DE2639348C2 - Schaltungsanordnung zum gegenseitigen entkoppelten Anschalten mehrerer Sender unterschiedlicher Sendefrequenzen an ein Antennensystem - Google Patents
Schaltungsanordnung zum gegenseitigen entkoppelten Anschalten mehrerer Sender unterschiedlicher Sendefrequenzen an ein AntennensystemInfo
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Description
Antennensystem w übertragen. Ein weiteres Ziel der
Erfindung ist es, die Schaltungsanordnung ferner so auszubilden, daß sie einfach aufzubauen ist und nur
einen geringen Platzbedarf erfordert
Die Erfindung erreicht das gestellte Ziel dadurch, daß
zum Anschalten von vier Sendern (51 bis 54) an ein aus
vier gleichen Einzelantennen (Al bis A4) mit Richtwirkung bestehendes Antennensystem vier 3-dB-Koppler
(Kl bis K 4) vorgesehen sind, wobei an die Eingänge zweier Koppler (K 1, K3) je ein Sender (S t,
52 und 53, 54) und an die Ausgänge der beiden anderen Koppler (K2, KA) je eine Antenne (A 1, A 2
und Λ3, A4) angeschlossen ist und die Koppler mit
ihren anderen Ein- und Ausgängen miteinander zu einem Ring zusammengeschaltet sind, wobei jeweils ein
Ausgang eines Kopplers mit einem Eingang des benachbarten Kopplers verbunden ist und jeweils auf
einen mit Sendern verbundenen Koppler ein mit Antennen verbundener Koppler folgt (F i g. 1).
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7
angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden an einc^m Ausführungsbeispiel
einer Schaltungsanordnung zum Anschalten von vier Funksendern an ein Antennensystem
anhand der Figuren näher erläutert und beschrieben.
Fig. 1 zeigt das elektrische Schaltbild der beispielsweisen Schaltungsanordnung nach der Erfindung;
F i g. 2 zeigt die räumliche Anordnung der Antennen nach der F ig. 1;
F i g. 3 zeigt den stockwerkartigen Aufbau mehrerer gleicher Schaltungsanordnungen, wie in der Fig.2
dargestellt
In der Fig. 1 bezeichnen Kl bis K4 die vier
3-dB-Koppler. Die vier 3-dB-Koppler Kl bis K 4 sind
jeweils mit dem einen Eingang 1 und dem diagonal gegenüberliegenden Ausgang 2 in Reihe hintereinandergeschaltet
und bilden so eine zweite Brückenschaltung. Das Antennensystem, an welches die vier Sender
51 bis 54, von denen jeder auf eine andere Sendefreqrenz fest abgestimmt ist angeschaltet sind,
besteht nach der Erfindung aus vier Einzelantennen A1 bis A 4. Die vier Einzelantennen Al bis A4 sowie die
vier Sender 51 bis 52 sind je paarweise an den jeweils
anderen Eingang 3 sowie an den jeweils anderen Ausgang 4 der 3-dB-Koppler Kl bis K 4 angeschaltet
Die Anschaltung ist dabei nach der Erfindung ferner so vorgenommen, daß je zwei Sender 51,52; 53,54 bzw.
je zwei Einzelantennen A1, A 2; A 3, A 4 mit dem Ein-
und Ausgang 3,4 der beiden übernächsten 3-dB-Koppler K I, K 3 bzw. K 2, K <S verbunden sind
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung mit vier
3-dB-Kppplern unterscheidet sich somit von den z, B,
aus dem Kathrein-Prospekt: »3-dB-Koppler«, herausgegeben
im Oktober 1969, oder aus dem Anspruch 2 der
DT-AS J219 999 bekannten Schaltungen mit 3-d3-Kopplem
dadurch, daß sie keinen Belastungswiderstand aufweist Demgegenüber haben alle bekannten Schaltungsanordnungen
von 3-dB-Kopplern zum rückwirkungsfreien
Zusammenschalten zweier Sender und einer Antenne einen Belastungswiderstand, der einen
Verlustwiderstand darstellt
Dies hat zur Folge, daß die von den Sendern auf die Antennen übertragene Sendeleistung um etwa 6 dB
gedämpft wird. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
sind hingegen diese Belastungswiderstände jeweils durch einen Sender oder eine Antenne ersetzt
Die Sendeleistung wird infolgedessen nahezu ungedämpft auf das Antennensystem übertragen. Dies
bedeutet, daß zum Erreichen der gleichen abgestrahlten Antennenleistung wie bei den bisher bekannten
3-dB-Kopplern die Sendeleistung eines jeden Senders 51 bis S4 nur etwa den vierten Teil derjenigen
betragen muß, die bei den bekamrten Anordnungen
erforderlich ist
In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind die vier Brückenzweige der
vier 3-dB-Koppler Kl bis K4 jeweils mit drei
Leitungen der Länge λ/4 sowie einer Leitung der Länge
3 A/4 aufgebaut Vorzugsweise werden als Leitungen Koaxialleitungen verwendet Die Leitungen stellen für
die zu übertragenden Frequenzen jeweils nur eine sehr
geringe Dämpfung dar.
