DE1068316B - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sende-Empfangs-Anlage eines Vielkanalsystems, insbesondere eines Richtfunksystams, für sehr kurze elektromagnetische Wellen, mit einem Zweifach-Überlagerungsemp fänger.

Für Überlagerungsempfänger in den Sende-Empfangs-Anlagen eines Vielkanalsystems wird häufig die Zweifach-Überlagerungsschaltung benutzt, weil diese eine größere Spiegelselektion zu erzielen ermöglicht. Da derartige Anlagen meist im Gebiet der sehr kurzen elektromagnetischen Wellen, beispielsweise im Bereich über 100 MHz arbeiten, ist es erforderlich, die Empfängeroszillatoren in Abhängigkeit von der Frequenz der Empfangswellen derart nachzuregeln, daß das Empfangssignal unverzerrt wiedergegeben wird. Um das Frequenzband in der jeweiligen Anlage gut auszunutzen, ist man jedoch gezwungen, den Frequenzabstand benachbarter Kanäle, die auch als Radiofrequenzkanäle bezeichnet werden, möglichst gering zu wählen.

Das führt jedoch zu einer Reihe von Schwierigkeiten. Wird nämlich der Empfänger erstmalig eingeschaltet, so erreicht die Frequenz des Oszillators bzw. der Oszillatoren erst nach einiger Zeit ihren Sollwert, und der Empfänger überstreicht mit seiner Empfangsfrequenz unter Umständen die zum gewünschten Empfangskanal benachbarten Kanäle. Durch Einwirkung der im Empfänger vorgesehenen Frequenznachregelung kann dies dazu führen, daß der Empfänger auf einem falschen Kanal gehalten wird. Ähnliche Verhältnisse können sich auch dann ergeben, wenn der Empfänger bereits auf die gewünschte Frequenz eingestellt ist, jedoch die Frequenz eines stärkeren Störsenders langsam über das Empfangsband läuft, und dabei die Abstimmfrequenz des Empfängers infolge der Frequenznachregelung aus dem gewünschten Kanal herauszieht, wobei sich diese unter Umständen auf einen anderen Kanal einstellt. Besonders unangenehm ist dieses Verhalten derartiger Empfänger dann, wenn sie auf einer unbemannten Relaisstation +0 als Ersatzempfänger automatisch ferneingeschaltet werden.

Man könnte dieser Schwierigkeit in an sich bekannter Weise dadurch begegnen, daß auf eine Frequenznachregelung verzichtet wird und sämtliche Oszillatoren in den Sendern und in den Empfängern der einzelnen Anlagen mittels piezoelektrischer Quarze in ihrer Frequenz sehr genau festgehalten werden. Das hat jedoch den Nachteil, daß die Sende- und Empfangsfrequenzen nicht ohne weiteres unabhängig voneinander durchgestimmt werden können, sondern daß hierzu jeweils ein Auswechseln der piezoelektrischen Schwinger erforderlich ist. Der hierfür erforderliche Aufwand ist außerdem sehr groß, und zwar deshalb, Sende-Empfangs-Anlage
eines Vielkanalsystems,
insbesondere eines Richtfunksystems,
für sehr kurze elektromagnetische Wellen

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Helmut Schröder
und Dipl.-Ing. Josef-Engelbert Gammel, München,
sind als Erfinder genannt worden

weil in den Oszillatoren für die Nachstimmung ein Raster benötigt wird und weil die absolute Frequenzkonstanz der Einzeloszillatoren extrem hoch sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf dem es in einfacher Weise möglich ist, diesen Schwierigkeiten zu begegnen.

