Im wesentlichen verhindern solche Baluns Ausgleichströme, welche entstehen wenn. unsymmetrische betriebene Schaltungen mit symmetrisch betriebenen Schaltungen zusammengeschaltet werden, da im symmetrischen Betrieb, welcher auch als Gegentaktbetrieb bezeichnet wird, Strom und Spannung beispielsweise auf einer Doppelleitung in einem Leiter relativ zum jeweils naheliegendsten Teil des anderen Leiters, gleich groß und gegenphasig sind. Im Gleichtaktbetrieb hingegen verlaufen Strom und Spannung auf beiden Leitern gleichphasig. Diese Ausgleichströme entstehen auch bei angepaßten Wellenwiderständen, wobei Baluns auch gleichzeitig zur Widerstandstransformation und damit zur Anpassung von Wellenwiderständen verwendet werden können.

Die prinzipielle Wirkungsweise eines Baluns ist so, daß der gleichphasige Anteil, aus dem Gleichtaktbetrieb durch eine Phasendrehung von 180° aufgehoben wird, indem er in den gegenphasigen Anteil überführt wird.

Solche Schaltungsanordnungen sind aus der Literatur bekannt. Beispielsweise wird in"RF Power Amplifiers for Wireless Communications"von Steve C. Cripps, 1999, Artech House Inc., ISBN 0-89006-989-1 auf Seite 290, ein aus einem Koaxialkabel bestehender sog. Lambda/4-Leitungsbalun beschrieben. Die Länge des Koaxialkabels muß dabei dem Viertel der zu übertragenden Wellenlänge entsprechen.

Weiterhin sind aus obiger Literatur, Seite 292, Baluns bekannt, die alleinig mit konzentrierten Elementen, nämlich Induktivitäten und Kapazitäten, oder Übertragern, aufgebaut sind.

Aus der EP 0 644 605 AI ist eine Kompensationsschaltung für eine Umsymmetrieranordnung bekannt, welche aus drei miteinander elektromagnetisch gekoppelten Induktivitäten und einer Amplituden-und Phasen-Kompensationsschaltung besteht.

Aus der EP 0 426 988 Al ist eine Symmetrierungsschleife mit einer Leitung und Kapazitäten am Ausgang bekannt.

Nachteilig bei der aus dem Stand der Technik bekannten Umsymmetrieranordnung ist, daß die Baugröße des Baluns durch die Verwendung von Leitungslängen, die etwa dem Viertel der zu übertragenden Wellenlänge entsprechen, für viele Anwendungsgebiete unzweckmäßig groß ist und so insbesondere für die Streifenleitungs-Technik vielfach nicht einsetzbar ist. Außerdem werden harmonische Frequenzbereiche nicht unterdrückt und das Widerstands- Transformations-Verhältnis, welches bei Lamda/4- Leitungsbaluns 2 : 1 beträgt, kann nicht verändert werden.

Bei Umsymmetrieranordnungen mit konzentrierten Elementen und Induktivitäten oder Kapazitäten ist außerdem die Bandbreite stark eingeschränkt, welche auch durch eine einfache Kompensationsschaltung nicht wesentlich verbessert werden kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine einfach aufgebaute Umsymmetrieranordnung aufzuzeigen, welche unter Beibehaltung großer Bandbreite deutlich kleiner aufgebaut werden kann, wobei harmonische Frequenzbereiche unterdrückt werden und das Widerstands-Transformations- Verhältnis variabel ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Umsymmetrieranordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 in Verbindung mit den gattungsgemäßen Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß wird einer im wesentlichen homogen aufgebauten einpolig geerdeten Leitung mit zumindest zwei Leitern und einem unsymmetrischen Anschluß, ein Netzwerk aus zumindest drei Impedanzen nachgeschaltet.

Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In den Figuren sind übereinstimmende Bauteile mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung, Fig. 2 eine Darstellung der Impedanz-Transformation des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels anhand eines Smith-Diagramms, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung, Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung,

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung, Fig. 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung und Fig. 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung, welche im wesentlichen aus einer homogenen Leitung 12 mit einem ersten Leiter 2 und einem zweiten Leiter 5 und drei ein Netzwerk bildenden gleichartigen Impedanzen xl, x2, x3, welche in diesem Ausführungsbeispiel als Induktivitäten L1, L2, L3 ausgebildet sind, besteht. Die Leitung 12 weist eine erste Seite 8 und eine zweite Seite 9 auf. Die erste Seite 8 weist den ersten Pol 3 des ersten Leiters 2 und den ersten Pol 6 des zweiten Leiters 5 auf. Die zweite Seite 9 weist den zweiten Pol 4 des ersten Leiters 2 und den zweiten Pol 7 des zweiten Leiters 5 auf. Der erste Pol 6 des zweiten Leiters 5 bildet zusammen mit dem unmittelbar mit einem Bezugspotential GR verbundenen ersten Pol 3 des ersten Leiters 2 einen unsymmetrischen Anschluß In.

Die zweite Seite 9 der homogenen Leitung 12 ist mit dem aus drei gleichartigen Impedanzen xl, x2, x3, im Auführungsbeispiel Induktivitäten L1, L2, L3, bestehen Netzwerk und einem symmetrischen Anschluß Out verbunden.

Dabei ist der zweite Pol 4 des ersten Leiters 2 direkt mit einem ersten Ende 10 des symmetrischen Anschlusses Out verbunden und über die dritte Impedanz x3 bzw. die dritte Induktivität L3 mit dem Bezugspotential GR. Der zweite Pol 7 des zweiten Leiters 5 ist mit dem zweiten Ende 11 des symmetrischen Anschlusses Out über die erste Impedanz xi bzw. L1 und mit dem Bezugspotential GR über die Reihenschaltung von xl, L1 und x2, L2 verbunden.

In diesem Ausführungsbeispiel übernimmt das beispielsweise in Streifenleiter-Technik hergestellte Netzwerk teilweise die zur Umsymmetrierung notwendige Phasenverschiebung und die zweite Impedanz x2 und die dritte Impedanz x3 weisen gleiche Schein-Widerstände zur Symmetrierung der symmetrischen Auschüsse OUT 10 und 11 bezüglich des Bezugspotentials GR auf. Ihre Impedanzen sind dabei deutlich kleiner als die sich aus der Anordnung ergebenden Impedanzen des zweiten Endes 11 und des zweiten Pols 4 bezüglich GR und bestimmen somit diese Impedanzen ("Parallelschaltung"). Außerdem beträgt die Länge der Leitung 12 deutlich weniger als ein Viertel, beispielsweise etwa ein Dreizehntel, der Wellenlänge der zu übertragenden Frequenz bzw. der Mittenfrequenz des zu übertragenden Frequenzbandes und die Leitung 12 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen auf der ersten Seite 8 auftretenden Wellenwiderstand von beispielsweise 50 Ohm auf. Die Leitung 12 ist weiterhin lang genug, um den Polen 4 und 7 die Annahme eines anderen Potentials als das den Polen 3 und 6 bezüglich des Bezugspotentials GR zu erlauben.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Impedanz- Transformation des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels anhand eines Smith-Diagramms. Die Darstellungsart eines Smith-Diagramms wird hier nicht weiter erläutert, da es ein dem Fachmann bekanntes und vielfach benutztes Hilfsmittel zur Darstellung von Impedanzen und Admittanzen bei einer bestimmten Frequenz ist.

Das dargestellte Diagramm ist auf den Leitungs-Widerstand der Leitung 12 von beispielsweise 25 Ohm normiert. Der Punkt Pin gibt den Wellenwiderstand am unsymmetrischen Anschluß In wieder. Bei einer Normierung des Diagramms auf 25 Ohm und einem am unsymmetrischen Anschluß In auftretenden Wellenwiderstand von 50 Ohm liegt der Punkt Pin auf der reellen, im Diagramm waagerecht verlaufenden Achse auf einem hier nicht dargestellten Zahlenwert von 2,

also rechts des dargestellten Zahlenwertes 1, welcher wiederum einem Wellenwiderstand von 25 Ohm entspricht. Die Strecke S12, welche die Transformation des Wellenwiderstands entlang der homogenen Leitung 12 wiedergibt, verhält sich kapazitiv, da die Länge der Leitung 12 mit ca. einem Dreizehntel der Wellenlänge der betrachteten Frequenz unterhalb eines Viertels der betrachteten Wellenlänge liegt. Der durch die Strecke S12 transformierte Wellenwiderstand tritt in diesem Ausführungsbeispiel zwischen den Polen 4 und 7 auf.

Durch die Induktivität L1, welche im gezeigten Verlauf als idealisierte, rein als Reaktanz wirkende Serieninduktivität anhand der Strecke Sxl dargestellt ist, wird der Wellenwiderstand wie dargestellt weiter transformiert. Nach der in Serie geschalteten Induktivität L1 transformieren die beiden in Reihe über das Bezugspotential GR zusammengeschalteten und dem Wellenwiderstand parallel liegenden Induktivitäten L2 und L3 den Wellenwiderstand wie gezeigt über die Strecke Sx2x3 auf den Punkt Pout, welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel auf der reellen Achse liegt und den Wellenwiderstand am Anschluß Out wiedergibt.

Je nach Anforderung können die Leitung 12 und die Impedanzen xl, x2, x3 auch so bemessen sein, daß ein Reaktanz-Anteil am Anschluß Out auftritt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Punkt Pout auf ca. 30 Ohm.

