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Gemeinschaftsantennenanlage für Rundfunk-und/oder Fernsehempfang Die
Erfindung bezieht sich auf eine Gemeinschaftsantennenanlage für Rundfunk- und/oder
Fernsehempfang mit in den Verlauf einer für die Übertragung in allen Rundfunk- und/oder
Fernsehbereichen gemeinsamen Verteilungsleitung eingeschalteten Anschlußstellen
für die Zuleitungen zu den Teilnehmergeräten.
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Es ist bekannt, die zur Auskopplung der Antennenenergie dienenden
Anschlußstellen durch die Einschaltung ohmscher Widerstände gegeneinander zu entkoppeln
und dabei gleichzeitig die durch diese Auskopplungsstelle hervorgerufene Störung
im Wellenwiderstandsverlauf möglichst zu beseitigen.
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Die Entkopplung mittels ohmscher Widerstandsglieder hat jedoch den
Nachteil, daß die Empfangsenergie stark gedämpft wird und dadurch eine größere Anzahl
von Antennenverstärkern bzw. Antennenverstärker mit hohen Ausgangsspannungen notwendig
sind.
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Es ist auch bekannt, sofern an die gemeinsame Verteilungsleitung Empfänger
für verschiedene Frequenzbereiche angeschlossen sind, diese durch meist in die Teilnehmeranschlußdose
eingebaute Filterglieder und Weichenanordnungen zu entkoppeln. Diese Weichenanordnungen
bzw. Filter lassen nur im gewünschten Frequenzbereich eine Energieauskopplung zu,
während sie für die zu sperrenden Frequenzen derart hochohmig sind, daß eine Auskopplung
von Energie in den gesperrten Frequenzbereichen unterbleibt, jedoch wird im Durchlaßbereich
auch bei Filter- bzw. Weichenanordnungen Energie ausgekoppelt, die stets noch durch
die Filter- bzw. Weichenanordnung eine zusätzliche Dämpfung erfährt. Im Durchlaßbereich
sind diese Filter bzw. Weichen ferner meist nicht so hochohmig, daß sie keine Störung
für den Verlauf der Verteilerleitung bedeuten würden, so daß zusätzlich zu den Filter-
und Weichenanordnungen noch Entkopplungswiderstände notwendig sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den genannten Schwierigkeiten bei der
Auskopplung der Empfangsenergie zu begegnen und die bei den bekannten Anlagen dieser
Art auftretenden Nachteile zu vermeiden.
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Erreicht wird dies dadurch, daß das Problem der Energieauskopplung
und der gegenseitigen Entkopplung der Teilnehmergeräte auf gänzlich andere Weise
gelöst wird als bisher. Während bisher zur Auskopplung der von den Teilnehmergeräten
benötigten Antennenspannung im wesentlichen nur passive Widerstandsnetzwerke verwendet
wurden, wird gemäß der Erfindung bei Anlagen der eingangs genannten Art die Ankopplung
der Empfangsgeräte an die Verteilungsleitung über Transistoren vorgenommen, die
zwischen Verteilungsleitung und Empfangsgerät eingeschaltet sind, wobei die Verteilungsleitung
neben den hochfrequenten Wechselspannungen des Rundfunk- und Fernsehbereiches auch
die Betriebsspannung für die Transistoren führt. Die Erfindung ermöglicht es, an
Stelle der bisher mit einer Dämpfung behafteten Auskopplung eine Verstärkung der
für die einzelnen Teilnehmer ausgekoppelten Energie vorzunehmen, wobei die Durchgangsdämpfung
längs der Verteilungsleitung wesentlich niedriger gehalten werden kann und damit
die Energiebilanz längs der Leitung wesentlich günstiger zu gestalten ist. Es können
dadurch weit mehr Teilnehmer nacheinander an eine Verteilungsleitung angekoppelt
werden bzw. bei gleichbleibender Teilnehmerzahl Antennenverstärker eingespart werden
oder ganz entfallen. Dabei ist für die Zuführung der Betriebsspannung zu den einzelnen
Transistoren praktisch kein zusätzlicher Aufwand notwendig, weil die übertragung
dieser niedrigen Gleichspannungen ohne Gefährdung gemäß einem weiteren Merkmal der
Erfindung über die die hochfrequenten Wechselspannungen führenden Verteilungsleitungen
erfolgen kann. Dort, wo eine Trennung von Hochfrequenzspannung und Gleichspannung
erfolgen soll, kann diese in einfacher Weise durch Verblocken mittels Kondensatoren
oder durch Verdrosselung mit die Hochfrequenz sperrenden Spulen erfolgen.
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Für die Schaltung der Transistoren ergeben sich verschiedene Möglichkeiten.
Zur Anwendung im Rahmen der Erfindung sind besonders solche Schaltungsarten geeignet,
deren Eingangsimpedanz möglichst hochohmig ist und bei denen die durch die Einschaltung
in den Verlauf der Verteilungsleitung hervorgerufene Störstelle deshalb möglichst
gering bleibt. Die Ausgangsimpedanz ist durch entsprechende
Dimensionierung
am zweckmäßigsten so gewählt, daß die Anpassung an die zu den Teilnehmergeräten
führende Anschlußschnur gewährleistet ist. Die für solche Aufgaben am besten geeignete
Schaltungsart für die Transistoren ist eine Kollektorschaltung, wobei der Kollektor
wechselstrommäßig mit dem Außenleiter, z. B. der koaxialen Verteilerleitung, verbunden
ist, während die Basis wechselstrommäßig an den Innenleiter der Verteilungsleitung
angeschlossen wird.
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Um eine möglichst rückwirkungsfreie Auskopplung der Antennenspannungen
zu ermöglichen, wird gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung
bei der Schaltung des Transistors ein eigener Neutralisationskreis vorgesehen, durch
den die Rückwirkungen der Empfängerseite in Richtung auf die Verteilungsleitung
kompensiert werden.
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Die Anordnung der Transistoren kann, ähnlich wie bei den Filter- und
Weichengliedern, innerhalb der Teilnehmeranschlußdose erfolgen. Es ist dabei zweckmäßig,
die Transistorstufe bereits fertig in die Teilnehmeranschlußdose einzubauen, so
daß Montage-oder Abgleicharbeiten beim Einbau der Teilnehmeranschlußdose nicht mehr
nötig sind. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit für die Anordnung der Transistorstufe
besteht darin, diese in den Verlauf der Teilnehmeranschlußschnur, vorzugsweise in
den Stekker für den Anschluß dieser Schnur an die Teilnehmeranschlußdose einzufügen.
Auf diese Weise ist es nicht notwendig, in jeder Dose von vornherein einen Transistor
anzuordnen, sondern die Transistoren sind nur in den Anschlußkabeln zu finden, bei
denen sie tatsächlich benötigt werden. Dies ist insbesondere in solchen Fällen vorteilhaft,
in denen nicht alle Teilnehmer ihren Anschluß an die Gemeinschaftsantennenanlage
benutzen.
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Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit für die Anwendung von Transistoren
bei den erfindungsgemäßen Gemeinschaftsantennenanlagen besteht darin, daß die bei
mehreren unabhängigen Verteilungsleitungen sonst notwendigen Verteilerdosen zur
gegenseitigen Entkopplung und zur Anpassung der Verteilungsleitungen durch Transistorschaltungen
ersetzt werden, die neben der Impedanztransformation auch eine Verstärkung bewirken.
Eine derartige Anordnung von Transistoren, die vorteilhaft in einer der herkömmlichen
Verteilerdosen angebracht werden, ist besonders bei der erfindungsgemäßen Gemeinschaftsantennenanlage
vorteilhaft, da bei dieser die Verteilungsleitungen bereits die Gleichspannungen
für die in den Teilnehmeranschlußstellen vorgesehenen Transistoren führen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert, in denen eine Antennenanlage mit einer Anschlußstelle für ein Teilnehmergerät
schematisch angedeutet ist. Die Zahl der Anschlußstellen kann jedoch beliebig erweitert
werden, je nach der Zahl der vorhandenen Teilnehmer.
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In F i g. 1* ist eine Antennenanlage dargestellt, bei der die Empfangsenergie
über eine Antenne 1 empfangen und über einen Symmetrierübertrager 2 einer koaxialen
Verteilungsleitung 3 zugeführt wird. Die Antenne 1 besteht dabei in der Regel aus
getrennten Antennen für den Empfang des Lang-, Mittel-, Kurz-und Ultrakurzwellenbereiches
sowie der einzelnen Fernsehbänder je nach den örtlichen Empfangsverhältnissen. Am
Ende der Verteilungsleitung 3 ist ein Abschlußwiderstand 6 vorgesehen. In Serie
zum Abschlußwiderstand 6 ist eine Batterie 5 geschaltet; die durch einen parallel
zur Batterie 5 liegenden Kondensator 7 für Hochfrequenzspannungen kurzgeschlossen
ist Auf diese Weise bleibt das Ende der Verteilungsleitung 3 für Hochfrequenzspannungen
reflexionsfrei durch den Widerstand 6 abgeschlossen. Durch den in Serie vor die
Verteilungsleitung 3 eingeschalteten Kondensator 8 wird der Ausgangs des Symmetrierübertragers
gegen die Gleichspannung der Batterie 5 abgeblockt. An Stelle einer Antennenanlage
mit einem Symmetrierübertrager können auch nach der Antenne Antennenverstärker oder
Umsetzer eingeschaltet sein, deren Ausgangskreise zweckmäßig ebenfalls durch Blockkondensatoren
für die Gleichspannung gesperrt werden. In den Verlauf der Verteilungsleitung sind
Anschlußstellen für die Teilnehmergeräte eingeschaltet, von denen der Einfachheit
halber im vorliegenden Beispiel nur eine einzige Anschlußstelle schematisch dargestellt
ist. Diese Anschlußstelle bildet, wie durch die Umgrenzung angedeutet ist, in der
Regel für sich eine selbständige Baueinheit und ist meist in der Teaehmeranschlußdose
oder im Anschlußstecker für die Empfangsgeräte enthalten. Der wesentliche Bestandteil
dieser Auskoppelvorrichtung ist ein Transistor 9, dessen Basis über einen Kondensator
10 hochfrequenzmäßig an den Innenleiter der Verteilungsleitung 3 angeschlossen ist.
Bei der dargestellten Transistorstufe handelt es sich um einen pnp-Transistor, dementsprechend
ist der Minuspol an den Innenleiter der koaxialen Leitung 3 angeschlossen. Der Pluspol
der Batterie 5 ist mit dem Außenleiter der Verteilerleitung 3 verbunden. über den
hochohmigen Widerstand 11 wird die Batteriespannung zum Kollektor des Transistors
9 geführt, der hochfrequenzmäßig über den Kondensator 12 mit dem Außenleiter der
Verteilungsleitung verbunden ist. An Stelle eines ohmschen Widerstandes 11 kann
die Zuführung der Betriebsgleichspannung auch über eine .die Hochfrequenz sperrende
Drossel erfolgen. Der Widerstand 13 ermöglicht die Einstellung des Arbeitspunktes
des Transistors durch eine Gleichstrom-Gegenkopplung. Der Eingangswiderstand der
Transistorstufe ist so gewählt, daß er, bezogen auf den Wellenwiderstand der Verteilungsleitung
3, hochohmig erscheint. Hierzu kann zwischen dem Kondensator 10 und der Basis ein
zusätzlicher hochohmiger Widerstand eingeschaltet sein. Auf diese Weise tritt durch
die Einschaltung der Transistorstufe und damit durch die Auskopplung der Antennen-Spannungen
für die Teilnehmergeräte eine Störung im Leitungsverlauf der Verteilungsleitung
3 praktisch nicht auf. Der Emitter des Transistors 9 ist mit dem Widerstand 14 verbunden,
parallel zu dem über einen Blockkondensator 15 die Anschlußbuchse 16 für die Teilnehmergeräte
eingeschaltet ist. Durch die Wahl einer geeigneten Schaltung für den Transistor
und eine entsprechende Bemessung der bei der Schaltung verwendeten Schaltmittel
läßt es sich erreichen, daß der Eingangskreis der Transistorstufe von der Verteilungsleitung
3 her gesehen hochohmig erscheint, während der Ausgangskreis, d. h. der von der
Anschlußstelle 16 aus gemessene Ausgangswiderstand, niederohmig ist und so eine
Anpassung an das ebenfalls niederohmige Anschlußkabel des Empfangsgerätes zuläßt.
Der Widerstand 14 bildet daher zusammen mit dem an der Anschlußldemme 16 auftretenden
Belastungswiderstand des Teilnehmergerätes den Ausgangskreis der Transistorstufe,
wobei
der aus beiden Widerständen sich ergebende resultierende Gesamtwiderstand
an den Ausgangswiderstand der Transistorstufe anzupassen ist.
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Der Transistor wirkt also gleichzeitig als Impedanzwandler und ermöglicht
es, bei geringster aus der Verteilungsleitung 3 entnommener Leistung trotzdem an
der Arschlußstelle 16 eine für die Versorgung der Empfangsgeräte ausreichende Empfangsspannung
zur Verfügung zu stellen. Dadurch lassen sich eine Vielzahl derartiger Auskoppelstellen
nacheinander bei einer Verteilungsleitung anordnen, ohne daß auf der Verteilungsleitung
die Ante@:nenspannung unter die zulässigen Werte herabgedrückt wird, weil die Durchgangsdämpfung
der einzelnen Anschlußstellen sehr niedrig bleibt. Gleichzeitig ist durch die Transistorstufe
eine weitgehende gegenseitige Entkopplung der einzelnen Teilnehmergeräte untereinander
sowie die Impedanztransforniation gewährleistet.
