurch Zirkulator mit konzentrierten Elementen enthalten, gekennzeichnet, daß die einzelnen Richtungs- 55 welcher eine Richtkopplungscharakteristik unableitungen verschiedene Arbeitsfrequenzbereiche hängig vom Stehwellenverhältnis im gewünschten aufweisen und auf einer gemeinsamen Grund- Frequenzbereich aufweist und welcher Wellen in platte befestigt sind, wobei zwei Zirkulator- einer bestimmten Richtung durchläßt und in der klemmen (16,17) zusammen mit dem Erdleiter entgegengesetzten Richtung die Wellen absorbiert (22) die Eingangs-und Ausgangsklemmen (21,23 60 und dämpft. Weiter soll eine Richtungsleitung mit bzw. 73, 71) für die Kaskadenschaltung bei jeder einem breiten Arbeitsfrequenzbereich dadurch verder Richtungsleitungen bilden. wirklicht werden, daß ein sehr einfacher Zweipol

zwischen einer äußeren Leiterklemme, die jeder der

Zirkulatorklemmen gemeinsam ist, und einem Erd-

65 leiter eingefügt wird. Ziel ist eine sehr kompakte Breitbandrichtungsleitung, die als Abzweigeinheit

Die Erfindung geht aus von einer Richtungsleitung von einer Gemeinschaftsantennenleitung für das t Zirkulator. Eine solche Richtungsleitung soll Farbfernsehen anwendbar ist und in einem sehr

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breiten Frequenzbereich vom VHF- zum UHF-Band des Arbeitsfrequenzbereiches liegen, und daß dieser

verwendet werden kann und wekhe in der Lage ist, Zweipol in Reihe mit dem Absorptionswiderstand

im wesentlichen alle örtlichen Schwingungsfrequen- liegt. Dabei kann der Zirkulator mit konzentrierten

zen zu absorbieren, so daß von den Empfängern Elementen aufgebaut sein, von denen die inneren

am Gemeinschaftsantennensystem keine Störwellen 5 Leiter als gedruckte Schaltung auf einer isolierenden

empfangen werden. Grundplatte eine netzförmige Konfiguration bilden.

Schließlich soll durch die Erfindung eine sehr Als Zirkulator für die erfindungsgemäße Richkompakte Richtungsleitung geschaffen werden, tungsleitung kann ein Y-Zirkulator mit konzentrierweiche dadurch mit sehr niedrigen Herstellungs- ten Elementen benutzt werden, wie er in der USA.-kosten hergestellt werden kann, daß der innere netz- io Patentschrift 3 335374 beschrieben ist. Ein derartiger förmige Leiterteil des Zirkulators mit konzentrierten Zirkulator wird aufgebaut unter Verwendung einer Elementen in einer für die Massenproduktion brauch- dünnen Isolierstoffschicht, weiche auf beiden Seiten baren Weise in der Form gedruckter Schaltungen gedruckte Drahtmuster trägt. An den erforderlichen hergestellt wird. Stellen sind die gedruckten Leiter durch Lochlöten

Bei der Richtungsleitung mit ZirkulaiOr wird diese 15 miteinander verbunden. Sie sind mit ferromagneti-

Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der sehen Körpern bestückt. Ein derart aufgebauter

Zirkulator auf einem Erdleiter befestigt ist, ein Zirkulator kann gut die für einen Zirkulator erfor-

äußerer Leiter des Zirkulators hochfrequenzmäßig derliche Symmetrie halten und ist insofern für

gegen den Erdleiter isoliert ist, ein Zweipol eine Massenproduktion geeignet, weil nicht nur eine gute

Reihenresonanz bei einer Frequenz in der Mitte 20 Zirkulatorcharakteristik, sondern auch geringere

des Arbeitsfrequenzbereiches des Zirkulators auf- Herstellungskosten erreicht werden können,

weist und zwischen den äußeren Leiter und den Eine zweckmäßige Ausführungsform der erfin-

Erdleiter geschaltet ist und daß ein Absorptions- dungsgemäßen Richtungsleitung mit zwei Zirkula-

widerstand zwischen eine von mehreren Klemmen toren besteht darin, daß der Zweipol zwischen die

des Zirkulators und den Erdleiter geschaltet ist, 25 äußeren Leiter der beiden Zirkulatoren geschaltet

wobei die anderen Zirkulatorklemmen zusammen ist und daß der Absorptionswiderstand zwischen je

mit dem Erdleiter die Eingangs- und Ausgangs- eine von den Klemmen der Zirkulatoren geschaltet

klemmen der Richtungsleitung bilden. Der Absorp- ist, wobei die anderen Klemmen der Zirkulatoren

tionswiderstand kann auch zwischen einer Zirku- die Eingangs- und Ausgangsklemmen der Richtungs-

latorklemme und einem äußeren Leiter des Zirkula- 30 leitung ergeben,

tors liegen. Schließlich besteht eine zweckmäßige Ausfüh-

Der in der Erfindung verwendete Zirkulator ent- rungsform einer Richtungsleitung mit einer Vielzahl hält als Hauptkonstruktionselement Ferritmaterial in von erfindungsgemäßen Richtungsleitungen in Kaseinem magnetischen Gleichfeld, welches für ein kadenschaltung darin, daß die einzelnen Richtungspositiv und ein negativ drehendes magnetisches Feld 35 leitungen verschiedene Arbeitsfrequenzbereiche aufhoher Frequenz verschiedene Permeabilitäten auf- weisen und auf einer gemeinsamen Grundplatte beweist, festigt sind, wobei zwei Zirkulatorklemmen zusam-

