192933. lajstromszámú szabadalom • Szélessávú, nagy frekvenciás, koaxiális iránycsatoló
3 192933 4 A találmány tárgya szélessávú, nagyfrekvenciás, koaxiális iránycsatoló, amelyben egy fővonal, és a fővonallal párhuzamosan húzódó csalolóvonal van, a csatolóvonal egyik végén a Z« hullámellenállásával egyenlő értékű ellenállással van lezárva, a csatolóvonal másik vége az iránycsatoló kimenetét alkotja, amely kimenet a csatolóvonal Zo hullámellenálláséval egyenlő ellenállású áramkörrel van lezárva, és a csatolóvonal l hosszúsága a csatolandó minimális Xmin hullámhossznak legfeljebb 0,1-szerese. Olyan iránycsatolókat, amelyeknek a csatolóvonala rövidebb, mint a tápvonalon vezetett nagyfrekvenciás jel hullámhosszának tizedrésze, széles körben alkalmaznak. Az iránycsatoló segítségével meghatározható a tápvonalon továbbított energia nagysága és iránya, illetve segítségükkel meghazározható az állóhullámarány, de segítségükkel különböző mérőjelek nyerhetők, amelyek a koaxiális tápvonalon haladó nagyfrekvenciás energia nagyságával arányosak. A hullámhossz tizedrészénél rövidebb csatolóvonalú iránycsatoló kimenetén megjelenő csatolt feszültség a frekvencia függvényében gyakorlatilag lineárisan változik, és a változás meredeksége 6 dB/oktáv. Látható tehát, hogy a csatolt feszültség a frekvencia függvényében meredeken változik, a hullámhosszhoz képest ilyen rövid iránycsatoló szélesebb frekvenciatartományban nem használható. Számos esetben szükség lenne olyan irânycsatolôça, ' amelynek sávszélessége viszonylag nàgy» vagyis, amelynél a csatolt feszültség egy meghatározott széles frekvenciatartományban egy meghatározott szűk ingadozás tartományban marad. Ismeretesek szélessávú iránycsatolók, amelyeknek azonban az a hátrányuk, hogy a csatolóvonal hossza legalább a hullámhossz negyedével, vagy annak többszörösével egyenlő. Ezek az iránycsatolók nagyon nagy méretűek, és az alkalmazásukat jelentősen korlátozza. A találmány elé célul tűztük ki egy olyan szélessávú, nagyfrekvenciás, koaxiális iránycsatoló kidolgozását, amelynél a csatolóvonal az alkalmazott legrövidebb hullámhossznak legfeljebb egy tizedrésze, ugyanakkor, a kimenetén megjelenő feszültség ingadozása mintegy 4-5-szörös átfogású frekvenciatartományban gyakorlatilag állandó marad. A jelen találmány szempontjából állandó értékűnek tekintjük azt a csatolt feszültséget, amely az adott sávszélességtartományban legfeljebb mintegy 1 dB-t ingadozik. A kitűzött célt a bevezetőben körülírt koaxiális iránycsatolóval a találmány szerint úgy értük el, hogy a kimenettel egy ellenállás és egy kondenzátor soros kapcsolása van párhuzamosan kapcsolva. Ismeretes, hogy egy egymással sorbakapcsolt ellenállásnak és kondenzátornak az impedanciája a frekvencia növekedésével 6 dB/oktáv meredekséggel csökken. Ez az impedancia-változás az iránycsatolónak a frekvencia függvényében 6 dB/oktáv meredekséggel növekvő feszültségét kompenzálja oly módon, hogy egy meghatározott sávszélességű frekvenciatartományban a kimeneten megjelenő jel gyakorlatilag állandó szintű marad. A találmány szerinti elrendezésnél a kondenzátort úgy kell méretezni, hogy annak kapacitása: X min’ C=2,92 10-*° • ——j— és az ellenállás értéke 1 R-1,92 10-» ----------C, ahol az R és Zo _n.-ban, az 1 és X*inin-ben, és a C F-bari helyettesítendő. A kondenzátornak és az ellenállásnak ezzel a méretezésével elérhető, hogy az iránycsatoló által adott csatolt feszültség frekvenciafüggvényében történő emelkedését a kondenzátor és ellenállás soros kapcsolása optimálisan kompenzálja. További sávszélesség növekedést érhetünk el abban az esetben, ha az iránycsatoló kimenetével a találmány szerint egy induktiv elem is párhuzamosan van kapcsolva. Ennek az induktív elemnek célszerűen L=0,189 C Z 2 O, ahol az L H-ben, C F-bari és ZofL ban helyet- Lesitndő. Ezzel az induktív elemmel a frekvenciatartomány alsó határát bővíthetjük. Ezzel a megoldással mintegy ötszörös frekvencia-átfogású sávszélességet érhetünk el, m közben a kimeneti feszültség ingadozása az I dB-t nem haladja meg. A találmány szerinti szélessávú, nagyfrekvenciás, koaxiális iránycsatolót az alábbiakban a mellékelt rajz segítségével ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti, kompenzált iránycsatoló vázlatos felépítését mutatja, a 2a. ábra egy kompenzálatlun, rövid iránycsatoló kimeneti feszültségének a frekvencia-függvényében történő változását mutatja, a 2b. ábrán egy soros ellenállás-kondenzátor impedenciájának karakterisztikája látható, míg a 2c. ábrán a nagy sávszélességű, kompenzált kimeneti jel karakterisztikája látható. Az 1. ábrán egy koaxiális tápvonal látható vázlatosan, amelynek 5 köpenye, ezen belül 4 fővonala van. A 4 fővonallal párhuzamosan, ar 5 köpenyen belül helyezkedik el a 9 csaté lóvonal. A 9 csatolóvonul egyik vége 6 ellenállással van lezárva. A 6 ellenállás értéke.' a 9 csatolóvonal hullámellenállásával egyező értékű. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
