JPH0136738B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、同軸ケーブル区間を有する広帯伝送
システムにおいて遠隔給電される中継増幅器に用
いられる、信号電流と給電電流とを分離する電力
分離フイルタであつて、該電力分離フイルタは高
い周波数において高い帰還減衰作用を有し、さら
に電流給電用の入力側チヨーク装置および出力側
チヨーク装置とコンデンサとを有し、該コンデン
サは再生器の電流給電用の２つの端子の一方を該
再生器の基準電位と接続している電力分離フイル
タに関する。

前述の形式の電力分離フイルタはドイツ連邦共
和国第1272466号明細書から公知である。この電
力分離フイルタは直列に接続された高域フイルタ
及び低域フイルタから構成され、特に広帯域の搬
送周波数装置の、遠隔給電線路増幅器の電流給電
のために使用され、同軸チヨークを使用して構成
されている。この同軸チヨークにおいて２つの巻
線は逆方向に流れる信号電流に対し非常にわずか
な抵抗を呈し、一方１つの巻線のみを流れる障害
電流に対して非常に高い抵抗を呈する。増幅器の
基準電位と同軸ケーブル外部導体のアース電位と
の接続のために、コンデンサが設けられており、
コンデンサは高い周波数の際相当のインダクタン
スを有する。このインダクタンスがコンデンサの
結合作用に悪影響を与える。このインダクタンス
はコンデンサのリードインダクタンスと高絶縁耐
圧性の基づく構造により必然性に生じ、従つて直
ちに任意に低下させることはできない。両方のア
ース電位の接続が悪くなることにより、帰還減衰
の劣化が生じ、即ち増幅器の出力側信号の増幅器
の入力側への帰還が増加する。帰還減衰とは出力
側端子対と入力側端子対との間の減衰のことであ
る。付加的に設けられた線路チヨークによりこの
場合帰還減衰は再び高めれれる筈であるが、高い
インダクタンスの際発生する、線路チヨークの障
害となる漂遊インダクタンスにより限界が生じ
る。

雑誌“フリクエンツ”28号、1974年、326〜333
ページ、特に第１５図から他の同種の装置も公知
である。この装置において同軸ケーブルの上に順
次フエライトリングと高電圧コンデンサとが設け
られており、装置全体は導電接続されている管状
のケーシングにより被覆されている。同軸ケーブ
ルを使用する際、コンデンサを管状ケーシングの
内壁及び同軸ケーブル外部導体に接触接続するこ
とは費用がかかり困難である。高い信号周波数を
考慮すると提案されたスプリングによる接触接続
は使用不可能であり、さらにコンデンサ及びフエ
ライトリングに接続されたケーブル部分には特に
高価な遮蔽体が必要である。

ドイツ連邦共和国公開公報第2623412号から、
特に同軸の情報伝送線区間のための、外部導体接
続により相互に接続されている入力側線路と出力
側線路との間に遠隔給電される中継器が公知であ
る。この中継器においては外部導体接続部と付加
的に交流電圧の基準電位を有する給電電圧接続部
とは容量接続されている。この装置においても少
なくとも１つのコンデンサが同軸ケーブル外部導
体のアース電位と中継器の基準電位との間に設け
られており、そのため高い周波数の際アース接続
を介しての入力側回路と出力側回路との結合につ
いての問題が生ずる。帰還減衰を高めるために中
継器は少なくとも２つの部分増幅器に分けられ、
その際両方の部分増幅器は各部分増幅器の基準電
位と同軸ケーブルの外部導体電位との間にあるコ
ンデンサを介して減結合されている。さらに部分
増幅器の各給電電圧入力側は高周波数で相互に減
結合されている。帰還減衰を高めるために付加的
に線路チヨークが設けられており、この線路チヨ
ークは情報信号を入力側部分増幅器から出力側部
分増幅器へ伝送し、その際障害信号を抑圧する。
障害信号の確実な抑制は、両部分増幅器の間のケ
ーブル外部導体の電位にある外側室仕切り壁を通
して導入接続が高い容量を有する場合即ち高絶縁
耐圧のブツシングコンデンサとして形成されてい
る場合にのみ実現される。各線路接続に対して両
方の部分増幅器の間に設けられている付加的なブ
ツシングコンデンサにより、全体として高い費用
がかかり同時に煩雑な機械構造となる。さらに
個々の線路チヨークの並列接続により全体で有効
なインダクタンスの抵下が生じ、それにより帰還
減衰の低下が生ずる。両増幅中継器部分或いは両
再生中継器部分の結合は伝送区間を走行する線路
により成され、その結果障害が漂遊的に発生する
ことがあり、中継器或いは再中継器に影響を与え
ないために全面に遮蔽体が必要である。

