DE1068316B

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Publication number: DE1068316B
Application number: DENDAT1068316D
Authority: DE
Priority date: 1959-07-27
Publication date: 1959-11-05
Also published as: FR1237349A

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.The invention relates to a transceiver system of a multi-channel system, in particular of a radio relay system, for very short electromagnetic waves, with a double superimposition temp catcher.

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.For heterodyne receivers in the transceiver systems of a multi-channel system, the Dual superimposition circuit is used because this allows greater mirror selection to be achieved. Since such systems are mostly in the field of very short electromagnetic waves, for example in Working above 100 MHz range, it is necessary to set the receiver oscillators depending on the Readjust the frequency of the received waves in such a way that the received signal is reproduced undistorted will. In order to make good use of the frequency band in the respective system, however, one is forced to adjust the frequency spacing adjacent channels, which are also referred to as radio frequency channels, as small as possible to choose.

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.However, this creates a number of difficulties. If the receiver is switched on for the first time, the frequency of the oscillator or oscillators only reaches its setpoint after some time, and the receiver may sweep over the channels adjacent to the desired receiving channel with its receiving frequency. The effect of the frequency readjustment provided in the receiver can result in the receiver being kept on the wrong channel. Similar conditions can also arise when the receiver is already set to the desired frequency, but the frequency of a stronger jamming transmitter slowly crosses the receiving band and the tuning frequency of the receiver is pulled out of the desired channel as a result of the frequency readjustment, whereby this is under Tunes to a different channel under certain circumstances. This behavior of such receivers is particularly unpleasant when they are automatically switched on remotely on an unmanned relay station +0 as a substitute receiver.

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 WellenThis difficulty could be countered in a manner known per se by dispensing with frequency readjustment and keeping the frequency of all oscillators in the transmitters and in the receivers of the individual systems very precisely fixed by means of piezoelectric crystals. However, this has the disadvantage that the transmission and reception frequencies cannot easily be tuned independently of one another, but that for this purpose it is necessary to replace the piezoelectric oscillators. The effort required for this is also very great, and that is why a transceiver system
a multi-channel system,
in particular a radio relay system,
for very short electromagnetic waves

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

Dipl.-Ing. Helmut Schröder
und Dipl.-Ing. Josef-Engelbert Gammel, München,
sind als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Helmut Schröder
and Dipl.-Ing. Josef-Engelbert Gammel, Munich,
have been named as inventors

weil in den Oszillatoren für die Nachstimmung ein Raster benötigt wird und weil die absolute Frequenzkonstanz der Einzeloszillatoren extrem hoch sein muß.because a raster is required in the oscillators for the retuning and because the absolute frequency constancy the individual oscillators must be extremely high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf dem es in einfacher Weise möglich ist, diesen Schwierigkeiten zu begegnen.The invention is based on the object of providing a way in which it is possible in a simple manner is to face these difficulties.

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 kleinerenThis task is performed in a transmit-receive-system of a multi-channel system, in particular a radio relay system, for very short electromagnetic waves with a double heterodyne receiver according to of the invention solved in such a way that the first local oscillator in the dual heterodyne receiver and the transmitter of the opposite station are chosen so high in their frequency accuracy that the Difference between the transmission frequency and the tuning frequency of the receiver is smaller than that half the frequency spacing of adjacent channels, and that the second local oscillator of the receiver is provided with a sharp tuning "which adjusts the frequency of the second local oscillator in such a way that preferably readjusts extremely quickly that the intermediate frequency of the second superimposed at least is approximately in the middle of the band of the adjoining second intermediate frequency amplifier, and their Adjustment range to a slightly smaller one

909 647/278909 647/278

Wert als den des halben Abstands benachbarter Kanäle im Empfängereingang begrenzt ist.Value is limited than half the distance between adjacent channels in the receiver input.

