DE1032346B - Fehlermelde- und UEberwachungssystem fuer Funkrelaisstationen von Richtfunkstrecken, insbesondere fuer Mikrowellen-Funkverstaerker - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Fehlermelde- und Überwachungssystem zur Kontrolle der im allgemeinen unbemannten Relaisstationen einer Richtfunkstrecke, insbesondere für Mikrowellen-Funkverstärker.

Eine solche Richtfunkstrecke besteht gewöhnlich aus zwei Endstationen und einer Anzahl von Übertragungs- oder Zwischenstationen, welche in bestimmten Abständen zwischen den Endstationen liegen und auch als Relaisstationen bezeichnet werden. Fehler in den Anlagen, Schwunderscheinungen oder andere Störungen an den Relaisstationen können eine Unterbrechung der Übertragung hervorrufen. Da die Relaisstationen gewöhnlich nicht von Personal besetzt sind, ist es erwünscht, daß die Endstationen Informationen über Mängel des Betriebszustandes oder sonstige etwa auftretende Fehler bei den Relaisstationen erhalten, damit rechtzeitig Maßnahmen getroffen werden, um den Fehler zu beseitigen und den Betrieb zwischen den Endstationen aufrechtzuerhalten.

Fernmelde- bzw. Überwachungseinrichtungen für drahtgebundene Systeme sind bekannt. Bei Anordnungen dieser Art wird über eine große Anzahl von Relais von einer bemannten Station aus eine entsprechende Anzahl von Schleifenschlüssen hergestellt bzw. eine entsprechende Batteriespannung angelegt, wobei im Falle der Fehlermeldung NF-Signale übertragen werden. Dieses Verfahren läßt sich jedoch nicht ohne weiteres auf Funkrelaissysteme übertragen, da hier jeder Schleifenschluß durch eine entsprechende Codierung einer Modulationsspannung dargestellt werden muß. Weiter ist es bekannt, bei drahtgebundenen Systemen eine Kombination zwischen einer Zwei draht- und einer Vierdrahtverbindung vorzunehmen, den Übertragungskreis aufzutrennen und statt dessen an die Verstärkerstation einen örtlichen Prüfgenerator durch Steuerung von einer Hauptstation aus anzuschalten, der die Einpegelung auf ein bestimmtes Niveau vornimmt. Es handelt sich dabei um eine Regelung, die auf ein ferngesteuertes Kommando hin erfolgt, ohne daß aber eine automatische Meldung an die Endstation ausgelöst wird, für den Fall, daß der Pegel etwa einen bestimmten Minimalwert unterschreitet, oder daß irgendwelche andere Fehler auftreten, die die Funktionsweise der Anlage in Frage stellen.

Bei Funkrelaisstationen ist es bekannt, eine automatische Umschaltung beim Ausfall der Stromversorgung oder eine entsprechende Umschaltung des Nachrichtenweges von einem Verstärkergerät auf ein Reservegerät vorzunehmen, wenn Fehler bei der Übertragung auftreten. In diesem Falle erfolgt die Steuerung nicht von der Hauptstation aus und wird von dieser auch nur durch gelegentliches Abfragen erkannt. Schließlich ist es auch bekannt, an Ort und

Fehlermelde- und Überwachungssystem

für Funkrelaisstationen

von Richtfunkstrecken, insbesondere

für Mikrowellen-Funkverstärker

Anmelder:

International Standard Electric
Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 11. Juni 1953

Harry C. Likel, New York, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Stelle eine automatische Umschaltung auf eine vollständige Reserveanlage vorzunehmen.

Der Nachteil dieser Anordnungen bekannter Art besteht darin, daß nur der eine oder der andere Betriebszustand möglich ist, ohne daß nähere Einzelheiten über das Betriebsverhalten einzelner Zwischenoder Relaisstationen gemeldet werden. Für diesen Fall sind bekanntlich besondere Fernmelde- und Fernwirkeinrichtungen vorzusehen, die einen erheblichen Aufwand bedeuten. Ein weiterer Nachteil der automatischen Umschalteinrichtungen besteht darin, daß diese Umschaltung zwangläufig automatisiert ist und daß die Möglichkeit einer nochmaligen Umschaltung oder Rückschaltting nicht ohne weitere Hilfsmaßnahmen durchführbar ist. Der Aufwand zur Kennung bzw. Lokalisierung von auf einer Funkstrecke auftretenden Fehlern ist also verhältnismäßig groß, wenn eine ferngesteuerte Umschaltung und darüber hinaus weitere Schaltmaßnahmen vorzusehen sind, also wenn diese Fernbedienung nur an der gewünschten Relaisstation wirksam werden soll. Will man schließlich verschiedenartige Kontrollmeldungen von der Relaisstation selbst an die Endstellen ausgehen lassen, so besteht die Notwendigkeit einer möglichst betriebssicheren Codierung dieser Meldungen und ihrer Anpassung auf die Übertragungseigenschaften der Anlage.

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Diese Nachteile und Schwierigkeiten werden mit der Erfindung beseitigt. Es wird ein Übertragungssystem für Mikrowellen-Richtfunkverbindungen vorgeschlagen, in deren unbemannten Relaisstellen keine Demodulation der zu übertragenden Hochfrequenzsignale erfolgt und bei denen zur Fehlerkennzeichnung jede Relaisstelle einen Tonfrequenzgenerator unterschiedlicher und die Station charakterisierende Frequenz aufweist, die bei Auftreten eines Fehlers selbsttätig mit einer die Art des Fehlers charakterisierenden Kennzeichnung an eine Endstation gesendet wird. Dieses Übertragungssystem ist erfindüngsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der zu übertragenden Hauptträgerfrequenz bei Auftreten eines Fehlers die Frequenz des Fehlermeldetongenerators aufmoduliert wird, die ihrerseits bei Unterschreiten eines bestimmten Ausgangspegels nicht, bei Unterschreiten eines bestimmten Eingangspegels mit einer sehr niedrigen Frequenz (vorzugsweise der Netzfrequenz) und bei Auftreten sonstiger Fehler oder Störungen (Temperaturanstieg, Mängel der Stromversorgung, Betreten ■ der Anlage od. dgl.) in einer die Art dieses Fehlers kennzeichnenden Weise impulsmäßig moduliert wird, und daß bei Ausfall des zu übertragenden Trägers durch Einwirkung einer über einen Dienstkanal von einer Endstation ausgehenden Steuerung in der Relaisstation ein Ersatzträger erzeugt wird.

Speziell für die Pegelanzeige wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß zur sicheren Wiederauslösung der bei zu geringem Ausgangs- oder Eingangspegel ansprechenden empfindlichen Relais ein Auslösemechanismus vorgesehen ist, der unterhalb eines bestimmten Pegelwertes durch einen Steuermotor periodisch eingeschaltet wird und über Nockenscheiben Kontakte betätigt, wodurch eine entsprechende Gegenerregung der Relaisspulen eingeschaltet wird, durch die die Kontakte der empfindlichen Anspracherelais in bestimmten Zeitabständen zwangläufig geöffnet werden. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Fehlermeldeeinrichtung infolge vorübergehenden Schwundes oder kurzzeitig nachlassender Spannung länger als notwendig eingeschaltet bleibt.

In Weiterbildung der Erfindung wird für eine Funkstrecke mit Relaisstationen zur Nachrichtenübertragung in beiden Richtungen ein Überwachungssystem vorgeschlagen, daß die mit Hilfe des Fehlermeldetongenerators arbeitende Fernmeldeeinrichtung, die durch mehrere örtliche Melderelais ausgelöst werden kann, einen langsam laufenden Steuermotor einschaltet, auf dessen Achse eine den vorhandenen Melderelais entsprechende Anzahl von Nockenscheiben umlaufen, mit deren Hilfe der örtliche Fehlermeldetongenerator in bestimmtem Rhythmus getastet wird, wobei zur Vermeidung von Irrtümern die Tastung sämtlicher Nockenscheiben nur zeitlich nacheinander erfolgen kann, und daß damit gleichzeitig ein zusätzlicher Motorschalter gekoppelt ist, der dafür sorgt, daß der Motor nur nach einer oder mehreren vollständigen Umdrehungen in einer ganz bestimmten Ruhestellung stillgesetzt werden kann.

Zur Erhöhung der Meldesicherheit eines auftretenden Fehlers wird ferner vorgeschlagen, daß auch die Impulssignale der Fernmeldeeinrichtung in beiden Übertragungsrichtungen ausgesendet werden.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der den unbemannten Relaisstationen zugeordnete örtliche Trägerwiederherstellungsoszillator bei Unterschreitung eines Mindestpegels zugleich mit der entsprechenden Fehlermeldung betriebsbereit geschaltet wird und zum Ersatz des normalen Nachrichtenträgers auf ein von der Endstelle aus abgegebenes Kommandosignal hin eingeschaltet wird und daß in diesem Falle zwar zunächst alle folgenden Stationen mit ihren örtlichen Trägeroszillatoren arbeiten, daß diese Stationen jedoch mit Ausnahme der ursprünglich gestörten Station automatisch sofort wieder auf normales Betriebsverhalten umgeschaltet werden. Das Einschaltkommando zur Inbetriebnahme eines Trägerwiederherstellungsoszillators bedarf also keiner besonderen Kennung, sondern sucht sich vielmehr selbsttätig die tatsächlich gestörte Station aus, da bei den nachfolgenden Stationen der Funkstrecke die Eingangspegel wieder ihren normalen Wert erreichen und damit die Vorbedingung für die Einschaltung ihrer örtlichen Trägerwiederherstellungsoszillatoren entfallen ist.

Ferner ist bei den Relaisstationen ein Dienstkanalempfänger vorgesehen, wie er bekanntlich zur Sprachverbindung des Personals verwendet wird. Dieser dient gemäß der Erfindung gleichzeitig zur Auswertung des von der Endstelle ausgehenden Kommandosignals, wozu der DurcMaßbereich eine bestimmte Resonanzspitze bei etwa 20 kHz aufweist. Die Auswertung dieses Signals erfolgt erfindungsgemäß in der Weise, daß einmal ein Zeitschutz gegen Fehlansprache vorgesehen ist und daß das Kommando· nur dann zur Einschaltung des Trägerwiederherstellungsoszillators führt, wenn ein 20-kHz-Signal zusätzlich mit 50 oder 60 Hz frequenzmoduliert ist und an einem Resonanzkreis eine entsprechende Amplitudenmodulation von 100 bzw. 120 Hz erzeugt, welche nach Verstärkung und Gleichrichtung ein Schaltrelais erregt.