本発明の課題は、前述した形式の装置において
個々の構造部分間の問題ない接続、ひいては簡単
な機械構造を可能にし、外部からの障害に対して
影響を受けないようにし、約800MHzまでの周波
数で約180dBまでの帰還減衰に達し、その際分波
器の機能に本質的な変化を生じさせないというこ
とである。

この課題は本発明により以下のようにして解決
される。即ち前述の形式信号電流と給電電流とを
分離する電力分離フイルタにおいて、内部導体と
外部導体とを備えかつ接続ケーブルの波動インピ
ーダンスに相応する波動インピーダンスを有する
均質な線路が設けられており、さらに内部導体と
外部導体とを有する不均質な線路が設けられてお
り、この場合、前記の均質な線路は一方の端部に
おいてその内部−および外部導体が接続ケーブル
の相応の導体と接続されており、該内部導体は他
方の端部において再生器の信号端子と接続されて
おり、さらに均質な線路の外部導体は接続ケーブ
ルとの接続点において低い抵抗値で接続されてお
り、外部導体の他端において不均質な線路の内部
導体と少なくとも容量的に接続されており、不均
質な線路の長手方向において接続ケーブルよりも
低い波動インピーダンス区間と高い波動インピー
ダンス区間とが交互に相続くようにし、さらに不
均質な線路の周囲を囲む遮蔽体が設けられ、該不
均質な線路の外部導体の接続ケーブル側端子が遮
蔽体と導電接続されており、さらにこの外部導体
の他方の端子が再生器の基準電位と接続されてい
る構成により、解決されている。

本発明による電力分離フイルタは比較的わずか
な費用で作られるという利点の他に比較的わずか
な寸法ですむという利点を有し、必要な隙間のな
い遮蔽体とわずかな寄生的インピーダンスによ
り、所望の電気特性への良好な影響を与える。

本発明による電力分離フイルタの、簡単な構造
を有する有利な実施形態では、均質な線を接続ケ
ーブルの一部により構成する。それにより、一方
ではインピーダンスの不整合部分を避け、他方で
相応して簡単な構造となる。

ストリツプ線路技術を用いた装置の全体構造に
おいて、均質な線をストリツプ導体装置により構
成している本発明の実施例は実用的に好適であ
る。

有利に簡単な構造は機械的支持体としての管体
を使用し、不均質な線が高絶縁耐圧の管体により
構成され、この管体を通して均質な線が導かれ、
管体が高誘電率の材料から形成されまた内部に貫
通する金属化部分を有し、この金属化部分が不均
質な線の内部導体を構成し、管体が外側の金属化
部分を有し、この金属化部分が少なくとも１つの
フエライトリングにより遮断されまた不均質な線
の低抵抗部分の外部導体を構成し、低抵抗部分の
外部導体と導電接続されていてかつ管体の周囲を
その長さの少なくとも一部分囲んでいる遮蔽ケー
シングが設けられており、この遮蔽ケーシングが
不均質な線の高抵抗部分の外部導体を構成するこ
とにより実現される。特に有利なのは管体により
導かれたケーブル部分が特に密でない遮蔽体を有
している場合である。本発明の電力分離フイルタ
の他の実施例は特許請求の範囲第５項乃至第９項
に示されている。