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F i g. 2 zeigt eine Abwandlung der in F i g. 1 dargestellten Anordnung,
wobei lediglich der Aufbau der Transistorschaltung sowie die Ankopplung der Batterie
an die Verteilungsleitung geändert ist.
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Die Antennenanlage besteht aus einer Empfangsantennenanordnung 20
mit nachgeschaltetem Symmetrierübertrager 21 und einer Verteilungsleitung 22. Zwischen
dem Symmetrierübertrager 21 und der Verteilungsleitung 22 ist ein Blockkondensator
23 vorgesehen. Die Verteilungsleitung 22 ist an ihrem Ende mit dem Widerstand 24
reflexionsfrei abgeschlossen, der durch einen vorgeschalteten Kondensator 25 für
die Gleichspannungen abgeblockt ist. Dadurch tritt ein Spannungsabfall der Gleichspannungsbatterie
an dem Abschlußwiderstand 24 nicht auf, und die gesamte Batteriespannung steht für
die Versorgung der Transistoren zur Verfügung. Die Batterie 26 ist durch eine Drossel
27 für die Hochfrequenzspannungen gesperrt. Die Schaltung der zur Auskopplung der
Empfangsenergie dienenden Transistorstufe ist gegenüber F i g. 1 ebenfalls etwas
abgewandelt. Nach wie vor ist jedoch der von der Auskoppelstelle in Richtung auf
die Transistorschaltung gesehene Eingangswiderstand liochohmig gehalten, so daß
die Einfügung der Ankoppelstelle in die Verteilungsleitung 22 keine Störung in deren
Leitungsverlauf hervorrufen kann. Der Eingangskreis der Transistorenschaltung besteht
aus den Widerständen 28 und 29, in deren Mitte über den Kondensator 30 eine hochfrequenzmäßige
Verbindung zum Außenleiter der Verteilungsleitung 22 hergestellt ist. Zwischen den
Widerständen 28 und 29 ist der Widerstand 31 eingeschaltet, der an einem Ende mit
der Basis des Transistors 32 verbunden ist. Der Widerstand 31 bildet eine Gleichstrom-Gegenkopplung
und ergibt eine Stabilisierung des Arbeitspunktes. Die Basis ist für Hochfrequenz
über den Kondensator 33 mit dem Innenleiter der Verteilungsleitung 22 verbunden.
Der Widerstand 28 ist hochohmig und kann auch durch eine die Hochfrequenz sperrende
Drossel ersetzt werden. Zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Transistors 32
ist ein komplexer Widerstand 34 eingeschaltet, der einen Neutralisationskreis bildet
und dadurch eine Rückwirkung von der Ausgangsseite des Transistors auf die Eingangsseite
und damit auf die Verteilungsleitung 22 unterbindet. Der Anschluß der Empfangsgeräte
erfolgt über die durch den Kondensator 36 abgeblockte Anschlußbuchse 35, parallel
zu der ein der Anpassung an den Ausgangswiderstand der Transistorstufe dienender
Widerstand 37 eingeschaltet ist. Die dargestellten Anordnungen lassen erhebliche
Abwandlungen in ihrem Aufbau, vor allen Dingen der Transistorschaltung sowie der
Speiseanordnung, zu. An Stelle der dargestellten Batterien werden zweckmäßigerweise
Netzgeräte verwendet, die nach einer Herabsetzung der Spannung auf einen für die
Speisung der Transistoren geeigneten Wert eine Gleichrichtung sowie eine Glättung
des gleichgerichteten Wechselstromes ermöglichen. Diese Netzgeräte können an das
Energieverteilungsnetz z. B. eines Hauses angeschlossen werden. Ebenso können an
Stelle einer koaxialen Verteilungsleitung, wie sie in den beschriebenen Beispielen
dargestellt ist, auch symmetrische oder sonstige Verteilungsleitungen Verwendung
finden, wobei dann ebenfalls die Speisespannung für die Transistoren an die beiden
die Hochfrequenz übertragenden Leiter angeschlossen ist. An Stelle von pnp-Transistoren
lassen sich ferner auch solche des npn-Typs verwenden.
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Bei der Ankopplung mehrerer paralleler Verteilungsleitungen über Transistoren
an eine gemeinsame Niederführungsleitung von der Antenne kann die Betriebsspannung
für diese Transistoren über die Verteilungsleitung oder über die Niederführungsleitung
zugeführt werden.