Antennenanlage Die Erfindung betrifft eine Antennenanlage, die zum Empfang von Signalen im VHF- und UHF-Bereich und deren Weiterleitung über Kabelleitungen vorgesehen ist.
Zur drahtlosen Übertragung von Fernsehprogram men sind nach europäischer Norm die Frequenzbänder B I (47-68 MHz), B III (174-230 MHz) im VHF- Bereich, sowie die Bänder B IV und B V (470 bis 822 MHz) im UHF-Bereich vorgesehen.
Diese Frequenzbänder sind in einzelne Kanäle von je 7 MHz Breite aufgeteilt, d. h. dem Sender steht zur Ausstrahlung eines Programms ein Bandabschnitt von 7 MHz für Bild-, Ton- und Synchronimpulssignale zur Verfügung. Daraus ergeben sich, wie in Fig. 1 dar gestellt, im VHF-Bereich, d. h. in den Bändern I und III total 11 Kanäle, und im UHF-Bereich, d. h. in den Bändern IV und V total 44 Kanäle, die zur über tragung herangezogen werden können.
Beim Bau von Grossgemeinschaftsantennen ist es zur Vermeidung von Kreuzmodulationen und gegen seitiger Beeinflussung der Programme unerlässlich, zwi schen den einzelnen Kanälen bzw. Programmen einen Sicherheitsabstand vorzusehen, der mit Rücksicht auf die Bandbreitenaufteilung von 7 MHz mit Vorteil eben falls 7 MHz beträgt.
Von einer im VHF-Bereich arbeitenden Gemein schaftsantenne können somit, wie in Fig. la dargestellt, maximal 7 Kanäle, d. h. 6 Fernseh- und das FM-UKW- Band (UKW-Radio) über Kabelleitungen zu den Emp fängern weitergeleitet werden.
Müssen mehr als sechs Fernsehprogramme sowie das FM-Band über ein Kabelnetz an Teilnehmer weiter geleitet werden, so wurden bisher analog der Frequenz normierung der UHF-Bereich, d. h. die Bänder IV und V hierzu herangezogen.
Der UHF-Bereich (470-822 MHz) ist jedoch nur mit grossem Aufwand über ein Kabelnetz übertragbar. Die Dämpfung (Verluste) im Kabel steigt etwa im Ver hältnis der Quadratwurzel zur Frequenzsteigerung. Ebenso sind die Verluste bei Abzweigdosen, Weichen usw. bei diesen hohen Frequenzen erheblich.
Wenn nun im VHF-Bereich empfangene Signale (höchste Frequenz 230 MHz) in solche des UHF-Be- reiches (470-822 MHz) umgewandelt werden und auch im UHF-Bereich empfangene Signale durch Kabelleitun gen weiterzuleiten sind, muss, um am Kabelende die gleiche Leistung wie bei VHF-Betrieb zu erzielen, zwi schen bereits bestehende Verstärkerstationen ein zu sätzlicher UHF-Verstärker eingebaut werden, der die zusätzlichen Kabel- und Schaltelementverluste kompen siert. Die schematische Darstellung dieser Massnahme geht aus Fig. 2 hervor.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, diesen be trächtlichen Mehraufwand zu vermeiden. Die erfindungs gemässe Antennenanlage, bei der zur Vermeidung gegen seitiger Beeinflussung zweier benachbarter, über Kabel leitungen zu übertragender und den Signalen zugeord neter Frequenzkanäle zwischen diesen beiden Kanälen ein Frequenzabstand vorgesehen ist, ist dadurch gekenn zeichnet, dass am Antennenausgang eine Einrichtung vorhanden ist, die an ihrem Ausgang Signale im Be reich von l9-470 MHz liefert, dass der freie Abstand zwischen zwei Kanälen auf der Ausgangsseite der Ein richtung mindestens angenähert der Bandbreite eines der Kanäle entspricht, dass die Einrichtung für VHF- Kanäle,
welche ohne Frequenzumwandlung über die Kabelleitungen übertragen werden, erste Signalpfade mit einem Sperrfilter und einem Verstärker und für die übrigen VHF-Kanäle und die UHF-Kanäle zweite Signalpfade mit je einem Frequenzumsetzer vorsieht, der die bezüglichen Signalfrequenzen kanalweise in im Bereich von 19-470 MHz liegende Frequenzbänder um setzt, und dass an Anschlussstellen im Netz Verteil- stationen mit Verstärkereinrichtungen angeordnet sind,
die die Signale für die Weiterleitung an Hausverteil- leitungen verstärken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der An tennenanlage ist der für die Übertragung von UKW- Radioprogrammen reservierte Bereich von 87,5 bis 104 MHz von der Frequenzumsetzung ausgenommen. Vorteile der erfindungsgemässen Antennenanlage gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus führungsbeispiels und der Gegenüberstellung zu bereits bekannten Anlagen der genannten Art hervor.
In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 die durch internationale Vereinbarungen fest gelegte Kanalaufteilung in den Frequenzbändern I und III, Fig. 1 a die üblicherweise zur Weiterleitung über Kabelleitungen benützten und die gesperrten Kanäle aus der Darstellung nach Fig. 1, und Fig. 2 die bei der Benützung des UHF-Bereiches bei der Übertragung durch Kabelleitungen erforderli chen Massnahmen.
Diese Figuren belegen den heutigen Stand der Tech nik, während Fig. 3 ein Blockschaltungsschema der erfindungs gemässen Antennenanlage und Fig. 4 ein Schema der Einrichtung für das Wählen derjenigen Programme durch den Teilnehmer, die auf Hilfsfrequenzband-Kanälen übertragen werden.
Fig. 5 zeigt die Lage der Hilfsfrequenzbänder im vorgesehenen Übertragungsbereich.
Fig. 6 zeigt eine Aufteilungsvariante in Normal kanäle (Direktübertragung der empfangenen Signale ohne Frequenzumsetzung) und Hilfsfrequenzband-Ka- näle, wobei auf der ersten Zeile Kanäle S,-S,o und E2, E4, UKW, EG, E8, Ein, E,2, auf der zweiten die weiteren Kanäle S,1-S2-1 und die Kanäle 21, 22 und 23 aufgetragen sind.
Schliesslich zeigt Fig. 7 eine Gegenüberstellung der Massnahmen bei A einer herkömmlichen und B einer dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel ent sprechenden Anlage, mit der acht Programme zu über tragen sind.
In Fig. 3 ist in einem Blockschema eine Antennen anlage für den Empfang von Fernsehprogrammen über 13 Kanäle E;, E33, E3,, E3, E4, EG, Es, Eis, E8, Eio, Ei-." Eis und E5., dargestellt. Darin bezeichnen in der kolonnenweisen Anordnung des Antennenteils A im oberen Teil der Figur AE die Antenneneingänge, auf die Symmetrierglieder SG folgen. Diese sind üblicher weise nächst der Antenne angeordnet.
Der Ausgang jedes Symmetriergliedes ist mit dem Eingang eines Sperr filters SF verbunden, welcher seinerseits bei jenen Emp fangskanälen, dessen Frequenzbereich nicht direkt in das Kabelverteilnetz weitergeleitet werden soll, mit dem Eingang eines Frequenzumsetzers FU in Verbindung steht. Die Signale am Ausgang des Frequenzumsetzers FU werden durch einen Verstärker V verstärkt und gelangen von dort an den Eingang eines übertragungs- kabels K.
Bei den Kanälen, wo die Verteilung über das Kabelnetz mit der Eingangsfrequenz direkt erfolgt, fehlt der Frequenzumsetzer FU, wie bezüglich der Ka näle E=, E3, En, E8, <B>Ei,)</B> und E,2 gezeigt ist. Die Um setzung der Frequenz erfolgt jeweils auf jenen Kanal innerhalb eines hierfür geeigneten Bereiches, in dem für die betreffende Eingangsfrequenz möglichst optimale Verhältnisse für die Übertragung erzielbar sind.
Bei der erfindungsgemässen Antennenanlage wird als für die Übertragung geeigneter Bereich derjenige von 19-470 MHz vorgeschlagen. Der Vorschlag ist in den Fig. 5 und 6 graphisch dargestellt, wobei Fig. 5 eine Frequenzskala zeigt, die von 19-470 MHz und UHF- Band B IV reicht.