Diese Aufgabe wird bei einer Sende-Empfangs-An-Iage eines Vielkanalsystems, insbesondere eines Richtfunksystems, für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einem Zweifach-Überlagerungsempfänger gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß der erste Überlagerungsoszillator im Zweifach-Überlagerungsempfänger und der Sender der Gegenstation in ihrer Frequenzgenauigkeit so hoch gewählt sind, daß die Differenz zwischen der Sendefrequenz und der Abstimmfrequenz des Empfängers kleiner ist als der halbe Frequenzabstand benachbarter Kanäle, und daß der zweite Überlagerungsoszillator des Empfängers mit einer Scharfabstimmung versehen" ist, die die Frequenz des zweiten Überlagerungsoszillators derart, vorzugsweise extrem rasch nachregelt, daß die Zwischenfrequenz des zweiten Überlagerers wenigstens angenähert in der Bandmitte des daran anschließenden zweiten Zwischenfrequenzverstärkers liegt, und deren Nachregelbereich auf einen geringfügig kleineren

909 647/278

Wert als den des halben Abstands benachbarter Kanäle im Empfängereingang begrenzt ist.

Zweckmäßig wird der erste Überlagerungsoszillator mit einem Normalkreis über eine Frequenznachstimmung frequenzstabilisiert. Außerdem empfiehlt es sich, die Begrenzung des Nachregelbereiches in der Weise vorzunehmen, daß zur Scharfabstimmung des zweiten Überlagerungsoszillators eine Reaktanzröhre vorgesehen wird, die ihrerseits den Nachregelbereich in der angegebenen Weise begrenzt.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung wiedergegeben ist, näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Sende-Empfangs-Anlage eines Vielkanalsystems, das als Richtfunksystem ausgebildet ist und das im Bereich der sehr kurzen elektromagnetischen Wellen, beispielsweise im Frequenzbereich zwischen 500 und 1000 MHz, arbeitet.

Im Sender wird die zu übertragende Nachricht, die in der Abbildung mit Modulationsband bezeichnet ist, über eine Reaktanzschaltung 1 einem Oszillator 2 aufmoduliert, der beispielsweise bei einer Frequenz von 100 MHz arbeitet Die frequenzmodulierte Ausgangsschwingung dieses Oszillators wird über einen Frequenzumsetzer 3 auf eine höhere Ausgangsfrequenz umgesetzt, beispielsweise 800 MHz, und zwar mittels eines durchstimmbaren Umsetzoszillators 4. Der Umsetzoszillator 4 kann beispielsweise auf einer Frequenz von 700 MHz arbeiten. Die Ausgangsschwingung des Umsetzers 3 wird dann in einem ersten Verstärker 6 verstärkt über einen der Anpassungsbestimmung dienenden Richtkoppler 5 dem Ausgangsverstärker 6' zugeführt und gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Senderausgangsfilters 7 der Antennenweiche 8 zugeführt, die mit der gemeinsamen Richtantenne 9 der Sende-Empfangs-Anlage verbunden ist. DieAnlage kann in an sich bekannter Weise auch derart ausgebildet sein, daß der Sender und der Empfänger mit je einer Antenne verbunden sind.

Um den Umsetzoszillator 4 hinsichtlich seiner Frequenz zu stabilisieren, ist ein als Frequenznormal dienender Resonanzkreis 10 (Normalkreis) vorgesehen, dessen Frequenzkonstanz für die angegebene Sendefrequenz von 800 MHz etwa 2 · IO-⁴ betrage. Die Abstimmfrequenz dieses Normalkreises, der vorteilhaft als Koaxialleitungsresonator mit Temperaturkompensation und Druckausgleich ausgebildet sein kann, wird von einer Quelle 11 niedriger Frequenz, beispielsweise 50 Hz, geringfügig in an sich bekannter Weise gewobbelt. Die gleiche Wöbbelfrequenz wird einem Phasenvergleicher 12 zugeführt, der außerdem die im Gleichrichter 13 gleichgerichtete Ausgangsspannung des Normalkreises 10 erhält. Die Ausgangsspannung des Phasenvergleichers 12 ist dann in an sich bekannter Weise eine Funktion der Frequenzablage der Ausgangsfrequenz des Senders von der Abstimmfrequenz des Normalkreises 10. Diese Ausgangsspannung wird über einen Regelverstärker 14 einem Nachstellmotor 15 zugeführt, der den Senderoszillator 4 in der erforderlichen Weise nachregelt.

