193447. lajstromszámú szabadalom • Szélessávú nagyfrekvenciás koaxiális elosztó hálózat
193447 A találmány tárgya szélessávú nagyfrekvenciás koaxiális elosztó hálózat két terhelésnek egy generátorhoz történő illesztett aszimmetrikus csatlakozásához, amelynél a generátorra 1 : 2 elosztó áramkör csatlakozik. A nagyfrekvenciás technikában gyakran előfordul annak az igénye, hogy valamilyen nagyfrekvenciás generátornak a jelét koaxiális hálózaton keresztül szétosszák oly módon, hogy eközben valamennyi csatlakozási pont illesztett legyen. Ez az eset fordul elő például akkor, amikor egyetlen adóberendezéssel két vagy több antennát kell megtáplálni. Ilyen elosztó áramkörre van akkor is szükség, amikor több erősítőfokozatot kell egyetlen generátorral meghajtani. Az egyik leggyakrabban alkalmazott, ismert nagyfrekvenciás koaxiális elosztó hálózat az ún. 3 dB-es iránycsatoló. Ennek hoszszúsága az üzemi átviteli frekvenciatartománynak nagyjából közepére eső hullámhossznak a negyedével egyenlő. Ennek a 3 dB-es iránycsatolónak négy csatlakozása van, amelyek közül az egyik a bemenet, további két csatlakozás alkotja a két szétosztott kimenetet, amely kimeneteken a szétosztott nagyfrekvenciás jel egymáshoz képest 90°-os fázistolással jelenik meg, míg a negyedik csatlakozási pontra egy ún. ballaszt ellenállás csatlakozik. Abban az esetben, ha valamely kimeneti ponton a terhelés felöl reflektált jel jelenik meg, az a ballaszt ellenállásra és a bemenetre kerül, amely ezt a reflektált teljesítményt elnyeli, és ily módon ez a generátorra nem jut vissza. A 3 dB-es iránycsatoló ugyan a gyakorlatban jól bevált, annak azonban több hátránya is van. Egyik leglényegesebb hátránya, hogy a kisebb frekvenciatartományokban — 30-60 MHz között — olyan nagy geometriai méretek adódnak, amelyek jelentősen korlátozzák az alkalmazhatóságát. A korszerű berendezések méretei ma már annyira lecsökkentek, hogy azok méreteit már ezek a 3 dB-es iránycsatolók határoznák meg. További hátránya a 3dB-es iránycsatolónak, hogy annak relatív sávszélessége legfeljebb mintegy kétszeresre tehető. Ez a sávszélesség sok esetben nem elegendő, ezért ilyenkor lényegesen bonyolultabb koaxiális hálózatokat alkalmaztak. A találmány elé célul tűztük ki egy olyan szélessávú nagyfrekvenciás koaxiális elosztó hálózat kidolgozását, amelynek méretei lényegesen kisebbek az ismert 3 dB-es iránycsatoló méreteinél, ugyanakkor az átfogható sávszélesség jóval nagyobb, mintegy 5-7 szeres, továbbá amelynél a terhelésekről reflektált energia nem egy ellenálláson alakul hővé, ugyanakkor a reflektált jelek nem jutnak viszsza a generátorra. A kitűzött célt a bevezetőben körülírt szélessávú nagyfrekvenciás koaxiális elosztó hálózattal a találmány szerint úgy értük el, hogy az 1:2 elosztó áramkör egy-egy kimenetére szimmetrizáló áramkör csatlakozik, a 2 1 szimmetrizáló áramkörök szimmetrikus kimenetére egy-egy mindentá teresztő fázistoló hálózat bemenete van kapcsolva, amelyek kimenete az elosztó hálózat kimeneteit alkotja, és az átviteli tartományon belül az egyes fázistoló hálózatok egyazon frekvencián levő fázistolásának mértéke közötti különbség 90°ra van beállítva. Ennek a megoldásnak az az előnye, hogy a fázistoló hálózatok beiktatásával a korábbihoz képest lényegesen szélesebb sávban biztosítható a kimenetek közötti 90°-os fáziskülönbség, ugyanakkor a terhelésről reflektált jelek a generátor felé haladva további 90°-os fázistolást szenvednek, ami azt eredményezi, hogy a haladó és a reflektált jel közötti fáziskülönbség 180° lesz, és ily módon a reflektált jel az 1:2 elosztó áramkörön kioltódik és a haladó jelből kivonódik. Következésképpen a generátorra ez a reflektált jel nem kerülhet vissza. Az alkalmazott fázistoló hálózat önmagukban ismert mindentáteresztő hálózatok. Annak érdekében, hogy a kimenetek közötti fázistolás lehetőleg nagy sávszélességben 90°-os legyen, a találmány szerint az egyes fázistoló hálózatok soros induktívelemei, illetve keresztági kondenzátorai közötti arány La/Lf = Ca/Cf = 7. Célszerűen a fázistoló hálózatok hullámellenállása a kimenetűkre csatlakozó terhelések névleges hullámellenállásával egyenlő. A találmány szerinti elosztó hálózat üzemi frekvenciatartományának alsó határát az f. __ 1.14 ““ 2~ji*^/ La-Ca ' összefüggés, az üzemi frekvenciatartomány felső határát az f_ 1 uí 1,14-2- ji--\/Lf-Cf összefüggés határozza meg, ahol az La, illetve Lp az egyik fázistoló hálózat, illetve a másik fázistoló hálózat soros induktívelemeinek nagysága, a Ca, illetve Cf az egyik fázistoló hálózat, illetve a másik fázistoló hálózat keresztági kondenzátorainak értéke. Ezzel a méretezéssel elérhető, hogy a kimeneteken megjelenő jelek közötti 90°-os fáziskülönbség mintegy 5-7-szeres sávszélesség tartományon belül fenntartható. A találmány szerinti elosztó hálózat egy célszerű kiviteli alakjánál a szimmetrizáló áramköröket egy-egy koaxiális tápvonal-szakasz alkotja, amelyek hossza Ki-/r ahol a A.Ü min az üzemi frekvenciatartomány felső határához (f#) tartozó hullámhossz, és a tápvonal-szakasz szigetelőjének relatív dielektromos állandója. Annak érdekében, hogy a szimmetrizáló áramkör is lehetőleg szélessávú legyen, a tápvonal szakaszok vas-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 T