Dies entspricht dem zwischen dem ersten und zweiten Ende des Anschlusses Out auftretenden Wellenwiderstand oder einem zwischen jeweils einem Ende 10,11 des Anschlusses Out und dem Bezugspotential GR auftretendem Wellenwiderstand von 15 Ohm.

Durch geeignete Dimensionierung der Bauelemente, insbesondere der konzentrierten Elemente xl, x2 und x3, ist es so in einfacher Weise möglich, die Länge der Leitung 12 beispielsweise den räumlichen Gegebenheiten anzupassen und gleichzeitig das Widerstands-

Transformations-Verhältnis in weiten Grenzen den elektrischen Anforderungen anzupassen. Darüber hinaus kann dabei je nach Anforderung ein induktiver oder kapazitiver Anteil eingestellt werden.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung, ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1, jedoch sind die Impedanzen xl, x2, x3 durch Kapazitäten bzw. Kondensatoren C1, C2, C3 gebildet.

Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung, ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1. Wie in Fig. 1 ist die zweite Seite 9 der homogenen Leitung 12 mit dem aus drei gleichartigen Impedanzen xl, x2, x3 in Form von Induktivitäten L1, L2, L3 bestehen Netzwerk und einem symmetrischen Anschluß Out verbunden. Jedoch ist dabei der zweite Pol 4 des ersten Leiters 2 mit dem ersten Ende 10 des symmetrischen Anschlusses Out über die erste Induktivität L1 und mit dem Bezugspotential GR über die Reihenschaltung von xl, Ll und x2, L2 verbunden. Der zweite Pol 7 des zweiten Leiters 5 ist direkt mit dem zweiten Ende 11 des symmetrischen Anschlusses Out verbunden und über die dritte Induktivität L3 mit dem Bezugspotential GR.

Fig. 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung, ähnlich dem dritten Ausführungsbeispiel aus Fig. 4, jedoch sind die Impedanzen xl, x2, x3 durch Kapazitäten bzw. Kondensatoren C1, C2, C3 gebildet.

Fig. 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung 1, wobei die Impedanzen xl, x2, x3 durch jeweils kurzgeschlossene Leitungsstücke (Ltl, Lt2, Lt3), welche in diesem Ausführungsbeispiel in Mikrostreifenleiter-Technik hergestellt sind, gebildet sind.

Das erste Leitungsstück Ltl weist einen ersten Leiter 17 mit einem ersten Pol 13 und einen zweiten Pol 15 und einen zweiten Leiter 18 mit einem ersten Pol 14 und einem zweiten Pol 16 auf. Die jeweils ersten Pole 13,14 sind miteinander kurzgeschlossen und auf das Bezugspotential GR geführt. Der zweite Pol 15 des ersten Leiters 17 ist mit dem Pol 7 verbunden. Der zweite Pol 16 des zweiten Leiters 18 ist auf das zweite Ende 11 des symmetrischen Anschlusses Out geführt.

Das zweite Leitungsstück Lt2 weist einen ersten Leiter 23 mit einem ersten Pol 19 und einen zweiten Pol 21 und einen zweiten Leiter 24 mit einem ersten Pol 20 und einem zweiten Pol 22 auf. Die jeweils ersten Pole 19,20 sind miteinander kurzgeschlossen und auf das Bezugspotential GR geführt. Der zweite Pol 21 des ersten Leiters 23 ist auf das zweite Ende 11 des symmetrischen Anschlusses Out geführt. Der zweite Pol 22 des zweiten Leiters 24 ist mit dem Bezugspotential GR verbunden.

Das dritte Leitungsstück Lt3 weist einen ersten Leiter 29 mit einem ersten Pol 25 und einen zweiten Pol 27 und einen zweiten Leiter 30 mit einem ersten Pol 26 und einem zweiten Pol 28 auf. Die jeweils ersten Pole 25,26 sind miteinander kurzgeschlossen und auf das Bezugspotential GR geführt. Der zweite Pol 27 des ersten Leiters 29 ist auf das zweite Ende 11 des symmetrischen Anschlusses Out bzw. auf den Pol 4 geführt. Der zweite Pol 28 des zweiten Leiters 30 ist mit dem Bezugspotential GR verbunden.

Fig. 7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umsymmetrieranordnung 1, ähnlich dem fünften Ausführungsbeispiel aus Fig. 6. Im Unterschied zum fünften Ausführungsbeispiel aus Fig. 6 sind jeweils die ersten Pole 13,14 des ersten Leitungsstücks Ltl, die ersten Pole 19,20 des zweiten Leitungsstücks Lt2 und die ersten Pole 25,26 des dritten Leitungsstücks Lt3 offen, und nicht, wie im fünften Ausführungsbeispiel, kurzgeschlossen.