Der Empfänger erhält die Empfangsenergie beim Ausführungsbeispiel ebenfalls über die Richtantenne 9 und die Antennenweiche 8 sowie über das den Empfangseingang bildende Empfangsfilter 16. Die Überlagerung in der ersten Überlagerungsstufe 19 des Empfängers erfolgt additiv. Zu diesem Zweck wird die Ausgangsspannung des ersten Überlagerungsoszillators 17 über einen Richtungskoppler 18 in die Eingangsleitung des Empfängers eingespeist. Das Tiefpaßfilter 20 dient dazu, die Oberwellen des ersten

Überlagerungsoszillators 17 von der ersten Überlagerungsstufe 19 fernzuhalten.

Die Frequenznachregelung des ersten Überlagerungsoszillators 17 auf die Frequenz eines durchstimmbaren Normalkreises geschieht gleichartig zu der des Umsetzoszillators 4 des Senders, weshalb die der dortigen Anordnung entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch mit Strichen als Indizes, versehen sind. Die Frequenzgenauigkeit des ersten Überlagerungsoszillators 17 sei wegen der Frequenznachregelung über den Normalkreis 10 bzw. 10' gleichartig zum Umsetzoszillator etwa 2 · IO^-4 bei der angegebenen Frequenz, die auch in der Größenordnung von 800 MHz liege.

Die Ausgangsspannung der ersten Überlagerungsstufe 19 wird über einen der Entkopplung dienenden Zwischenverstärker 21 der zweiten Überlagerungs#tufe 22 zugeführt. Die Zwischenfrequenz f_Zl der ersten Überlagerungsstufe liege bei 50 MHz. Die Zwischenfrequenz /z₂ der zweiten Überlagerungsstufe betrage beispielsweise 35 MHz. Die zweite Zwischenfrequenz fz2 wird dann in an sich bekannter Weise in einem zweiten Zwischenfrequenzverstärker 23 auf den erforderlichen Wert verstärkt und über einen Amplitudenbegrenzer 24 dem zur Demodulation dienenden Diskriminator 25 zugeführt, der aus Gründen geringen Klirrgrades eine flache und möglichst lineare Kennlinie hat. Der zweite Überlagerungsoszillator 26, der den zweiten Überlagerer 22 speist, ist mit einer rasch wirkenden Scharfabstimmung versehen. Diese umfaßt einen an den Begrenzer 24 angeschalteten Nachstelldiskriminator 27, der eine steile Kennlinie im Vergleich zu der des Diskriminators 25 hat und eine Ausgangsgleichspannung liefert, wenn die Zwischenfrequenz fz₂ außerhalb der Bandmitte des Zwischenfrequenzverstärkers 23 liegt. Mit der Ausgangsspannung dieses Nachstelldiskriminators wird eine Reaktanzröhrenschaltung 28 gespeist, die an den Oszillator 26 angeschaltet ist und diesen in der Frequenz in an sich bekannter Weise nachregelt. Die Zeitkonstante der Nachregelung in dem Regelkreis 22, 23, 24, 27, 28, 26 ist sehr kurz gewählt, beispielsweise zu 20 oder 50 Millisekunden. Die Regelzeit in den Frequenznachstellungen der anderen Oszillatoren, also des Senderoszillators 4 und des ersten Überlagerungsoszillators 17 ist demgegenüber wesentlich länger. Die Nachregeldauer in diesen Kreisen kann beispielsweise bei mehreren Sekunden liegen.

Der Bemessungen des Empfängers und des Senders der jeweiligen Gegenstation liegen hinsichtlich der Nachregelbereiche der Oszillatoren folgende Überlegungen zugrunde. Wird beispielsweise angenommen, daß der Frequenzabstand der Mitten benachbarter Kanäle auf der Hochfrequenzseite 1 MHz beträgt, so wird zunächst die Frequenzgenauigkeit des Senders, und zwar die Nachregelung des Umsetzoszillators 4, und die Frequenzgenauigkeit des ersten Überlagerungsoszillators 17 des Empfängers über dessen zugehörige Frequenznachregelung so hoch gewählt, daß bei zwei zusammenarbeitenden Stationen die Differenz zwischen Sendefrequenz und der jeweils eingestellten Empfangsfrequenz kleiner ist als der Nachregelbereich der für den zweiten Überlagerungsoszillator 26 vorgesehenen Scharfabstimmung. Unter der Differenz wird dabei der Wert verstanden, der sich aus der Abstimmung des Senders und des Empfängers ergibt, wenn man deren Sollfrequenzen betrachtet und davon die jeweils tatsächlichen AVerte abzieht. Sowohl der Sender hat eine Einknopfabstimmung als auch der Empfänger. In der Zeichnung ist die Abstimmung jedes der

