CZ284896B6

CZ284896B6 - Širokopásmové mikrovlnné modulátorové zařízení

Info

Publication number: CZ284896B6
Application number: CZ941627A
Authority: CZ
Inventors: Mervyn Keith Hobden
Original assignee: Eev Limited
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1994-07-04
Publication date: 1999-04-14
Also published as: GB9413538D0; US5463357A; GB2280805A; CZ162794A3; CA2126821A1; EP0633696A1; GB9313981D0; GB2280805B; ZA944564B

Abstract

Distribuční systém videosignálů, ve kterém signály zdroje (1) nosného signálu jsou rozděleny a přiváděny do první cesty, obsahující attenuátor (9) a do druhé cesty, obsahující fázově posouvací prostředky (8) a vyvážený modulátor (10). Výstupní signály z těchto dvou cest jsou kombinovány pro vysílání. Signály ze zdroje (1) nosného signálu mohou být rovněž přivedeny do třetí cesty, obsahující fázově posouvací prostředky (8) a vyvážený modulátor (10). Zesílené výstupní signály z prvních dvou cest jsou kombinovány před vysíláním s výstupními signály ze třetí cesty.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká širokopásmového mikrovlnného modulátorového zařízení pro informační spojovací systém. Navržené zařízení slouží k co nejlepšímu využití obojího postranního pásma signálů na zjišťující frekvenci a prostorové šířitelnosti. Jak je dobře známo z aplikací FM systému pro prostorové šíření, násobné zdroje a antény vedou k oblastem nezachytitelnosti, ve kterých jsou přijímané signály vdaném místě znehodnoceny následkem šíření signálů po různých drahách. Tento jev lze eliminovat pouze použitím technik širokého pásma, kde je dostatečné prostorové diverzity využito k zajištění toho, že přiměřený fázový souvislý signál je v přijímači vždy přítomen. Tyto techniky zahrnující rychle se přepínající vysílací výstupní frekvence, nejsou však použitelné na kabelové video-signály, kde šířka účinné signálové modulace může přesáhnout 500 MHz. Je tedy žádoucí vyvinout systém umožňující přijímání množiny vysílaných signálů v jednotlivém přijímači bez vzniku významných produktů intermodulace implikovaných následkem zpoždění v délce cesty signálu a to pro modulaci v úrovni širokých pásem videosignálů.

Dosavadní stav techniky

V patentu US 4,660,222 jsou popsány některé formy nového amplitudově modulovaného signálového formátu založeného na amplitudové modulaci s částečně potlačeným postranním pásmem, která poskytují redukci šířky pásma přenášeného signálu ve srovnání se standardním přenosem oběma postranními pásmy. V jiném patentu US 3,233,194 se popisuje nový systém přenosu modulovaného signálu poskytující vysílání s jedním postranním pásmem s potlačenou nosnou. Oba tyto systémy se však týkají užších přenosových pásem v úrovni radiových vln a soustřeďují se na omezení vlnové délky přenášených signálů, což je v případě širokých pásem v úrovni video-signálů nežádoucí.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je širokopásmové mikrovlnné modulátorové zařízení pro informační spojovací systém, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje zdroj mikrovlnného nosného signálu, prostředek pro vedení mikrovlnných nosných signálů z uvedeného zdroje mikrovlnného nosného signálu do první a druhé cesty, prostředek pro nastavení relativní fáze a amplitudy mikrovlnných nosných kmitočtových signálů v uvedené první a druhé cestě, vyvážený modulátorový prostředek v jedné z uvedené první a druhé cesty, širokopásmový modulační vstupní prostředek pro zavedení širokopásmových informačních signálů do uvedeného vyváženého modulátorového prostředku při předem stanovené amplitudě a fázi a prostředek pro sloučení výstupních signálů z uvedené první a druhé cesty a pro znovuzavedení signálu s uvedeným nosným kmitočtem na výstupu uvedeného vyváženého modulátorového prostředku.

Výhodně modulátorové zařízení obsahuje prostředek pro vedení mikrovlnných nosných kmitočtových signálů z uvedeného zdroje mikrovlnného nosného signálu do třetí cesty, prostředek situovaný v této třetí cestě pro nastavení fáze a amplitudy mikrovlnných nosných kmitočtových signálů v uvedené třetí cestě, další vyvážený modulátorový prostředek v uvedené třetí cestě, další širokopásmový modulační vstupní prostředek pro přivedení uvedených širokopásmových informačních signálů do uvedeného dalšího vyváženého modulátorového prostředku s individuální předem stanovenou amplitudou a fází a prostředek pro sloučení výstupních signálů z uvedené třetí cesty s výstupními signály z první a druhé cesty pro kompenzaci nelinearit v modulátorovém zařízení a jeho výstupní cestě. Sloučené signály z první a druhé cesty jsou výhodně upraveny

- 1 CZ 284896 B6 k zesílení ještě předtím, než jsou sloučeny se signály z třetí cesty, prostředkem, který modulátorové zařízení k tomu účelu obsahuje.

Zejména jsou relativní fáze mikrovlnných nosných kmitočtových signálů v uvedené první a druhé cestě nastaveny tak, že uvedené sloučené výstupní signály představují buď čisté oboustranné amplitudově modulované signály nebo čisté oboustranné fázově modulované signály.

Distribuční systém video-signálů obsahuje tedy širokopásmové mikrovlnné modulátorové zařízení podle vynálezu, které bude v následující části popisu popsáno s odkazy na připojené výkresy.

Stručný popis obrázků

Na připojených výkresech obr. 1 schematicky znázorňuje stanici systému, obr. 2 schematicky znázorňuje v detailním podání první formu horního konvertoru nebo modulátoru z obr. 1, obr. 3 schematicky znázorňuje v detailním podání druhou formu horního konvertoru nebo modulátoru z obr. 1, obr. 4 schematicky znázorňuje přijímací stanici systému a obr. 5 schematicky znázorňuje zpětnou cestu vysílače systému.

Obr. 6 a 7 ukazují na diagramech vzdálenostní ztráty systému.

Příklady provedení vynálezu

První část vysílacího zařízení podle obr. 1 se sestává z milimetrového mikrovlnného zdroje 1 dostatečného k buzení modulátorového zařízení/homího konvertoru. Tento zdroj může být tvořen stabilizovaným Gunnovým oscilátorem, syntetizovaným zdrojem nebo jakýkoliv zdroj se stabilitou a spektrální čistotou, která je přiměřená pro dané použití. Tento milimetrový mikrovlnný zdroj 1 je zástupcem zdroje mikrovlnného nosného signálu podle vynálezu. Milimetrový mikrovlnný zdroj 1 je vybaven elektronickou ladicí branou, která představuje místo, ve kterém se mění napěťové/proudové podmínky provozu Gunnovy diody, čímž se dosáhne změny frekvence oscilace Gunnova oscilátoru, a která je schopna zajistit frekvenční posuvnou modulaci až do velikosti nezbytné pro aplikaci zpětné cesty. Výstup milimetrového mikrovlnného zdroje je veden přes dolní propust 2 (obr. 2) za účelem omezení úrovně harmonických lichého řádu zdrojové frekvence přiváděné do modulátorového zařízení.

Modulátorové zařízení je znázorněno na obr. 2. Vstupní signál je rozdělen do dvou cest použití, -3dB, 180° hybridního vazebného členu 3. Tento hybridní vazebný člen je zástupcem prostředku pro vedení mikrovlnných nosných signálů ze zdroje mikrovlnného nosného signálu do první a druhé cesty. Referenční cesta nosné 4 jde přes mikrovlnný izolátor 5, což je prvek, kteiý má nízké průchozí ztráty v přímém směru a vysoké průchozí ztráty v opačném směru, na vstupní stranu dalšího -3dB, 180° reverzního vazebného členu 6. Tento reverzní vazebný člen 6 je zástupcem prostředku pro sloučení výstupních signálů z uvedené první a druhé cesty a pro znovuzavedení signálů s uvedeným mikrovlnným kmitočtem na výstupu uvedeného vyváženého prostředku a je stejný jako -3dB, 180° hybridní vazební člen 3, avšak je použit v opačném smyslu. Modulační cesta 2 začíná na výstupu hybridního vazebného členu 3 a přivádí signál přes posouvač fáze 8 a zeslabovač 9, jehož funkcí je nastavit hladinu (amplitudu) mikrovlnného nosného signálu, do vyváženého modulátoru 10. Posouvač fáze 8 a zeslabovač 9 hladiny mikrovlnného nosného signálu jsou zástupci prostředku pro nastavení relativní fáze a amplitudy mikrovlnného nosného signálu v uvedené první a druhé cestě podle vynálezu. Vyvážený modulátor 10 je zástupcem vyváženého modulátorového prostředku podle vynálezu. Modulátorové navázání je odizolováno od modulační cesty 7 použitím prvního izolátoru 11 a druhého izolátoru 12 na vstupní i výstupní bráně. Modulační brána vyváženého modulátoru 10 je

-2CZ 284896 B6 připojena na požadovanou amplitudově modulovanou informaci na stejné frekvenci a kanálovém kroku, jako kabelový video signál přes filtr 13. Tento filtr 13 je zástupcem širokopásmového modulačního vstupního prostředku pro zavedení širokopásmových informačních signálů do uvedeného vyváženého modulátorového prostředku při předem stanovené amplitudě a fázi podle vynálezu. Funkcí modulátorového zařízení je amplitudově modulovat mikrovlnnou nosnou frekvenci při modulačním modulu kompletním pásmem kabelových videosignálů. K dosažení vysoké linearity v celé pracovní pásmové šířce může být jak amplituda, tak i fáze superponované modulace nastavena pomocí zeslabovače 9 a posouvače fáze 8 v modulační cestě 7. Takto může být superponovaná modulace nastavena tak, že přesně reprezentuje čistou amplitudovou modulaci po celém pracovním pásmovém rozsahu modulátorového zařízení. Kromě toho, jestliže je vstupní signál do vyváženého modulátoru 10 předzkreslen, jak v amplitudě, tak ve fázi, tak je ke kompenzaci vnitřní zbytkové nelinearity vysílacího zesilovacího řetězu možné použít modulátorové řízení k optimalizaci celkové funkce tohoto řetězu pomocí vnitřní schopnosti modulátorového zařízení k zajištění jakékoliv kombinace mezi čistou fázovou modulací a čistou amplitudovou modulací. Modulátorové zařízení je takto schopné uvedením asymetrie do spektra S(omega) kompenzovat účinky následující přenosové funkce K(i omega). Jestliže je toto žádoucí, dodatečný modulátor 14 může pracovat paralelně, jak je to uvedeno na obr. 3, takže je zavedena přední vazba části modulované nosné k sumaci na výstupu ve vhodném místě 15 v systému pro zajištění dodatečné kompenzace nelinearity.

Výstup vyváženého modulátoru 10 je připojen přes omezovači pásmový filtr do zesilovacího řetězu 16 s dostatečným ziskem ke zvětšení výstupního výkonu na požadovanou vysílací úroveň. Zesilovací řetěz 16 může obsahovat kterýkoliv dostupný druh zesilovače pevného stavu, nebo termionického, pracujícího tak, že amplitudová a fázová linearita je dostatečně dobrá k zajištění nepatrné úrovně zkreslení v užitém signálu. Úroveň kompozitních trojitých interferencí mezi jednotlivými kanály použitého signálu by měla být -56dB k úrovni špičkového výkonu nosné ve vysílači.

Výstup zesilovacího řetězu 16 je veden přes mikrovlnný izolátor (neuvedený na obr.) do vysílací antény. Typ antény záleží na aplikaci a zajišťuje požadovanou polarizaci vysílané vlny výhodně kruhovou polarizací. Kruhová polarizace byla vybrána k vyloučení účinků vícenásobného příjmu v přijímači, které způsobují „duchy“ v obraze demodulovaného video signálu. Příjem vysílané energie přes dvě, nebo více cest rozdílných délek následkem odrazu a převyzáření vede k interferenci signálů v přijímači, jejichž fáze se liší od přijaté energie přijaté přes přímou cestu. Pokud je systém použit pro distribuci v oblasti, bude obtížné se vyhnout odrazům a vyzáření nějaké energie následkem existence budov a dalších struktur v okruhu vysílací antény. Použití antény s vysokým ziskem na přijímací straně zajistí pouze částečné snížení vlivu anténních postranních laloků. Dále je anténní zisk, a tím šířka paprsku, omezena výrobní cenou. Jestliže je kruhově polarizovaná vlna odražena od libovolného objektu, odražená vlna má opačnou rotaci než originální vlna. Toto zajišťuje dodatečných -30dB zeslabení vůči první, odražené vlny. Při podmínkách srážení, jako je mlha, nebo déšť, vodní kapičky v atmosféře vytvářejí kruhové reflektory schopné těžkého rozptylu následkem kontinuálního odrážení a vlivu proměnné elektrické permitivity podél směru šíření. Kruhová polarizace se sestává z vektorové rotace jako složky E tak H ve směru a radiální rychlosti nastavenou geometrii vysílací antény. Přijímací anténa musí přesně kopírovat geometrii vysílací antény tak, aby maximalizovala energii převzatou z rotujícího pole. Další jiné polarizace, odlišující se v geometrii, radiální rychlosti a relativním fázovým zpožděním byly zavrženy určitým způsobem přijímacím anténním systémem. Maximálního odmítnutí je dosaženo pro vlny opačné radiální rychlosti, nebo fixní polarizace, kde komponenty pole jsou v protifázi ke standartní vlně na přijímací anténě. Kde je anténa ponořena ve vyzařovaném poli, část této energie je ve správné polarizaci pro anténu a zbytek se sestává z libovolných a nahodilých polarizací, pro které anténa působí jako polarizační filtr, odstraňující ty složky, jejichž fáze a amplituda nepřispívají do přijímané vlny.

-3 CZ 284896 B6

Systém zajišťuje prostředek pro využití zpětné cesty použitím ortogonální komplexní modulace. V této aplikaci je jak frekvenční, tak amplitudová modulace použita na nosnou vlnu vyzařovanou hlavním vysílačem. Použití obou postranních pásem amplitudové modulace pro video frekvenční kanály znamená, že vysílačová fázová a amplitudová linearita musí být přesně sledována po celé funkční šířce pásma. V případě čisté fázové modulace jsou amplitudy horního i dolního postranního pásma stejné a jejich fáze se liší o 180°. Tudíž, jestliže detektor citlivý pouze na změnu amplitudové obálky a detektor citlivý pouze na změnu fáze nosné, jsou použity na nosnou, nesoucí oba druhy modulační informace a systémová linearita je taková, že neexistuje křížová modulace AM do PM, nebo PM do AM, obě formy modulace mohou být použity bez vzájemné interference. Modul modulace a modulační index frekvenční modulace musí být nastaven tak, že produkty vyššího řádu frekvenčně modulované vlny nepadnou do AM video-frekvenčního základního pásma. Toto omezuje odchylku a míru modulace FM signálu do postranních pásem úrovní nepřekračujících -26dB při modulačních modulech do 50 kBaud. K omezení produkce postranních pásem vyššího řádu a k maximalizaci dynamického rozsahu jsou použity vázané filtry ve vysílači a přijímači pro frekvenčně modulovaný signál. Rozdíl mezi šířkou pásma mezifrekvenčního zesilovače přijímače FM a AM mezifrekvenčního zesilovače odpovídá zlepšení 21dB poměru signál/šum. Toto je dostatečné ke kompenzaci spodní úrovní informace modulované na FM kanálu na maximum pracujícího rozsahu vysílače.

Frekvenční modulace ve výhodném provedení je přivedena do zdroje použitím elektronické ladící brány. Modulace rovněž může být použita přes syntetizovaný zdroj, jestliže je takto požadováno, použití přímé, nebo nepřímé modulace referenční frekvence, nebo horní konverze frekvenčně modulované nosné do subnosné v okruhu smyčky syntézy.

Hlavní přijímač je zobrazen na obr. 4. Signály jsou přijaty pomocí antény 18, jejíž zisk je zvolen podle aplikace, a který zajišťuje depolarizaci kruhově polarizované vlny zpět do TEM vlny na přenášecím vedení k napájení směšovače 19 přijímače. Pro aplikace, kde přijímač pracuje v podmínkách veliké intenzity signálu, je nastavitelný zeslabovač zabudován mezi anténou 18 asměšovač 19. Pro konverzi doluje použit jednoduchý superheterodyn přijímaného signálu na mezifrekvenční kmitočet úměrný k požadavkům šířky pásma na kompletní signál. Výstup mezifrekvenčního zesilovače je připojen do synchronního demodulátoru, který používá injekčně zavěšeného dielektrického rezonančního oscilátoru (DRO) 20. Jeho výstup je fázově svázaný s nosnou oboustranného postranního signálu nosné v rozmezí +/- 20°. Výstup DRO 20 je přiveden do dvou synchronních demodulátoru 21, 22, používajících vysokoúrovftovou FET směšovací techniku. Jeden kanál je ve fázi s mezifrekvenčním signálem k zajištění AM demodulace. Další kanál prochází 90° fázovým posouvačem 23 k zajištění demodulace FM blízké nosnému signálu a může být rovněž použit, ve spojení s frekvenčním závěsem 24, k zajištění řídícího napětí do varaktoru v DRO 20. Toto dovoluje oscilátoru demodulátoru, aby byl nastavován se signály mimo rozsah jeho závěsové šířky pásma v takovém bodě, kdy proběhne zavěšení a fázové nastavení. Kombinace úzké šířky pásma (vysoký činitel kvality, neboli Q) oscilátorového rezonátoru a použití amplitudového omezení základní mezifrekvenční frekvence do zavěšovací brány DRO 20, slouží ke zbavení se modulačních postranních pásem mezifrekvenčního signálu a k očištění referenční nosné pro demodulátory.

Obě, spodní i horní, postranní pásma jsou detekována a sečítána a potom procházejí druhou dolní propustí 25 k produkci kabelového video-signálu, který byl namodulován na nosnou ve vysílači. Tento signál, po vhodném zesílení a oddělení, je přímo distribuován do kabelové sítě. Amplituda signálu v detektoru je monitorována pomocí automatického řízení zesílení, které nastavuje zisk mezifrekvenčního zesilovače k zajištění toho, aby detektor pracoval se signálem na vstupu k udržení synchronního detektoru v jeho nejlineámější oblasti demodulace.

Výstup frekvenčně demodulovacího signálu je připojen přes třetí dolní propust 26 do videozesilovače 27. Demodulovaný digitální signál je zesílen a oddělen před přivedením do mikroprocesorového ovladače pro určitou sekci kabelové sítě.

-4CZ 284896 B6

K zajištění metody pomocí prvního místního oscilátoru který zajistí správnou frekvenci do směšovače 19 je výstup z DRO 20 na 12 GHz smícháván v dodatkovém směšovací 28 se signálem z 4,25 GHz offsetového syntetizovaného závěsu 29. Horní směšovací produkt uvedeného dodatkového směšovače 28 prochází pásmovou propustí 30 a je zesílen na správnou výkonovou úroveň do místního oscilátorového vstupu směšovače 19. Takto je jakýkoliv posuv signálu v mezifrekvenčním pásmu kompenzován, za prvé pomocí posuvu 12 GHz oscilátoru směrem ke směru frekvenčního posunutí a za druhé pomocí pohybu efektivní mezifrekvenční frekvence ve směru nezbytném k přesměrování posunutí. Toto účinně zdvojuje dostupný ladící rozsah pro danou oscilátorovou odchylku, nejlepší využíváním možné vkládané závěsové šířky pásma.

K umožnění systému zajištění informace podle potřeby uživatelů kabelové sítě video-signálu je zpětná cesta vysílače integrována do každého hlavního přijímače. Vysílač je znázorněn na obr. 5. Jednoduchý frekvenčně modulovaný Gunnův oscilátor 31 je vintegrován do E-roviny vlnovodové struktury obsahující mikrovlnný odrážející PIN zeslabovač 32 a třetí izolátor 33. Výstup Eroviny vlnovodové struktury je přiveden do vysílačové antény 34 s velkým ziskem, která je nasměrována k přijímači. Gunnův oscilátor 31 je teplotně stabilizován pomocí integrovaného řízeného vyhřívání ke zmenšení teplotního frekvenčního driftu. Při normálním provozu Gunnův oscilátor 31 pracuje s PIN zeslabovačem 32 v zeslabení, zajišťujícím -26dB izolaci na výstupu signálu. Jelikož výstupní výkon Gunnova oscilátoru 31 je řádu +16dBm, je potom vyzařovaný výkon v tomto stavu cca -1 ldBm. Tato výkonová úroveň je nedostatečná k aktivaci přijímače na hlavní vysílací straně, nebo k proniknutí do hlavního přijímače přes anténní postranní laloky. Frekvence činnosti na zpětném systému je volena tak, že padne mimo pracující šířku pásma kabelové videomodulace hlavní vysílací nosné. Přijímač na hlavní vy sílací straně je naladěn tak, že je pouze citlivý na zpětný přenos. Dotazovací signály jsou vysílány z hlavního vysílače využitím schopnosti ůzkopásmové digitální frekvenční modulace mikrovlnného zdroje. Tyto vhodně kódované signály jsou přijímány hlavními přijímači na každém vzdáleném místě, jsou demodulovány a přivedeny do mikroprocesorové řídicí jednotky v každé lokaci. Jestliže je dekonovaný signál rozpoznám řídicí jednotkou, potom je zpětná cesta vysílače zaktivizována, PIN zeslabení je sníženo na minimum a „handshaking“ posloupnost je vyslána zpět do hlavního místa. Řídicí jednotka na hlavním místě může nyní vyměňovat informace se vzdálenou přijímací stranou, každá zpráva je subjektem „handshaking“ protokolu. Protože každá strana obsahuje identifikační posloupnost, která kompletně identifikuje kontext následující informace, potom hlavní strana může multiplexovat zprávy nebo instrukce k nejlepšímu využití dostupného vysílacího času na zpětném smyčce cesty.

Výše popsaný systém je navržen kco nelepšímu využití obojího postranního pásma signálu na zjišťující frekvenci a prostorové šířitelnosti. Jak je dobře známo z aplikací FM systémů pro prostorové šíření, násobné zdroje a antény vedou k oblastem nezachycovatelnosti, ve kterých přijímané signály v daném bodě jsou znehodnoceny následkem šíření signálů po různých drahách. Tohoto jevu se můžeme pouze vyvarovat používáním technik širokého spektra, kde dostatečná prostorová diverzitaje použita k zajištění toho, že přiměřený fázový souvislý signál je vždy přítomen v přijímači. Tyto techniky, které zahrnují rychle se přepínající vysílací výstupní frekvence, nejsou použitelné na kabelové video signály, kde šířka účinné signálové modulace může přesáhnout 500 MHz. Nicméně signál s oběma postranními pásmy, kde modul modulace je vysoký, zajišťuje frekvenční rozmanitost v reálném čase. Horní a dolní postranní pásma jsou při amplitudové modulaci ve fázi každá s každou a s nosnou frekvencí. Tudíž, jestliže se subnosné seskupují, přenášené jako amplitudová modulace jsou dostatečně umisťovány na kterékoliv straně nosné, proces demodulace vyrovnává frekvenčně závislou amplitudu a fázové změny na vysílací cestě.

Jestliže je toto kombinováno s prostorovou rozmanitostí na vysílacích anténách, potom výsledný systém je vysoce imunní k účinkům nezachytelných zón v oblasti použití následkem interferencí vzniklých šířením po různých drahách. Tam, kde velké oblasti musí být pokryty signálem, musí

-5CZ 284896 B6 být použit alespoň jeden vysílač pro zajištění vykrytí. Uspořádání, kde všechny vysílače v dané oblasti nemají citlivé překrytí vjejich vyzařovacích diagramech, nebo jde jsou kompletně synchronizovány tímto způsobem ke kompenzaci různých drah šíření, je nepraktické a má za následek vysoký stupeň redundance a vysokých nákladů.

Další efekt, který znehodnocuje výše uvedený systém je, že je proměnná délka cesty fáze a amplitudy následkem měnících se atmosférických podmínek vlivem vodního vypařování, tlaku a teploty. To má významný účinek na fázové zpoždění, obzvláště při mikrovlnných frekvencích použitých v tomto systému, produkujících časově proměnnou modulaci jak chrominančních, tak úrovňových signálů ve frekvenčně modulovaném systému. Zajištěním, že vyrovnávání fázového zpoždění ve frekvenčně modulovaném pásmu je použito pro modulaci použité na každém vysílači v síti, pak amplitudově modulovaný systém není ovlivněn změnami délek cest v elektrické permitivitě.

Výše popsaný systém byl navržen k umožnění přijímání množiny vysílaných signálů v jednotlivém přijímači bez vzniku významných produktů intermodulace následkem zpoždění délky cesty. Tato schopnost může být použita k překonání přijatých ztrát nepřímo úměrných s druhou mocninou vzdálenosti jednoho vyzařujícího vysílače a jednoho receptoru.

Obr. 6 ukazuje přijatý obraz sférické geometrie přičleněný izotropními zdroji 35 a jednotlivému přijímači 36. Jelikož u izotropního zdroje 35 se předpokládá vysílání stejné energie do všech směrů obklopujícího sférického povrchu, potom zmenšení energie v jednom místě přijímače 36 na povrchu, v dané vzdálenosti R odpovídá poměru mezi pevnou přijímací plochou a celkovou plochou sférického povrchu. To znamená, z dané geometrie, úměrné 1/R².

Uvažujeme-li dále obr. 7, kde vysílaná energie, rovná té v předchozím příkladě, je rozdělována přes sférický povrch ve stejném rozsahu R a vyzařuje dovnitř do jednoduchého receptoru 37 ve středu sférické geometrie. Je zřejmé, že inverzní kvadratický zákon se nepoužije v tomto případě inverzní sférické geometrie, a že jediné ztráty spojené v integrované energii v místě receptoru jsou následkem rezistence v přenášecím médiu. To umožňuje, že každý systém směrovaných radiátorů 38, uzpůsobených směrovat energii v konstantním rozsahu do jednoduchého receptoru 37 má zlepšení činnosti přímo úměrné zvětšení efektivní plochy celkového radiačního povrchu. Jestliže celková radiační plocha může být vyrobena a rovna ekvivalentnímu odpovídajícímu sférickému povrchu v daném rozsahu pomocí součtu anténních zisků všech zdrojových antén, dohromady se ziskem přijímací antény, potom dráhová ztráta je čistě rezistentní.

Kterýkoliv praktický systém, kteiý sečítá přijatou energii, bude překonávat jednoduchý zdrojový systém. Kombinace množiny drah v buňkovém systému, zároveň s provázejícím vyrovnáním modulační fáze v každém vysílači, zajistí optimální buňkové řešení.

Pro účinnou funkci výše uvedeného systému musí být veliká provozní šířka pásma jak vysílače, tak přijímače pro zajištění, aby vysokofrekvenční fázové zkreslení bylo sníženo na minimum. Vysokofrekvenční charakteristiky všech vysílačů a přijímačů v síti musí být rovněž uzpůsobeny k tomu, že fázová kolísání po celé modulované šíři pásma nedegradují intermodulační provoz systému. Avšak toto je ale běžné v normální mikrovlnné systémové praxi při těchto frekvencích.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Širokopásmové mikrovlnné modulátorové zařízení pro informační spojovací systém, vyznačené tím, že obsahuje zdroj mikrovlnného nosného signálu, prostředek pro vedení mikrovlnných nosných signálů z uvedeného zdroje mikrovlnného nosného signálu do první a druhé cesty, prostředek pro nastavení relativní fáze a amplitudy mikrovlnných nosných kmitočtových signálů v uvedené první a druhé cestě, vyvážený modulátorový prostředek v jedné z uvedené první a druhé cesty, širokopásmový modulační vstupní prostředek pro zavedení širokopásmových informačních signálů do uvedeného vyváženého modulátorového prostředku při předem stanovené amplitudě a fázi a prostředek pro sloučení výstupních signálů z uvedené první a druhé cesty a pro znovuzavedení signálu s uvedeným mikrovlnným kmitočtem na výstupu uvedeného vyváženého modulátorového prostředku.

2. Širokopásmové mikrovlnné modulátorové zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že obsahuje prostředek pro vedení mikrovlnných nosných kmitočtových signálů z uvedeného zdroje mikrovlnného nosného signálu do třetí cesty, prostředek situovaný v této třetí cestě pro nastavení fáze a amplitudy mikrovlnných nosných kmitočtových signálů v uvedené třetí cestě, další vyvážený modulátorový prostředek v uvedené třetí cestě, další širokopásmový modulační vstupní prostředek pro přivedení uvedených širokopásmových informačních signálů do uvedeného dalšího vyváženého modulátorového prostředku s individuální předem stanovenou amplitudou a fází a prostředek pro sloučení výstupních signálů z uvedené třetí cesty s výstupními signály z první a druhé cesty pro kompenzaci nelinearit v modulátorovém zařízení a jeho výstupní cestě.

3. Širokopásmové mikrovlnné modulátorové zařízení podle nároku 4, vyznačené tím, že zahrnuje prostředek pro zesílení sloučených signálů z první a druhé cesty ještě předtím, než jsou sloučeny se signály z třetí cesty.