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Richtfunksystem mit Winkelmodulation
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der Einschleusung solcher Informationen in den Zwischenstellen auftretende Erhöhung der Geräusche weitgehend vermieden ist.
Bei der Erfindung wird von dem einleitend geschilderten bekannten Schaltungsaufbau einer Zwischenstelle ausgegangen, bei der Sendeumsetzer und Empfangsumsetzer aus einem gemeinsamen Oszillator gespeist werden und in die Zuleitung zu einem der Empfänger ein weiterer Frequenzumsetzer eingefügt ist, der von einem auf der Versetzerfrequenz schwingenden Versetzerfrequenz-Oszillator gespeist wird.
Erfindungsgemäss wird die vorstehend geschilderte Aufgabe dadurch gelöst, dass der VersetzerfrequenzOszillator für die in der Zwischenstelle in das Übertragungsfrequenzband einzufügenden zusätzlichen Informationenfrequenzmodulierbar ausgebildet ist und zugleich eine Frequenznachregeleinrichtung hat mit einem Frequenzdiskriminator, dem als Eingangsspannung Schwingungen zugeführt werden, in deren Frequenz die des Versetzerfrequenz-Oszillators mit eingeht, einem daran angeschalteten Tiefpass, dessen Grenzfrequenz tiefer als die niedrigste Frequenz des Basisbandes im Richtfunksystem ist und einem über diesen gespeisten, am Versetzerfrequenz-Oszillator wirksam werdenden Frequenznachregelorgan.
Hiebei ist es vorteilhaft, wenn in dem der Zwischenstelle vorausgehenden Streckenabschnitt der frequenztiefste Teil des Basisbandes für die zusätzlich in der Zwischenstelle einzuspeisenden Informationen freigehalten ist. In diesem Fall lässt sich nämlich der Aufwand an Trägerfrequenzeinrichtungen für die Einspeisung der zusätzlichen Informationen besonders gering halten, weil bei den derzeit üblichen Trägerfrequenzsystemen die zusätzlichen Informationen meist über Kabel und in der frequenztieferen Lage angeliefert werden.
Es ist durch die deutsche Patentschrift Nr. 964691 eine Relaisstation für Richtfunkstrecken bekannt, bei der in der Zwischenstelle durch Frequenzmodulation eines Oszillators ebenfalls zusätzliche Informationen eingespeist werden, deren Frequenzlage einem in der vorausgehenden Station freigehaltenen Frequenzbereich entspricht. Bei dieser bekannten Relaisstellenschaltung wird indes nach einem andern Konzept gearbeitet, indem der Empfangsumsetzer und der Sendeumsetzer die gleiche Oszillatorfrequenz aus einem gemeinsamen Oszillator erhalten. Zwischen dem Empfangsumsetzer und dem Sendeumsetzer ist ein weiterer Frequenzumsetzer eingefügt, der von einem zweiten Überlagerungsoszillator gespeist wird. Dadurch ergeben sich zwei Zwischenfrequenzen. Durch Frequenzmodulation des zweiten Überlagerungsoszillators lassen sich zusätzliche Informationen einfügen.
Abgesehen davon, dass diese Schaltungsweise grosse Schwierigkeiten bei der Anwendung relativ hoher Versetzerfrequenzen bereitet, hat sie den Nachteil, dass durch den weiteren Frequenzumsetzer, der im Übertragungsweg zwischen dem Empfangsumsetzer und dem Sendeumsetzer liegt, das Klirrgeräusch nicht unwesentlich erhöht wird. Bei der erfindungsgemässen Schaltung wird dieser weitere Frequenzumsetzer vermieden und abgesehen von der Möglichkeit der Anwendung auch relativ hoher Versatzfrequenzen wird das zusätzliche Klirren bei der Einspeisung weiterer zusätzlicher Informationen klein gehalten.