Claims (3)

beiden Geräte durch eine gestrichelte Linie angedeutet, die die mechanische Kupplung symbolisiert. Jedes der Geräte ist somit über den gesamten Einsatzbereich der Sende-Empfangs-Anlage, das ist z. B. von 500 bis 1000 MHz, für sich getrennt durchstimmbar. Im vorliegenden Fall wäre die maximale Differenz zwischen Sendefrequenz und der jeweils eingestellten Empfangsfrequenz, wenn man deren maximal mögliche Abweichungen von den Sollwerten zugrunde legt, kleiner als oder gleich 4 · IO-4, und zwar deshalb, weil angenommen ist, daß der Sender eine Genauigkeit von 2 · IQ-4 und der Empfänger eine Genauigkeit von ebenfalls 2 · IO-4 hat. Der Nachregelbereich der Scharfabstimmung muß also wenigstens 4 · IO-4 im vorliegenden Fall umfassen. Das sind bei den angegebenen Frequenzwerten im vorliegenden Fall etwa 400 kHz. Andererseits darf die Scharfabstimmung aber in ihrem Nachstellbereich einen bestimmten Wert nicht überschreiten. Dieser Wert muß geringfügig kleiner als der halbe Frequenzabstand der Mitten benachbarter Radiofrequenzkanäle sein. Im vorliegenden Fall wäre das bei einem Kanalabstand von 1 MHz eine Breite des Nachregelbereiches von etwas weniger als 500 kHz. Dadurch wird den eingangs geschilderten Nachteilen der bekannten Anordnungen abgeholfen. Die Begrenzung des Nachregelbereiches des zweiten Empfängeroszillators geschieht, wie bereits erwähnt, zweckmäßig dadurch, daß die Reaktanzröhre 28 zur Begrenzung des Nachregelbereiches verwendet wird. Bekanntlich läßt sich nämlich durch die Ankopplung einer Reaktanzröhre an den frequenzbestimmenden Resonanzkreis einer nachzuregelnden Schwingschaltung der Grad der möglichen Nachstimmung festlegen. Die Grenzen der Reaktanzröhrennachstimmung sind bekanntlich durch den Bereich minimaler und maximaler Steilheit der Reaktanzröhre bestimmt. Patentansprüche:

1. Sende-Empfangs-Anlage eines Vielkanalsystems, insbesondere Richtfunksystems, für sehr kurze elektromagnetische Wellen, mit einem Zweifach-Überlagerungsempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Überlagerungsoszillator im Zweifach-Überlagerungsempfanger und der Sender der Gegenstation in ihrer Frequenzgenauigkeit so hoch gewählt sind, daß die Differenz zwischen der Sendefrequenz und der Abstimmfrequenz des Empfängers kleiner ist als der halbe Frequenzabstand benachbarter Kanäle und daß der zweite Überlagerungsoszillator des Empfängers mit einer Scharfabstimmung versehen ist, die die Frequenz des zweiten Überlagerungsoszillators derart, vorzugsweise extrem rasch, nachregelt, daß die Zwischenfrequenz des zweiten Überlagerers wenigstens angenähert in der Bandmitte des daran anschließenden zweiten Zwischenfrequenzverstärker liegt, und deren Nachregelbereich auf einen geringfügig kleineren Wert als den des halben AbStandes benachbarter Kanäle im Empfängereingang begrenzt ist.

2. Sende-Empfangs-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Überlagerungsoszillator mit einem Normalkreis frequenzstabilisiert ist.

3. Sende-Empfangs-Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharfabstimmung eine Reaktanzröhre enthält, die den Nachregelbereich begrenzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 647/278 10.59