CH615783A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Parallelschaltung zweier Kurzwellensender nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Verfahren sind seit längerem in Anwen dung. Sollen zwei Sender im Kurzwellenbereich parallel laufen, so muss wegen der Schwierigkeit der Realisierung einer Kurz-wellenparallelschaltbrücke die Antenne in zwei Hälften geteilt werden, die von je einem Sender gespeist werden. Damit eine unerwünschte «Sleewing», d. h. eine unliebsame Änderung in der Strahlrichtung der kombinierten Antenne, vermieden werden kann, muss die Phase der beiden Sendersignale einstellbar und kontrollierbar sein.

Zur Zeit geschieht die Überwachung mittels eines Phasendiskriminators, und die Phasendrehung erfolgt mittels eines manuell einstellbaren Phasendrehgliedes zwischen dem Oszillator und dem einen Sender, während der zweite Sender direkt von demselben Oszillator gespeist wird. Damit wird der Frequenzgleichlauf gewährleistet. Trotz der beträchtlichen Grösse des Kurzwellenfrequenzbereichs stösst die Realisierung des Phasendiskriminators auf keine grossen Probleme. Doch ist eine Breitbandphasendrehschaltung sehr aufwendig und relativ teuer.

Für ferngesteuerte Sendeanlagen eignet sich das beschriebene Verfahren indessen nicht mehr. Die Sender weisen zwischen dem kalten und dem warmen Zustand unter Umständen unterschiedliche Phasendrehungen auf.

Zur Fernsteuerung der Phaseneinstellung und -kontrolle braucht man zusätzlichen Aufwand und Fernsteuerkanäle. Die Einstellung muss ständig kontrolliert werden, was mehr Bedienungsaufwand erfordert.

Da das erwähnte System 180° ausser Phase eingestellt werden kann, muss die Zweideutigkeit zwischen 0° und 180° durch ein «Sensing-System» behoben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Hauptstrahlrichtung einer Sendeantenne in einfacher Weise auf eine vorgebbare Richtung einzustellen und diese Richtungseinstellung durch automatische elektronische Regelung auch beim Austausch eines Senders durch einen beliebigen anderen zu gewährleisten.

Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Zum Gebrauch in grösseren Kontrollzentren, wo jeder beliebige Sender auf jede beliebige Antennenhälfte geschaltet werden kann und muss, bietet das erfindungsgemässe System sehr grosse Vorteile, weil es vollautomatisch arbeiten kann. Wegen der Regelschleife tritt die «180°-Zweideutigkeit» des manuellen Systems nicht auf, weil ein O-Durchgang der Spannung bei 180° Phasenverschiebung einen «Labil-Zustand» bedeuten würde, der automatisch vermieden wird (sofortiger Übergang in die stabile Lage).

Die Einstellung der Hauptstrahlrichtung der Sendeantenne erfolgt durch Einstellung einer dieser Richtung zugeordneten Phasendifferenz der Ausgangssignale der beiden Sender. Zur «Sleewing»,. h. zur Änderung der Hauptstrahlrichtung einer Sendeantenne, können - wie bei den bisherigen Anlagen - auch bei dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen System Umwegleitungen in den Feederleitungen der beiden Antennenhälften benutzt werden, und zwar nach den Referenzpunkten montiert. Mit dem erfindungsgemässen System kann die Anlage sogar noch verbilligt werden, indem diese Feederleitungsstücke, Umwegleitungen sowie die zugehörigen Leistungsschalter wegfallen.

Zwischen den Referenzpunkten und den Diskriminatorein-gängen können beliebige Verzögerungsleitungen aus normalen Koaxialkabeln verwendet werden. Die Umschaltung der verschiedenen Längen zwecks Einführung der gewünschten Phasenverschiebungen geschieht mittels billiger Koaxialkabel und Koaxialschalter statt grosser Antennenschalter und Leistungsfeeder. zur Vermeidung unerwünschter HF-Einstrahlungen werden die Kabel einfach aufgerollt und abgeschirmt.

Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verwendet man zur Phasenkontrolle eine Servoschleife, bestehend aus einem Phasendiskriminator, einem Verstärker mit Tiefpassfilter sowie einer Phasendreheinrichtung, die aus einer Varactordiode, einer Reaktanzröhre oder anderen bekannten Schaltungen parallel zum Kristall im Oszillator bestehen. Bei maximalem Frequenzunterschied zwischen den beiden zu synchronisierenden Oszillatoren muss die Regelschleife so dimensioniert werden, dass der Fangbereich genügend gross ist. Der Haltebereich ist normalerweise viel grösser als der Fangbereich. Durch das Ausgangssignal der Phasenbrücke wird die Phase an den Referenzpunkten starr kontrolliert, und zwar mit einem Fehler, der zur Schleifenverstärkung umgekehrt proportional ist. Ein Fehler von 2° bis 3° zwischen den Referenzpunkten kann toleriert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Parallelschaltbrücke für die Speisung einer geteilten Antenne mit in der Länge justierbaren Sender-Speiseleitungen nach dem Stand der Technik,

Figur 2 eine Oszillatorschaltung mit Varactordioden für eine Phasendreheinrichtung eines Senders,

Figur 3 eine Schaltungsanordnung von Antenne und Diskri-minator über justierbare Koaxialumwegleitungen zur Verwendung in einer Parallelschaltbrücke nach Figur 1 und

Figur 4 eine Schaltung nach dem bekannten «Phaselocked loop»-Prinzip.

In Figur 1 ist die Antenne 1 in zwei Hälften 2 und 3 aufge2

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teilt, die über die «Sleewing»-Umwegleitungen 4 und 5, über einen Antennenaussenschalter 9 und die Antennenwähl-schaltermatrix 10 von den Sendern 11 und 12 gespeist werden.

Der Phasendiskriminator 8 wird neben der Antenne 2,3 montiert und von den beiden Referenzpunkten 6 und 7 gespeist. 5 Der erwähnte Verstärker mit dem Tiefpassfilter ist in die Sender integriert.

Die Phasenkontrolleitung vom Phasendiskriminator, für jede Antenne je ein Stück, wird über die Antennenwahlsteuerung (Zwangssteuerung) stets so mit dem Sender verknüpft, ,0 dass immer der den Feederreferenzpunkt 6 speisende Sender der phasengeregelte Sender ist. Die Phasenkontrolleitung des Senders, der die Feederleitung 7 speist, wird stets an Masse gelegt. In dieser Weise wird jederzeit die korrekte Phasenlage gewährleistet. 15

Figur 2 zeigt, wie zur Phasenkontrolle zum Beispiel eine Varactordiode Gl 3, Gl 4 zum Oszillatorkristall Q 1 direkt parallel geschaltet wird.

Für automatisch abstimmbare Sender werden heutzutage nicht mehr einfache Kristalloszillatoren eingesetzt, sondern an 20 sich bekannte Frequenzsynthetisatoren (programmierbare Oszillatoren).

Der Referenzoszillator eines Frequenzsynthetisators kann in gleicher Weise phasenkontrolliert werden wie die oben erwähnten Oszillatoren. Die den Sendern zugehörigen Fre- 25 quenzsynthetisatoren werden auf die gleichen Frequenzen dekadisch eingestellt, und das Phasenregelsystem sorgt, wie oben beschrieben, für die richtige Phasen- und Frequenzlage der beiden Sender.

Wie schon erwähnt, kann man mittels einer relativ billigen 30 Massnahme auf die «Sleewing»-Umwegleitungen 4 und 5 verzichten. Dazu genügt es, zwischen den Referenzpunkten 6 und 7 Umwegleitungen einzusetzen, die aus einfachen Koaxialkabeln bestehen.

Figur 3 zeigt die Zusammenschaltung der Antenne 1 bzw. 2 35 und 3 und des Diskriminators 8 mit den besagten einfachen Koaxialumwegleitungen 13 und 14. Die Antennenschalter und Schaltmatrix samt den Sendern sind die gleichen, wie in Figur 1 gezeigt. Der Sleewing-Winkel wird nur von der Differenz der eingestellten Längen der beiden Umwegleitungen 13 und 14 « bestimmt. Die Sender-Feederleitungslängen 15 bleiben immer fix. Diese brauchen nicht mehr justierbar zu sein.

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Zwischen Phasendiskriminator und den beiden Senderoszillatoren hat man im Prinzip eine Schaltung nach dem bekannten «Phase-locked loop». Das Prinzip ist seit langem bekannt (s. z. B. Malion: «Phase-locked loop», Funktechnik 1973, Nr. 2). Der Phasendiskriminator 8 gemäss Figur 4 vergleicht die Phasen der Signale an den beiden Feederleitern 15 in den Punkten 6 und 7. Ein Signal proportional zum Phasenunterschied wird über eine Kontroileitung 16 zur Varactordiode des Oszillators des Senders 11 geführt, und zwar mit einer derartigen Polarität, dass der Phasenunterschied zwischen 6 und 7 auf 0 reduziert wird. Die Varactordiode des Senders 12 wird über die Matrixschaltung 9 und 10 automatisch auf Masse gelegt. Die Matrixschalter 9 und 10 sorgen immer dafür, dass die Kontrollleitungen 16 und die Feederleitungen 15 an die entsprechenden Sender angeschlossen sind. Die einzige Bedingung für das Funktionieren ist, dass die Sender 11 und 12 auf die gleichen Frequenzen eingestellt sind.

Beim erfindungsgemässen Verfahren ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Phasenunterschiede der Punkte 6 und 7 mit sehr einfachen Mitteln und unabhängig vom gewählten Sender und von der Antennenschalterkombination automatisch z. B. auf den Wert Null gebracht werden können. Weder die Länge der Feederleitungsstrecken 15 noch die Phasendrehungen innerhalb der einzelnen Sender vom kalten zum warmen Zustand spielen in diesem Zusammenhang eine Rolle.

Überdies bringt die Phasenregelschleife die folgenden Vorteile:

- Verzicht auf einen teuren und aufwendigen Breitbandphasenschieber, der unter Umständen eine Fernsteuerung erfordern würde,

- Dank völlig elektronischer Funktionsweise kein Ver-schleiss mechanischer Elemente, dadurch erhöhte Zuverlässigkeit,

- Verbilligung eines Antennen-Sleewing-Systems, weil die Phasenverschiebung in Niederleistungskabeln zwischen den Referenzpunkten und Phasendiskriminatoren durchgeführt werden kann,

- Erleichterung der Bedienung dank völlig automatischer und eindeutiger Funktionsweise. Eine Fernsteuerung erübrigt sich, eine Fernüberwachung zu Kontrollzwecken ist ohne viel Aufwand möglich.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

615 783 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Parallelschaltung zweier Kurzwellensender (11,12), wobei jeder Kurzwellensender von einem individuellen Oszillator gespeist wird und von den Antennenspeiselei-tungen (15) dieser Sender mittels eines Phasendiskriminators (8) ein Phasendifferenzsignal abgeleitet und in Abhängigkeit davon mittels einer Reaktanzschaltung der Oszillator des einen Senders, der als Referenzsender dient, gesteuert wird, während der andere Oszillator unbeeinflusst bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass von den Antennenspeiseleitungen (15) abge-grifffene Kontrollsignale zur Bildung des Phasendifferenz-signals über Umwegleitungen (13,14) dem Phasendiskrimina-tor (8) zugeführt werden und dass diese Antennenspeiseleitungen an je eine Hälfte (2,3) der Antenne (1) geführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rektanzschaltung eine Varactordiode (Gl 3, Gl 4) ist.

• 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktanzschaltung zum Kristall des Referenzsenders parallel liegt (Fig. 2).

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Phasendiskriminator und der Reaktanzschaltung ein Verstärker mit Tiefpasscharakteristik geschaltet ist.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenhälften von den beiden Sendern über eine Antennenwählschaltermatrix gespeist werden.

6. Verfahren anch Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillatoren als programmierbare Frequenz-synthetisatoren ausgeführt sind.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwegleitungen (13,14) einfache Koaxialkabel sind.