Eine andere bekannte Zwischenstellenschaltung (brit. PatentschriftNr. 726, 895) arbeitet mit getrennten Überlagerungsoszillatoren für den Empfangsumsetzer und den Sendeumsetzer. Dadurch ist es bei dieser Schaltung möglich, den Überlagerungsoszillator für den Empfangsumsetzer für zusätzliche Informationen in der Frequenz modulierbar auszubilden, wobei zugleich eine Frequenznachregelschaltung für diesen Oszillator unter Ausnutzung eines Teiles des Zwischenfrequenzverstärkers vorgesehen werden kann. Bei dieser bekannten Zwischenstellenschaltung gehen jedoch Frequenzschwankungen vor allem des zweiten Überlagerungsoszillators in voller Höhe in die Sendefrequenz ein, so dass keine konstante Frequenzdifferenz zwischen Empfangsfrequenz und Sendefrequenz gewährleistet ist. Bei der erfindungsgemässen Zwischenstellenschaltung sind diese Nachteile grundsätzlich vermieden.
Ein weiteres bekanntes, in der deutschen Patentschrift Nr. 931837 behandeltes Zwischenstellenkonzept vermeidet den Sendeumsetzer, indem ein auf der Sendefrequenz schwingender, zugleich den Empfangsumsetzer speisender Senderoszillator vorgesehen ist, der über eine Reaktanzschaltung modulierbar ist. Die Modulationsspannung für diese Reaktanzschaltung wird durch Vergleich der Zwischenfrequenz mit der Frequenz eines Hilfsoszillators erhalten. Der gewählte Zwischenfrequenzwert legt damit zugleich den Wert der Versetzerfrequenz fest. Durch Modulation dieses Oszillators lassen sich auch zusätzliche Informationen in der Zwischenstelle einspeisen. Dieses Konzept hat indes den Nachteil : dass das Rauschen des Hilfsoszillators mit übertragen wird. Es ist dies gleichbedeutend einer nennenswerten Erhöhung des Klirrgeräusches.
Weiterhin ist bei dieser Schaltung keine freie Wahl des Zwischenfrequenzwertes gegeben ; denn die Zwischenfrequenz wird hiebei durch den geforderten Frequenzversatz zwischen Empfangsfrequenz und Sendefrequenz bestimmt.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt ein Richtfunksystem mit Frequenzmodulation, das zur Übertragung eines Basisbandes dient, dessen Fre-
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quenzumfang beispielsweise dem von 1800 Telephoniekanälen entspricht. Derartige Systeme werden auch als Breitband-Richtfunksystem bezeichnet.
Das Richtfunksystem besteht beispielsweise aus einer Sendestelle 18 mit den entsprechenden Endeinrichtungen, in die das Basisband über die Zuleitung 20 eingespeist wird. Dieses Basisband ist zur Endstelle"Empfang"zu übertragen, die in der Zeichnung das Bezugszeichen 19 trägt und ebenfalls mit den üblichen Endeinrichtungen zur Wiedergewinnung des Basisbandes versehen ist, das über den Anschluss 21 zur weiteren Verwertung zur Verfügung steht. Beim Ausführungsbeispiel ist nur eine Zwischenstelle vorgesehen, obwohl deren mehrere in der Gesamtstrecke vorhanden sein können, einzelne davon auch ohne die erfindungsgemässe zusätzliche Einspeisung von Informationen.
Die Zwischenstelle ist in der Zeichnung detailliert im Blockschaltbild angegeben und durch eine strichpunktierte Linie umrahmt. Die Antennen für die Endstelle "Senden", die Endstelle"Empfangen"und die Zwischenstellen sind mit den Bezugsziffern 1 und 7 versehen und ebenfalls lediglich schematisch angedeutet. In der Zwischenstelle werden die über die Antenne empfangenen Radiofrequenzsignale über Filter und Weichen-die aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung lediglich schematisch durch 22 angedeutet sind-einem Empfangsumsetzer 2 zugeführt, der der Umsetzung dieser Schwingungen aus der Radiofrequenzlage in eine Zwischenfrequenzlage dient. Beispielsweise kann die Radiofrequenzlage im 6 GHz-Bereich gelegen sein und die Zwischenfrequenzlage im Bereich um 70 MHz.
Dem Empfangs- umsetzer werden die Zwischenfrequenzschwingungen über Bandfilter 3 entnommen und einem selektiven Zwischenfrequenzverstärker 4 zugeführt.
Die verstärkten Zwischenfrequenzschwingungen werden in den Sendeumsetzer 5 eingespeist und in diesem in die Radiofrequenzlage transponiert. In dieser Frequenzlage werden in der Regel die Sendeschwingungen der Zwischenstelle nochmals selektiv verstärkt und dann über die üblichen Filter und Weichen 23 der Sendeantenne der Zwischenstelle zur Aussendung in das nächste Funkfeld zugeführt. Die Frequenzlage der Radiofrequenzschwingungen im Ausgang des Sendeumsetzers 5 liegt in der Regel im gleichen Frequenzbereich wie die empfangenen Schwingungen der Zwischenstelle, jedoch werden sie aus Gründen der Entkopplung des Senders und des Empfängers der Zwischenstelle praktisch immer um einen festen Frequenzwert gegeneinander versetzt. Dieser Frequenzwert liegt z. B. bei Richtfunksystemen für den 6 GHz-Bereich bei 252 MHz.
Bei den üblichen Zwischenstellen wird zur Vermeidung von störenden Frequenzschwankungen sowohl die Umsetzschwingung für den Empfangsumsetzer 2 als auch die Umsetzschwingung für den Sendeumsetzer 5 aus einem gemeinsamen Oszillator 8 abgeleitet, wobei zur Entkopplung die Speisung der beiden Umsetzer über eine Entkopplungsschaltung 9, beispielsweise einen Richtungskoppler, ein Magic-T oder eine Ringgabel erfolgt.
Zur Sicherstellung der für die Entkopplung von Eingang und Ausgang der Zwischenstellen erforderlichen Frequenzversetzung ist beim Ausführungsbeispiel ein weiterer Frequenzumsetzer 10 in die Zuleitung zum Frequenzumsetzer 2 eingeschaltet. Dieser Frequenzumsetzer 10 wird von einem Versetzerfrequenz-Oszillator 11 gespeistund das Überlagerungsprodukt der geforderten Frequenzlage wird über einen Bandpass 12 als UmsetzschwiÌ1gung für den Umsetzer 2 dem Ausgang des Frequenzumsetzers 10 entnommen.
Erfindungsgemäss ist beim Ausführungsbeispiel der Versetzerfrequenz-Oszillator 11 als freischwingender Oszillator ausgebildet, der eine zusätzliche Frequenzmodulationseinrichtung 24 hat. Diesem Frequenzmodulator 24 können zur Frequenzmodulation des Oszillators 11 zusätzliche Informationen über die Zuleitung 13 eingespeist werden, beispielsweise können diese Informationen aus 300 Telephoniekanälen stammen, die in der Zwischenstelle zusätzlich in die Strecke eingespeist werden sollen.
Weiterhin ist dem Versetzerfrequenz-Oszillator 11 eine Frequenznachstellung zugeordnet, die aus einem Frequenzdiskriminator 15, einem Tiefpass 16 und einem Frequenznachregelmotor 17 od. dgl. besteht. Dem Frequenzdiskriminator 15 wird beim Ausführungsbeispiel Energie vom Ausgang desVersetzerfrequenz-Oszillators 11 zugeführt. Der Frequenzdiskriminator 15 isthoch frequenzstabil ausgeführtund mitseiner Mittenfrequenz auf die Sollfrequenz des Versetzerfrequenz-Oszillators 11 abgestimmt.
Bei Abweichungen der Mittenfrequenz des Versetzerfrequenz-Oszillators 11 von der Sollfrequenz tritt je nach der Richtung der Frequenzabweichung eine positive oder negative Regelspannung im Ausgang desFrequenzdiskriminiators 15 auf. DamitdiezusätzlicheingespeistenInformationenaufdie Frequenz- nachstellung 17 des Versetzerfrequenz-Oszillators 11 nicht einwirken, ist zwischen das eigentliche Frequenznachstellorgan 17 und dem Frequenzdiskriminator 15 ein Tiefpass 16 eingefügt, dessen obere Grenzfrequenz vorzugsweise wesentlich tiefer als die tiefste Frequenz des über 13 eingespeisten
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Das ist beispielsweise dadurch möglich, dass als eigentliches Frequenznachstellorgan 17 ein relativ träger Nachstellmotor angewendet wird, der dann für sich schon als entsprechend dimensionierter Tiefpass wirkt.
Eine besonders vorteilhafte Form zur frequenzstabilen Ausbildung des Regelkreises für den Oszillator 11 ist in Fig. 2 erläutert.
Die Baugruppen 15,16 und 17 bleiben, jedoch wird dem Frequenzdiskriminator 15 eine vom Versetzerfrequenz-Oszillator 11 abgeleitete, in einen niedrigeren Frequenzbereich transponierte Hochfrequenzenergie zugeführt. Zu diesem Zweck wird aus dem z. B. mittels eines Schwingquarzes in an sich bekannter Weise frequenzstabilisierten Oszillator 8 eine quarzstabilisierte Schwingung von z. B.
14, 8 MHz entnommen und in der Stufe 25 z. B. verfünfzehnfacht. Die fünfzehnte Harmonische von z. B. etwa 14, 8 MHz hat eine Frequenz von etwa 222 MHz und wird neben der Frequenz von etwa 252 MHz des Versetzerfrequenz-Oszillators 11 einer Überlagerungsstufe 26 zugeführt, deren Ausgang über einen selektiven Verstärker 27 die Differenzfrequenz von etwa 30 MHz für die Zuführung zum Frequenzdiskriminator 15 entnommen wird.
Dieser kann in diesem Frequenzbereich noch mit konzentrierten Kapazitäten und Induktivitäten, also einfachen Bauelementen, hochstabil ausgeführt werden. Die Bemessung wird vorteilhaft so vorgenommen, dass der Diskriminator über dem gesamten Frequenzbereich, in dem Seitenbänder der Modulation auftreten können, eine möglichst lineare Kennlinie hat.
Wird bei einem System nach dem Ausführungsbeispiel als Basisbandbereich insgesamt ein Frequenzbereich zwischen etwa 60 kHz und etwa 8, 2 MHz vorgesehen, so empfiehlt es sich beispielsweise, zur Einschleusung der Informationen aus 300 Telephoniekanälen in der Zwischenstelle über den Anschluss 13 in der Sendestelle 18 den Basisbandfrequenzbereich zwischen etwa 60 kHz und etwa 1, 3 MHz freizuhalten, weil in diesem Basisbandbereich dann die Informationen aus den 300 Kanälen eingefügt werden können. Diese Informationen sind dann in der Basisbandfrequenzlage zwischen etwa 60 kHz und etwa 1, 3 MHz in den Anschluss 13 zum Modulator 24 einzuspeisen.
Mit dem erfindungsgemässen System ist es somit möglich, unter Erhaltung der Versetzertechnik und unter Erfüllung der hohen Forderungen an die Frequenzgenauigkeit in Zwischenstellen mit relativ geringem Aufwand zusätzliche Informationen einzuspeisen.
Wenn es sich um eine sehr viele Zwischenstationen enthaltende Richtfunkstrecke handelt, kann manchmal das Problem auftreten, dass auf mittleren Zwischenstationen zusätzlich Informationen aus Basisbandkanälen eingefügt werden sollen, und dass nicht alle Basisbandanteile, die in vorausgehenden Streckenabschnitten belegt wurden, bis zum Ende der Gesamtstrecke geführt werden müssen. In diesem Falle können Lücken zur Einspeisung von zusätzlichen Informationen im Basisband dadurch hergestellt werden, dass nicht über die Gesamtstrecke zu führende Basisbandkanäle in einer vorausgehenden Station in an sich be- bekannter Weise herausgenommen und damit diese Basisbandfrequenzbereiche für nachfolgende Wiedereinschleusung von Informationen aus weiteren Kanälen frei werden.
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