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.The first local oscillator is expediently tuned to a normal circle via frequency adjustment frequency stabilized. It is also advisable to limit the readjustment range in this way make that a reactance tube is provided to sharpen the second local oscillator which in turn limits the readjustment range in the specified manner.

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.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment which is shown in the drawing is explained in more detail. The drawing shows a transceiver system of a multi-channel system that is designed as a radio relay system and that in the range of very short electromagnetic waves, for example in the frequency range between 500 and 1000 MHz, works.

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.In the transmitter, the message to be transmitted, which is referred to as the modulation band in the figure, is modulated via a reactance circuit 1 to an oscillator 2 which, for example, operates at a frequency of 100 MHz.The frequency-modulated output oscillation of this oscillator is converted to a higher output frequency via a frequency converter 3 , for example 800 MHz, specifically by means of a tunable conversion oscillator 4. The conversion oscillator 4 can operate, for example, at a frequency of 700 MHz. The output oscillation of the converter 3 is then amplified in a first amplifier 6 via a directional coupler 5 used to determine the adaptation and fed to the output amplifier 6 ' and optionally with the interposition of a transmitter output filter 7 to the antenna splitter 8 , which is connected to the common directional antenna 9 of the transceiver system is. The system can also be designed in a manner known per se in such a way that the transmitter and the receiver are each connected to an antenna.

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.To the Umsetzoszillator 4 to stabilize its frequency as to a serving as a frequency resonant circuit 10 (normal circle) is provided whose frequency stability amounts to for the specified transmitting frequency of 800 MHz is about 2 x IO. ⁴ The tuning frequency of this normal circuit, which can advantageously be designed as a coaxial line resonator with temperature compensation and pressure compensation, is slightly swept in a manner known per se from a source 11 of low frequency, for example 50 Hz. The same wobble frequency is fed to a phase comparator 12 , which also receives the output voltage of the normal circuit 10 rectified in the rectifier 13. The output voltage of the phase comparator 12 is then in manner known per se a function of the frequency deviation of the output frequency of the transmitter of the tuning frequency of the normal circuit 10. This output voltage is supplied to an adjusting motor 15 via a control amplifier 14 which readjusts the transmitter oscillator 4 in the required manner.

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 erstenIn the exemplary embodiment, the receiver also receives the received energy via the directional antenna 9 and the antenna splitter 8 and via the receiving filter 16 forming the receiving input. The superposition in the first superposition stage 19 of the receiver is additive. For this purpose, the output voltage of the first local oscillator 17 is fed into the input line of the receiver via a directional coupler 18. The low-pass filter 20 is used to remove the harmonics of the first

Überlagerungsoszillators 17 von der ersten Überlagerungsstufe 19 fernzuhalten.Local oscillator 17 to keep away from the first superposition stage 19.

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.The frequency readjustment of the first local oscillator 17 to the frequency of a tunable normal circuit takes place in the same way as that of the converter 4 of the transmitter, which is why the parts corresponding to the arrangement there are provided with the same reference numerals, but with dashes as indices. The frequency accuracy of the first local oscillator 17 is due to the frequency readjustment via the normal circuit 10 or 10 ' similar to the conversion oscillator about 2 · IO ^-4 at the specified frequency, which is also in the order of magnitude of 800 MHz.

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.The output voltage of the first superposition stage 19 is fed to the second superposition stage 22 via an intermediate amplifier 21 serving for decoupling. The intermediate frequency f _{Zl of} the first superposition stage is 50 MHz. The intermediate frequency / z _{2 of} the second superposition stage is, for example, 35 MHz. The second intermediate frequency fz2 is then amplified in a known manner in a second intermediate frequency amplifier 23 to the required value and fed via an amplitude limiter 24 to the demodulation discriminator 25 , which has a flat and linear characteristic curve for reasons of low distortion. The second local oscillator 26, which feeds the second superimposer 22 , is provided with a fast-acting sharp adjustment. This includes an adjustment discriminator 27 connected to the limiter 24 , which has a steep characteristic curve compared to that of the discriminator 25 and delivers a DC output voltage when the intermediate frequency fz _{2 is} outside the band center of the intermediate frequency amplifier 23 . With the output voltage of this readjustment discriminator, a reactance tube circuit 28 is fed, which is connected to the oscillator 26 and readjusts the frequency of the oscillator in a manner known per se. The time constant of the readjustment in the control loop 22, 23, 24, 27, 28, 26 is selected to be very short, for example 20 or 50 milliseconds. The control time in the frequency readjustments of the other oscillators, that is to say of the transmitter oscillator 4 and the first local oscillator 17, is, in contrast, significantly longer. The readjustment time in these circuits can be several seconds, for example.

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 derThe dimensions of the receiver and the transmitter of the respective opposite station are based on the following considerations with regard to the readjustment ranges of the oscillators. If, for example, it is assumed that the frequency spacing of the centers of adjacent channels on the high-frequency side is 1 MHz, the frequency accuracy of the transmitter, namely the readjustment of the converter 4, and the frequency accuracy of the first local oscillator 17 of the receiver via its associated frequency readjustment, are selected to be so high that in the case of two cooperating stations, the difference between the transmission frequency and the respectively set reception frequency is smaller than the readjustment range of the sharp tuning provided for the second local oscillator 26. The difference is understood to mean the value that results from the coordination of the transmitter and the receiver if one considers their setpoint frequencies and subtracts the respective actual A values from them. Both the transmitter and the receiver have a one-button tuning. In the drawing, the vote is each of the

Claims

both devices indicated by a dashed line, which symbolizes the mechanical coupling. Each of the devices is thus over the entire area of application of the transceiver system, that is z. B. from 500 to 1000 MHz, individually tunable. In the present case, the maximum difference between the transmission frequency and the respectively set reception frequency, based on their maximum possible deviations from the setpoint values, would be less than or equal to 4 · IO-4, because it is assumed that the transmitter has an accuracy of 2 · IQ-4 and the receiver also has an accuracy of 2 · IO-4. The readjustment range of the sharp adjustment must therefore include at least 4 · IO-4 in the present case. With the specified frequency values, this is around 400 kHz in the present case. On the other hand, the sharp adjustment must not exceed a certain value in its readjustment range. This value must be slightly smaller than half the frequency spacing of the centers of adjacent radio frequency channels. In the present case, with a channel spacing of 1 MHz, the width of the readjustment range would be slightly less than 500 kHz. This remedies the disadvantages of the known arrangements described at the outset. The limitation of the readjustment range of the second receiver oscillator takes place, as already mentioned, expediently in that the reactance tube 28 is used to limit the readjustment range. As is well known, by coupling a reactance tube to the frequency-determining resonance circuit of an oscillating circuit to be readjusted, the degree of possible tuning can be determined. The limits of the reactance tube adjustment are known to be determined by the range of minimum and maximum steepness of the reactance tube. Patent claims:

1. Transceiver system of a multi-channel system, in particular radio relay system, for very short electromagnetic waves, with a double heterodyne receiver, characterized in that that the first local oscillator in the dual heterodyne receiver and the transmitter the opposite station are chosen so high in their frequency accuracy that the difference between the Transmission frequency and the tuning frequency of the receiver is less than half the frequency spacing adjacent channels and that the second local oscillator of the receiver with a Sharp tuning is provided that the frequency of the second local oscillator in such a way, preferably extremely fast, readjusts that the intermediate frequency of the second superimposed at least approximately in the middle of the band of the adjoining second intermediate frequency amplifier and its readjustment range to a value slightly smaller than that of half the distance adjacent channels in the receiver input is limited.

2. Transceiver system according to claim 1, characterized in that the first local oscillator is frequency stabilized with a normal circle.

3. Transceiver system according to claim 1 or 2, characterized in that the sharp vote contains a reactance tube which limits the readjustment range.

1 sheet of drawings