本発明に実施例につき以下図を用いて詳細に説
明する。

実施例の説明 第１図において入力側接続ケーブルEKと出力
側接続ケーブルAKとの間に電力分離フイルタを
有する再生中継器が設けられている。同軸ケーブ
ルとして構成されている入力側接続ケーブルの一
部は第１の均質な線Ｌ１を構成し、この線の内部
導体はケーブル端部において入力側コンデンサ
Ceの一方の接続側及び入力側給電チヨークLeの
一方の接続端に接続されている。均質な線Ｌ１と
して作用するケーブル部分は第３図に詳細に示さ
れている管体を通して導かれており、このケーブ
ル部分は管体のケーブル側の内部金属化部分に、
図示されている点Ｐ１において端子接続によりで
きるだけ低抵抗に接続されている。管体の再生中
継器側端部において同軸ケーブル外部導体Ｌ１ａ
と管体の内部金属化部分Ｌ２ｉとは点Ｐ２で摩擦
結合によりすなわち力結合により接続されてい
る。点Ｐ２において特に低抵抗の接続は必要でな
く、管体内部でろう付け接続よりも非常に簡単に
形成できる容量接続で十分である。

管体は外側のいくつかの位置に金属化部分およ
び、他の位置のフエライトリングを有しており、
全体で接続ケーブルの波動抵抗に比して非常に低
抵抗な導体部分と非常に高抵抗な導体部分とを有
する不均質な線ができる。管体は遮蔽ケーシング
内に埋込まれ、この遮蔽ケーシングは管体の外部
金属化部分と共に不均質な線の外部導体Ｌ２ａを
形成する。該外部導体は点Ｐ１に隣接する位置に
おいてケーシング遮蔽体に接続されている。点Ｐ
２に隣接する位置では該外部導体は再生器のアー
ス接続部ひいては、減結合コンデンサCKに接続
されており、この減結合コンデンサは再生器の両
給電接続部の一方をその基準電位と接続してい
る。給電のための入力側チヨークLeは同軸線に
より構成され、同軸線の内部導体は一方ではその
再生中継器側端部で均質な線の内部導体Ｌ１ｉに
接続されている。さらにチヨークLeを形成して
いるケーブルの内部導体はその他方の端部で再生
器Ｒの給電接続部に接続されている。チヨーク
Leの外部導体は両側で再生中継器Ｒのアース点
に接続されている。

再生中継器Ｒ入力側コンデンサCeを介して再
生できるデジタル信号を受取り、このデジタル信
号を出力側コンデンサCaを介して出力側フイル
タに供給する。再生中継器において供給電流IV
のための電路が示され、この供給電流は負荷抵抗
RVを介して再生中継器のもう一方の給電接続部
へ、そして出力側チヨークLaを介して出力側接
続ケーブルの内部導体へ流れる。入力側ケーブル
EK及び出力側ケーブルAKの外部導体は直接相
互に接続されている。他の均質な線Ｌ３及び他の
不均質な線Ｌ４を有する出力側フイルタはその構
造において入力側フイルタに完全に一致するので
詳細な説明は省略する。

内部導体Ｌ１ｉから到来したデジタル信号は入
力側コンデンサCeを介して再生中継器Ｒに達し、
チヨークを介して内部導体Ｌ１ｉから供給電流が
分岐されて再生中継器の給電接続部に達する。デ
ジタル信号の再生後デジタル信号は送信段におい
て次の再生中継器への伝送に必要なレベルに増幅
され、次の伝送ケーブル部分に供給される。再生
中継器Ｒで電流のリークを利用する場合は出力側
コンデンサCaは省略する。