Der in der Erfindung benutzte Zirkulator zeigt men mit dem Erdleiter die Eingangs- und Ausgangseine nicht reziproke Charakteristik oder die Charak- klemmen für die Kaskadenschaltung bei jeder der teristik eines bloßen Durchgangselementes bezüglich 40 Richtungsleitungen bilden.

der Frequenz der zugeführten Welle. Von den Ein- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

gangsklemmen aus gesehen ist daher der Arbeits- Zeichnung dargestellt und werden im folgenden

frequenzbereich der Richtungsleitung in Vorwärts- näher beschrieben. Es zeigt

richtung ohne zusätzlichen Kompensationskreis stark F i g. 1 ein Schaltbild eines bekannten nicht rezi-

erweitert. 45 proken Kreises zur Sperrung von Störwellen, welcher

Die erfindungsgemäße Richtungsleitung weist den den gleichen Zweck wie die Erfindung erfüllt, wobei

weiteren Vorteil auf, daß sowohl der Schaltungs- ein Zirkulator mit Filtern kombiniert ist,

aufbau vereinfacht als auch die Größe der Aus- F i g. 2 einen Grundschaltplan einer erfindungs-

rüstung verkleinert und die Funktionsweise ver- gemäßen Richtungsleitung,

bessert werden. 50 Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Aus-Wellen im reziproken Frequenzbereich des Zir- führungsform einer erfindungsgemäßen Richtungskulators, die an den Ausgangsklemmen der Rieh- leitung, in welcher die Konstruktionselemente in tungsleitung erscheinen, werden durch den Zirku- auseinandergezogener Form gezeigt sind,
lator dem Absorptionswiderstand zugeführt und dorl Fig. 4a einen Schaltkreis zur Erklärung der in Form von Wärmeverlusten verbraucht. Ihre 55 Sperrwirkung eines Zirkulalors,
Energie hat daher nur Verluste in Rückwärtsrichtung Fig. 4b einen Ersatzschaltkreis des Zirkulators, und keine Einstreuung zu den Eingangsklemmen zur Fig. 4c einen Schaltkreis zur Erklärung des Folge. Prinzips der Erweiterung des Frequenzbereiches des

Da der Zirkulator das teuerste der Konstruktions- Zirkulators,

elemente der erfindungsgemäßen Richtungsleitung 60 Fig. 4d eine Erläuterungszeichnung, die ein

ist, bewirkt die Erfindung stark eine Abnahme der Prinzip zur Erweiterung des Arbeitsbereiches des

Herstellungskosten einer Richtungsleitung. erfindungsgemäßen Zirkulators zeigt,

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfin- F i g. 5 ein Kennlinienbild zum Vergleich der

dung besteht darin, daß sie einen zweiten Zweipol erfindungsgemäßen mit einer bekannten Richtungs-

enthält, welcher Signale im Arbeitsfrequenzbereich 65 leitung,

des Zirkulators mit geringer Dämpfung durchläßt Fig. 6 ein Schaltbild für eine erfindungsgemäße und eine große Impedanz, welche unendlich groß Richtungsleitung in Verbindung mit Symmetrieist, für Signale darstellt, deren Frequenzen außerhalb Übertragern,

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F i g. 7 a ein Konstruktionsbeispiel einer erfin- höherer Kanäle werden durch den Bandpaß 5 ge-

dungsgemäßen symmetrierten Richtungsleitung, wo- sperrt, daß sie im Sperrbereich des Bandpasses 5

bei zwei Zirkulatoren im Gegentakt geschaltet sind, liegen, gehen durch den Bandpaß 6 und erscheinen

Fig. 7 b ein Schaltbild einer symmetrierten Rieh- an den Klemmen 2 des Zirkulators 1. Diese Anteile

tungsleitung nach Fig. 7a, 5 werden durch den Zirkulator in Richtung des Pfeiles

F i g. 7 c eine Erläuterungszeichnung zur Wirkungs- gedreht und von den Klemmen 3 abgenommen,

weise der symmetrierten Richtungsleitung nach Dann werden die Anteile durch den Bandpaß 7 dem

Fig. 7a und 7b, Empfänger über die Klemmen9 zugeführt.

^17: ■». 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Andererseits wird die Streuenergie der örtlichen

Leiter feinem

Ä^SiS^ danndurch den Zirkulator in der durch den Pfeil

Ä^SiSt^^läß·. danndurch den Zirkulator in der

Fig 10a eine bildliche Darstellung eines Druck- angedeuteten urenncniung zu den ivlernmcr,« ube.

musters für den inneren Leiter des Zirkulators nach tragen. Über einen Resonanzkreis 10 der mit den

musters lur aen inneren u=.i Klemmen 4 verbunden ist, wird diese Energie einem

FiElOb einen Querschnitt durch die dünne ao Absorptionswiderstand 11 zugeführt und in diesem

Isolierschicht zur Erläuterung der Querlochlötung, verbraucht. Auf diese Weise wird verhindert daß

_FTg 1 a ein modifiziertes Druckmuster auf der die Streuenerg.e die eine Störung an einem anderen

ν Ht Empfänger, welcher im allgemeinen an der Ge-

FiJnh ein entsprechendes Muster auf der meinschaftsantenne angeschlossen ist, hervorrufen

Rückseite des Musters nach Fig. Ha, welches a₅ könnte an den Klemmen 8 und damit an der Ge-

', . u · α „~„ a~t v^rHiT^pite gesehen ist. meinschaftsantenne erscheint.

^dUFt^Ci^e2ⁱⁿ in' s7halSud^Vdne^er^rTeiSnchtungs Obwohl dieser konventionelle Kreis gute Ober-

lpininp wobei zwei erfindungsgemäße Richtungs- tragungseigenschaften zeigt, hat er doch den Nacn-

Ie Seinhehen m Kaskade gehaltet sind und teil, daß er eine Anzahl von Bandpässen benötigt

fT 1?SXnnHnienbilddner Richtungsleitung, 30 und daß die Anteile in höheren Kanälen zwei Band-

bei welcher vier Einheiten der erfindungsgemäßen passe 6 und 7 durchlaufen müssen. Hierdurch er_glbt

Richtunesleitung in Kaskade geschaltet sind, um eine sich eine unangenehme Zunahme der Verluste in

Seht^ reS_ProrÄrbeitsweise^ßüber das ganze VHF- Vorwärtsrichtung und insbesondere der Verluste ,m

Bd u erreichen Frequenzbereich der Grenzen der Bandpasse 5 und 6

^aEhe^Zdie erfindungsgemäße Vorrichtung beschrie- 35 bzw. Ί

ben wird, soll eine bekannte, nicht reziproke Vor- Da der konventione Ie Kreis eine solche Anzahl

richtune erklärt werden, bei welcher ein Zirkulator von Bandpassen benotigt, wird der Aufbau des

det wird Kreises kompliziert und daher die Größe der Vor-

^VCfTe 1 zeigt eine Ausführungsform einer bekann- richtung leicht zu groß. Wenn insbesondere eine ten nicht reziproken Vorrichtung, welche die Ein- 4° Vielzahl dieser Einheiten in Kaskadenschaltung be

streuune örtlicher Schwingungen von einem Fernseh- nutzt werden müssen, um ausreichend große Ruck-

emofäneer in eine Gemeinschaftsantenne verhindert. wärtsverluste zu erhalten, kann eine praktisch

In dem in Fig 1 gezeigten üblichen Kreis be- brauchbare Ausrüstung nicht verwirklicht werden,

findet sich ein Y-Zirkulator 1 bekannter Art, der die Die Erfindung soll eine Richiungsleiiung zur Vcr-Welle in Richtung des eingezeichneten Pfeiles leitet. 45 «igung stellen, weiche die vorgenannten Nachteile

Die Klemmen des Zirkulators sind mit 2, 3 und 4 der konventionellen Vorrichtung mindert,

bezeichnet Ein Bandpaß5 hat eine solche Charak- Fig. 2 zeigt einen Grundschaltplan einer erfin-

tpristik daß er Frequenzen im Bereich der niederen dungsgemäßen Richtungsleitung, welche in gleicher

Kanäle welche im allgemeinen weniger von Stör- Weise wie die in Fig.l gezeigte, konventionelle, wellen durch die Einstreuung örtlicher Schwingungen 50 nicht reziproke Vorrichtung angewendet werden

anderer Fernsehempfänger beeinflußt werden, durch- kann.

läßt und Frequenzen im Bereich höherer Kanäle, Fig.3 ist eine perspektivische Ansicht, die alle

welche leicht durch Störsignale beeinflußt werden, Konstruktionselemente einer erfindungsgemäßen

snerri Zwei Bandpässe 6 und 7 weisen eine dem Richtungsleitung zeigt In diesen Figuren sind einBandpaß 5 genau entgegengesetzte Durchgangs- 55 ander entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern

Charakteristik auf d.h., diese Bandpässe lassen bezeichnet.

Freauenzen im Bereich höherer Kanäle durch und In Fig.2 und 3 ist 12 ein Zirkulator, welcher

snerren Frequenzen im Bereich niedriger Kanäle. die Tensorpermeabflität ferromagnetischer Körper

Tn dem in Fig 1 gezeigten konventionellen unter der Einwirkung eines magnetischen Gleich-

<^haltkreis wird die Rundfunkwelle von einer nicht 60 feldes benutzt. Bezüglich der Arbeitsweise der Rich-

oPTPieten Antenne empfangen und über eine An- tungsleitung kann der Zirkulator 12 ein beliebiger

Snnenzuleitung den Hngangsklemmen 8 der Vor- bekannter Zirkulator sein. In Fig.3 ist jedoch eine

Vhnine zugeführt Die Anteile der Welle im Bereich sehr zweckmäßige Ausführungsform gezeigt, welche

■ Λ sir Kanäle gehen durch den Bandpaß 5, da einen Zirkulator enthält, der geeignet für der Ge-

mearige k _^ ^^^^bereich des Bandpasses 65 brauch in einer erfindungsgemäßen Richtur.gsieitung

ren und werden über die Ausgangsklemmen 9 ist.

liegen, gezeigten Fernsehempfänger zugeführt. Als typischer Zirkulatoraufbau enthält der Zirku-

D Anteile der empfangenen Welle hn Bereich lator 12 Ferritplatten 15 und 1ST, die jeweils zwi-

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sehen äußeren Leitern 13 und 13' und einem inneren werden, um eine sogenannte Resonanzanhebung zi

Leiter 14 angeordnet sind. erreichen. Da jedoch beide Ströme über die Klem

16, 17 und 18 sind Klemmen des inneren Leiters men 16 und 17 zur Mitte der Kreise gerichtet sind

14, welche rotationssymmetrisch angeordnet sind können die beiden Reihenresonanzkreise als gemein

und zur Versorgung mit oder Abnahme von Signalen 5 samer Kreis 24 in der Art, wie in Fig. 4d gezeigt

zwischen dem inneren Leiter 14 und den äußeren zur Erweiterung des Arbeitsfrequenzbereiches ein

Leitern 13 und 13' benutzt werden. geführt werden.

19 bezeichnet eine Klemme des äußeren Leiters. Entsprechend kann für diesen Zweck in der erfin-

Das an der Zirkulatorklemme 16 zugeführte Signal dungsgemäßen Richtungsleitung ein sehr einfache]

wird durch den Zirkulator in Pfeilrichtung gedreht io Reihenresonanzkreis 24, wie in Fig. 4d gezeigt

und an der Klemme 17 abgenommen. zwischen den gemeinsamen äußeren Leitern 13 und

21 bezeichnet ein Paar Eingangsklemmen der 13' des Zirkulators 12 und dem Erdleiter eingefügi erfindungsgemäßen Richtungsleitung, welche mit werden. Durch diesen einfachen Kreisaufbau wird einer Antennenzuleitung verbunden werden. Diese der Arbeitsfrequenzbereich des Zirkulators 12 und Klemmen sind so angeordnet, daß das Eingangs- 15 entsprechend der Frequenzbereich der Richtungssignal zwischen der Klemme 16 des Zirkulators 12 leitung wesentlich erweitert,
und dem Erdleiter zugeführt wird. Daher ist entsprechend der Erfindung bei gleicher

Die Grundplatte 22 in F i g. 3 dient als Erdleiter. Wirkung eine wesentliche Vereinfachung des Schalt-

Diese Grundplatte 22 ist U-förmig und dient auch kreisaufbaus, verglichen mit einem konventionellen

als magnetischer Rückschluß zwischen den magne- 20 Breitbandzirkulator, bei welchem mit jeder der

tischen Nord- und Südpolen. Klemmen Reihenresonanzkreise verbunden sind.

Mit 23 ist ein Paar Ausgangsklemmen bezeichnet, möglich.

welche mit den Antenneneingangsklemmen eines Wie oben erwähnt, wird der Reihenresonanzkreis

Fernsehempfängers verbunden werden. Eine dieser 24, der zwischen die gemeinsamen äußeren Leiter 13

Klemmen wird mit der Klemme 17 des Zirkulators 12 as und 13' des Zirkulators 12 und den Erdleiter ge-

und die andere mit der Grundplatte 22 verbunden. schaltet ist, im wesentlichen auf eine Mittenfrequenz

Der Zirkulator 12 ist fest, jedoch hochfrequenz- im gewünschten Frequenzbereich, in dem nicht rezi-

mäßig isoliert an der Grundplatte 22 befestigt. prok gearbeitet werden soll, z.B. im Frequenzbereich

Ein Zweipol 24 ist zwischen der Klemme 19 des der Kanäle 4 bis 12 der höheren Kanäle, abgestimmt.

Zirkulators 12 und der Grundplatte 22 geschaltet 30 Dann stellt der Resonanzkreis für den Frequenz-

und ist so aufgebaut, daß eine Resonanzfrequenz bereich der niedrigeren Kanäle (FM-Kanal 3), also

bei einer Mittenfrequenz der Arbeitsfrequenz der niedriger als der der höheren Kanäle, eine hohe

Richtungsleitung liegt. Impedanz dar, und die Signale der niedrigeren

Ein Zweipol 25 liegt in Reihe mit einem Absorp- Kanäle gehen von Klemme 16 nach Klemme 17 auf

tionswiderstand 26 und zwischen der Klemme 18 des 35 einem Weg, wie er in Fi g. 4d durch eine gestrichelte

Zirkulators 12 und der Grundplatte 22. Dieser Zwei- Linie angedeutet ist.

pol hat eine solche Charakteristik, daß er Frequen- Entsprechend arbeitet der Kreis nach der Erfin-

zen im vorgesehenen Arbeitsbereich der Richtungs- dung als Übertragungsleitung mit geringer Dämp-

leitung durchläßt und für Frequenzen außerhalb fung für Signale niedriger Kanäle und als Richtungs-

diescs Frequenzbereiches eine sehr große Impedanz 40 leitung für Signale höherer Kanäle. Dies bedeutet,

darstellt. daß die erfindungsgemäße Richtungsleitung in der

Als grundsätzliche Arbeitsweise des Zirkulators gleichen Weise arbeitet, wie die nicht reziproke Vorwird ein Fall betrachtet, in welchem ein Signal mit richtung nach Fig. 1 mit kompliziertem Schaltkreis, einer Frequenz im Arbeitsbereich des Zirkulators Störsignale im Arbeitsfrequen7hereich des Zirkulc,-der Klemme 16 zugeführt wird und an der Klemme 45 tors 12, die an der Klemme 23 erscheinen, werden 17, jedoch nicht an der Klemme 18, erscheint. über die Klemme 17 des Zirkulators zur Klemme 18

Da an der Zirkulatorklemme 18 bei Mitten- und zum Zweipol 25 geleitet, welcher den oben-

frequenz keine Spannung induziert wird, kann ein genannten Frequenzbereich durchläßt und die Signale

äquivalentes Netzwerk wie in F i g. 4 a betrachtet zum Absorptionswiderstand 26 leitet, wo sie als

werden, bei dem auf die Klemme 18 verzichtet ist. 5° Wärmeenergie verbraucht werden, so daß eine Ein-

Bei dieser Arbeitsweise erzeugt ein von der Klemme streuung in die Gemeinschaftsantenne vermieden

16 fließender Strom einen magnetischen Fluß, wie wird.

er durch den gestrichelten Kreis m angedeutet ist, Das bemerkenswerteste Merkmal der erfindungsweicher seinerseits an der Klemme 17 eine Spannung gemäßen Richtungsleitung ist, wie in bezug auf induziert, die eine entgegengesetzte Polarität gegen- 55 Fig. 4a bis 4d erklärt, daß alle Signale innerhalb über der Spannung an der Klemme 16 aufweist. Ent- des gewünschten Empfangsfrequenzbereiches durch sprechend fließt der Strom an der Klemme 17 in den Zirkulator zu den Ausgangsklemmen 25 gehen. Richtung der Mitte des Kreises in der gleichen Art ungeachtet dessen, ob die Frequenz in den niedrigewie der Strom von der Klemme 16. Dies bedeutet, ren oder in den höheren Kanälen liegt. So kann der daß, wenn +1 V.ilt an der Klemme 16 des Zirkula- 60 Bandpaß, welcher notwendigerweise in der nicht tors 12 angelegt wird, an der Klemme 17 — 1 Volt reziproken Vorrichtung nach Fig. 1 zur Trennung erscheint. Entsprechend wird die Ersatzschaltung als der Signale in niedrigere und höhere Kanäle vor-Parallelresonanzkreis mit induktiver Kopplung, wie vorhanden sein mußte, weggelassen werden. Vielin Fig. 4b gezeigt, ausgedrückt. mehr arbeitet die Richtungsleitung für das geforderte

Um den Arbeitsfrequenzbereich des Resonanz- 65 Frequenzband entsprechend den höheren Kanälen 4

kreises nach Fig. 4b zu erweitern, können, wie bis 12 als Brcitbandrichtungslcitung.

leicht zu verstehen ist, in jedem der Zweige, wie in Erfindungsgemäß kann eine Vielzahl der oben

Fig. 4c gezeigt, Reihenresonanzkreise eingefügt erläuterten Kreise in Kaskade geschaltet werden, in

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welchem Fall die Richtungsleitung mit einer sehr metrischer Kreis mit dem Äquipotentialpunkt Null geringen Dämpfung in Vorwärtsrichtung und ge- für hohe Frequenzen als Symmetriezentrum aufgenügend hohen Verlusten in Rückwärtsrichtung ver- baut. Beide Zirkulatoren werden im Gegentakt bewirklicht werden kann. trieben. Da die Arbeitsweise der Richtungsleitung

F i g. 5 zeigt Frequenzcharakteristiken von Über- 5 im einzelnen die gleiche ist wie oben erklärt, ist tragungsverlusten im Vergleich einer konventionellen für das Verständnis keine weitere Erklärung erforder-Vorrichtung nach Fig. 1 mit einer erfindungs- lieh. Bei diesem Aufbau sind keine Symmetrieübergemäßen Vorrichtung, welche ausführlicher im Zu- trager erforderlich, so daß der Übertragungswirkungssammenhang mit F i g. 8 erklärt wird. Beide Vor- grad in einem Ausmaß entsprechend dem Betrag richtungen sind für den Arbeitsfrequenzbereich der io der Einfügungsdämpfung verbessert werden kann.
VHF-Kanäle für Fernsehen, wie sie beispielsweise Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der in Japan benutzt werden, entworfen. In Fig. 5 ent- Erfindung, bei welcher die Reihenschaltung des spricht die voll ausgezogene Kurve A der Charakte- Absorptionswiderstandes 26 und des Netzwerkes 25, ristik der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die die zwischen einer Zirkulatorklemme und dem Erdgestrichelte Kurve B der der konventionellen Vor- 15 leiter eingefügt ist, durch einen Absorptionswiderrichtung. In der Figur zeigt der Vorwärtsverlust stand 26 allein ersetzt ist, welcher zwischen der Dämpfungscharakteristiken für die Übertragung von Zirkulatorklemme und dem äußeren Leiter liegt,
der Antenne zum Empfänger. Wie in diesen Kurven Fig. 9 bis 11 zeigen eine Ausführungsform eines gezeigt, hat die konventionelle Vorrichtung einen Zirkulators, welcher für den Gebrauch in der erfinmaximalen Dämpfungspunkt bei etwa 140 bis 20 dungsgemäßen Richtungsleitung geeignet ist, um die 150 MHz im Vorwärtsverlust. Durch den Einfluß Eigenschaften und die Ergiebigkeit zu verbessern,
dieser Dämpfung wurde eine Einfügungsdämpfung Es ist bereits bekannt, Zirkulatoren mit konzer. im Frequenzbereich des Kanals 4 (171,25 MHz) ver- trierten Elementen zu benutzen, um die Größe eines größert. Im Gegensatz dazu hat die erfindungsgemäße Zirkulators zu miniaturisieren.
Vorrichtung wesentlich geringere Einfügungsdämp- 25 Ein bekannter Zirkulator mit konzentrierten fung, z.B. vom Gleichbereich bis 1000 MHz. Eine Elementen hat einen solchen Aufbau, daß die inneren große Verbesserung der Erfindung läßt sich daher Leiter, welche von jeder der Klemmen koTimen, aus diesem Vergleich der charakteristischen Kurven eine um die Ferritplatte gewickelte Spulenanordnung erkennen. bilden oder daß die von jeder der Klemmen kom-

Der Rückwärtsverlust zeigt Charakteristiken für 30 menden inneren Leiter in eine Vielzahl von Leitern

die Übertragung von der Empfängerseite zur Zu- aufgeteilt sind und diese Leiter sich überschneiden

leitung der Gemeinschaftsantenne, um eine Ein- und voneinander isoliert auf der Ferritplatte ein

streuung von Störsignalen im gewünschten Frequenz- Netzmuster bilden,

bereich zu vermeiden. Der obige bekannte Aufbau hat den Nachteil,

Fig. 6 zeigt eine Anwendung der erfindungs- 35 daß er für Massenproduktion nicht geeignet ist, da

gemäßen Richtungsleitung, bei welcher die Zuleitung im Herstellungsprozeß verschiedene Handarbeiten

der Gemeinschaftsantenne Symmetrien ist. In diesem erforderlich sind. Eine Abnahme der Herstellungs-

Falle können zwei Symmetrieübertrager 27 und 28 kosten ist daher nicht leicht und eine Einheitlichkeit

auf der Eingangs- und Ausgangsseite der Vorrichtung der Charakteristiken nur schwer zu erreichen,

entsprechend der Erfindung eingefügt werden. 40 Die genannten Nachteile können durch die Ver-

Die Fig. 7a bis 7c zeigen eine Ausführungsform wendung eines Zirkulators mit konzentrierten EIe-

der Erfindung, bei welcher die Symmetrieübertrager menten überwunden werden, bei welchem die inneren

eliminiert werden können. F i g. 7 a zeigt den prak- Leiter durch Drucken auf der Grundlage einer

tischen Aufbau der Ausführungsform und Fig. 7b dünnen Isolatorschicht hergestellt sind. Beispiele

den zugehörigen elektrischen Schaltkreis. Wie in 45 dieses Aufbaues werden erläutert werden,

diesen Figuren gezeigt, sind zwei Zirkulatoren 29 F i g. 9 zeigt eine Ausführungsform eines solchen

und 30 mit den gleichen Eigenschaften, in nicht Zirkulatoraufbaus in auseinandergezogener Form. In

reziproker Art in dem gewünschten Frequenzbereich F i g. 9 ist 35 eine gedruckte Grundplatte, die auch

zu arbeiten, im Gegen takt geschaltet. Ein Zweipol- in Fig. 10 a bis lib gezeigt ist, deren Einzelheiten

Reihenresonanzkreis 24 mit Resonanz bei der ₅₀ spater erklärt werden. 36 und 37 sind Ferritplatten, Mittenfrequenz der Arbeitsfrequenz der Zirkulatoren welche geschichtet zur gedruckten Grundplatte 35

29 und 30 ist zwischen den äußeren Leiterklemmen angeordnet sind. 38 und 39 sind leitende Schichten,

31 und 32 angeordnet, um den Arbeitsfrequenz- die auf die Außenseite der Ferritplatten 36 und 37

bereich zu erweitern. Eine Reihenschaltung eines durch Verdampfung oder andere passende Methoden

Absorptionswiderstandes 26 und eines Netzwerkes ₅₅ aufgebracht sind. Die Ferritplatten sind beidseitig

25, welches die Signale im nicht reziproken Arbeits- der gedruckten Grundplatte 35 geschichtet und so

frequenzbereich durchläßt und die Signale außerhalb befestigt, daß jedes Ende der sich netzartig schnei-

dieses Bereiches sperrt, ist zwischen die Klemmen 33 denden Leiter 40, 41 und 42 in Kontakt mit jedem

und 34 der zwei Zirkulatoren 29 und 30 geschaltet. der verlängerten Enden 43 (nicht gezeigt), 44, 45,

Um die Zeichnung zu vereinfachen, sind die Ein- 60 43', 44' und 45' der äußeren Leiter 38 und 39 gegangsklemmen 21 und die Ausgangsklemmen 23 ent- bracht wird und die Enden der Leiter miteinander sprechend Fig. 7b in Fig. 7a nicht gezeigt. Die durch Löten verbunden werden, schraffierten Linien in Fig. 7a zeigen die äußeren Fig. 10a zeigt ein Muster der gedruckten Grund-Leiter, welche Klemmenleitungen 31 und 32 auf- platte 35, bei welchem auf einer dünnen Isolierweisen. 65 schicht 46 auf der Oberseite drei gleiche parallele

Dieser Richtungsleitungskreis kann als Ersatz- Leiter 47, 48 und 49 aufgedruckt sind, wie es durch

schaltung entsprechend Fig. 7c ausgedrückt werden. voll ausgezogene Linien in der Zeichnung gezeigt ist

Wie in dieser Figur gezeigt, ist der Kreis als sytn- Auf der Rückseite der Isolierschicht 46 sind drei

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gleiche parallele Leiter 47', 48' und 49' in einer Lage aufgedruckt, wie sie durch gestrichelte Linien gezeigt ist. Diese Leiter auf der Ober- und Unterseite der Isolierschicht sind, wie in Fig. 10b gezeigt, durch Lochlötungen miteinander verbunden. Klemmen des Zirkulators sind mit dem inneren Leiter verbunden, welcher sich in einer Lage entgegengesetzt zur Lage der verlängerten Teile der äußeren Leiterschicht befindet.

Durch die Anwendung eines solchen Musters von inneren Leitern kann die Arbeitsweise von Zirkulatoren mit zusammengeballten Elementen verbessert werden. Jeder der mit jeder Klemme verbundenen Leiter ist gegen alle anderen isoliert und schneidet diese so, daß ein Netz- oder Gitterwerk mit hoher Symmetriegenauigkeit gebildet wird.

Fig. Iia und 11 b zeigen eine andere Ausführungsform des Musters der gedruckten inneren Leiter.

Die Leiterstücke auf der Vorder- und Rückseite der dünnen Isolierschicht haben die Formen, wie sie in den Fig. 11a und 11 b zu sehen sind. Durch Lochlötungen sind die Leiterstücke 53 und 53', 54 und 54', 55 und 55', 56 und 56', 57 und 57', 58 und 58', 59 und 59', 60 und 60', 61 und 61', 62 und 62', 63 und 63' und 64 und 64' miteinander verbunden.

Es ist auch möglich, die Leiterstücke an Stellen des Überlappens zu vergrößern, um eine statische Kapazität zwischen den Stücken äquivalent einzuführen.

LJm die erfindungsgemäße Richtungsleitung auf UHF-Kanäle anzuwenden, bei denen viele Kanäle in dichter Folge auftreten und bei welchen eine Trennung der niedrigeren Kanäle und der höheren Kanäle, wie sie vorher im Zusammenhang mit den VHF-Kanälen erklärt wurde, unmöglich ist, können eine Vielzahl von Einheiten der erfindungsgemäßen Richtungsleitung in Kaskade geschaltet werden.

F i g. 12 zeigt ein Schaltbild einer Kaskadenschaltung zweier Richtungsleitungskreise. In dieser Figur sind 65 und 66 zwei Einheiten von erfindungsgemäßen Richtungsleitungen mit Zirkulatoren 67 bzw. 68, wobei die Arbeitsfrequenzbereiche der zwei Zirkulatoren leicht voneinander abweichen und zueinander benachbart liegen. In dieser Ausfüh.ungsform können die Störwellen, welche an den Empfängerklemmen 71 erscheinen, durch die Absorptionswiderstände 69 und 70 in einem weiten Frequenzbereich absorbiert werden. 74 und 75 sind Zweipole mit Reihen resonanz.

ίο Fig. 13 zeigt eine Übertragungscharakteristik einer Breitbandrichtungsleitung, bei welcher vier Einheiten von Richtungsleitungen in Kaskade geschaltet wurden, um eine nicht reziproke Arbeitsweise von VHF 50 bis 300 MHz zu erreichen.

Wie aus der vorangegangenen Erklärung klar zu verstehen ist, weist die erfindungsgemäße Richtungsleitung große Vorteile nicht nur dadurch auf. daß die Einrichtung der Zirkulatoren selbst so verbessert wird, daß die Einfügungsdämpfung über einen sein weiten Frequenzbereich, welcher sich über den Arbeitsbereich hinaus erstreckt, vermindert wird, sondern daß auch ein sehr einfacher und miniaturisierter Aufbau im Vergleich mit der konventionellen Vorrichtung erreicht werden kann. Weiter ist durch

λ$ die Verwendung der Technik gedruckter Schaltungen für den inneren Leiter des Zirkulators die Einheitlichkeit des Wellenwiderstandes der Richtungsleitung stark verbessert. Hierdurch sind Herstellung und Einstellung leicht, so daß die Ergiebigkeit sehr verbessert ist und die Massenproduktion der Vorrichtungen sehr einfach werden kann. Es ist weiter möglich, den Vorteil geringer Herstellungskosten zu erreichen.

Die erfindungsgemäße Richtungsleitung kann bequem auf eine Zweigeinheit für ein Fernsehempfangssystem mit Gemeinschaftsantenne angewendet werden. Ihre Nützlichkeit ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und sie ist brauchbar für alle Anwendungen als Richtungsleitung im üblichen Nachrichtenübertragungsbereich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

1 2 einen sehr weiten Frequenzbereich, kleine Verluste Patentansprüche: in Vorwärtsrichtung und genügend hohe Rückwärts verluste im gewünschten Frequenzbereich aufweisen,

1. Richtungsleitung mit Zirkulator, dadurch wodurch eine Einstreuung in andere Empfänger vergekennzeichnet, daß der Zirkulator(12) 5 mieden wird, wenn die Richtungsleitung im Zuauf einem Erdleiter (22) befestigt ist, ein äußerer sammenhang mit Fernsehempfängern benutzt wird. Leiter (13, 13¹) des Zirkulators (12) hoch- Infolge der bemerkenswerten Zunahme der Anzahl frequenzmäßig gegen den Erdleiter (22) isoliert von Fernsehempfangsausrüstungen sind die Störunist, ein Zweipol (24) eine Reihenresonanz bei gen für einen Fernsehempfänger, welche durch die einer Frequenz in der Mitte des Arbeitsfrequenz- io Ausstrahlung örtlicher Schwingungsfrequenzen entbereiches des Zirkulators aufweist und zwischen stehen, die von anderen Fernsehempfangsvorrichtunden äußeren Leiter und den Erdleiter geschaltet gen im benachbarten Bereich erzeugt werden, ein ist und daß ein Absorptionswiderstand (26) zwi- großes zu lösendes ProWem geworden. Diese Art sehen eine (18) von mehreren Klemmen (16, 17, von Störungen stellt ein besonders wichtiges Problem 18) des Zirkulators und den Erdleiter geschaltet 15 für Empfänger in Bereichen geringer Feldstärke und ist, wobei die anderen Zirkulatorklemmen (16,17) in Wohnhäusern oder hohen Gebäuden dar, wo die zusammen mit dem Erdleiter die Eingangs- und Empfänger durch eine Gemeinschaftsantenne ge-Ausgangsklemmen (21, 23) der Richtungsleitung koppelt sind.

bilden. Um die gegenseitige Störung von Fernsehempfän-

2. Richtungsleitung nach Anspruch 1, dadurch 20 gern, insbesondere in Form von Schwebungsfreqengekennzeichnet, daß der Absorptionswiderstand zen, welche an einer Gemeinschaftsantenne betrie-(26) zwischen eine (18) von mehreren Klemmen ben werden, zu unterdrücken, wird zum Anschluß (16, 17, 18) des Zirkulators (12) und einen äuße- des Empfängers an die Antenne im Abzweigpunkt ren Leiter (13') des Zirkulators (12) geschaltet ist. von der Hauptzuleitung der Gemeinschaftsantenne

3. Richtungsleitung nach Anspruch 1 oder 2, 25 eine Abzweigeinheit mit Richtwirkung benutzt. Die dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweiten Abzweigeinheit mit Richtwirkung besteht im allge-Zweipol (25) enthält, welcher Signale im Arbeits- meinen aus einem Koppler mit Richtwirkung oder frequenzbereich des Zirkulators (12) mit geringer aus einer Kombination eines Zirkulators mit Filtern, Dämpfung durchläßt und eine große Impedanz, um eine gerichtete Übertragungscharakteristik für welche fast unendlich groß ist, für Signale dar- 30 die Welle zu erzielen. Der vorgenannte gerichtete stellt, deren Frequenzen außerhalb des Arbeits- Koppler hat den Nachteil, daß die Richtwirkung frequenzbereiches liegen, und daß dieser Zweipol auf etwa 10 bis 6 db begrenzt ist, da das Stehwellenin Reihe mit dem Absorptionswiderstand (26) verhältnis von Antennen normalerweise 2 bis 3 ist. liegt. Die letztere Kombination eines Zirkulators mit