FR2641132A1

FR2641132A1 - Extra-wide-band coupler

Info

Publication number: FR2641132A1
Application number: FR8817228A
Authority: FR
Original assignee: PORTENSEIGNE RADIOTECHNIQUE
Current assignee: PORTENSEIGNE RADIOTECHNIQUE
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1990-06-29
Also published as: FR2641132B1

Abstract

Coupler for 40-860 MHz (VHF) and 960-1750 MHz (UHF) signals with a low-pass channel and a high-pass channel having a frequency of overlap and not a cutoff frequency owing to the presence of an inductance Z1 in the low-pass channel and a capacitance Zc in the high-pass channel, with ZcZ1 = Z0<2>. Application: cabled television distribution network.

Description

"COUPLEUR ULTRA LARGE BANDE"
La présente invention a pour objet un coupleur ultra large bande (ULB) comportant une entrée et une pluralité de sorties ayant une même impédance de charge Zo, constitué d'une cascade de coupleurs à lignes combinée avec un dispositif répartiteur à réponse plate, les sorties de ces deux dispositifs combinés étant connectées galvaniquement deux à deux pour constituer la dite pluralité de sorties."ULTRA LARGE BAND COUPLER"
The present invention relates to an ultra wideband coupler (ULB) comprising an input and a plurality of outputs having the same load impedance Zo, consisting of a cascade of line couplers combined with a flat response distributor device, the outputs of these two combined devices being galvanically connected in pairs to constitute said plurality of outputs.

Un tel coupleur est utilisé dans les installations d'antennes collectives ou de diffusion de télévision par Ca- ble. Du fait de l'extension des gammes d'ondes utilisées par les émetteurs, les réseaux de télévision doivent pouvoir transmettre la gamme 40-860MHz (VHF) et la gamme 960-1750MHz (UHF), voire même la gamme satellite. Such a coupler is used in collective antenna installations or in cable television broadcasting. Due to the extension of the wavebands used by transmitters, television networks must be able to transmit the 40-860MHz (VHF) and 960-1750MHz (UHF) ranges, or even the satellite range.

Les coupleurs à ligne microstrip sont aujourd'hui largement utilisés pour réaliser des dérivateurs haute fréquence. Leur inconvénient est une réponse en amplitude périodique qui chute rapidement au voisinage des plus basses fréquences transmises. Un montage connu est décrit dans le brevet européen NO 53 675, dans ce montage un filtrage est nécessaire lequel entraîne l'existence d'une plage intermédiaire de fréquences inutilisables. Microstrip line couplers are widely used today to make high frequency shunters. Their drawback is a periodic amplitude response which drops rapidly in the vicinity of the lowest transmitted frequencies. A known assembly is described in European Patent No. 53,675, in this assembly filtering is necessary which results in the existence of an intermediate range of unusable frequencies.

La présente invention a pour but de supprimer cet inconvénient. The object of the present invention is to eliminate this drawback.

Selon la présente invention, un coupleur est parti culièrement remarquable en ce que l'entrée de la dite cascade est connectée à l'entrée du coupleur ULB au moyen d'une connexion d'entrée comportant un seul élément capacitif d'impédance Zc, en ce que l'entrée du dit répartiteur est connectée à l'entrée du coupleur ULB au moyen d'une connexion d'entrée comportant un seul élément inductif d'impédance Z1 l'une des deux connexions d'entrée comportant en outre un inverseur de phase1 en ce que les impédances Zc et Z1 définissent une fréquence dite de recouvrement à mi-énergie et en ce que la relation Zc Z1=Z02 est satisfaite. According to the present invention, a coupler is particularly remarkable in that the input of said cascade is connected to the input of the ULB coupler by means of an input connection comprising a single capacitive element of impedance Zc, in that the input of said distributor is connected to the input of the ULB coupler by means of an input connection comprising a single inductive element of impedance Z1 one of the two input connections further comprising an inverter of phase1 in that the impedances Zc and Z1 define a so-called half-energy recovery frequency and in that the relation Zc Z1 = Z02 is satisfied.