遮蔽のためにさらに有効なのは再生中継器ケー
シングを再生中継器電位にある２つのケーシング
部分に分けることであり、その際左側のケーシン
グ部分で伝送信号は低レベルを有し右側のケーシ
ング部分で伝送信号は高レベルを有する。両ケー
シング室の接続はその際直接に、即ち線路チヨー
ク及び高耐圧のブツシング形コンデンサを使用せ
ずに行われる。再生中継器の出力側部分と入力側
部分との間の不所望の作用により更に入力側に障
害電流が発生し、この障害電流は点Ｐ１を介し
て、著しく異なる波動抵抗の部分Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅを有する、ウエーブトラツプとして作用す
る不均質の線Ｌ２に流れる；そこで測定精度限界
にまで達する、障害電流の減衰が生ずる。不均質
の線Ｌ４を有する出力側フイルタにより付加的に
帰還障害電圧の著しい減衰が生じ、この障害電圧
は最大振幅を点Ｐ３即ち他の不均質な線Ｌ４の入
力側で有する。

再生中継器Ｒの他の電流給電接続部から給電電
流が出力側チヨークLaを介して他の均質な線Ｌ
３の内部導体Ｌ３ｉに達し、更に出力側接続ケー
ブルの内部導体に達する。出力側チヨークLaも
同軸導体によりスタブ線として構成されている。

第２図においてケーブルシール端Ｋを有する再
生中継器入力側部分の構造が示されている。ケー
ブルシール端Ｋは前面板に挿入されており、この
前面板は外側の再生中継器ケーシングＧ１に固定
されている。ケーブル端部は前面板及び再生中継
器ケーシングＧ１の穿孔を通つて貫通しており、
第１の均質な線の外部導体Ｌ１ａに相応する遮蔽
編組体にて内側の再生中継器ケーシングＧ２に達
する。ケーブルはケーブル端子KKで外側の再生
中継器ケーシングＧ１の内側に固定されている。
両再生中継器ケーシングＧ１及びＧ２の間で管体
RKにケーブルが通されている。この管体の内部
は金属化されており、一方外側は金属化されたリ
ングを有し、このリングは挿通されたフエライト
リングと交互に位置する。管体RK全体は周囲を
ケーシングで囲まれており、このケーシングは管
体の外部金属化部分と導電接触しておりまたこの
管体と共に不均質な線の外部導体Ｌ２ａを構成す
る。ケーブル端子KKと管体RKの間でケーブル
の自由な部分の上に第３のフエライトリングが挿
通されており、このフエライトリングは線路チヨ
ークとして作用しケーブル外部導体を介して到来
する障害電圧の減衰作用をする。内側の再生中継
器ケーシングに達するケーブル部分は電圧保護と
してのケーブル絶縁の部分Is及び同軸ケーブル内
部導体Ｌ１ｉとから構成され、この同軸ケーブル
内部導体に再生中継器入力側が入力側コンデンサ
を介して接続されている。

第３図において管体RKを通る部分の縦断面及
びそれに加えて管体に沿つた波動抵抗WWの線図
が示されている。管体の内部直径は、絶縁された
接続ケーブルの外部直径に対応するので、接続ケ
ーブルの遮蔽編組体は管体の内部金属化部IMに
大きな面で接触しており、さらに一方の側で点Ｐ
１に相応して、同軸ケーブルの遮蔽編組体と管体
の内部金属化部分が良好に導電接続されている。
管体の上に２つのフエライトリングFR１，FR２
が通されており、管体の、このフエライトリング
が設けられていない周囲面には外部金属化部分が
設けられている。管体の周囲上にケーシングＬ２
ａが被せてあり、このケーシングは外部金属化面
に導電接続されている。管体の下に波動抵抗WW
の経過が示されており、個々の部分Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅでは明確に波動抵抗が異なつているのがわ
かる。外部金属化部分を備えている、管体の周囲
面Ａ，Ｃ，Ｅにおいて波動抵抗は約0.5Ωの非常
に低い値に下がり、一方フエライトリングにより
覆われた周囲面Ｂ，Ｄにおいてその値は同軸ケー
ブルの約75Ωの波動抵抗を越えた約100Ωの波動
抵抗に上昇する。障害電圧に対して最適な減衰を
実現するために、金属化された部分の長さＬ１と
フエライトリングにより覆われた部分Ｌ２とを同
じ大きさに選ぶ必要はない；波動抵抗の変化及び
部分Ｂ，Ｄにおける減衰の変化は他のフエライト
リングの１つを使用することにより可能であり、
その他の変化は他の誘電率及びその他の損失係数
を有する他の管体を使用することにより可能であ
る。個々の部分のＬ１及びＬ２の長さは６〜８mm
なので、管体の全体の長さは約40mmになる。計算
と一致する測定において実施例に対し、低抵抗管
体部分に相応して約400MHz或いは高抵抗管体部
分に相応して約800MHzの、非常に減衰された共
振子周波数が発生する。個々の金属化部分の長さ
Ｌ１は発生した共振周波数を考慮して選ばれる。
この長さは伝送信号が単にわずかなエネルギー成
分しか有さない周波数範囲内にはいるようにすべ
きである。長さＬ１の総計としての外部金属化部
分の全体の長さが低い周波数の数の際に作用する
総容量により、またとりわけ部分Ｌ２の実効イン
ダクタンスにより、電力分離フイルタの下限遮断
周波数を決定する。外部金属化の全体の長さによ
り決まる電力分離フイルタの下限遮断周波数が、
伝送できるデジタル信号の下限遮断周波数に相応
する。外部金属化部分の設けられていない部分の
長さＬ２は、その位置で挿通されているフエライ
トリングの高さに実質的に相応し、発生する共振
周波数が約800MHzになるように、即ち低抵抗部
分の共振周波数の２倍の値になるように長さＬ２
は選ばれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は入力側フイルタ及び出力側フイルタを
有する、デジタル信号のための再生中継器の回路
図、第２図は本発明による電力分離フイルタの主
要部分の構造図、第３図は本発明による電力分離
フイルタの断面図を示す。 EK……入力側接続ケーブル、AK……出力側
接続ケーブル、Ｌ１ｉ……内部導体、Ｌ１ａ……
同軸ケーブル外部導体、Ｌ２ｉ……管体、Ｌ２ａ
……外部導体、Ce……入力側コンデンサ、Ca…
…出力側コンデンサ、Le……入力側電流給電チ
ヨーク、La……出力側電流給電チヨーク、CK…
…減結合コンデンサ、IV……給電電流、RV……
負荷抵抗、Ｋ……ケーブルシール端、KK……ケ
ーブルシール端、RK……管体、FP……前面板、
FR１，FR２……フエライトリング、Ｇ１……外
部再生中継器ケーシング、Ｇ２……内部再生中継
器ケーシング、AM……外部金属化部分、IM…
…内部金属化部分、WW……波動抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同軸ケーブル区間を有する広帯伝送システム
   において遠隔給電される中継増幅器に用いられ
   る、信号電流と給電電流Ivとを分離する電力分離
   フイルタであつて、該電力分離フイルタは高い周
   波数において高い帰還減衰作用を有し、さらに電
   流給電用の入力側チヨーク装置Leおよび出力側
   チヨーク装置LaとコンデンサCkとを有し、該コ
   ンデンサは再生器Ｒの電流給電用の２つの端子の
   一方を該再生器の基準電位と接続している電力分
   離フイルタにおいて、内部導体と外部導体とを備
   えかつ接続ケーブルEKの波動インピーダンスに
   相応する波動インピーダンスを有する均質な線路
   が設けられており、さらに内部導体Ｌ２ｉと外部
   導体Ｌ２ａとを有する不均質な線路が設けられて
   おり、この場合、前記の均質な線路は一方の端部
   においてその内部−および外部導体Ｌ１ｉ，Ｌ１
   ａが接続ケーブルEKの相応の導体と接続されて
   おり、該内部導体Ｌ１ｉは他方の端部において再
   生器Ｒの信号端子と接続されており、さらに均質
   な線路の外部導体Ｌ１ａは接続ケーブルとの接続
   点において低い抵抗値で接続されており、外部導
   体の他端において不均質な線路の内部導体Ｌ２ｉ
   と少なくとも容量的に接続されており、不均質な
   線路の長手方向において接続ケーブルよりも低い
   波動インピーダンス区間Ａ，Ｃ，Ｅと高い波動イ
   ンピーダンス区間Ｂ，Ｄとが交互に相続くように
   し、さらに不均質な線路の周囲を囲む遮蔽体が設
   けられ、該不均質な線路の外部導体Ｌ２ａの接続
   ケーブル側端子が遮蔽体と導電接続されており、
   さらにこの外部導体の他方の端子が再生器の基準
   電位と接続されていることを特徴とする、信号電
   流と給電電流とを分離する電力分離フイルタ。 ２ 均質な線路が接続ケーブルの一部により構成
   されている特許請求の範囲第１項記載の信号電流
   と給電電流とを分離する電力分離フイルタ。 ３ 均質な線路がストリツプ導体装置により構成
   されている特許請求の範囲第１項記載の信号電流
   と給電電流とを分離する電力分離フイルタ。 ４ 不均質な線路が高絶縁耐圧の管体RKにより
   構成されており、この管体中を均質な線路が導か
   れるようにし、管体が高い誘電率の材料から形成
   されており、管体RKが内部に貫通する金属化部
   分IMを有し、この金属化部分は不均質な線路の
   内部導体Ｌ２ｉを構成し、管体が外側の金属化部
   分AMを有し、この外側の金属化部分は少なくと
   も１つのフエライトリングFR１，FR２の介在の
   下に遮断されておりかつ不均質な線路のインピー
   ダンス区間の外部導体を構成し、さらにこの低い
   波動インピーダンス区間の外部導体と導電接続さ
   れており、さらに管体の長さの少なくとも一部分
   を囲んでいる遮蔽ケーシングが設けられており、
   この遮蔽ケーシングが不均質な線路の高い波動イ
   ンピーダンス区間の外部導体を構成している特許
   請求の範囲第１項記載の信号電流と給電電流とを
   分離する電力分離フイルタ。 ５ 接続ケーブルに直接接続される少なくとも１
   つの線路チヨークが付加的に設けられている特許
   請求の範囲第１項記載の信号電流と給電電流とを
   分離する電力分離フイルタ。 ６ 線路チヨークが付加的なフエライトリング
   FR３により構成され、このフエライトリングが
   再生器とは反対側で管体に直接隣り合うように、
   接続ケーブルの自由端にはめこまれている特許請
   求の範囲第５項記載のの信号電流と給電電流とを
   分離する電力分離フイルタ。 ７ 再生器の基準電位が接続ケーブルの基準電位
   に、前もつて選択された周波数に同調された直列
   共振回路を介して接続されている特許請求の範囲
   第１項記載の信号電流と給電電流とを分離する電
   力分離フイルタ。 ８ 外側の金属化部分の全体の長さを、伝送信号
   の下限遮断周波数に相応する電力分離フイルタの
   下限遮断周波数を決めるように、選定される特許
   請求の範囲第４項記載の信号電流と給電電流とを
   分離する電力分離フイルタ。 ９ 外側の金属化部分の、フエライトリングの介
   在の下に遮断されている区間の各々の長さＬ２
   を、この長さＬ２により決定される共振周波数が
   金属化区間の各々の長さＬ１により決定される共
   振周波数の２倍になるように選定した特許請求の
   範囲第４項記載の信号電流と給電電流とを分離す
   る電力分離フイルタ。