Ausgenützt werden soll der zwischen 19 und 470 MHz liegende Bereich, wobei die über der horizontal durchgezogenen (Null-)Linie dargestell- ten Normfrequenzbänder B,, FM (UKW-Radio) und B<B>111</B> direkt, d. h. ohne Frequenzumsetzung in das Kabelverteilnetz eingespiesen werden, während die unter der genannten Linie gezeigten Hilfsfrequenzbänder SFB,, SFB, SFB3 und SFB.,, die zwischen Bereichs beginn bzw.
Bereichsende und den genannten Norm- Bändern liegen, die Frequenzbereiche von Kanälen lie fern, auf die die für direkte Kabelübertragung aus scheidenden Eingangskan.alfrequenzen umgesetzt wer den.
Fig. 6 vermittelt einen Vorschlag für eine Aufteilung der Hilfsfrequenzbänder SFBI-SFB4. In Übereinstimmung mit der Fig. 5 ist das Hilfsfrequenzband SFB, in die beiden Kanäle S, und S2 aufgeteilt, wobei ein Abstand von 7 MHz zwischen den beiden Bändern vorgesehen ist. Es folgt darauf wiederum ein Abstand von 7 MHz, an den sich der Kanal E_, und, nach einem weiteren Abstand von 7 MHz, der Kanal E., anschliesst.
Der bis zum UKW-Band von 87,5-104 MHz verbleibende Be reich wird, unter Beachtung eines Abstandes von 7 bzw. 6 MHz, für den Kanal S3 benutzt.
Die weitere Aufteilung des restlichen Frequenz bereiches nach dem betrachteten Vorschlag geht aus den beiden Skalenabschnitten der Fig. 6 hervor und bedarf keiner weiteren Erläuterung mehr. Am Schluss der zweiten Skala ergibt sich nach dem Kanal S'1., ein Restbereich von 16 MHz (454-470 MHz), in dem kein Kanal von 7 MHz mit entsprechenden Abständen gegen über dem Ende von S:_, und dem Beginn des UHF- Bandes mehr angeordnet werden kann.
In diesem Rest bereich kann, wie aus der Fig. 6 hervorgeht, ein bei spielsweise für Steuersignale geeigneter, 2 MHz breiter Kanal eingefügt sein, der dann beidseitige Abstände von je TMHz aufweist.
Selbstverständlich ist es nicht notwendig, die Ab stände zwischen Hilfsfrequenzband-Kanälen einheitlich auf 7 MHz festzulegen. Wenn über die gezeigte An zahl der Hilfsfrequenzband-Kanäle hinausgehende über tragungskanäle geschaffen werden müssen, können kleinere Abstände, namentlich im Bereich von 230 bis 470 MHz, vorgesehen werden, die allerdings durch be sondere Verhältnisse bei benachbarten Kanälen nach unten begrenzt sein können.
Fig. 3 zeigt neben dem bereits beschriebenen An tennenteil A, der in der Praxis üblicherweise aus dem eigentlichen Antenneneingang AE und dem direkt daran angebauten Symmetrierglied SG, sowie der vorzugsweise am Antennenfuss, jedenfalls aber in der Nähe der An tenne vorgesehenen Hauptstation HS besteht, in glei chem Darstellungsaufbau eine Verteilstation VSt. An tennenteil A und Verteilstation VSt,
die über eine Kabel verbindung K (welche mehrere 100 m lang sein und gemäss Fig. 7 mehrere Verstärkerstationen enthalten kann) miteinander verbunden sind, zeigen je einen kanalweise organisierten Aufbau, der bezüglich des An tennenteils bereits erläutert wurde.
Die Verteilstation, eine pro Häuserblock oder Häuserreihe einer Kabel- verteilanlage beispielsweise in einer Stadt, besteht pro Empfangskanal aus einer Weiche oder einem Filter W zum Aufteilen der durch das Kabel übertragenen Si gnale auf den dem betreffenden Kanal zugeordneten Verstärker V", der die Signale verstärkt und an eine Verteilleitung VL abgibt, an die Steckdosen D für die einzelnen Empfangsstellen angeschlossen sind. In der Praxis brauchen die Weiche W und der Verstärker V_, nicht zwei getrennte Einheiten zu sein, sondern können zu einer einzigen zusammengefasst werden.
Ebenso ist es möglich, die in der Verteilstation VSt je Kanal ge zeigten Verstärker gruppenweise zu Breitbandverstärkern zusammenzufassen. Das gleiche gilt für die Verstärker im Antennenteil A nach Fig. 3.
Während die erfindungsgemässe Antennenanlage im angegebenen Bereich von 19-470 MHz eine im Prinzip nur durch die Kanalbreite und die Sicherheitsabstände zwischen zwei Kanälen begrenzte Anzahl Kanäle ein wandfrei zu übertragen gestattet, sind die Empfangs geräte nur für den Empfang einer wesentlich beschränk teren Anzahl von Kanälen gebaut, die in der Regel jedoch nur teilweise mit den früher beschriebenen Hilfs- frequenzband-Kanälen übereinstimmen. Um jedoch alle verfügbaren Kanäle benützen zu können, wird dem Empfangsgerät EG ein in Fig. 4 dargestellter Konverter KO vorgeschaltet.
Dieser ist an der Steckdose D1, die die Verbindung mit dem örtlichen Zweig Z des Verteil- netzes vermittelt, angeschlossen und enthält einen Haupt umschalter 1 mit zwei gekuppelten Umschaltkontakten 2 und 3, die in der gezeigten Schalterstellung die an die Steckdose D1 beim Teilnehmer angeschlossene Zu leitung 4 über die interne Verbindung 5 direkt mit dem Empfangsgerät EG verbinden. Diese Stellung des Schalters ist dann zu wählen, wenn ein über einen Normal-Kanal eintreffendes Programm eingestellt werden soll, wobei die individuelle Wahl am Empfangs gerät selbst vorgenommen wird.
Soll ein über einen Hilfsfrequenzband-Kanal über tragenes Programm empfangen werden, so wird der Schalter 1 in die andere Schaltstellung gebracht, in der die Zuleitung 4 mit dem beweglichen Kontakt eines Wählschalters 6 verbunden wird. Jeder der festen Kon takte dieses Wählschalters ist mit dem Eingang eines Frequenzumsetzers 7 verbunden. Der Konverter KO enthält so viele Frequenzumsetzer 7, als Hilfsfrequenz band-Kanäle SFB,-SFB7 vorhanden sind, in dem auf die Anlage gemäss Fig. 3 abgestimmten Konverter also sieben.
Die auf der Empfangsseite der Frequenzum- setzer 7 empfangenen Signale werden in einen Frequenz bereich umgesetzt, der für alle Ausgangsseiten der im Konverter enthaltenen Umsetzer 7 gleich ist und einem Kanal des Empfangsgerätes entspricht, der nicht über das Kabelverteilnetz übertragen wird. Im vorliegenden Beispiel ist es der Kanal E3.
Damit können auf dem Kanal E3 am Empfangs gerät EG alle über Hilfsfrequenzband-Kanäle über tragenen Programme empfangen werden. Die individuelle Programmauswahl erfolgt dann durch den Wählschal- ter 6.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Antennenanlage ergibt sich aus Fig. 7. In der vertikalen Kolonne unter A sind gemäss dem bekannten Stand der Technik für die Weiterleitung einer Anzahl Programme, die über die Anzahl der über Kabelleitungen direkt übertrag baren VHF-Kanäle hinausgeht, z.
B. 8 Programme, wo von 6 über VHF und 2 über UHF, 6 Verstärker stationen für eine Kabellänge von 600 m nötig, nämlich alle 150 m einen für UHF und alle 300 m für VHF. Für die Weiterleitung der gleichen Programmzahl, wobei wiederum 6 über VHF und 2 über das Hilfs- frequenz-Band SFB, sind für die gleiche Kabellänge gemäss der Kolonne B bei der vorliegenden An lage noch 2 Verstärkerstationen, d. h.
alle 300 m eine, und zwar nur im Bereich von 19-470 MHz, in dem sowohl die VHF- als auch die Hilfsfrequenzband-Kanäle SFB untergebracht sind, notwendig. Es ergibt sich so mit eine Einsparung von vier Verstärkerstationen auf die gleiche Kabellänge bei gleicher Übertragungsgüte.