Les valeurs de Z1 et Zc sont choisies telles que la fréquence intermédiaire soit celle qui est transmise par les deux dispositifs (fréquence de recouvrement) et la présence de l'inverseur permet, en vitant les distorsions1 de sommer sans inconvénient les signaux transmis. Ainsi une parfaite continuité de la transmission en fréquence, réponse plate, est assurée. The values of Z1 and Zc are chosen such that the intermediate frequency is that which is transmitted by the two devices (overlap frequency) and the presence of the inverter makes it possible, while avoiding distortions1, to sum the transmitted signals without inconvenience. Thus a perfect continuity of the frequency transmission, flat response, is ensured.

Selon deux modes préférentiels, le dispositif répartiteur est soit un répartiteur à résistance, soit un coupleur à bobinage. According to two preferred embodiments, the distributor device is either a resistance distributor or a coil coupler.

La présente invention sera bien comprise avec la description non limitative d'exemples de réalisation illustrés par des figures. The present invention will be well understood with the non-limiting description of exemplary embodiments illustrated by the figures.

La figure 1 représente un coupleur avec un répartiteur à résistance. FIG. 1 represents a coupler with a resistance distributor.

La figure 2 représente un coupleur avec un coupleur à bobinage. Figure 2 shows a coupler with a coil coupler.

Le coupleur de la figure 1 comporte une entrée E et une pluralité de sorties S1, 52t...5n; les valeurs des composants indiquées ci-après correspondent à un coupleur à 8 sorties dont le coupleur à ligne est centré sur 1750 MHz et dont la fréquence de recouvrement est de 100 MHZ mais ceci n'est pas une limitation. The coupler of FIG. 1 comprises an input E and a plurality of outputs S1, 52t ... 5n; the component values indicated below correspond to an 8-output coupler whose line coupler is centered on 1750 MHz and whose crossover frequency is 100 MHz, but this is not a limitation.

Pour une impédance d'entrée (Z,) classique de 75 Ohm, les sorties sont aussi chargées sur la même valeur c'est à dire CH1=CH2=...=CHn=75 Ohm. For a classic input impedance (Z,) of 75 Ohm, the outputs are also loaded to the same value, i.e. CH1 = CH2 = ... = CHn = 75 Ohm.

La cascade de coupleur à lignes (DD1, DD2,...DDn) constitue la voie passe-haut (VPH) qui se termine sur la charge CHH de valeur 75 Ohm. The line coupler cascade (DD1, DD2, ... DDn) constitutes the high-pass channel (VPH) which ends on the CHH load with a value of 75 Ohm.

Le répartiteur à résistances Ri, R2,...Rn constitue la voie passe-bas (VPB) qui se termine sur une charge CHB égale à 200 Ohm; dans l'exemple choisi, les résistances sont égales et ont la valeur R1=R2=...Rg=1000 Ohm. The distributor with resistors Ri, R2, ... Rn constitutes the low-pass channel (VPB) which ends on a load CHB equal to 200 Ohm; in the example chosen, the resistances are equal and have the value R1 = R2 = ... Rg = 1000 Ohm.

t'entrée E1 de la voie passe-haut (VPH) est connectée à l'entrée E à travers une capacité C de valeur de 15 pF (impédance Zc). the input E1 of the high-pass channel (VPH) is connected to the input E through a capacitor C with a value of 15 pF (impedance Zc).

L'entrée E2 de la voie passe-bas (VPB) est connectée à l'entrée E à travers une self inductance L de valeur 84 nH (impédance Z1) et un inverseur I. Les valeurs Zc et
Z1 sont calculées pour que
- d'une part Zc Z1=Z02
- d'autre part la fréquence de recouvrement soit égale à 100 MHz.The input E2 of the low-pass channel (VPB) is connected to the input E through an inductance self L of value 84 nH (impedance Z1) and an inverter I. The values Zc and
Z1 are calculated so that
- on the one hand Zc Z1 = Z02
- on the other hand, the overlap frequency is equal to 100 MHz.

L'inverseur I est un transformateur de rapport unitaire inverseur de phase. The inverter I is a phase inverter unit ratio transformer.

L'inverseur I, dont l'impédance Zi est très supérieure à ZOI permet de sommer sans distorsion en sortie les signaux qui suivent les deux parcours différents VPB et VPH, notamment pour la fréquence de recouvrement. The inverter I, whose impedance Zi is much greater than ZOI, makes it possible to sum the signals which follow the two different paths VPB and VPH, in particular for the overlap frequency, without distortion at the output.

Si l'on considère le quadripole A, B, C, D constitué par le coupleur à lignes DD1, il est avantageux que la résistance R1 soit connectée au pole C plutôt qu'au pole D; ainsi tous les signaux circulant soit dans la voie passe-haut soit dans la voie passe-bas suivront le trajet CD et subiront de ce fait le même déphasage. If we consider the quadrupole A, B, C, D formed by the line coupler DD1, it is advantageous that the resistor R1 is connected to pole C rather than to pole D; thus all the signals flowing either in the high-pass path or in the low-pass path will follow the CD path and thereby undergo the same phase shift.

Il en est de même pour les autres quadripoles
DD2,...DDn, et les résistances R2,....Rn. It is the same for the other quadrupoles
DD2, ... DDn, and resistors R2, .... Rn.

L'exemple de la figure 1 est un schéma préférentiel. Toutefois certains éléments peuvent être situés autrement sans sortir du cadre de l'invention : par exemple l'inverseur I pourrait être connecté sur la voie passe-haut. The example of FIG. 1 is a preferential diagram. However, certain elements can be located otherwise without departing from the scope of the invention: for example the inverter I could be connected to the high-pass channel.

Le coupleur de la figure 2 comporte des éléments similaires à ceux de la figure 1. Toutefois le répartiteur à résistance est remplacé par un coupleur à bobinage CB1,
CB2,...CBn. La charge CHB a alors la valeur de 75 Ohm. A titre d'exemple, la fréquence de séparation a été choisie de 800
MHz ce qui provoque, toutes choses égales par ailleurs, les nouvelles valeurs pour la capacité C de 1,87 pF et de la selfinductance L de 10,4 nH; ces valeurs sont évidemment indicatives et nullement limitatives. Préférentiellement, chaque sortie du coupleur à bobinage est maintenant connectée sur la sortie correspondante du coupleur à ligne et non plus sur la charge. The coupler of figure 2 comprises elements similar to those of figure 1. However the resistance distributor is replaced by a winding coupler CB1,
CB2, ... CBn. The CHB load then has the value of 75 Ohm. As an example, the separation frequency was chosen from 800
MHz which gives rise, all other things being equal, to the new values for the capacitance C of 1.87 pF and the selfinductance L of 10.4 nH; these values are obviously indicative and in no way limiting. Preferably, each output of the coil coupler is now connected to the corresponding output of the line coupler and no longer to the load.

Claims

1. Ultra wide band coupler (ULB) comprising an input and a plurality of outputs having the same load impedance Z ,, consisting of a cascade of line couplers combined with a flat response distributor device, the outputs of these two combined devices being galvanically connected in pairs to constitute said plurality of outputs, characterized in that the input of said cascade is connected to the input of the ULB coupler by means of an input connection comprising a single capacitive element impedance

Zc, in that the input of said distributor is connected to the input of the ULB coupler by means of an input connection comprising a single inductive element of impedance Z1 one of the two input connections further comprising a phase inverter, in that the impedances Zc and Zi define a so-called half-energy recovery frequency and in that the relation Zc Z1Zoz is satisfied.

2. ULB coupler centered on 1750 MHz, characterized in that the flat response distributor device is a resistance distributor, in that the crossover frequency is about 100 MHz, and in that each output of the resistance distributor is connected to the load of the corresponding output of the line coupler.

3. ULB coupler centered on 1750 MHz, characterized in that the flat response distributor device is a coil coupler, that the crossover frequency is about 800 MHz, and that each output of the coil coupler is connected to the corresponding output of the line coupler.