专利名称：两条不平衡和一条平衡线间的十米波耦合装置的制作方法
此项发明涉及十米波耦合装置，可将两条不平衡线路耦合在一条平衡线路上，也可以只将两条不平衡线路的其中一条耦合在一条平衡线路上。此项发明适用于那些至少包含一种耦合装置的发射站。
例如此类装置可将两台发射机耦合在一个单一的辐射单元上，也可切断其中的一台发射机与该辐射单元的耦合状态。这两台发射机，大体上是一样的，它们发射相同的信号，这样在每天的特定时间里，当一台发射机所提供的功率被认为足够的时候，另一台发射机就可以不运行了。因此，它只在该天其它的时间里，即当需要充足的辐射功率时，才消耗能量。
现有的装置可向发射功率为几十千瓦，甚至二百五十千瓦或更高的发射机提供此类耦合。这类装置采用磁环3分贝耦合器或双工器(diplexer)的形式，其中每一个发射机通过一个转接器(adapter)电路和一个共用辐射单元相连接，而这个转接器电路的后面有一个阻塞电路用来阻塞另一台发射机所发射的频率。
这些现有的耦合装置是具有选择性的，并且需要转换设备来覆盖一个宽的频率波段。除此之外，具有阻塞电路的耦合装置不能适用于两台在同一频率上运行的发射机的耦合。
本发明的目的是消除，或至少是减低上述缺陷。
这一目的是通过在两台发射机同时供应同一个辐射单元的时候，在它们的共用通道上使用一个对称器(Symmetrizer)达到的。具体地讲，将该对称器放置在靠近发射机的地方，这样，就有可能只将一条而不是两条馈线连接到天线底座。而上述辐射单元被认为是该天线的一部分。
依照本发明，可根据需要，用一个十米波耦合装置，将一个第一不平衡线或一个第一不平衡线和一个第二不平衡线耦合在一条主平衡线上，此类装置包括一个具有一个输入端，一个第一和第二输出端的第一转换单元(Switching unit)，一个具有一个第一和第二输入端和一个输出端的第二转换单元，一个第一和第二不平衡线交接部，一个第一和第二对称器，该对称器有一个具有第一和第二端的给定端，第一不平衡线通过一条第一通道和所述主平衡线相连，在这条第一通道上，按串联方式，连接着第一转换单元的第一输入端，第一转换单元，第一转换单元的第一输出端，第一交接部，第一对称器，第二转换单元的第一输入端，第二转换单元和第二转换单元的输出端;以及通过一条第二通道与主平衡线路相连，这条第二通道，按串联方式，连接着第一转换单元的第一输入端，第一转换单元，第一转换单元的第二输出端，第二交接部，第二对称器的第一端，第二对称器，第二转换单元的第二输入端，第二转换单元以及第二转换单元的输出端，第二条不平衡线通过一条通道和主平衡线相连，这条通道包含第二对称器的第二端，第二对称器，第二转换单元的第二输入端，第二转换单元和第二转换单元的输出端，并且第二不平衡线和第二交接部分别包含两个导体，两者在靠近给定端点的区域相互联接。
借助本附图，可以更好地了解本发明，本发明的其它特征也变得清晰。
以下为
图1为一个示意图。它展示出，依照本发明，一个具有几个发射机的发射机组中的一个或两个发射机是如何馈接至辐射单元的。
图2图1的部分区域的详细说明。
图3a和3b为一个示意图。它展示出，图2中的测量仪器是如何放置的。
各种相同元件在每幅图上用相同符号表示。
图1是根据本发明的一个十米波发射站的部分示意图。该发射站包括一所建筑物，其中图上的M为一面墙的一部分。建筑物内有N个发射机，从E1-EN，其中N大于等于2;这些发射机将和放置在该建筑物外面的天线相连接;图1中只以A标出这些天线中的一个。
为了将这些站天线的其中一个，例如A，和从E1到EN的N个发射机相连接，在建筑物内的一个转换网络G包括N个输入端，它们分别通过从C1到CN的N条不平衡线与所述的N个发射机的输出端相连，同时转换网络G还包括若干输出端，每个输出端和发射站天线中的一条相连。通过这种方法，第一和第二网络的输出端都和天线A相连。