Die Eingangs- bzw. Ausgangswiderstände der Einzelantennen
At bis Λ 4 und der Sender 51 bis 54 sind
untereinander gleich und an den Wellenwiderstand der 3-dB-KoppIerX:i bis K 4 angepaßt
Als Einzelantennen A 1 bis A 4 sind weiter Richtantennen
vorgesehen. Die Richtantennen sind insbesondere als λ/2 Dipole ausgebildet die als 90°-Winkelreflektorstrahler
mit senkrechter Polarisation ausgelegt sind.
Jede dieser Richtantennen hat somit innerhalb eines Sektors von etwa 90" eine keulenförmige Charakteristik
der Strahlung, die in den beiden ±45°-Strahlrichtungen zur Hauptstrahlrichtung urn 3 dB geringer ist
Die Richtantennen At bis A4 sind räumlich so
aufgestellt daß die Hauptstrahlrichtungen von je zwei Richtantennen Ai, A3 bzw. A2, A4 zueinander
entgegengesetzt sind. Ferner so, daß die Hauptstrahlrichtungen beider Antennengruppen Al, A3 bzw. A 2,
A 4 senkrecht zueinander stehen.
Die getroffene Anordnung der Richtantennen ergibt für die vier Sender 51 bis 54 folgende relativen
Phasenlagen an den Richtantennen A 1 bis A 4:
5,:
Ai | 0 | S2: | A1 | π | S3. | A, | 0 | S4: | Α\ | 0 |
A2 | 0 | A2 | π | A2 | π | A2 | π | |||
A3 | π | A3 | η | A3 | π | A3 | 0 | |||
Aa | 0 | A4 | 0 | A4 | π | A4 | 0 |
In den Zentren der Überschneidungsgebiete je zweier Richtantennen z. B. A MA 2; A 31A 4 können somit
Strahlungsminima und damit Feldstärkeminima auftreten.
Diese werden vermieden, wenn in Weiterbildung der erfindungsgemaßen Schaltungsanordnung zwei der
in entgegengesetzter Rirhtung strahlenden Richtantennen,
z. B. A 2, A 4, über ein Laufzeitglied L etwa um A/4
größere Leitungslänge an die 3-dB-Koppler K 2, K 4 angeschlossen werden als die beiden anderen Richtantennen/4
1./4 3.
An den vier Richtantennen A 1 bis A 4 ergeben sich dann folgende relativen Phasenlagen:
S1: As O .V::
A1 r.ll
Ay -
Ax nil
In den Überlappungsgebieten der Richtantennen A 1 bis A 4 treten damit um /Z größere Feldstärken auf, als
sie an der gleichen Stelle von einer Richtantenne erzeugt werden. Die vier Richtantennen erzeugen dann
ein annähernd kreisförmiges Summen-Richtdiagramm.
Ein besonders günstiger platzsparender sowie übersichtlicher Aufbau der Schaltungsanordnung wird
erreicht, wenn die vier als Winkelreflektorantennen ausgebildeten Richtantennen A 1 bis A 4 sowie die vier
3-dB-Koppler K 1 bis K 4, wie die F i g. 2 zeigt, zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind. Die vier 3-dB-Koppler
Ki bis K 4 sind hierbei zweckmäßig zwischen den
im rechten Winkel zueinander aufgestellten vier Richtantennen A 1 bis A 4 angeordnet. Die zugehörigen
vier Sender 5 t bis S4 können von der Baueinheit entfernt an günstiger Stelle aufgestellt werden und sind
über Verbindungskabel an die 3-dB-Koppler angeschlossen.
