DE1046702B - Nachrichtenuebertragungs-System - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Übertragung von Nachrichten in einer oder in beiden Richtungen von Endstelle zu Endstelle über Relaisstationen, bei dem sämtliche Sender und Empfänger zweifach vorhanden sind.

Es ist bekannt, zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von Übertragungssystemen eine vollständige Garnitur von Reservegeräten vorzusehen, auf die bei Ausfällen der in Betrieb befindlichen Geräte automatisch umgeschaltet wird. Es ist weiterhin bekannt, das Kriterium für die Umschaltung für den Empfänger aus dessen Rauschspannung oder Begrenzerstrom und für den Sender aus einem gleichgerichteten Anteil seiner ausgestrahlten Leistung zu gewinnen. In jedem Falle bedarf es aber zur Umschaltsteuerung bei diesen bekannten Anordnungen elektromechanischer Relais, die eine gewisse Umschaltzeit benötigen, in der selbst bei Verwendung von vorgeheizten Reservegeräten die gesamte Nachrichtenübertragung für kurze Zeit unterbrochen ist.

Die für kurze Umschaltzeiten unerläßliche Forderung nach vorgeheizten Reservegeräten bedingt aber den Betrieb eines Teils der Elektronenröhren ohne Anodenspannung, was sich bekanntlich durch die sogenannte Zwischenschichtbildung zwischen Kathodenröhrchen und der eigentlichen Emissionsschicht sehr ungünstig auf die Lebensdauer der Röhren auswirken kann. Außerdem bedingt ein zusätzlicher Aufwand an Einzelteilen für die verschiedenen Ausfallanzeigen und Umschaltsteuerungen eine zusätzliche Störungsquelle, die der erwünschten Betriebssicherheit des Übertragungssystems entgegenwirkt.

Zur Vermeidung aller dieser Nachteile wird mit der Erfindung ein Übertragungssystem mit vollständiger Betriebsreserve angegeben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die jeweils zweifach vorhandenen Sender und Empfänger gleichzeitig der Übertragung derselben Nachricht dienen und daß bei der Übertragung zwischen den Stationen von dem an sich bekannten Polarisations-Diversity-Prinzip in der Weise Gebrauch gemacht wird, daß die Antennen jeweils zweier parallel arbeitender Sender, deren Frequenzen synchronisiert sind, ebenso wie die Antennen jeweils zweier parallel arbeitender Empfänger senkrecht zueinander polarisiert sind und daß die niederfrequenten Signalausgänge der Empfänger zusammengefaßt werden.

Bei Anwendung dieser erfindungsgemäßen Maßnahmen wird zudem das Verhältnis der resultierenden Signalspannung zur Rauschspannung bei dem Übertragungssystem verbessert im Vergleich zu den Übertragungssystemen der genannten bekannten Art, und zwar infolge der unmittelbaren arithmetischen Addition der auf verschiedenen Wegen übertragenen Nachrichtenübertragungs-System

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 6. März 1956

Robert C. Ferrar, Plainfield, N. J„

und Heyward A. French, Ridgewood, N. J. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

synchronen Ausgangssignale. Bei Ausfall eines Kanals verschlechtert sich aber die Übertragungsqualität nur so weit, wie es der Übertragungsqualität der bisher bekannten Übertragungssysteme entspricht.

Zur Trennung der beiden Übertragungswege, die auf der gleichen Frequenz liegen, werden die Signale von den Antennen in verschiedenen Polarisationsebenen ausgesendet bzw. empfangen. Für die laufende Überwachung der Sender und Empfänger sind in Weiterbildung der Erfindung besondere Einrichtungen vorgesehen. So wird z. B. bei Betriebsausfall eines Gerätes in einen der parallelen Kanäle eine Kontroll- und Alarmeinrichtung in Tätigkeit gesetzt. Auch wird zweckmäßig bei Ausfall eines Empfängers derselben vom gemeinsamen Ausgang abgetrennt, um zu verhindern, daß sein Rauschen die Qualität der Übertragung verschlechtert.

Eine weitere Bedeutung der Erfindung liegt in der Möglichkeit der Anwendung folgender Maßnahmen:

1. Durch die Verwendung zweier hier beschriebener Systeme ist ohne weiteres Duplexverkehr möglich.

2. Durch die Hinzufügung von nur einer Antenne pro Zweiwegfunkfeld ist die zusätzliche Anwendung des Raum-Diversity-Prinzips möglich.

3. Die beiden Senderfrequenzen können leicht durch Verkopplung der Oszillatoren miteinander in Übereinstimmung gebracht werden.

4. Die Verstärkung der jeweils parallel arbeitenden Empfänger kann durch eine Verkopplung der Schwundregelsysteme annähernd gleich gemacht werden.

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Die Merkmale der Erfindung werden an Hand des sammen. Die Relaisstelle 14 enthält die Empfänger 4

in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels und 5, den gekreuzten Strahler 8 und die gemeinsamen

näher erläutert. In Elemente 11 und 12. Die gemeinsamen Ausgänge

Fig. 1 wird die Anordnung nach der Erfindung im werden mittels der Leitung 6 mit einem zweiten Paar

Blockschaltbild dargestellt; 5 von Sendern 16 und 17 verbunden, deren Ausgangs-

Fig. 2 stellt ein Blockschaltbild der Anordnung nach leistung von dem Antennensystem 18 ausgesendet wird.

Fig. 1 für Zweiwegbetrieb dar; Die Endstelle 15 empfängt die wiederausgesendeten

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild gemäß Fig. 1 einer Signale der entsprechenden parallelen Kanäle mit dem

Anordnung, die für zusätzliche Anwendung des Antennensystem 19 und den Empfängern 20 und 21,

Raum-Diversity-Prinzips geeignet ist; io deren Ausgänge mit der Verbindung 22 zusammen-

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der bei den Anord- gefaßt werden. Der Erfindung entsprechend werden

nungen nach Fig. 1 bis 3 verwendeten Sender; auch die Sender 16 und 17 durch die Verbindung 23

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild der bei den Anord- miteinander verbunden, um ihre Frequenzen zu syn-

nungen nach Fig. 1 bis 3 benutzten Empfänger. chronisieren. Sie sind ebenfalls mit einem gemein-

An Hand der Fig. 1 wird das Grundprinzip der Er- 15 samen Alarmkreis 24 verbunden, der von den Über-

findung erläutert. wachungseinrichtungen der beiden Sender gesteuert

Zwei im Dauerbetrieb arbeitende Sender 1 und 2 wird. Auch die Regelspannungskreise der Empfänger

mit einem gemeinsamen Eingang der Modulation 3 20 und 21 sind durch die Verbindung 25 miteinander

und zwei im Dauerbetrieb arbeitende Empfänger 4 gekoppelt, und die Empfänger haben einen gemein-

und 5, die in direkter Funkverbindung mit den 20 samen Überwachungskreis 26.

Sendern 1 und 2 stehen, bilden zwei unabhängig von- Im Falle eines Empfangs gleicher Signalstärken einander arbeitende parallele Funkverbindungen, die über den horizontal und den vertikal polarisierten der Übermittlung der gleichen Nachricht dienen. Die Funkweg ist das Signal-Rausch-Verhältnis des geAusgänge der Empfänger 4 und 5 werden mittels der meinsamen Ausgangs 3 db besser als bei einem Leitung 6 zusammengefaßt. Die Sender 1 und 2 und 25 Empfänger, der unter den gleichen Bedingungen mit die Empfänger 4 und 5 arbeiten im Dauerbetrieb auf nur einem Kanal arbeitet. Dieser Verbesserung liegt der gleichen Frequenz, um eine Nachricht gleichzeitig die Tatsache zugrunde, daß die Anteile der synüber parallele Funkfelder zu übertragen, die sich nur chronen Nutzsignale sich algebraisch addieren, wähdurch verschiedene Polarisationsebenen unterscheiden. rend die Rauschkomponenten der beiden Empfänger Die Strahler der Antennen 7 und 8 sind entsprechend 30 sich geometrisch addieren. Deshalb liegt das Signalpolarisiert. Es ist zu erwähnen, daß die kreuzweise Rausch-Verhältnis der gemäß der Erfindung,, ^zu-Polarisation mittels der Antennen nicht das einzig sammengefaßten Verbindung 3 db über dem Signalwirksame Mittel für die Polarisationstrennung der Rausch-Verhältnis einer einzelnen Verbindung. Der Kanäle ist. Ähnliche Ergebnisse können auch durch Gewinn beträgt also exakt 3 db. Im Falle eines die Verwendung eines Hohlleiters erreicht werden, 35 Senderausfalls, der den Ausfall eines Kanals bedingt, der sendende oder empfangende Baugruppen ver- wird sich das Signal-Rausch-Verhältnis in der schiedener Polarisationsebenen enthält. Empfangsanlage der Gegenstelle um 3 db ver-

Die Sender 1 und 2 werden mittels des Leiters 9 schlechtem. Jedoch ist das Signal-Rausch-Verhältnis miteinander gekoppelt, um gleiche Frequenz der ört- auch dann noch gleich dem eines einzelnen Kanals,
liehen Oszillatoren zu gewährleisten. Die Sender ent- 40 In der Fig. 2 wird gemäß der Erfindung ein Überhalten weiterhin eine Überwachungseinrichtung für tragungssystem beschrieben, das eine Zweiwegverbindie Signale, um einen Alarm im Alarmkreis 10 aus- dung ermöglicht. Naturgemäß werden dabei Einzelzulösen, wenn das Signal einen bestimmten Wert heiten der Fig. 1 wiederholt. An der Übertragung von unterschreitet. Der Alarmkreis 10 kann zwei ver- der Endstelle 13 zur Endstelle 15 sind folgende weschiedene Alarme auslösen, einen sekundären Alarm, 45 sentliche Elemente beteiligt:

wenn einer der Sender 1 und 2 ausfällt, und einen pri- Die Sender 1 und 2, die Antennenweichen 27 und

mären Alarm, wenn beide Sender gleichzeitig aus- 28, die vertikalen und horizontalen Antennen 29, 30,

fallen. Der primäre Alarm wird beispielsweise durch 31 und 32, die Weichen 33 und 34, die Empfänger 4

einen Ausfall des Modulationssignals ausgelöst. und 5, ihr gemeinsamer Ausgang 6, die Sender 16

Die Regelspannungskreise der Empfänger 4 und 5 50 und 17, die Weichen 35 und 36, die vertikalen und werden mittels der Leitung 11 so verbunden, daß die horizontalen Antennen 37, 38, 39 und 40, die Weichen in den beiden Empfängern wirkende Regelspannung 41 und 42, die Empfänger 20 und 21 und der gemeingleich ist, was eine gleiche Verstärkung beider same Ausgang 22. Die Sender der Endstelle 13 werden Empfänger zur Folge hat. Wie bei den Sendern 1 mit gleichem Signal moduliert und werden mittels der und 2 ist auch bei den Empfängern 4 und 5 eine 55 Leitung 9 synchronisiert. Die Anordnung, durch die Überwachungseinrichtung für die beiden Signale vor- Synchronisation erzielt wird, wird in Einzelheiten an gesehen. Wenn das Signal eines Empfängers einen be- Hand der Fig. 4 erklärt werden. Die Ausgänge der stimmten Wert unterschreitet, wird ein sekundärer Sender 1 und 2 werden über die Weichen 27 und 28 Alarm in dem Alarmkreis 12 ausgelöst. Wenn die den beiden Antennen 29 und 30 zugeführt. Der Signale beider Empfänger 4 und 5 gleichzeitig einen 60 Sender 1 arbeitet auf die horizontal polarisierte Anbestimmten Wert unterschreiten, wird ein primärer tenne 29 und der Sender 2 auf die vertikal polarisierte Alarm im Alarmkreis 12 ausgelöst. Antenne 30. Die empfangenen Signale der beiden

Bei Verwendung einer solchen Anordnung kann Polarisationsebenen in der Relaisstelle 14 werden über eine Einwegverbindung gemäß der Fig. 1 mit der die Weichen 33 und 34 den Empfängern 4 und 5 zusendenden Endstelle 13 und einer oder mehrerer Re- 65 geführt. Empfänger 4 empfängt die Signale vom !ausstellen 14 und der empfangenden Endstelle 15 auf- Sender 1 über die horizontal polarisierte Funkstrecke gebaut werden. Wie in der Fig. 1 dargestellt wird, und Empfänger 5 empfängt die Signale vom Sender 2 setzt sich die Endstelle 13 aus den beiden Sendern 1 über die vertikal polarisierte Funkstrecke. Die beiden und 2 und ihren gemeinsamen Elementen 9 und 10 und Ausgänge der Empfänger werden zusammengefaßt der Antenne 7 mit zwei gekreuzten Strahlern zu- 70 und auf die Sender 16 und 17 verteilt, die über die

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Weichen 35 und 36 und die Antennen 37 und 38 In der Funktion des Senders 1 ist zwischen dem

speisen. Die in den beiden Polarisationsebenen Modulator 57, dem Steuersender 58 und der Kontroll-

empfangenen Signale werden in der Endstelle 15 von einrichtung 59 zu unterscheiden. Der Steuersender 58

den Antennen 39 und 40 den Weichen 41 bzw. 42 zu- besteht aus einem Oberwellenquarzoszillator 60 und

geführt und dann über die Empfänger 20 und 21 in 5 einer Verstärkerstufe 61. Weiterhin sind drei Ver-

einem gemeinsamen Ausgang 22 zusammengefaßt Für vielfacherstufen 61, 62, 64 und eine Endstufe 65 vor-

diesen Sendeweg von der Endstelle 13 zur Endstelle gesehen. Mit der Ausgangsspannung des Modulators

15 wird die Frequenz F1 verwendet. Der Rückweg 57 wird der Vervielfacher 64 getastet. Die impuls-

von Endstelle 15 zu Endstelle 13 erfolgt in derselben förmigen Signale des Vervielfachers 64 werden im

Weise vom Eingang 51 über die Sender 43 und 44, mit io Leistungsverstärker 65 verstärkt und über eine ab-

der Synchronisierungsverbindung 52, die Weichen 41 stimmbare Kopplungsschleife 66 dem Senderausgang

und 42, die Antennen 39 und 40, die Antennen 37 und der Endstelle 67 zugeführt.

38, die Weichen 35 und 36, die Empfänger 45 und 46, Die impulsmodulierte Hochfrequenz des Verstärkers die Verbindung 53, die Sender 47 und 48, die Weichen 65 wird mit der Überwachungseinrichtung 59 über-33 und 34, die Antennen 31, 32, 29 und 30, die Wei- 15 wacht. Durch sie werden die Impulse gleichgerichtet, chen 27 und 28 und die Empfänger 49 und 50 zum und bei Fehlen der Hochfrequenz im Ausgang wird Ausgang 54. Für den Rückweg wird die Frequenz F2 ein Alarm in dem Alarmkreis 10 ausgelöst. Die Konverwendet, trolleinrichtungen 59 beider Sender sind so mitein-Wie in der Fig. 1 beschrieben wurde, weisen je ander verbunden, daß ein Ausfall eines Senders allein zwei parallel arbeitende Sender und je zwei parallel 20 einen sekundären Alarm im Alarmkreis 10 auslöst, arbeitende Empfänger eine Alarmvorrichtung auf, die während beim Ausfall beider Sender gleichzeitig ein auf folgende Betriebsstörungen anspricht: primärer Alarm ausgelöst wird. Die Zusammen-

a) Fehler innerhalb eines Gerätesatzes lösen einen se- schaltung erfolgt über die Relaiskontakte, die als ein kundären Alarm aus, und gemeinsamer Teil der Überwachungseinrichtungen 59

b) gleichzeitige Fehler beider Gerätesätze lösen einen 25 und des Alarmkreises in der Fig. 4 dargestellt sind, primären Alarm aus. Die Überwachungseinrichtungen 59 werden lediglich

Die Empfängerausgänge werden mit den Alarm- für Alarmzwecke benötigt, da keine Umschalteinrich-

kreisen so verbunden, daß im Falle eines Fehlers des tungen bei diesem System notwendig sind. Es muß an

Empfängers sein Ausgang von dem gemeinsamen Aus- dieser Stelle erwähnt werden, daß das Relais 68 und

gang abgetrennt wird, um zu vermeiden, daß zusatz- 30 seine Kontakte im erregten Zustand gezeichnet ist,

liches Rauschen des defekten Empfängers das Signal- da dieses der Normalstellung, nämlich fehlerfreies

Rausch-Verhältnis im gemeinsamen Ausgang ver- Arbeiten der Anlage, entspricht,

schlechten. _ Wie bereits erwähnt, ist es notwendig, daß die Sen-

Das in der Fig. 1 und 2 beschriebene Übertragungs- der 1 und 2 in Frequenz und Phase genau miteinander system enthält fast alle Voraussetzungen für die zu- 35 übereinstimmen. Dies wird durch eine derartige Koppsätzliche Anwendung eines Raum-Diversity-Betriebs. lung der Oszillatoren miteinander erreicht, daß die Die einzige Maßnahme, die für den Raum-Diversity- Oszillatoren der beiden Sender synchronisiert werden. Betrieb noch zu ergreifen ist, besteht darin, daß an Bei einem Ausfall des einen Quarzoszillators wird einem Ende jeder Funkstrecke eine zweite Antenne, jedoch der andere Quarzoszillator nicht in seinem Bedie von den anderen Antennen räumlich getrennt ist, 40 trieb gestört. Nur der Sender mit dem defekten Oszillahinzugefügt werden muß. Fig. 3 stellt ein solches tor würde keine Ausgangsleistung haben, die ÜberSystem dar, das sich für Raum-Diversity-Betrieb tragung der Nachricht würde aber ohne wesentlichen eignet. Die Einzelheiten der Fig. 3 sind im übrigen Qualitätsverlust über den anderen Sender sichermit denen der Fig. 2 identisch. gestellt.

Es ist bekannt, daß die Funkfeldlängen bei Raum- 45 Der Oberwellenoszillator 60 ist ein in der Kathode Diversity-Betrieb meist verschieden sind und dadurch eingekoppelter Quarzoszillator. Der Anodenkreis 69 Laufunterschiede der beiden Signale Zustandekommen. der Röhre 70 wird mittels der Induktivität 71 auf die Deshalb ist es notwendig, die Laufzeit der Signale, die Grundfrequenz des Quarzes 72 eingestellt. Die Röhre über den kürzeren Weg übertragen werden, künstlich 73 und ihr entsprechender Kreis stellt einen rein zu verlängern. Ein praktisches Hilfsmittel dafür be- 50 ohmschen Widerstand für die Grundfrequenz dar, steht in einer Verlängerung des entsprechenden Ko- während ihr Anodenkreis 74 mittels des Kondensators axialkabels oder eine Verzögerungsleitung in dem 75 auf die dritte Harmonische abgeglichen wird. Der Ausgangskreis des Empfängers. Die vorgesehenen Ausgang der dritten Harmonischen aus dem Anoden-Verzögerungsleitungen werden in der Fig. 5 mit 55 kreis der Röhre 73 wird dem Verstärker 61 über den und 56 bezeichnet und sind einstellbar, um den 55 Kondensator 76 zugeführt. In einer für die Praxis vorliegenden Bedingungen der entsprechenden Über- besonders geeigneten Form hat der Quarzoszillator 72 tragungsstrecken angepaßt werden zu können. eine Grundfrequenz in dem Bereich von 47 bis 67 MHz.

Die Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung Die Röhre 73 arbeitet als Frequenzverdreifacher und zweier Sender der Erfindung. Die Einzelteile der erzeugt eine Frequenz von 141 bis 201 MHz. Für Sender 1 und 2 sind identisch, und die Beschreibung 60 dieses Frequenzband ist der Verstärker 61 ausgelegt, eines Senders gilt auch für den anderen Sender und Im Verdreifacher 62 wird eine Frequenz von 423 bis aller in ähnlicher Weise eingesetzten Sender in einem 603 MHz erzeugt. Die beiden folgenden Stufen 63 gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Übertragungs- und 64 arbeiten als Verdopplet so daß eine Endsystem, frequenz zwischen 1692 und 2412 MHz zur Verfügung

Die Fig. 4 und 5 zeigen als Beispiele ein Über- 65 steht.

tragungssystem für ein impulsförmig moduliertes Die Vervielfachung wird mit den Stufen 62, 63, 64

Signal. Aber es wird darauf hingewiesen, daß das in bekannter Weise durchgeführt. So können bei-

Übertragungssystem in gleicher Weise unter gering- spielsweise Scheibentrioden in Gitterbasisschaltung

fügigen Änderungen auch für andere Modulations- verwendet werden. Die Energieübertragung von Stufe

arten verwendet werden kann. 70 zu Stufe wird durch die Kopplung der Anodenströme

der entsprechenden Röhren mit den Kathodenströmen der folgenden Röhren in Topfkreisen durchgeführt, die so bemessen sind, daß die einzelnen Stufen die notwendige Bandbreite haben.

Die Synchronisation der Sender erfolgt mit der Leitung 9, die die Kathode der Röhre 73 des Senders 1 mit dem entsprechenden Punkt des Senders 2 verbindet. Es ist zu erwähnen, daß die Leitung 9 ein einfacher Leiter sein kann, vorzugsweise aber eine koaxiale Leitung ist, die die Schwingung des einen Oszillators mit der Schwingung des anderen Oszillators so synchronisiert, daß beide Sendefrequenzen gleich sind.

Wie bereits erwähnt, besitzen beide Sender eine gemeinsame Alarmeinrichtung, die im Falle fehlender oder zu geringer Senderleistung in Tätigkeit tritt. Das Kriterium dafür wird in der Überwachungseinrichtung 59 gewonnen. Ein Teil der Ausgangsleistung des LeistungsVerstärkers 65 wird mittels der verstellbaren Koppelschleife 77 dem Detektor 78 zugeführt. Die resultierende negative Impulsreihe wird dem Gitter der Triode 79 zugeführt und verstärkt. Die entstehende positive Impulsreihe der Röhre 79 gelangt direkt an das Gitter 80 der Röhre 81. Die Kathode dieser Röhre liegt an Masse, und die Röhre arbeitet auf Grund der negativen Vorspannung, die über die Widerstände 82 und 83 aus dem Spannungsteiler 84 zugeführt wird, annähernd im C-Betrieb. Die am Anodenwiderstand 85 entstehende negative Impulsreihe gelangt über Kondensator 87 an den Gleichrichter 86. Die am Gleichrichter 86 entstehende positive Gleichspannung wird dem Gitter 80 der Röhre 81 über den Widerstand 83 zugeführt. Diese Art der Rückkopplung hat eine hohe Verstärkung und arbeitet verzerrungsfrei, so daß die Röhre 81 wie ein elektrischer Schalter reagiert. Bei Vorhandensein einer modulierten Senderleistung wird deshalb die Röhre 81 fast keine Vorspannung haben, weil die positive Gleichspannung, die am Gitter 80 infolge der Gleichrichtung der negativen Impulsreihe durch den Gleichrichter 86 entsteht, der negativen Vorspannung entgegenwirkt. Unter diesen Umständen genügt der Anodenstrom, um das Alarmrelais 68 zu betätigen. Sinkt die impulsmodulierte Ausgangsleistung unter einen bestimmten Wert ab, dann ist der Anodenstrom der Röhre 81 so klein, daß das Relais 68 abfällt. Der Bezugswert, bei dem Relais 68 abfällt, wird mit der einstellbaren Schleife 77 festgelegt. Wie in Fig. 4 gezeichnet, ist das Relais 68 mit zwei Sätzen von Umschaltkontakten ausgerüstet, und alle seine Kontakte sind so mit dem Alarmkreis 10 verbunden, daß sekundäre und primäre Alarme gemäß den zu Fig. 1 und 2 gemachten Erläuterungen ausgelöst werden. Das Zusammenwirken der beiden Überwachungseinrichtungen 59 erfolgt also über den Alarmkreis 10 durch einen primären Alarm.

Die beschriebene Schaltungsanordnung ist ein robustes und zuverlässiges elektronisches Relais. Der Unterschied zwischen der zu seiner Erregung notwendigen Eingangsspannung und der maximalen Eingangsspannung, die keine Erregung mehr verursacht, wird klein bemessen, um den notwendigen schnellen Wechsel zwischen dem erregten und unerregten Zustand des Relais 68 sicherzustellen.

Eine ausführlichere Darstellung der Einzelheiten des Empfängers 4 und 5 gemäß den Fig. 1, 2 und 3 zeigt die Fig. 5, in der ein normaler einfach überlagerter Empfänger mit den entsprechenden Zusätzen gemäß der Erfindung gezeigt wird. Das Ausgangssignal der Vorstufe 88 wird in einer Mischstufe 89 mit dem Signal eines örtlichen Oszillators, beispielsweise eines Klystrons 90, umgesetzt. Das resultierende Signal wird in einem Vorverstärker 91 und in einem Zwischenverstärker 92 verstärkt. Die Modulation wird durch den Demodulator 93 gewonnen. Diese Modulation wird in dem Ausgangsverstärker 94 verstärkt und über den Transformator 95 mit dem gemeinsamen Ausgang 6 der beiden Empfänger 4 und 5 in geeigneter Weise verbunden. Das Vorhandensein eines Signals in dem

ίο Ausgangsverstärker 94 wird mittels der Überwachungseinrichtung 96 festgestellt, die das Relais 97 steuert. Im Falle eines Ausfalls des Signals wird ein Alarm über die Kontakte 98 und/oder 99 ausgelöst, und die Sekundärwicklung des Transformators 95 wird durch den Kontakt 100 von der Masse getrennt, um den Ausgang des defekten Empfängers zu blockieren. Im Falle eines Ausfalls der Signale in beiden Empfängern gleichzeitig werden die den beiden Empfängern zugeordneten Kontakte zusammenwirken und den Alarmkreis 12 so schalten, daß eine diesen Vorgang anzeigende Alarmgebung erfolgt. Um einen einwandfreien Betrieb der beiden Empfänger zu gewährleisten, werden die Leitungen der automatischen Verstärkungsregelung 101 mittels der Verbindung 11 miteinander verbunden. Der Ausgangsverstärker 94 besteht im einzelnen aus einem Verstärker 102, der die demodulierten Signale verstärkt und über die einstellbare Verzögerungsleitung 55 dem Endverstärker — bestehend aus den Röhren 103, 104 und 105 — zuführt. Die Ausgangsstufe 105 liefert die Signale über den Transformator 95 an den gemeinsamen Ausgang 6. Der Ausgang der sekundären Wicklung des Transformators 95 wird über die Leitung 106 mit dem gemeinsamen Ausgang 6 verbunden. Wie schon erwähnt, hat das Relais 97 zusätzliche Kontakte zur Auslösung von Alarmen. Relais 97 wird von einer Impulsgeräuschsperre gesteuert, deren Funktion von der Endstufe 105 abgeleitet wird. Die abgleichbare Verzögerungsleitung 55 dient zum Ausgleich der Laufzeitunterschiede der Impulse der einzelnen Empfänger, die durch die Unterschiede der Ausbreitungswege beim Raum-Diversity-Verfahren hervorgerufen werden.

Die Verstärkungsregelspannung des Empfängers 4 wird mittels der Diode 107 gewonnen, die ein Teil des Ausgangssignals der letzten Verstärkerstufe gleichrichtet. Diese Diode wird aus dem Spannungsteiler 108 mit einer regelbaren Vorspannung versorgt, deren Wert etwas kleiner ist als die zu erwartenden Höchstwerte der Amplitudenimpulse in der Primärwicklung des Ausgangstransformators. Die Schwankungen der durch die Diode 107 gleichgerichteten Spannung werden durch den Kondensator 110 geglättet und liefern eine Gleichspannung, deren Wert proportional zu dem Anteil der Impulse ist, der die feste Vorspannung vom Spannungsteiler 108 überragt. Die Gleichspannung der Diode muß wirksam durch den Kondensator 110 gefiltert werden, aber die gesamte Zeitkonstante der Regelung muß klein genug sein, daß die Regelspannung auch den schnellsten Schwundgeschwindigkeiten folgen kann. Die erzeugte Regelspannung wird über Leitung 101 wenigstens einer der Zwischenf requenzstufen 92 zugeführt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 5 werden alle drei Zwischenfrequenzstufen geregelt. Da das Ausgangssignal nicht vollkommen frei von Rauschen ist, bleibt am Gleichrichter 109 eine Restspannung bestehen, die Störungen in der Regelspannung hervorrufen kann. Um diese Restspannung zu kompensieren, wird eine kleine Vorspannung über die Widerstände 111 und 112 der Anode des Gleichrichters 109 zugeführt.

Wie vorher erwähnt, sind die Regelspannungsleitungen durch die Verbindung 11 miteinander verbunden. In Fig. 5 wird diese Verbindung dargestellt und enthält die beiden Leiter 113 und 114 und die Schalter 115 und 116. Wenn der Schalter 115 geschlossen ist, wie in der Fig. 5 gezeichnet, bewirken die Widerstände 117 und 118 eine lose Kopplung der Regelkreise der beiden parallelen Empfänger, so daß beide Empfänger bei momentanen kleinen Schwankungen ihrer Signalpegel in Betrieb bleiben, aber bei großen Pegelunterschieden der Signale ein Alarmsignal ausgelöst wird. Jedoch müssen für Diversity-Betrieb die Regelkreise miteinander so fest wie möglich verkoppelt werden, so daß die beiden Empfänger das jeweils bessere Signal aussuchen können. Dies wird erreicht durch Umschalten des Schalters 116, so daß die Verbindung der beiden Regelkreise nur über den Leiter 114 erfolgt. Der Leiter 114 hat keinen Widerstand.

Die Impulsrauschsperre oder Überwachungseinrichtung 96 steuert das Trennrelais und die Alarmeinrichtung. Es ist erforderlich, daß der gesamte Empfänger genügend große Verstärkung besitzt, damit eine wirksame Begrenzung des Rauschens erfolgt. Das hat zur Folge, daß die Ausgangsspannung praktisch konstant ist, unabhängig davon, ob das an den Eingang der Zwischenf requenzstuf e gelangende Signal aus Rauschen oder Impulsen besteht. Bei dieser Betriebsart ist es notwendig, daß die Überwachungseinrichtung in der Lage ist, bei Unterschreiten des Verhältnisses der.. Impulsspitzenspannung zur Rauschspitzenspannung von 3 : 1 den Ausgang des Empfängers von der gemeinsamen Ausgangsverbindung 6 abzuschalten.

Man macht sich dabei die Tatsache zunutze, daß der Impuls am Ausgang immer positiv ist und einen Durchschnittswert von nicht mehr als 10% des Spitzezu-Spitze-Wertes der Impulse hat. Das Rauschen jedoch liegt immer symmetrisch zu einem Durchschnittswert Null. Deshalb mißt die Überwachungsstufe 96 die negative Abweichung des Ausgangssignals und vergleicht sie mit der positiven Abweichung der Ausgangsspannung, die durch die Impulssignale entsteht. Es ist möglich, daß der Alarmkreis bei jedem gewünschten Wert des Verhältnisses Spitze —Impuls zu Spitze —Rauschen innerhalb gewisser Grenzen zum Ansprechen kommt. In der Überwachungsstufe 96 wird dies durchgeführt. Zu diesem Zweck wird ihr ein Teil der Empfängerausgangsspannung vom Kathodenwiderstand der Röhre 105 zugeführt. Die Diode 120 ist so geschaltet, daß eine negative Gleichspannung proportional den positiven Abweichungen der Impulse des Ausgangssignals erzeugt wird. Die Diode 119 ist mit dem Gitter der Röhre 105 verbunden und so geschaltet, daß eine negative Spannung proportional zu den negativen Abweichungen des Rauschens des Ausgangssignals entsteht. Ein polarisiertes empfindliches Relais 121 ist an die beiden Dioden 119 und 120 angeschlossen, deren Differenzspannung das Relais steuert. Es ist leicht zu erkennen, daß bei Vorhandensein von Impulsen und Fehlen von Rauschen das Relais durch die in der Diode 120 erzeugte Spannung erregt wird und anzieht. Wenn die Diode 119 auch eine Ausgangsspannung erzeugt, wie das bei Vorhandensein von Rauschen im Ausgangskreis der Fall ist, dann hat diese Spannung eine entgegengesetzte Polarität und wirkt der ersten Spannung entgegen und kann je nach dem Verhältnis der beiden Spannungen das Relais zum Abfall bringen. Wenn beide Dioden keine Ausgangsspannung haben, wie das der Fall ist, wenn im Empfängerausgang weder Impuls noch Rauschspannung vorhanden sind, wird das Relais nicht erregt. Es ist offensichtlich, daß die Diode 120 eine Spannung liefert, wenn entweder Rauschen oder Impulse vorhanden sind, aber daß die Diode 119 auf Grund des Vorhandenseins von Impulsen keine Spannung liefert. Der Kontakt dieses empfindlichen Relais steuert wiederum das Relais 97, das die erforderlichen Kontakte für die Auslösung eines Alarms im Alarmkreis 12 hat und das Ausgangssignal mittels Kontakt abtrennen kann.

Es ist noch zu erwähnen, daß mit dem System gemäß der Erfindung auch zusätzlicher Frequenz-Diversity-Betrieb innerhalb des Bandes von 1700 bis 2400MHz möglich ist. Bei einem Abstand der Kanäle um 650 MHz ergibt sich ein wirksamer Frequenz-Diversity-Betrieb, der Beugungen und Brechungen des Funkweges von mehr als 10 cm ausgleichen kann. Bei einem solchen Betrieb werden praktisch Schwunderscheinungen auch von größtem Ausmaß ausgeglichen und den meisten Ausbreitungsbedingungen Genüge getan.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. System zur Übertragung von Nachrichten in einer oder in beiden Richtungen von Endstelle zu Endstelle über Relaisstationen, bei dem sämtliche Sender und Empfänger zweifach vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zweifach vorhandenen Sender und Empfänger gleichzeitig der Übertragung derselben Nachricht dienen und daß bei der Übertragung zwischen den Stationen von dem an sich bekannten Polarisations-Diversity-Prinzip in der Weise Gebrauch gemacht wird, daß die Antennen jeweils zweier parallel arbeitender Sender, deren Frequenzen synchronisiert sind, ebenso wie die Antennen jeweils zweier parallel arbeitender Empfänger senkrecht zueinander polarisiert sind und daß die niederfrequenten Signalausgänge der Empfänger zusammengefaßt werden.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden örtlichen Quarzoszillatoren (60 in Fig. 4) der Sender (1 und 2 in Fig. 3) in geeigneter Weise derart miteinander synchronisiert werden, daß die Senderfrequenzen genau gleich sind und bei Ausfall des einen Quarzoszillators der andere Quarzoszillator weiterschwingt.

3. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannungskreise der Empfänger (4 und 5 in Fig. 3) miteinander verbunden sind.

4. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei parallel arbeitende Sender eine Überwachungseinrichtung (59 in Fig. 4) haben, die das Fehlen der Ausgangssignale eines Senders als sekundären Alarm und das gleichzeitige Fehlen beider Ausgangssignale als primären Alarm in einem gemeinsamen Alarmkreis (10 in Fig. 4) anzeigt.

5. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei parallel arbeitende Empfänger eine Überwachungseinrichtung (96 in Fig. 5) haben, die das Fehlen des Ausgangssignals in einem Empfänger als sekundären Alarm und das gleichzeitige Fehlen beider Ausgangssignale als primären Alarm in einem gemeinsamen Alarmkreis (12 in Fig. 5) anzeigt.

6. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich von dem an sich bekannten Raum-Diversity-Prinzip in der Weise Gebrauch gemacht wird, daß je Funkfeld

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mindestens auf einer Station zwei räumlich getrennte Antennen angeordnet sind und in den zugehörigen Empfängern die Ausgangssignale durch Verzögerungsleitungen (55 in Fig. 5) in Phasengleichlauf gebracht werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 844 325; britische Patentschrift Nr. 653 288. Pitsch, »Lehrbuch der Funkempfangstechnik«, 1948, S. 575.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen