Der Wilkinson Teiler mit RG59 Koax Kabel 75 Ohm

Der Wilkinson Teiler benötigt zwei \lambda/4  lange Leitungen mit einem Wellenwiderstand von \sqrt{2}*Z0.

In einem 50 Ohm System ergibt sich ein Wellenwiderstand von 70,71 Ohm.

Die Überlegung

Wenn die \lambda/4  Leitungen statt mit 70,71 Ohm mit einer 75 Ohm Koax Leitung aufgebaut werden, gibt das vernünftige Ergebnisse?
Der Vorteil liegt auf der Hand: 75 Ohm Koax Kabel sind üblich und leicht zu bekommen. Im BNC Stecker System können 50 Ohm und 75 Ohm Kabel verbunden werden für einfache Tests.

Die Simulation

Die Wellenwiderstände in der Simulation wurden in 75 Ohm geändert.

Wilkinson75coax

Und die Simulations Ergebnisse

Wilkinson-75-Coax-S-Parameter

1. S12 und S13 sind mit 3.02 dB weiterhin gut.
2. S11 wird schlechter, liegt aber immer noch unter 20dB
3. Die Bandbreite nimmt ab von 42,3 MHz (Marker 1) bis 57,6 MHz (Marker 2) wenn S11 mit mindestens 20 dB eingehalten werden soll.
Das ergibt eine Bandbreite von 15,3 MHz oder 30,6 % (auf 50MHz bezogen) und ist damit gar nicht so schlecht.

Die Hardware

Also habe ich mir zwei 1m lange RG59 Koaxkabel (75 Ohm) mit BNC Stecker genommen, 3 BNC T-Stücke und einen 100 Ohm Widerstand. Für die mechanische Festigkeit habe ich den Widerstand in ein Gehäuse mit BNC Steckern gesetzt.
Das ist alles nicht ideal, ich weiss. Aber es ist hier vorhanden und kann somit ausprobiert werden.

Wilkinson Koax 75 Ports

Die Kabel sind 100 cm lang und werden durch die T-Stücke etwas verlängert, sodass sich ca. 102 cm für die \lambda/4  Leitung ergeben.

Ein grosser Fehler gegenüber dem idealen Wilkinson Teiler ergibt sich aus der Box für den 100 Ohm Widerstand. Hier einmal die Abmessungen.

Wilkinson Koax 75 Box

Die Messergebnisse

Als Erstes ergibt die Messung S23 eine \lambda/4  Frequenz von 62,5 MHz und liegt damit deutlich über den berechneten 50MHz unter idealen Bedingungen.

Die 3*\lambda/4  Frequenz liegt bei 162MHz.
Die 5*\lambda/4  bei 263 MHz.

Das heisst wir sind jeweils ca. 13 MHz über den simulierten Ergebnissen.

RG59-2L-WI-23

Damit erhalten wir einen Wilkinson Teiler, der auch bei Seefunk Frequenzen (158 – 162MHz) einsetzbar ist.

Hier die gemessenen Bandbreiten für eine Entkopplung der Ausgänge 2 und 3 (s23) mit mindestens -20dB
1. 51-70 MHz
2. 158 – 167 MHz
3. -20dB werden nicht erreicht. Aber 254 – 271 MHz wenn 15dB Entkopplung ausreichend sind.

RG59-2L-WI-23-3Bandbreiten

Nun noch die Transmissionsmessung (Leistungsdurchgang) von Port 1 zu Port 2 (S21)
Bei 62 MHZ : -3,14dB
Bei 159-162 MHz: 3,2 – 3,7 dB
Bei 263 MHz: 3,4 dB

RG59-2L-WI-12

Und für S13 ergeben sich ganz ähnlich Werte. Aber die Schaltung ist ja auch symmetrisch aufgebaut.

RG59-2L-WI-13

Diese relativ simple und einfach aufzubauende Schaltung ergibt also einen brauchbaren Wilkinson Teiler für 51-70 MHz und für 158 – 167 MHz.

von Matthias Busse

Hilfreiche Links:
Wilkinson Teiler

Teil 1 > Der Wilkinson Teiler
Teil 2 > Der Wilkinson Teiler mit RG59 Koax Kabel 75 Ohm
Teil 3 > 100 Ohm Widerstand im Gehäuse
Teil 4 > Der Wilkinson Teiler mit 2 zusätzlichen Leitungen entkoppelt besser
Teil 5 > Aufbau des Wilkinson Teilers mit 4 Leitungen

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