Sind in einem Funkverkehrsbereich eine größere Zahl von Sprechkanälen vorgesehen und dementsprechend
mehrere Sender und Sendeantennen mit 3-dB-Kopplern erforderlich, so werden mehrere der vorstehend
beschriebenen Baueinheiten stockwerkartig übereinander aufgestellt. Vorteilhafterweise werden dazu die
26 | 39 | 348 | A, | O | nil | 6 | A1 | O | |
A2 | 3 | Sy | 3,τ/2 | ||||||
A1 | η | Sy: | Ay | IT | nil | Ay | O | ||
A) | in/2 | A, | 3 | Ai | nil | ||||
Ay | .7 | ||||||||
Ai | η/1 | ||||||||
jeweils vier Richtantennen A \ bis A 4 jeder Gruppe untereinander in gleicher Höhe an einem als Tragrohr
vorgesehenen Hohlrohr geeigneten Durchmessers
to sowie passender Wandstärke befestigt. Die zu jeder Antennengruppe gehörenden vier 3-dB-Koppler, die
z. B. mit konzentrischen Leitungen aufgebaut sind, werden im Innern des mit Durchführungen versehenen
Tragrohres angebracht. Um möglichst kurze Verbin-
r, dungsleitungen zwischen den 3-dB-Kopplern K 1 bis K4 und den angeschlossenen Sendern Sl bis 54 zu
erhalten, empfiehlt es sich, in diesem Falle die Sender auf der gleichen Stockwerkshöhe wie die 3-dB-Koppler
und die Sendeantennen aufzustellen.
>o Liegen die verwendeten Sendelrequenzen im Bereich
von etwa 450 MHz, so können beispielsweise zwölf der beschriebenen Baueinheiten mit je vier Sendern, vier
Richtantennen und vier 3-dB-Kopplern in einem Turm von nur etwa 3 in Hohe untergebracht werden.
_>-, Verwendet man ferner als Richtantennen A \ bis /\ 4
Winkelreflektoramennen, die den bekannten Corner-Reflektorantennen
ähnlich sind, mit einem öffnungswinkel von etwa 0,7 χ 0,7 Metern, so ergeben sich als
Grundflacne für den Turm etwa 2 χ 2 m.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Schaltungsanordnung mm gegeneinander entkoppelten Anschalten mehrerer Sender unterschied-
lieber Sendefrequenzen an ein Antennensystem mittels 3-dB-Kopplern mit je zwei Eingängen und
Ausgängen, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Anschalten von vier Sendern (S 1 bis 54) an ein aus vier gleichen Einzelantennen (At bis A 4) mit
Richtwirlcung bestehendes Antennensystem vier 3-dB-Koppler (K ibis K 4} vorgesehen sind, wobei
an die Eingänge zweier Koppler (Kt, K 3) je ein Sender (Sl, S2 und S3,54) und an die Ausgänge
der beiden anderen Koppler (K% KA) je eine
Antenne (Ai, A 2 und A3, Λ4) angeschlossen ist
und die Koppler mit ihren anderen Ein- und Ausgängen miteinander zu einem Ring zusammengeschaltet sind, wobei jeweils ein Ausgang eines
Kopplers mit ernenn Eingang des benachbarten Kopplers i-irbunden ist und jeweils auf einen mit
Sendern verbundenen Koppler ein mit Antennen verbundener Koppler folgt (F i g. 1).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einzelantennen (A 1—A4)
mit Richtwirkung vertikal polarisierte Winkelreflektorantennen mit keulenförmigem Richtdiagramm
vorgesehen sind, die so aufgestellt sind, daß die Richtdiagramme je zweier Winkelreflektorantennen
entgegengesetzt zueinander sowie senkrecht zu den Richtdiagrammen der beiden anderen Winkelreflektorantennen ausgerichtet sind
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungswinkel des Richtdiagramms jeder Winkelreflektorantenne
(Al-A4)90° ist
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungswinkel der Richtdiagramme jeder Winkelreflektorantenne
(At-A4) größer als 90° so gewählt ist, daß die
Strahlungsintensität der Richtdiagramme bei ±45° Abweichung von der Haupt- und Symmetrieachse
annähernd um 3 dB kleiner als diejenige der Hauptachse ist
5.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Erreichen eines annähernd kreisförmigen Richtdiagramms der vier Winkelreflektorantennen (Ai-A4) zwischen zwei der
Winkelreflektorantennen entgegengesetzter Strahlungsrichtung und den Eingang bzw. den Ausgang
des mit diesen Winkelreflektorantennen beschalteten 3-dB-Kopplers je ein λ/4-Laufzeitglied eingeschaltet ist
6. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn-
zeichnet, daß die vier Winkelreflektorantennen (Al-A4) in einer Ebene liegend an einem