注意实施例中所描述的不平衡线的线与交接部都是同轴电缆。
网络G中的第二输出端通过一条通道与天线A相连，该通道按串联方式包括一条同轴电缆2，一个对称器S2，一个双态转换单元K2的第二端，该转换单元以及一条平衡线3。在这种网络G的第二输出端与天线A的连接中，电缆2中的内导体和由对称器S2所构成的四端网络的第二输入端相连接。
网络G中的第一输出端通过两条通道与天线A相连第一条通道按串联方式包括一条同轴电缆1，一个双态同轴转换单元K1，一个从转换单元K1引出的第一输出端，一个同轴电缆交接部L1，该交接部L1为对称器S1的一部分，对称器S1和与转换单元K2的第一端相连的S1的两个输出端，以及平衡线3;第二通道按串联方式包括同轴电缆1，同轴转换单元K1，一个从转换单元K1引出的第二输出端，一个同轴电缆交接部L2，其中L2的内导体与由对称器S2构成的四端网络的第一输入端相连，转换单元K2的第二端，这个转换单元K2以及平衡线3。同轴电缆2的外导体与同轴电缆交接部L2的外导体，在靠近对称器S2的汇接点的地方，借助于两个焊点P1和P2电连接。
在上述例子的描述中，对称器S1和S2是已知的型号。这种对称器是由一个长度为L的平衡线构成的，它的阻抗，根据函数Z＝f(x)，在数值Zd与数值Zs之间连续变化。上述Z是距阻抗端点Zd为X(0≤X≤L)的一点处的阻抗，而f为一个给定函数，在直线平面坐标中，代表函数Z＝f(x)的曲线在比线段中点略长处与线段相交，线段连接曲线的端点，并且曲线在位于X＝0点和曲线与线段的交点之间，该曲线呈不断倾斜上升趋势，从曲线与线段相交到X＝L点之间，曲线呈下降趋势。
图1展示线路中的不平衡线和线交接部的特性阻抗为50欧姆，平衡线3的特性阻抗是300欧姆，上面所提及的数值Zd和Zs对于对称器S1，分别为50欧姆和300欧姆;对于对称器S2，分别为100欧姆和300欧姆。
根据图1的安排，可以只将从E1到EN的N台发射机中的一台与天线A相连。为达到这一目的，可简单通过控制转换网络G，使已选择好的发射机所发出的输出信号出现在网络G的第一输出端上，同时控制转换单元K1和K2，使上述输出信号通过包括对称器S1在内的通道传输。
根据图1的安排，也可以将N台发射机中的两台与天线A相连;为达到此目的，必须控制网络G，使已选定的两台发射机所发出的输出信号分别出现在第一输出端和第二输出端上，同时控制转换单元K1和K2，让上述两台发射机所发出的输出信号通过包含了对称器S2在内的通道输出。因此，根据需要，天线A所辐射的能量可来自一台发射机也可来自两台发射机。
然而，为了更好地将两台发射机耦合在一个单一的天线上，必须在同轴电缆2和同轴电缆交接部L2的输出端点上检查电流的相位，同轴电缆2和同轴电缆交接部L2从电学观点看是串联的。在这一输出端点的相位必须是相反的，如果不是相反的话，就必须整两台发射机的相位差。
图2是图1中从转换网络G到平衡线3之间的区域放大图。它展示了如何检查两条电流中确实存在着相反的相位，即检查对称器S2的两条导体中的电流值分别为I和-I。
第一种检查相位差为180°的方法，包括在同轴电缆2及同轴电缆交接部L2靠近和对称器S2的汇合处分别引进两个电流环4和5。通过使用一个控制电路，其在图2中出只标出了两个测量环4和5，可以控制耦合在天线A上的两台发射机的相位差，使通过环4与环5的电流有相反的相位。
第二种检查相位差为180°的方法使用一个只包含一个电流环6的控制电路，环6放置在与对称器S2的两个导体平面相平行的平面上，并且与上述两个导体的距离相等。图3a和3b都是对称器S2在位于环6区域的剖面图，它们展示了该对称器的两个导体。这两个导体是由导电条例如7和8组成，而导电条7和8又是通过一些导电间隔，如9，互连。
