CZ8000U1 - Zapojení kmitočtově modulovaného mikrovlnného rádioreléového spoje, zejména pro vyšší kmitočtová pásma - Google Patents

Description

Zapojení kmitočtově modulovaného mikrovlnného radioreléového spoje zejména pro vyšší kmitočtová pásma

Oblast techniky

Technické řešení se týká zapojení mikrovlnného radioreléového spoje vhodného zvláště pro vyšší kmitočtová pásma pracujícího s kmitočtovou modulací.

Dosavadní stav techniky

Pro konstrukci mikrovlnných vysílačů pro radioreléové spoje a mikrovlnné distribuční systémy se v současné době používá téměř výhradně zapojení, kde jediný mikrovlnný generátor slouží současně jako řídící generátor vysílače a místní oscilátor pro přijímač. Bývá to napětím řízený mikrovlnný oscilátor, jehož kmitočet je stabilizován smyčkou fázového závěsu proti kmitočtu stabilního krystalového oscilátoru. Modulace takto získaného nosného kmitočtu se provádí v následných obvodech. Bývá to nejčastěji dvou nebo vícestavová fázová modulace BPSK, QPSK nebo v kombinaci s amplitudovou modulací QAM.

Pokud se jedná o kmitočtovou modulaci, pak nemůže být modulován přímo vlastní mikrovlnný oscilátor, společný pro přijímací i vysílací část, aby modulační spektrum nepronikalo zpět do přijímacího traktu. Proto, pokud je použita kmitočtová modulace, provádí se na nízkém mezifrekvenčním kmitočtu a na pracovní kmitočet spoje je transponována směšováním. Také je možné systém spoje rozdělit a použít pro místní oscilátor přijímače dalšího samostatného mikrovlnného nemodulovaného generátoru.

Jedno i druhé výše uvedené řešení s kmitočtovou modulací je drahé. Tato vy soká cena vyřazuje použití velmi užitečné techniky směrových mikrovlnných spojů z oblasti levné poloprofesionálni techniky a privátních spojů.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení kmitočtově modulovaného mikrovlnného radioreléového spoje, určeného zejména pro vyšší kmitočtová pásma, podle předkládaného technického řešení. Tento mikrovlnný radioreléový spoj sestává z vysílací části obsahující modulátor a kmitočtově modulovaný mikrovlnný generátor a z přijímací části obsahující blok vstupních obvodů se směšovačem, alespoň jeden mezifrekvenční zesilovač s mezifrekvenčním filtrem a demodulátor. Vysílací a přijímací část jsou propojeny se sdružovačem, který je dále propojen s anténou. Kromě toho je vysílací a přijímací část navzájem propojena ještě směrovou odbočkou pro odbočení části výkonu vysílače pro směšovač přijímače. Podstatou nového řešení je, že mezi vysílací část a přijímací část je zapojen eliminační obvod. Tento eliminační obvod může být proveden dvojím způsobem.

V prvním provedení je eliminační obvod tvořen součtovým obvodem, jehož jeden vstup je propojen přes obvod úpravy úrovně a fáze modulačního signálu se vstupem modulačního signálu vysílací části a jehož druhý vstup je připojen na výstup demodulátoru přijímací části. Výstup tohoto eliminačního obvodu je výstupem mikrovlnného radioreléového spoje.

Ve druhém provedení je eliminační obvod tvořen součinovým obvodem, tedy směšovačem, jehož jeden vstup je propojen přes napěťově řízený oscilátor a obvod úpravy úrovně a fáze modulačního signálu s výstupem modulačního signálu vysílací části a jehož druhý vstup je přes první mezifrekvenční zesilovač s mezifrekvenčním filtrem propojen s výstupem bloku vstupních obvodů a směšovače přijímací části. Výstup tohoto součinového obvodu je propojen s druhým mezifrekvenčním zesilovačem s mezifrekvenčním filtrem této přijímací části mikrovlnného radioreléového spoje, kde výstup druhého mezifrekvenčního zesilovače s mezifrekvenčním filtrem je spojen se vstupem demodulátoru. Z tohoto propojení vyplývá, že napěťově řízený

- 1 CZ 8000 Ul oscilátor eliminačního obvodu pracuje na kmitočtu, který se rovná součtu nebo rozdílu prvního a druhého mezifrekvenčního kmitočtu mikrovlnného spoje.

Výhodou tohoto řešení je výrazné snížení ceny mikrovlnného radioreléového spoje, neboť je použito přímé kmitočtové modulace vlastního obvodu mikrovlnného generátoru. Zařazení eliminačního obvodu umožňuje využít i druhé možnosti zlevnění, a to sjednocení generátoru vysílače a přijímače, neboť tento eliminační obvod dovede odlišit vlastní modulační signál lokální stanice od signálu protistanice a potlačit jeho vliv. Takto se uspoří nejdražší část mikrovlnného radioreléového spoje, jeden mikrovlnný generátor, a přitom tento spoj může pracovat s levným způsobem zavedení kmitočtové modulace.

Uvedené přínosy předkládaného technického řešení jsou významné hlavně na vysokých kmitočtových pásmech, tedy na milimetrových vlnách, kde je cena uspořených mikrovlnných dílů obzvlášť vysoká.

Přehled obrázků na výkresech

Podstata předkládaného technického řešení bude blíže objasněna pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je uveden příklad, kdy eliminační obvod je tvořen součtovým obvodem a na obr. 2 je příklad, kdy je eliminační obvod vytvořen pomocí součinového obvodu.

Příklady provedení technického řešení

Na obr. 1 je uveden příklad zapojení prakticky realizovaného kmitočtově modulovaného mikrovlnného radioreléového spoje. Vysílací část i je zde znázorněna zapojením modulátoru 12, na jehož výstup je připojen kmitočtově modulovaný mikrovlnný generátor 11. Přijímací část 2 je tvořena blokem 21 vstupních obvodů a směšovače, jehož výstup je přes mezifrekvenční zesilovač 22 s mezifrekvenčním filtrem připojen na vstup demodulátoru 23. Výstup demodulátoru 23 je spojen s jedním vstupem součtového obvodu 31, který zde tvoří eliminační obvod 3. Druhý vstup tohoto součtového obvodu 31 je připojen na vstup modulačního signálu lokální vysílací části 1, který je zároveň vstupem pro modulátor 12 této vysílací části 1. Do této cesty je zapojen obvod 32 úpravy úrovně a fáze modulačního signálu. Výstup vysílací části i je propojen jednak přes směrovou odbočku 5 s jedním vstupem bloku 21 vstupních obvodů a směšovače přijímací části 2 a jednak je propojen s jednou bránou mikrovlnného sdružovače 4, Tento mikrovlnný sdružovač 4 je druhou bránou propojen s druhým vstupem tohoto bloku 21 vstupních obvodů a směšovače. Třetí brána mikrovlnného sdružovače 4 je pak propojena s anténou 6. Výstupem takto uspořádaného mikrovlnného radioreléového spoje je výstup součtového obvodu 31.

Mikrovlnný radioreléový spoj uspořádaný výše uvedeným způsobem pracuje obvyklým známým způsobem s tím, že za blokem 21 vstupních obvodů a směšovače je po průchodu mezifrekvenčním zesilovačem 22 s mezifrekvenčním filtrem mezifrekvenční signál modulovaný součtem vlastní modulace a modulace protistanice. Tento signál přichází po demodulaci demodulátorem 23 na jeden vstup součtového obvodu 31, na jehož druhý vstup je zároveň přiváděn přes obvod 32 úpravy úrovně a fáze modulační signál z vlastní lokální stanice, a to ve vhodné úrovni a fázi, které lze předem nastavit tak, že na výstupu součtového obvodu 31 a tedy na výstupu celého systému mikrovlnného radioreléového spoje se objeví pouze modulační signál protistanice.

Ve druhém uspořádání je opět vysílací část I tvořena modulátorem 12 a kmitočtově modulovaným mikrovlnným generátorem H a přijímací část 2 sestává z bloku 21 vstupních obvodů a směšovače, z mezifrekvenčního zesilovače 22 s mezifrekvenčním filtrem a z druhého mezifrekvenčního zesilovače 24 s mezifrekvenčním filtrem, připojeného na vstup demodulátoru 23, jehož výstup je zde výstupem celého systému mikrovlnného radioreléového spoje. Vysílací část 1 je opět s přijímací částí 2 propojena jednak přes směrovou odbočku 5 a jednak přes mikrovlnný směšovač 4, který je dále propojen s anténou 6. Eliminační obvod 3 je zde tvořen

CZ 8000 Ul součinovým obvodem 33, jehož jeden vstup je propojen přes mezifrekvenční zesilovač 22 s mezifrekvenčním filtrem s výstupem bloku 21. vstupních obvodů a směšovače přijímací části 2, druhý vstup je přes napěťově řízený oscilátor 34 a přes obvod 32 úpravy úrovně a fáze modulačního signálu propojen s traktem modulačního signálu vysílací části 1, v tomto případě například s výstupem modulátoru 12. Výstup tohoto součinového obvodu 33 je připojen na vstup druhého mezifrekvenčního zesilovače 24 s mezifrekvenčním filtrem přijímací části 2 mikrovlnného radioreléového spoje. Výstup tohoto druhého mezifrekvenčního zesilovače 24 s mezifrekvenčním filtrem je pak přes demodulační obvod 23 spojen s výstupem celého mikrovlnného spoje.

Z antény 6 přichází vysokofrekvenční signál přes mikrovlnný sdružovač 4 na blok 21 vstupních obvodů a směšovače. Zároveň na druhý vstup tohoto bloku 21 vstupních obvodů a směšovače přichází přes směrovou odbočku 5 odbočený vysokofrekvenční signál z výstupu kmitočtově modulovaného mikrovlnného generátoru 31 vysílací části 1. Vzniklý signál na výstupu bloku 21 vstupních obvodů a směšovače je nosná, obsahující kromě požadovaného modulačního signálu protistanice i modulační signál vlastní lokální vysílací části k Po jeho filtraci mezifrekvenčním filtrem mezifrekvenčního zesilovače 22 je tento signál zaveden na jeden vstup součinového obvodu 33. Na druhý vstup tohoto součinového obvodu 33 je veden signál z výstupu napěťově řízeného oscilátoru 34· Tento napěťově řízený oscilátor 34 je modulovaný modulačním signálem lokální vysílací části 1. ve vhodné, předem nastavené úrovni a fázi obvodem 32 nastavení úrovně a fáze tak, aby se na výstupu součinového obvodu 33 vyrušil vliv modulace lokální vy sílací části

I. Dále postupuje signál z výstupu součinového obvodu 33 obvyklým způsobem do přijímací části 2, kde je přes druhý mezifrekvenční zesilovač 24 s mezifrekvenčním filtrem a demodulátor 23 přiveden na její výstup.

Jak z výše uvedeného vyplývá, je tedy k vyloučení vlivu vlastní modulace v systému spoje možné použít několika způsobů. Je-li provedeno až za demodulátorem spoje, jak ukazuje první příklad provedení, je nutné dimenzovat pro plně duplexní provoz přijímací trakt na dvojnásobnou šířku pásma a kromě možnosti vzniku přeslechů se zhorší i přenosový· ekvivalent spoje nejméně o 3dB. Proto je lepší vyloučit vliv vlastní modulace hned za směšovačem, aby nemusel být mezifrekvenční filtr širší a nedocházelo ke zhoršení přenosového ekvivalentu spoje, jak uvádí druhý příklad provedení.

Průmyslová využitelnost

Zapojení podle uvedeného technického řešení lze využít při konstrukci levných mikrovlnných spojů na vyšších kmitočtových pásmech hlavně pro obory levné poloprofesionální techniky a privátních spojů, případně spotřební elektroniky.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zapojení kmitočtově modulovaného mikrovlnného spoje zejména pro vyšší kmitočtová pásma, sestávajícího z vysílací části obsahující modulátor a kmitočtově modulovaný mikrovlnný generátor a z přijímací části obsahující blok vstupních obvodů se směšovačem, alespoň jeden mezifrekvenční zesilovač s mezifrekvenčním filtrem a demodulátor, kde vysílací a přijímací část jsou propojeny se sdružovačem, jehož výstup je propojen s anténou a dále jsou navzájem propojeny směrovou odbočkou výkonu pro směšovač přijímače, vyznačující se tím, že mezi vysílací část (1) a přijímací část (2) je zapojen eliminační obvod (3).
2. 2. Zapojení kmitočtově modulovaného mikrovlnného spoje podle nároku 1, vyznačující se tím, že eliminační obvod (3) je tvořen součtovým obvodem (31), kde

   -3 CZ 8000 Ul jeden jeho vstup je propojen přes obvod (32) úpravy úrovně a fáze modulačního signálu se vstupem modulačního signálu vysílací části (1), jeho druhý vstup je připojen na výstup demodulátoru (23) přijímací části (2) a jeho výstup je výstupem mikrovlnného spoje.
3. 3. Zapojení kmitočtově modulovaného mikrovlnného spoje podle nároku 1, s vyznačující se tím, že eliminační obvod (3) je tvořen součinovým obvodem (33), kde jeho jeden vstup je propojen přes napěťově řízený oscilátor (34) a obvod (32) úpravy úrovně a fáze modulačního signálu s výstupem modulačního signálu vysílací části (1), jeho druhý vstup je přes mezifrekvenční zesilovač (22) s mezifrekvenčním filtrem propojen s výstupem bloku (21) vstupních obvodů a směšovače přijímací části (2) a kde výstup tohoto součinového obvodu (33) ío je přes druhý mezifrekvenční zesilovač (24) s mezifrekvenčním filtrem propojen se vstupem demodulátoru (23) této přijímací části (2) mikrovlnného spoje.