Tragrohr befestigt und die vier zugehörigen 3-dB-Koppler im Innern des Tragrohres untergebracht sind.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen von je vier Winkelreflektorantennen (Ai-A4) mit den dazugehörenden 3-dB-Kopplern übereinander an einem
gemeinsamen Tragrohr angeordnet sind. b5
Pie Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung zum gegenseitigen entkoppelten Anschalten
mehrerer Sender unterschiedlicher Sendefrequenzen an ein Antennensystem mittels 3-dB-Koppler mit je zwei
Eingängen und Ausgängen,
Funknetze, die ein dicht besiedeltes Gebiet, beispielsweise eine Großstadt, mit sehr vielen beweglichen
Funkteünehmern funkmäßig versorgen sollen, benötigen dementsprechend viele Funksprechkanäle, Nur
dadurch kann ein reibungsloser Funkverkehr mU kurzen
Wartezeiten beim Aufbau einer Funksprechverbindung zwischen einem Drahtteilnehmer des Fernsprechnetzes
und einem Funkteilnehmer des Funknetzes und umgekehrt erreicht werdea Eine Vielzahl von Sprechkanälen bedingt aber auch den Einsatz entsprechend
vieler Funksender und Funkempfänger, da für jeden Sprechkanal ein eigener Funksender und Funkempfänger erforderlich sind
Sieht man für jeden Funksender eine eigene
Sendeantenne vor, so bereitet die Ankopplung eines Senders an seme Sendeantenne keine Schwierigkeiten.
Auch ist die Ankopplungsdämpfung gering, und es können Sender kleinerer Leistung eingesetzt werden.
Jedoch sind in diesem Falle bei vielen Funksendern entsprechend viele Sendeantennen erforderlich. In dicht
besiedelten Gebieten und daher beschränkten Platzverhältnissen ist es aber sehr schwierig, wenn nicht
unmöglich, mehrere* Sendeantennen auf engstem Räume so aufzustellen, daß zum einen im gesamten
Sendegebiet eine gleichmäßige Feldstärkeverteilung erreicht wird und daß zum anderen die Sendeantennen
sich gegenseitig nicht beeinflussen und somit Rückwirkungen auf die angeschlossenen Funksender auftreten,
die z. B. Intermoduiationen in den Endstufen hervorrufen.
Schaltet man, um die Zahl der Sendeantennen herabzusetzen, mehrere Funksender an eine gemeinsame, entsprechend breitbandige Sendeantenne, so muß
das Anschalten über Entkopplungsglieder erfolgen, um
Rückwirkungen auf die Endstufen sr-i vermeiden. Ist der
Frequenzabstand zwischen den einzelnen Sendefrequenzen hinreichend groß, können als Entkopplungsglieder Frequenzweichen, wie sie beispielsweise aus der
DE-PS 7 11 668 und der DE-AS12 33 513 bekannt sind
die nur eine geringe Durchlaßdämpfung aufweisen, vorgesehen werden. Die Leistung der Funksender kann
dann ebenfalls klein gehalten werden. Liegen die Sendefrequenzen jedoch dicht beeinander, so ist eine
Entkopplung mit Frequenzweichen nicht mehr möglich. In diesen Fällen sind zum Anschalten mehrerer
Funksender an eine gemeinsame Sendeantenne sogenannte 3-dB-Koppler erforderlich, beispielsweise bekannt aus der FR-PS14 55 139. Diese haben aber wieder
den Nachteil, daß sie eine Kopplungsdämpfung von 3 dB aufweisen, so daß nur etwa ein Viertel der vom
Funksender abgegebenen Leistung an die Sendeantennen gelangt Um im Sendegebiet die gleiche Feldstärke
wie bei direkter Ankopplung von vier Funksendern an vier einzelne Sendeantennen zu erhalten, muß deshalb
die Leistung der Sender um etwa das Vierfache höher sein.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher eine Schaltungsanordnung zum gegenseitigen entkoppelten
Anschalten mehrerer Funksender unterschiedlicher Sendefrequenzen an ein gemeinsames Antennensystem
mittels 3-dB-Kopplern mit je zwei Eingängen und Ausgängen, die es ermöglicht, die volle Ausgangsleistung der Funksender nahezu ungeschwächt auf das
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Date | Code | Title | Description |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: FELTEN & GUILLEAUME FERNMELDEANLAGEN GMBH, 8500 NU |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, 2000 HAMBURG, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |