**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
PATENTANSPRÜCHE
1. Funkanlage mit mehr als einer je einen Empfänger und einen Sender enthaltenden Relaisstation und mehreren festen undloder beweglichen Sprechstellen, deren gegenseitiger Sprechverkehr unter Verwendung eines einzigen, das Sprachsignal zwischen Relaisstationen und Sprechstellen vermittelnden Frequenzpaares im Zweifrequenz-Simplex-Betrieb abgewickelt wird, gekennzeichnet durch doppelt gerichtete, zwischen den Relaisstationen verlaufende Verbindungen zur gegenseitigen Übermittlung der Sprachsignale, durch erste Schaltungsmittel zum Vergleichen der Qualität des an den verschiedenen Relaisstationen von einer bestimmten Sprechstelle empfangenen Sprachsignals und zur Zuführung des Signals mit der besten Qualität an die Modulationseingänge der Sender sämtlicher Relaisstationen,
durch zweite Schaltungsmittel zur gleichzeitigen Tastung dieser Sender mindestens während der Zuführung dieses Sprachsignals und durch dritte Schaltungsmittel zur Synchronisierung der von den genannten Sendern ausgesendeten Trägerfrequenzen.
2. Funkanlage nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Relaisstationen als Hauptstation und die andern als Unterstationen ausgebildet sind, dass die genannten Verbindungen je zwischen der Hauptstation und jeder Unterstation verlaufen, dass die ersten Schaltungsmittel in der Hauptstation angeordnet sind und dass die dritten Schaltungsmittel die Sendefrequenz der Unterstationen von der Hauptstation aus mittels über die genannten Verbindungen geführten Synchronisiersignalen synchronisieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funkanlage mit mehr als einer je einen Empfänger und einen Sender enthaltenden Relaisstation und mehreren festen und/oder beweglichen Sprechstellen. Der gegenseitige Sprechverkehr dieser Sprechstellen wird dabei unter Verwendung eines einzigen, das Sprachsignal zwischen Relaisstationen und Sprechstellen vermittelndes Frequenzpaar im Zweifrequenz-Simplex-Betrieb abgewickelt.
Eine solche Anlage ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 2445296 bekannt geworden. In jeder Ralaisstation wird ein auf einer ersten Frequenz empfangenes Funksignal demoduliert und das Sprachsignal, auf eine zweite Frequenz aufmoduliert, wiederum ausgesendet. Alle festen und beweglichen Sprechstellen einer solchen Anlage sind frequenzmässig gleich eingerichtet und können beliebig untereinander verkehren, sofern sie sich im Bereiche der gleichen Relaisstation befinden. Schwierigkeiten treten dann auf, wenn sich beide Sprechstellen, die miteinander verkehren möchten, je gleichzeitig in den Bereich der gleichen zwei oder mehr Relaisstationen befinden.
Sofern keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, senden dann beide Relaisstationen gleichzeitig, und an der auf Empfang geschalteten Sprechstellen treffen zwei die gleiche Frequenz aufweisende Signale auf den Empfänger. Da nominal gleiche Frequenzen jedoch in der Praxis leicht voneinander abweichen, treten dabei störende Interferenzen auf. In der erwähnten bekannten Anlage sind Massnahmen getroffen, dank welchen immer nur eine Relaisstation gleichzeitig senden kann. Die wahlweise Einschaltung der Stationen wird dort von Hand an einer Hauptsprechstelle vorgenommen. Verbindungen zwischen beweglichen Sprechstellen ohne Eingreifen der Hauptsprechstelle sind dort nicht vorgesehen. Verbindungen zwischen Sprechstellen, welche sich in den Bereichen verschiedener Relaisstationen befinden, sind mit einer Anlage der beschriebenen Art grundsätzlich nicht möglich.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2426 668 ist eine Anlage bekannt geworden, mit welcher die letztgenannte Aufgabe gelöst wird, aber es muss dabei für jede Relaisstation ein besonderes Frequenzpaar vorgesehen werden, und es ist eine Hauptsprechstelle mit zwei Sprechstellenausrüstungen und einer Vermittlungseinrichtung notwendig. An den Sprechstellen müssen daher die Frequenzen entsprechend der Relaisstation, über welche der Verkehr abgewickelt werden soll, gewählt werden. Bei den beweglichen Sprechstellen hängt somit die zu wählende Frequenz vom Standort ab.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun den Bau einer Funkanlage mit allen durch die beiden beschriebenen Anlagen gebotenen Verkehrsmöglichkeiten, in welcher jedoch trotz der Verwendung nur eines einzigen Frequenzpaares für den Verkehr zwischen Relaisstationen und Sprechstellen keine, eine besondere Bedienung erfordernde Hauptsprechstelle notwenig ist und bei welcher die Bedienung so einfach ist wie in einer Anlage mit einer einzigen Relaisstation. Die Erfindung betrifft eine Funkanlage der eingangs beschriebenen Art, welche gekennzeichnet ist durch doppelt gerichtete, zwischen den Relaisstationen verlaufende Verbindungen zur gegenseitigen Übermittlung der Sprachsignale.