In Weiterbildung der Erfindung wird das vorgeschlagene Überwachungssystem durch einen zweiten Trägerwiederherstellungsoszillator und entsprechende Schaltvorrichtungen für die andere Übertragungsrichtung ergänzt, so daß von jeder Endstelle aus für die betreffende Übertragungsrichtung auf dem Dienstkanal das Kommando für die Einschaltung des Trägerwiederherstellungsoszillators abgegeben werden kann.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Richtfunkstrecke, von der die beiden Endstationen und zwei Verstärkerstationen dargestellt sind;

Fig. 2 veranschaulicht die automatische Kennzeichnung bestimmter Fehler- oder Betriebszustände in Verbindung mit einer örtlichen Fernmeldeeinriehtung bei einer unbemannten Relaisstation gemäß der Erfindung;

Fig. 3 und 4 zeigen schematisch die Empfangs- und Übertragungsanordnungen mit den elektrischen Einrichtungen des erfindungsgemäßen Fehlermelde- und Überwachungssystems bei einer Relaisstation;

Fig. 5 ist das Schaltbild des Dienstkanalverstärkers mit dem Steuerkreis zur Wiederherstellung des Trägers ;

Fig. 6 stellt die Zusammengehörigkeit der Schaltbilder gemäß den Fig. 2, 3 und 4 dar.

Das in Fig. 1 dargestellte System ist eine Funkstrecke für die Übertragung von Funksignalen zwischen zwei Endstationen E in beiden Richtungen. Zwischen den Endstationen liegt eine entsprechende Anzahl von Verstärker- oder Relaisstationen e, die bekanntlich dazu dienen, die von einer vorhergehenden Station empfangenen Signale nach Verstärkung jeweils an die nächste Station weiterzugeben. Um die Beschreibung zu vereinfachen, sollen die linken Seiten

der Fig. 1, 3 und 4 als Westen und die rechten Seiten als Osten bezeichnet werden.

Jede Relaisstation ist derart aufgebaut, daß sie mit Hilfe zweier ähnlicher, in entgegengesetzter Richtung gewandter Anordnungen sowohl von Westen nach Osten als auch von Osten nach Westen übertragen kann. In Fig. 4 ist die Ausrüstung einer solchen Station, welche die Verstärkung der Signale von Westen nach Osten bewirkt, dargestellt. Hierzu gehört eine Empfangsantenne 10, von der die empfangenen elekirischen Wellen, die beispielsweise eine Trägerfrequenz von 4040 MHz haben können, an einen Mischer 11 gelangen, an den zugleich eine von einem kristallgesteuerten Oszillator und Frequenzvervielfacher 13 erzeugte Schwingung von 3970 MHz gelegt ist. Der Mischer 11 erzeugt somit eine Zwischenfrequenz von 70 MHz, die an einen mit automatischer Verstärkungsregelung versehenen Verstärker 12 gelangt. Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers wird an einem Umsetzer 14 mit der Ausgangsspannung von 180 MHz eines weiteren Oszillators 15 gemischt und dadurch auf 110 MHz umgesetzt. Die Ausgangsschwingung von 110 MHz wird mit Hilfe eines Verstärkers 16 verstärkt und zusammen mit der Ausgangsspannung des Oszillators 13 an ein Klystron 17 gelegt, welches die Sendeantenne 18 mit der Betriebsfrequenz von 4080 MHz, also mit der aus der Mischung der 3970 MHz-Schwingung des örtlichen Oszillators 13 und der 110 MHz-Schwingung gewonnenen Frequenz, speist.

Das von der betreffenden Relaisstation empfangene Nachrichtensignal wird also in der gleichen Form wieder ausgesendet, jedoch entsprechend der durch die Relaisstation bewirkten Frequenzumsetzung mit einer von der Empfangsfrequenz verschiedenen Sendefrequenz. Es findet also in an sich bekannter Weise keine Demodulation des Eingangsträgers mit nachfolgender Modulation eines neuen Ausgangsträgers statt. Auf diese Weise ist die Notwendigkeit, eine eigene Trägerquelle bei den Relaisstationen anzuordnen, nur auf Notfälle beschränkt, wie dies an anderer Stelle noch beschrieben wird.

Die Bauelemente des Empfangs- und Übertragungsteiles dieser Relaisstation können von bekannter Art sein. Die im folgenden beschriebenen Einrichtungen zur Fehlermeldung und Betriebskontrolle können naturgemäß in gleicher Weise auch auf Relaisstationen angewendet werden, deren Empfangs- und Übertragungsteile in anderer Weise aufgebaut sind bzw. mit anderen Betriebsfrequenzen arbeiten.

Einer der möglichen auftretenden Fehler besteht darin, daß bei einer unbemannten Relaisstation das Eingangssignal so weit geschwächt ist, daß es einen zur Aufrechterhaltung der Funkverbindung notwendigen Mindestpegel unterschreitet oder auch vollständig ausfällt. Die Art und der Ort dieser Störung soll dem Personal der Endstation angezeigt werden, um Abhilfe schaffen zu können. Dieser Meldevorgang wird durch ein hochempfindliches Relais 19 eingeleitet, das mit der automatischen Verstärkungsregelung des ZF-Verstärkers 12 gekoppelt ist. Derartige empfindliche Relais sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie weisen einen verhältnismäßig einfachen Aufbau mit nur einem Kontakt auf und arbeiten für den vorliegenden Zweck befriedigend, so daß der Aufwand für besondere Röhrenstufen und die damit verbundenen Fehlermöglichkeiten vermieden werden können. Das Relais 19 ist so bemessen, daß sein Kontakt durch einen bestimmten Stromwert des automatischen Verstärkungsregelkreises für den ZF-Verstärker 12 offen gehalten wird. Fällt dieser Stromwert aber unter einen bestimmten Grenzwert ab, so wird der Kontakt beispielsweise durch eine permanentmagnetische Gegenerregung geschlossen. Das empfindliche Relais 19 schaltet dann ein Relais 21 ein, dessen Arbeitskontakte 21^ 215, 21C und 21D eine Störungsmeldung zur Auslösung bringen. Hierzu legt der Kontakt 21A eine örtliche Spannungsquelle S über die Leitung 27 an den in Fig. 2 dargestellten Fehlermeldetongenerator 26 über die Ruhekontakte 225, 235,245,255, so daß der Tongenerator eingeschaltet wird. Gleichzeitig schaltet das Relais 21 (Fig. 4) mit seinem Kontakt 21C diese Spannungsquelle an die Leitung 28, die mit der entsprechenden Kontaktstelle des Relais 21' (Fig. 3) verbunden ist und gleichzeitig über die Leitung 29 den Tongenerator 26 (Fig. 2) zusätzlich mit der Netzfrequenz moduliert. Als Spannungsquelle S wird nämlich die ohnehin vorhandene örtliche Stromversorgung der Relaisstation von beispielsweise HOV, 60Hz, 220 V, SOHz verwendet. Die mit der Netzfrequenz gemischte Tonmodulation der Sendefrequenzen, sowohl in östlicher als auch in westlicher Richtung, erfolgt durch entsprechende Modulation der Oszillatoren 15 (Fig. 4) und 15' (Fig. 3). Die Modulationsspannung wird dem Oszillator 15 über Leitung 32 und dem Oszillator 15' über Leitung 31 von dem Tonoszillator 26 (Fig. 2) zugeführt. Auf diese Weise werden die ausgesendeten Hochfrequenzträger mit dem Störmeldeton und zusätzlich mit der Netzfrequenz moduliert und zeigen dem Bedienungspersonal bei den Endstationen an, daß der Eingangspegel bei eimer Relaisstation unter den zulässigen Grenzwert abgesunken ist. Die Kennzeichnung der gestörten Relaisstelle besteht darin, daß der Fehlertonoszillator jeder Station eine ganz bestimmte Tonfrequenz erzeugt.

Weiterhin ist in Fig. 4 eine Kristalldiode 34 an der Stelle 33 mit der Sendeantenne 18 gekoppelt. Diese Diode richtet einen kleinen Teil der Ausgangsleistung gleich und leitet ihn an ein weiteres, empfindliches Relais 35, dessen Arbeitskontakt dann geschlossen wird, wenn die abgestrahlte Sendeenergie einen bestimmten Minimalwert unterschreitet. Dadurch wird das nachgeschaltete Relais 36 erregt, dessen Arbeitskontakte 36 A und 36 5 die Spannungsquelle S an die Leitungen 27 und 37 anlegt. Über die Leitung 27 wird in der beschriebenen Weise der Fehlermeldetongenerator 26 eingeschaltet, während über die Leitung

37 ein Zeitmotor 38 eingeschaltet wird, der in Fig. 2 dargestellt ist und an anderer Stelle näher beschrieben wird. Die Funktionsweise des Relais 36 entspricht also der des Relais 21 in bezug auf die beiden Kontakte^ und 5. Sowohl ein Abfallen des Eingangspegels als auch ein Nachlassien des Ausgangspegels rufen also eine Tonmodulation der abgehenden Trägerwellen hervor, mit dem Unterschied, daß diese Störung, wenn sie am Ausgang der Relaisstation auftritt, nicht eine zusätzliche Überlagerung mit der Netzfrequenz zur Folge hat, da das Relais 36 eine entsprechende Steuerung nicht bewirkt.

Im folgenden wird die Bedeutung des Zeitmotors

38 in Fig. 2 erläutert. Wie schon erwähnt, werden die Kontakte der empfindlichen Relais 19 und 35 durch die Wirkung eines kleinen permanenten Magneten geschlossen. Dies hat zur Folge, daß ein Pegelschwund und eine nachträgliche Zunahme der Pegel nicht mit Sicherheit dazu führen, daß sich diese Kontakte wieder öffnen. Um dieses zu erreichen, ist ein Auslösemechanismus vorgesehen, mit dessen Hilfe die Relais 19 und 35 sowie die in Fig. 3 dargestellten entspre-

chenden Relais 19' und 35' der Gegenrichtung in bestimmten Zeitabständen zwangsweise geöffnet werden. Die Erregung der zugehörigen vier Relaisspulen 44 wird durch den Zeitmotor 38 (Fig. 2) durchgeführt. Die Arbeitskontakte 21B und 365 der Relais 21 und 36 in Fig. 4 sowie der Relais 21' und 36' in Fig. 3 schalten zu diesem Zweck den Motor 38 über die Leitung 37 ein. Die Stromquelle,5", die zur besseren Übersicht an vier verschiedenen Stellen in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist ein und dieselbe. Der Zeitmotor 38, der ein handelsübliches Bauteil ist, läuft mit einer Geschwindigkeit, die beispielsweise einer Drehzahl von einem Viertel pro Minute entspricht. Die auf der Achse des Motors befestigte Nockenscheibe 42 bewirkt also alle 4 Minuten eine Erregung der Spulen 44 mit Hilfe des Kontaktes 43 und damit einen sicheren Abfall der empfindlichen Relais. Sind die Kontakte dieser Relais dadurch geöffnet, so verbleiben sie in diesem Zustand, wenn die zugeordneten Pegelwerte ausreichend hoch sind. Ist der Pegelwert jedoch zu gering, so wird der Kontakt des betreffenden Relais nach Beendigung der Erregung wieder geschlossen, und der Störmeldevorgang wiederholt sich.

Der Zeitintervall von 4 Minuten wurde deshalb gewählt, weil er einen Kompromiß darstellt zwischen dem Wunsch, eine Störungsmeldung so bald wie möglich wieder abzuschalten, und dem der geringen Beanspruchung der empfindlichen Relais, auch wenn ein komplizierter Fehler in der Anlage deren Betätigung für eine größere Zeitdauer zur Folge hat.

Auf der Motorachse ist ferner eine zweite Nockenscheibe 41 befestigt, die einen Arbeitskontakt 45 betätigt. Diese Nockenscheibe ist so angeordnet, daß, wenn die Spulen 44 durch die Kurvenscheibe^ erregt werden und dadurch die Kontakte der empfindlichen Relais sich öffnen, der Motor 38 für eine entsprechende Zeitdauer dennoch eingeschaltet bleibt, sich also nicht selber stillsetzen kann.

In Fig. 2 ist außerdem eine Gruppe von vier Relais 22, 23, 24 und 25 dargestellt, die zur Kennzeichnung beliebiger örtlicher Vorgänge oder Störzustände dienen. So kann z. B. das Relais 22 ansprechen, wenn die Anlage von einem Unbefugten betreten wird, das Relais 23 beim Erreichen einer bestimmten Raumtemperatur, das Relais 24 bei Batteriebetrieb, also ⁴^ bei Ausfall der normalen Stromversorgung, und das Relais 25 bei einem beliebigen anderen Vorgang. Die Relais 22 bis 25, deren Erregungsstromkreise nicht dargestellt sind, weisen eine Reihe von parallel geschalteten Arbeitskontakten 22.4 bis 25x4 auf, mit deren Hilfe über die Leitung 47 die Spannungsquelle S an einem Motor 49 angeschaltet wird, sobald eines dieser Relais erregt ist. Die in Serie geschalteten Ruhekontakte 22 B bis 255, über die normalerweise bei einer Pegelstörung der Oszillator 26 eingeschaltet wird, führen also in diesem Falle bei einer örtlichen Störung anderer Art zur Auftrennung dieses Stromkreises und statt dessen zu einer durch die Nockenscheiben 53.4 bis 53D über einen der Kontakte 52.4 bis 52 D vorgenommenen Impulstastung des Tongenerators, wobei jeder örtliche Zustand durch eine entsprechende Anzahl von Einschaltimpulsen gekennzeichnet ist. Diese Impulskennung wird den ausgesendeten Hochfrequenzen der Relaisstation in der beschriebenen Weise über die Leitungen 31 und 32 aufmoduliert, so daß das Personal der Endstationen eine Mitteilung -über den Ort und die Art des Fehlers erhält. Da die Nockenschalter 52.4 bis 52 D in verschiedenen Zeitabständen arbeiten, sind die einzelnen Tastsignale leicht voneinander zu-unterscheiden, und es tritt auch dann keine Verwechslung auf, wenn mehr als eines der örtlichen Fehlermelderelais 22 bis 25 zugleich erregt sind.

Mit dem Kontakt 52^4 der ersten Nockenscheibe ist durch ein Isolierstück 50 ein Kontakt 48 mechanisch verbunden, so daß der Motor 49 seinerseits von der Nockenscheibe 53 A derart gesteuert wird, daß er nach jedem Umlauf erst durch diesen Nocken in der dargestellten Ruhestellung stillgesetzt werden kann, unabhängig davon, zu welchem Zeitpunkt der örtliche Fehler und damit die Erregung des zugehörigen Fehlermelderelais 22 bis 25 gegebenenfalls behoben wurde. Dadurch wird verhindert, daß der Motor mitten in einer Signalfolge abgeschaltet wird, wodurch bei erneutem Anlaufen Irrtümer entstehen könnten. Die Welle 54 dieses ebenfalls langsam laufenden Motors 49 vollführt also nur ganzzahlige Umdrehungen.

Die bisher beschriebenen Funktionen des erfindungsgemäßen Fehlermelde- und Überwachungssystems lassen sich wie folgt zusammenfassen:

1. Bei nachlassendem Sendepegel einer bestimmten Relaisstation, beispielsweise in östlicher Richtung, wird deren Relais 36 (Fig. 4) erregt, schaltet sich der Fehlermeldetongenerator 26 ein und moduliert beide Sendefrequenzen mit einem Dauerton, dessen Frequenz die gestörte Station kennzeichnet.

2. Bei nachlassendem Eingangspegel wird durch das betreffende Relais 21 der gleiche Vorgang ausgelöst, jedoch ist die Modulation der Sendefrequenzen zusätzlich mit der Netzfrequenz von 50 oder 60 Hz moduliert.

3. Bei verschiedenen örtlichen Kriterien beliebiger Art, wie beispielsweise beim Betreten der Anlage oder bei einer bestimmten Raumtemperatur, wird der Fehlermeldetongenerator durch Kennungsimpulse erregt und moduliert die Hauptträger, diesen Kennungen entsprechend, mit Hilfe einer motorgesteuerten Fernmeldeeinrichtung.

Eine weitere Kontrolleinrichtung wird im folgenden beschrieben: Es sei zunächst eine Funkstrecke betrachtet, die zehn Relaisstellen zwischen einer westlichen und einer östlichen Endstation besitzt. Die von Westen nach Osten verlaufende Funkverbindung weise bei der Relaisstation 3 einen Fehler auf, so daß die nachfolgenden Stationen 4 bis 10 keine ausreichende Hochfrequenz mehr erhalten. Diese Stationen sind daher auch nicht in der Lage, eine Information einer östlichen Zwischen- oder Endstation zuzusenden. Das vorgeschlagene Fehlermeldesystem ist deshalb, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, so eingerichtet, daß es in beiden Übertragungsrichtungen arbeitet. In dem angenommenen Fall erhält also die westliche Endstation Meldung, daß die Stationen 3 bis 10 in östlicher Richtung nicht arbeiten und daß somit eine Störung in östlicher Richtung bei der Station 3 vorliegt. Tritt noch ein weiterer Fehler gleichzeitig auf dem Verbindungsweg in westlicher Richtung auf, so könnte die Störmeldung auf keiner der beiden Übertragungsrichtungen angezeigt werden. Um nun auch diesen Störzustand zu erfassen, bei dem das Personal nicht weiß, an welcher Stelle der oder die Fehler aufgetreten sind, sind Maßnahmen vorgesehen, mit deren Hilfe ein zusätzlicher Hochfrequenzträger örtlich eingeschaltet wird und dadurch eine Verbindung über den fehlerfreien Teil der Strecke herstellt.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist zu diesem Zweck ein örtlicher" Trägeroszillator 60 bekannter Art an jeder unbemannten Relaisstation vorgesehen, der eine Fre-

ίο

quenz von beispielsweise 70 MHz erzeugt. Der Ausgang dieses Oszillators 60 ist über die Leitung 59 direkt an die Mischstufe 14 in Fig. 4, der Ausgang eines entsprechenden Oszillators 60' für die entgegengesetzte Übertragungsrichtung mit der entsprechenden Leitung in Fig. 3 an die entsprechende Mischstufe 14' angeschlossen. Auf diese Weise kann der fehlende Hochfrequenzträger betriebsmäßig ersetzt werden, so daß im angenommenen Störungsfalle eine

vom Ausgang eines nicht dargestellten Diskriminators des ZF-Verstärkers 12 herrührenden Modulationssignale gelangen über den Blockkondensator 62 an die Röhre 61 mit dem Eingangswiderstand 63. Der Aus-5 gang dieser Röhre ist über den Blockkondensator 64 mit der Röhre 65 verbunden, in deren Anodenkreis ein aus der Induktivität 67 und der Kapazität 66 bestehender Resonanzkreis für 20 kHz eingeschaltet ist. Die Spannung dieses Resonanzkreises wird über einen

Röhre ist ein zweiter, aus einem Kondensator 72 und einer Induktivität 73 bestehender, auf die Frequenz von 20 kHz abgestimmter Parallelkreis eingeschaltet. Der Frequenzgang des Verstärkers hat somit bei 2OkHz zusätzlich zum normalen Frequenzgang eine hohe Resonanzspitze. Zwischen Anode und Schirmgitter der Röhre 71 ist ein Transformator 74 geschaltet, dessen Sekundärwicklung mit einem Lautsprecher

Auswertung bringt. Dieses Signal wird von der entsprechenden Endstelle aus gesendet, wenn der Trägerwiederherstellungsoszillator 60 eingeschaltet werden soll.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, bewirkt das Ausbleiben der Hochfrequenz bei der Station 3 und bei sämtlichen in östlicher Richtung folgenden Stationen ein Schließen der Kontakte 21D. Der Überwachungs-

Fehlermeldung auch an die östlichen Stationen weiter- ίο Blockkondensator 68 an den regelbaren Widerstand gegeben werden und an die östliche Endstation gelan- 69 und an die Röhre 71 gelegt. Im Anodenkreis dieser gen kann. Der Einschaltvorgang des Oszillators 60
durch die örtliche Stromversorgungsquelle 6* ist aus
den Fig. 3 und 4 zu erkennen. Durch den Kontakt
21/; des Relais 21 wird die Leitung 28 an den Ar- 15
beitskontakt eines Relais 55 mit der Stromversorgung
verbunden. Denselben Vorgang vermag auch das Relais 21' durchzuführen, für den Fall, daß die aus östlicher Richtung eintreffende Eingangsspannung zu
gering ist. Der Schaltstromkreis für den Oszillator 60 20 75 gekoppelt ist, über den das Bedienungspersonal der ist jedoch dadurch noch nicht geschlossen, sondern Endstation mit der betreffenden Relaisstation in Vernur vorbereitet, solange nämlich der Arbeitskontakt bindung treten kann. Das Kommandosignal von 2OkHz, 55 A des Relais 55 noch in seiner Ruhelage verharrt. das gleichzeitig mit 50 oder 60 Hz frequenzmoduliert Dieses in Fig. 3 dargestellte Relais kann vielmehr ist, fällt in die Resonanzspitze des Durchlaßbereiches erst durch einen Kommandostromkreis 56 erregt wer- 25 und ruft an dem Kennungskreis 72 und 73 eine Amden, der nur auf ein bestimmtes Signal anspricht. Die- plitudenmodulation von 100 oder 120 Hz hervor. An scr Kommandostromkreis ist an einen mit der ent- diesem Kennungskreis liegt ein aus dem Gleichrichter gegengesetzten Übertragungsrichtung verbundenen 76, der Kapazität 77 und dem Widerstand 78 be-I Mehrkanalverstärker 57' angeschlossen, welcher bei- stehender Demodulator, dessen Ausgangsspannung .Npielsweise ein bestimmtes Schaltsignal von 20 kHz 30 über das ÄC-Glied 81/82 an das Steuergitter der mit einer zusätzlichen Modulation von 60 Hz zur Röhre 79 gelangt. Ein weiterer Gleichrichter 83 richtet die am Ausgang der Verstärkerröhre 79 auftretende Spannung des Kennsignals gleich. Diese Spannung wird über einen Siebkreis mit dem Kondensator 35 84 ausgesiebt und an das Steuergitter der Röhre 85 gelegt, in deren Anodenkreis die Erregerwicklung des Relais 55 eingeschaltet ist. Beim Eintreffen eines Kommandosignals steigt der Anodenstrom dieser Röhre und erregt das Relais 55, das den Trägerwiel> eamte der östlichen Endstation gibt, wenn er die 40 derherstellungsoszillator 60 über die Leitung 58 einUnterbrechung des in östlicher Richtung verlaufenden schaltet. Fehlt die 20-kHz-Spannung oder deren Mo-Nachrichtenweges bemerkt, ein 20-kHz-Signal auf dulation mit 50 Hz, so reicht der Anodenstrom der den nach Westen verlaufenden Nachrichtenweg, das Röhre 85 nicht zur Erregung des Relais 55 aus. von allen Stationen empfangen wird und durch den Die beschriebene Anordnung ist durch weitere

Dienstkanalverstärker 57' verstärkt an den Korn- 45 Maßnahmen gegen unerwünschtes Ansprechen auf mandostromkreis 56' gelangt, welcher das Relais 55' Störsignale gesichert. Der Frequenzgang des Verstär- und damit den Trägerwiederherstellungsoszillator 60 kers ist nämlich so bemessen, daß er eine steil abfaleinschaltet. In gleicher Weise würde in der umgekelir- lende Flanke oberhalb von 3 kHz sowie eine sehr ten Richtung im Falle einer Störung der Oszillator scharfe Resonanzspitze bei 2OkHz aufweist. Um fer-60' in Betrieb genommen. Die Trägerwiederherstel- 50 ner zu verhindern, daß ein starkes Signal tiefer Frelungsoszillatoren bleiben jedoch nur so lange einge- quenz über den Dienstkanal an das Gitter der Röhre schaltet, wie das 20-kHz-Signal gesendet und durch
den zugehörigen Dienstkanal ausgewertet wird und
solange zugleich das die Einschaltung vorbereitende
Relais 21 erregt ist.

Der beispielsweise vom Bedienungspersonal der
östlichen Endstation abgegebene Befehl zur Einschaltung des Generators 60 sucht sich auf diese Weise
von selbst die tatsächlich gestörte Relaisstation aus.
Während nämlich zunächst die Wiederherstellung des 60 Wiederherstellungsoszillator durch einen niedrigenEin-Trägers bei sämtlichen Stationen 3 bis 10 erfolgt, gangs- oder Ausgangspegel lediglich vorbereitet, nicht fallen die Stationen 4 bis 10 unmittelbar danach wie- aber automatisch eingeschaltet. Diese Maßnahme wird der in den normalen Betriebszustand zurück. Durch vielmehr von einer der Endstationen aus als Ferndie Einschaltung des Oszillators 60 bei der Station 3 wirkvorgang durchgeführt, so daß der eigentliche kommen nämlich die empfindlichen Relais 19 und die 65 Nachrichtenverkehr nur dann unterbrochen werden Relais 21 der Stationen 4 bis 10 wieder ram Abfall, muß, wenn die Endstation dies für richtig hält. Es so daß der Schaltstromkreis für deren Trägerwieder- kann nämlich vorkommen, daß einer der Pegel bereits herstellungsoszillatoren unterbrochen wird. so schwach ist, daß ein empfindliches Kontrollrelais

In Fig. 5 ist das Schaltbild des Dienstkanalver- hierauf anspricht, daß der Pegel aber dennoch ausstärkers 57 und des Steuerkreises 56 dargestellt. Die 70 reicht, um die Funkverbindung aufrechtzuerhalten.

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79 gelangt, ist der Frequenzgang des Verstärkers für die tiefen Frequenzen stark abfallend eingerichtet. Als weiteres Mittel gegen Störsignale ist die Zeitkon-55 stante der Gleichrichter- und Filterkreise derart bemessen, daß ein 20-kHz-Signal nur dann eine Betätigung des Relais 45 bewirkt, wenn es mindestens 1 Sekunde lang ansteht.

Wie vorstehend erläutert wurde, wird der Träger-

Die empfindlichen Relais sind deshalb zweckmäßig so dimensioniert, daß sie schon auf einen geschwächten Spannungswert ansprechen und dieses Kriterium dem Bedienungspersonal der Endstelle anzeigen, auch wenn eine Trägerwiederherstellung an Ort und Stelle noch nicht notwendig ist.

Um die Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen Kontrollsystems zu erhöhen, sind die gleichen Kontrolleinrichtungen bei jeder Relaisstelle für beide Ül^ertragungsrichtungen wirksam. Die Beschreibung hat sich bisher auf die Erläuterung eines Fehlermeldevorganges bei einer Störung der Funkstrecke in west-östlicher Richtung bezogen. Ganz analog finden dieselben Melde- und Steuervorgänge auch in der umgekehrten Richtung statt, wozu ein Teil der beschriebenen Geräte für die Fehlerkontrolle doppelt vorgesehen sind, wie dies aus der Zusammenstellung der Fig. 3 und 4 gemäß Fig. 6 hervorgeht.

Claims (8)

Patentansprüche: 20

1. Überwachungssystem für Mikrowellen-Richtfunkstrecken, in deren unbemannten Relaisstationen keine Demodulation der zu übertragenden Hochfrequenzsignale erfolgt und denen zur Fehler- ^a5 kennzeichnung jede Relaisstation einen Tonfreqüenzgenerator unterschiedlicher und die Station charakterisierender Frequenz aufweist, die bei Auftreten eines Fehlers selbsttätig mit einer die Art des Fehlers charakterisierenden Kennzeichnung an eine Endstation gesendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zu übertragenen Hauptträgerfrequenz bei Auftreten eines Fehlers die Frequenz des Fehlermeldetongenerators aufmoduliert wird, die ihrerseits bei Unterschreiten eines bestimmten Ausgangspegels nicht, bei Unterschreiten eines bestimmten Eingangspegels mit einer sehr niedrigen Frequenz (vorzugsweise der Netzfrequenz) und bei Auftreten sonstiger Fehler oder Störungen (Temperaturanstieg, Mängel der Stromversorgung, Betreten der Anlage od. dgl.) in einer die Art dieses Fehlers kennzeichnenden Weise impulsmäßig moduliert wird, und daß bei Ausfall des zu übertragenen Trägers durch Einwirkung einer über einen Dienstkanal von einer Endstation ausgehenden Steuerung in der Relaisstation ein Ersatzträger erzeugt wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur sicheren Wiederauslösung der bei zu geringem Ausgangs- oder Eingangspegel ansprechenden empfindlichen Relais ein Auslösemechanismus vorgesehen ist, der unterhalb eines bestimmten Pegelwertes durch einen Steuermotor periodisch eingeschaltet wird, über Nockenscheiben Kontakte betätigt und dadurch eine entsprechende Gegenerregung der Relaisspulen einschaltet, durch die die Kontakte der empfindlichen Relais in bestimmten Zeitabständen zwangläufig geöffnet werden.

3. System nach einem der vorhergehenden An-Sprüche mit Relaisstationen zur Nachrichtenübertragung in beiden Richtungen einer Funkstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Hilfe des Fehlermeldetongenerators arbeitende Fernmeldeeinrichtung, durch ein oder mehrere örtliche Melderelais ausgelöst, einen langsam laufenden Steuermotor einschaltet, auf dessen Achse eine den vorhandenen Melderelais entsprechende Anzahl von Nockenscheiben umlaufen, mit deren Hilfe der örtliche Fehlermeldetongenerator in einem bestimmten Rhythmus getastet wird, wobei zur Vermeidung von Irrtümern die Tastung sämtlicher Nockenscheiben nur zeitlich nacheinander erfolgen kann, und daß damit ein zusätzlicher Motorschalter gekoppelt ist, der dafür sorgt, daß der Steuermotor nur nach einer oder mehreren vollständigen Umdrehungen in einer ganz bestimmten Ruhestellung stillgesetzt werden kann.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Feblermeldesignale gleichzeitig in beiden Übertragungsrichtungen ausgesendet werden.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Trägerausfall einen Ersatzträger für den Umsetzer erzeugende örtliche Oszillator gleichzeitig mit der entsprechenden Fehlermeldung betriebsbereit geschaltet wird und auf ein von der Endstelle aus abgegebenes Kommandosignal hin eingeschaltet werden kann, so daß in diesem Falle zwar zunächst die örtlichen Trägeroszillatoren aller folgenden Relaisstationen arbeiten, diese Stationen jedoch mit Ausnahme der ursprünglich gestörten Stationen automatisch sofort wieder auf normales Betriebsverhalten umgeschaltet werden.

6. System nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein örtlicher Dienstkanal empfänger sonst an sich üblicher Ausbildung bei den Relaisstationen vorgesehen ist, der eine für die Auswertung des von den Endstationen ausgehenden Kommandosignals bestimmte Resonanzspitze bei etwa 20 kHz aufweist.

7. System mit einem Dienstkanalempfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommandosignal von 20 kHz zusätzlich mit 50 Hz frequenzmoduliert ist und daß der Empfänger zum Schutz gegen Fehlansprache nur dann zur Auslösung des Kommandos führt, wenn das Kommandosignal mit der Frequenzmodulation von 50 Hz an einem Resonanzkreis eine entsprechende Amplitudenmodulation von 100Hz erzeugt, welche nach Verstärkung und Gleichrichtung und nach einer Dauer von mindestens einer Sekunde den Trägerwiederherstellungsoszillator einschaltet.

8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je ein örtlicher Oszillator zur Erzeugung eines Ersatzträgers und entsprechende Schaltvorrichtungen für jede Übertragungsrichtung vorgesehen sind, so daß die von jeder Endstelle aus auf dem Dienstkanal eintreffenden Kommandos für die Einschaltung eines örtlichen Trägers jeweils in der Gegenrichtung und nur an der durch die Fehlermeldeeinrichtung vorbereiteten Station wirksam werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 844 325; britische Patentschrift Nr. 503 388; französische Patentschrift Nr. 729 606; USA.-Patentschrift Nr. 2 287 044.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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