正如图3a所展示的，当对称器中的两个导体内所经过的电流为同相位的时候，在电流环6的区域，因上述电流所产生的电场的方向H与电流环的平面平行，因此，环6中不会产生感应电流。
但是，正如图3b所示当两个导体中的电流的相位相反时，在环6的区域，因电流所产生的电场的方向H与环平面垂直，即电场方向位于能使环6产生感应电流的最佳方向上。因此，可通过使环6中的电流产生出最大值的方法来调整连接在天线A上的两台发射的相位差。
本发明不只是局限于上述例子;例如，对称器S1和S2可以是任何已知的型号，但是在上述例子中所述的对称器是由于它们的高性能，特别是从可靠性的角度出发而选择的，因为这种型号的对称器不使用电容。
权利要求
1.一个十米波耦合装置，根据需要，可将一个第一不平衡线路或一个第一不平衡线和一个第二不平衡线耦合到一个主平衡线上，这种装置包括一个含有一个输入端，一个第一和第二输出端的第一转换单元，一个含有一个第一和第二输入端和一个输出端的第二转换单元，一个第一和第二不平衡线交接部，一个含有已给定的具有一个第一和第二端的端点的第一和第二对称器，第一不平衡线通过一条第一通道和主平衡线相连，这条第一通道按串联方式连接着第一转换单元的第一输入端，第一转换单元，第一转换单元的第一输出端，第一交接部，第一对称器，第二转换单元的第一输入端，第二转换单元以及第二转换单元的输出端，第一不平衡线还通过一条第二通道和主平衡线相连，这条第二通道按串联方式连接着第一转换单元的第一输入端，第一转换单元，第一转换单元的第二输出端，第二交接部，第二对称器的第一端，第二对称器，第二转换单元的第二输入端，第二转换单元以及第二转换单元的输出端，第二条不平衡线通过一条通道与主平衡线相连，通道包含着第二对称器的第二端，第二对称器，第二转换单元的第二输入端，第二转换单元以及第二转换单元的输出端，第二不平衡线和第二交接部分别包含两个导体、并在靠近给定端点的区域互相连通。
2.根据权利要求1的耦合装置，允许将两个发射机耦合在一个单一的辐射单元上，其特征在于该装置包括一条控制电路，该控制电路具有分别测量在第二不平衡线和第二交接部的环流的相位差的测量装置，以便在上述区域附近控制两台发射机电流之间的相位差。
3.根据权利要求1的耦合装置，允许将两台发射机耦合在一个单一的辐射单元上，其特征在于这种装置包括一条控制电路，该电路具有测量装置，可以测量出在第二对称器里的环流的相位差，以便能够控制两台发射机电流之间的相位差。
4.根据权利要求1的耦合装置，其特征在于至少有一台对称器是那种用一条长度为L的副平衡线制成的对称器，其阻抗在给定端点的阻抗值Zd和Zs之间连续变化，阻值根据函数Z＝f(x)而定，这里的Z表示在副线上距给定端点为X的一点的阻抗，其中X值位于零和给定长度之间，这里的f为一个给定函数，这种函数Z＝f(x)的曲线，其在直线平面坐标系里，分别在对应于X等于零和X等于给定长度的两点上有两个端点，在比线段中点略长处与线段相交，线段连接曲线的端点，曲线从X＝0点到曲线和线段的交点之间，曲线呈不断倾斜上升趋势，从交点到X等于给定长度的点之间，曲线呈不断下降趋势。
全文摘要
本发明涉及一种耦合装置，根据需要，可将一条或两条不平衡线连接在一条单一的平衡线上，一般地讲，就是可根据需要，将一台或两台发射机连接在一个单一的天线上。这种耦合装置使用对称器和转换单元，这样可通过将两条不平衡线路串连在某一对称器的一个端点上来达到同时将两条不平衡线耦合在一个单一的平衡线上，上述对称器的另一端与平衡线相连。本发明特别适用于十米波无线电发射。
文档编号H03H7/42GK1067343SQ92103769
公开日1992年12月23日 申请日期1992年5月22日 优先权日1991年5月24日
发明者马丁·让-马克, 盖尔欧特·弗雷代里克 申请人:汤姆森-Csf