Weitere Kennzeichen der Erfindung sind erste Schaltungsmittel zum Vergleichen der Qualität des an den verschiedenen Relaisstationen von einer bestimmten Sprechstelle empfangenen Sprachsignals und zur Zuführung des Signals mit der besten Qualität an die Modulationseingänge der Sender sämtlicher Relaisstationen. Weitere Kennzeichen dieser Anlage sind zweite Schaltungmittel zur gleichzeitigen Tastung dieser Sender mindestens während der Zuführung dieses Sprachsignals und dritte Schaltungsmittel zur Synchronisierung der von den genannten Sendern ausgesendeten Trägerfrequenz.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist eine der Relaisstationen als Hauptstation und die andern als Unterstationen ausgebildet, und die genannten Verbindungen verlaufen je zwischen der Hauptstation und jeder Unterstation.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Die Figur 1 zeigt das Prinzipschema einer Anlage mit drei Relaisstationen und drei Sprechstellen.
Die Figur 2 zeigt ein Blockschema einer Sprechstelle.
Die Figuren 3 und 4 zeigen Blockschemas der Relaisstationen, und zwar bezieht sich die Figur 3 auf eine Unterstation und die Figur 4 auf die Hauptstation.
Die Anlage gemäss Figur 1 besteht aus einer Haupt-Relaisstation 1, zwei Unter-Relaisstationen 2 und 3 und drei Sprechstellen 4,5 und 6. Diese Sprechstellen können sowohl fest als auch fahrbar oder tragbar sein; die Schaltung ist in allen Fällen dieselbe.
Die Sprechstellen besitzen je einen Sender 7 für die Frequenz fl und einen Empfänger 8 für die Frequenz f2. Mit dem Antennenumschalter 9 wird während des Sendens die Antenne 10 mit dem Senderausgang verbunden; im Ruhezustand der Sprechstelle liegt sie am Empfängereingang.
Die Relaisstationen weisen je einen mit der Frequenz f2 sendenden Sender 11 und einen mit der Frequenz fl empfangenden Empfänger 12 auf. Der Übersichtlichkeit halber sind bei jeder Station zwei Antennen dargestellt; vorzugsweise wird jedoch nur eine einzige Antenne und eine das gleichzeitige Senden und Empfangen erlaubende Antennenweiche verwendet.
Die Haupt-Relaisstation 1 ist je durch eine doppelt gerichtete Richtstrahlverbindung mit den beiden Unter-Relaisstationen 2 und 3 verbunden. Für diese Verbindungen werden die Sender 13 und die Empfänger 14 in den Stationen 2 und 3 und die Sender 15 und 17 und die Empfänger 16 und 18 in der Station 1 verwendet. Anstelle dieser auf den Frequenzen f3 bis f6 arbeitenden Richtstrahlverbindungen hätten auch Drahtverbindungen verwendet werden können. Mit 19 ist eine Signal-Auswahl
schaltung, ein sogenannter Voting Selector bezeichnet, welcher dafür sorgt, dass von den an seine drei Eingänge angelegten Niederfrequenzsignalen nur dasjenige mit dem kleinsten Rauschanteil weiter verarbeitet wird. Weitere, in der Figur 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Einzelheiten sind in den Figuren 2,3 und 4 dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben.
Die Figur 2 dargestellte Sprechstelle weist, wie zum Teil bereits in bezug auf Figur 1 dargelegt wurde, einen Sender 7, einen Empfänger 8 und einen Antennenumschalter 9 mit einer daran angeschlossenen Antenne 10 auf. Obwohl der Antennenumschalter als mechanischer Schalter dargestellt ist, wird er vorzugsweise als elektronischer Schalter ausgeführt. Am Modulationseingang des Senders 7 ist ein Mikrofon 22 und am Ausgang des Empfängers 8 ein Lautsprecher oder Hörer 23 angeschlossen. Der Sender wird durch eine Sprechtaste 24, welche auch den Antennenumschalter 9 steuert, in Betrieb gesetzt. Ein Tonerzeuger 25, welcher ein unterhalb des Sprachbandes liegendes Steuersignal erzeugt, wird jeweils zusammen mit dem Sender eingeschaltet.
Dieses Steuersignal wird dem Sender parallel zu dem aus dem Mikrofon stammenden Signal aufmoduliert, wodurch das vom Sender ausgesendete Funksignal gegenüber die gleiche Frequenz aufweisenden Störsignalen unterschieden werden kann.
Die in Figur 3 dargestellte Unter-Relaisstation weist, wie bereits in bezug auf die Figur 1 beschrieben wurde, je einen für den Verkehr mit den Sprechstellen bestimmten Sender 11 und Empfänger 12 auf. Die Antennenanschlüsse dieser beiden Geräte sind über die Weiche 31 mit der Antenne 32 verbunden, so dass gleichzeitig gesendet und empfangen werden kann. Je ein für die Verbindung nach der Haupt-Relaisstation bestimmter Sender 13 und Empfänger 14 sind über die Weiche 33 an die
Richtantenne 34 angeschlossen. Das vom Empfänger 12 demodulierte, von einer Sprechstelle stammende Sprachsignal samt dem unterlagerten Steuersignal wird dem dauernd in Betrieb stehenden Sender 13 unverändert aufmoduliert und nach der
Haupt-Relaisstation gesendet.
Das von dort übermittelte und durch den Empfänger 14 demodulierte Signal enthält ausser einem Sprachsignal auch ein unterlagertes Steuersignal und ein überlagertes Synchronisiersignal. Das Steuersignal wird im Signalauswerter 35 ausgewertet und bewirkt während seines Vorhandenseins die Tastung des Senders 11. Eine Frequenzweiche 36 trennt das Synchronisiersignal vom Sprachsignal ab.
Das Sprachsignal wird an den Modulationseingang des Senders
11 angelegt, während das Synchronisierungssignal der Syn chronisiereinrichtung 37 zugeführt wird. Diese Synchronisiereinrichtung,beeinflusst auf später erklärte Weise die Sendefrequenz des Senders 11. Die Unter-Relaisstation gemäss Figur 3 (Positionen 2 und 3 in Figur 1) gibt somit alle von den Sprech stellen empfangenen Signale an die Haupt-Relaisstation weiter und sendet die von dort erhaltenen Signale unverändert an die
Sprechstellen.
Die Haupt-Relaisstation gemäss Figur 4 weist ausser den von Figur 3 bekannten Geräten Sender 11, Empfänger 12,
Weiche 31 und Antenne 32 einen Sender 15 und einen Empfän ger 16 für den Verkehr nach der Unter-Relaisstation 2 und aus serdem einen Sender 17 und einen Empfänger 18 für den Ver kehr nach der Unterstation 3 auf. Diese Sender und Empfänger sind je über eine Antennenweiche 33 an eine Richtantenne 34 angeschlossen. An die Ausgänge aller drei Empfänger 12, 16 und 18 ist je eine Frequenzweiche 41 angeschlossen, welche am einen Ausgang nur das Sprachsignal und am andern Ausgang nur das von den Sprechstellen erzeugte Steuersignal durch lässt, welch letzteres sie an einen entsprechenden Auswerter 43 abgibt.
Die verschiedenen Sprachsignale gelangen über je einen elektronischen Schalter 42 einerseits an einen Eingang der Auswahlschaltung 19 und anderseits über einen weitern elektronischen Schalter 44 an eine Sammelleitung 45. Die elektronischen Schalter 42 legen in Zusammenarbeit mit dem zugehörigen Auswerter 43 nur solche Sprachsignale an die Auswahlschaltung 19, welche am Empfängerausgang von einem passenden Steuersignal unterlagert sind und somit von einer zur betreffenden Anlage gehörenden Sprechstelle stammen.
Die bereits früher erwähnte Auswahlschaltung 19, im Handel unter dem Namen Voting Selector bekannt, schaltet denjenigen Schalter 44 durch, welcher dem Empfängerausgang mit dem besten Signal entspricht und verbindet damit diesen Empfängerausgang mit der Sammelleitung 45. Diese Sammelleitung führt einerseits an den Modulationseingang des Senders 11 und anderseits auf den später beschriebenen Mischer 49.
Die von den Auswertern 43 beim Empfang eines Steuersignals erzeugten Signale gelangen ausser auf den Steuereingang der zugehörigen Schalter 42 an die Eingänge eines ODER-Tors 46, an dessen Ausgang einerseits der Tastungseingang des Senders 11 und anderseits ein Steuersignal-Erzeuger 47 angeschlossen ist. Dieser Steuersignalerzeuger gibt, wenn an einem der Empfänger ein Steuersignal empfangen wird, ein gleiches Steuersignal ab.
Ein Erzeuger 48 eines Synchronisiersignals enthält einen quarzgesteuerten Generator, dessen Signal in nicht dargestellter Weise durch Frequenzteilung auf eine nur wenig oberhalb des Sprachbandes liegende Frequenz umgeformt wird. Dieses Synchronisiersignal wird einerseits der Synchronisiereinrichtung 37 und anderseits dem Mischer 49 zugeführt. Dieser Mischer mischt das aus dem Erzeuger 48 kommende Synchronisiersignal und das aus dem Erzeuger 47 kommende Steuersignal mit dem von der Auswahlschaltung 19 ausgewählten, auf der Sammelleitung 45 befindlichen Sprachsignal und führt das Gemisch den Modulationseingängen der Sender 15 und 17 zu.
Die beiden Unter-Relaisstationen erhalten damit ausser einem Sprachsignal ein Steuersignal und ein Synchronisiersignäl.
Bei den Sendern 11 wird die Sendefrequenz durch Frequenzaufbereitung in einem sogenannten Synthesizer erzeugt, indem die Sendefrequenz durch einen hohen Divisor geteilt wird, die geteilte Frequenz mit einer ebenfalls im Sender erzeugten stabilen Bezugsfrequenz in der Phase verglichen und mit dem Vergleichsergebnis die Sendefrequenz geregelt wird.
In der Synchronisiereinrichtung wird nun die Bezugsfrequenz auf den Betrag der Frequenz des Synchronisiersignals geteilt, und das sich dabei ergebende Signal wird in der Phase mit dem Synchronisiersignal verglichen. Mit dem Vergleichsergebnis wird sodann die Bezugsfrequenz geregelt, welche - im Gegensatz zu einem gewöhnlichen Sender mit fester Bezugsfrequenz - in diesem Falle durch einen in seiner Frequenz steuerbaren Frequenzerzeuger geliefert wird.
Anhand der Figur 1 wird nun die Arbeitsweise der Gesamtanlage beschrieben. Es wird dabei angenommen, dass die Sprechstelle 4 sich in einem Bereich befindet, von dem aus der Verkehr mit den beiden Relaisstationen 1 und 2 möglich ist, dass aber die Übertragungsverhältnisse in bezug auf die Station 1 besser sind als in bezug auf die Station 2. Bei der Sprachstelle 5 wird eine Verkehrsmöglichkeit ausschliesslich mit der Relaisstation 1 und bei der Sprechstelle 6 ausschliesslich mit der Relaisstation 3 vorausgesetzt. Es wird nun angenommen, dass ein Verkehr zwischen den Sprechstellen 4 und 6 stattfinden soll.
Sobald an der Sprechstelle 4 die Sprechtaste gedrückt wird, wird vom Sender 7 ein Signal mit der Frequenz f1, dem ein Steuersignal aufmoduliert ist, ausgesendet. Dieses Signal wird an den Empfängern 11 der Relaisstationen 1 und 2 empfangen.
Vom Empfänger der Haupt-Relaisstation 1 gelangt das demodulierte Empfangssignal direkt, vom Empfänger der Unter Relaisstation 2 dagegen über den Sender 13 und den Empfänger 16 auf die in der Station 1 befindliche Auswahlschaltung 19.
Da voraussetzungsgemäss das an der Station 1 empfangene Signal besser ist, wird nur dieses den Sendern 11, 15 und 17 zugeführt. Vom Sender 15 gelangt es über den Empfänger 14 an den Sender 11 der Station 2 und von Sender 17 über die entsprechenden Empfänger und Sender der Station 3. Ein Steuer.
signal wird in einer früher beschriebenen, jedoch aus Figur 1 nicht ersichtlichen Weise ebenfalls zusammen mit dem Sprachsignal übertragen, so dass alle drei Sender 11 getastet werden und somit mit der gleichen Trägerfrequenz das am Empfänger 12 in der Station 1 empfangene und demodulierte Sprachsignal gleichzeitig aussenden. Dieses Signal wird somit auch vom Empfänger 8 der Sprechstelle 6, für die es bestimmt ist, empfangen. An der Sprechstelle 5 wird das Signal ebenfalls empfangen. Sofern ein nicht mit der Erfindung im Zusammenhang stehender Selektivruf verwendet wird, kann in bekannter Weise das Mithören an der nicht beteiligten Sprechstelle vermieden werden.
Wenn an der Sprechstelle 4 die Sprechtaste losgelassen wird, kehren alle drei Sender 11 wieder in die Ruhelage zurück.
Wird nun an der Sprechstelle 6 durch Drücken der Sprechtaste der Anruf beantwortet, wird das ausgesendete Funksignal mit aufmoduliertem Steuersignal am Empfänger 12 der Station 3 empfangen und nach der Station 1 weitergeleitet, von wo es über die Auswahlschaltung 19 sämtlichen Sendern 11 zugeführt wird und wobei diese Sender getastet werden. Der Empfänger 8 der Sprechstelle 4 empfängt nun von den beiden Relaisstationen 1 und 2 her dasselbe, auf die gleiche Frequenz fl aufmodulierte Sprachsignal. Da, wie vorher beschrieben, in der Figur 1 jedoch nicht dargestellt ist, die Frequenzen aller Sender 12 mit Hilfe eines in der Relaisstation 1 erzeugten und über die gleichen Verbindungen wie das Sprachsignal übertragenen Synchronisiersignals phasengleich synchronisiert sind, treten beim Empfang keine Interferenzstörungen auf.
Die drei Relaisstationen verhalten sich somit gegenüber den Sprechstellen wie eine einzige Relaisstation, welche den gesamten, von den drei Stationen zusammen überdeckten Wirkungsbereich aufweist.
Da beim Empfang eines gleichzeitig über zwei Relaisstationen an eine Sprechstelle gelangenden Signals die Übermittlungswege verschieden lang sind, können sich am Empfänger die beiden Signale niederfrequenzmässig schwächen oder sogar aufheben. Um solche unerwünschten Wirkungen zu vermeiden können in nicht dargestellter Weise in die kürzeren Wege Laufzeitverzögerungs-Glieder eingefügt werden.
Die Erfindung ist natürlich nicht an die Verwendung von drei Relaisstationen gebunden. Es können nur zwei oder mehr als drei sein. Es wäre auch möglich, in mehr als einer Relaisstation eine Auswahlschaltung anzuordnen, wenn zum Beispiel vier Relaisstationen in einer Kette hintereinander geschaltet wären. Die Erfindung ist auch nicht an die Verwendung von Steuersignalen für die Sendertastung gebunden; die Sender könnten dauernd im Betrieb stehen oder die Tastung könnte lediglich durch den Empfang eines Trägers gesteuert werden.
Die Erfindung ist auch nicht an die Übertragung eines Synchronisiersignals über die Sprechverbindungen gebunden; das Synchronisiersignal könnte getrennt übertragen oder von einem nicht mit der Anlage im Zusammenhang stehenden, dauernd im Betrieb stehenden Sender empfangen werden.
Es ist empfehlenswert, in den Unter-Relaisstationen nicht dargestellte Schaltungsmittel vorzusehen, welche beim Ausfall der Haupt-Relaisstation oder der Verbindungen mit dieser Station den die Signale der Sprechstellen empfangenden Empfänger mit dem betreffenden Sender derart verbinden, dass der Sender das vom Empfänger empfangene Signal wiederum aussendet und dass demnach die betreffende Relaisstation wie eine einzelne Relaisstation arbeitet. Es ist dabei notwendig Massnahmen zu treffen, dass in diesem Falle im Sender eine von der Synchronisiereinrichtung unabhängige, einen Mittelwert aufweisende Vergleichsfrequenz erzeugt wird.