DE1048959B

DE1048959B - On the input side, a receiving system for wireless message transmission with two receivers

Info

Publication number: DE1048959B
Application number: DES51780A
Authority: DE
Inventors: Claus Colani; Dipl-Ing Horst Klassen; Dipl-Ing Hermann Noack; Dipl-Ing Willy Vogt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-12-29
Filing date: 1956-12-29
Publication date: 1959-01-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine eingangsseitige Ausbildung einer Empfangsanlage für drahtlose Nachrichtenübertragung mit zwei gleichen, an eine gemeinsame Antennenzuleitung angeschalteten Überlagerungsempfängern, von denen der eine normalerweise für die Übertragung benutzt wird und der andere, der über eine Kopplungseinrichtung nur einen verhältnismäßig kleinen Bruchteil des Eingangssignals des ersten Empfängers erhält, selbsttätig die Übertragung übernimmt, wenn im ersten Empfänger eine Störung auftritt. The invention relates to an input-side configuration of a receiving system for wireless communication with two identical heterodyne receivers connected to a common antenna feed line, one of which is normally used for transmission and the other of which is over a coupling device only a relatively small fraction of the input signal of the first Receiver receives, automatically takes over the transmission if a fault occurs in the first receiver.

Bei Anlagen dieser Art ist der zweite Empfänger, der auch als Ersatzempfänger bezeichnet wird, zugleich mit dem ersten Empfänger empfangsbereit. Aus den Ausgangssignalen beider Empfänger wird ein Kriterium abgeleitet, das beim Ausbleiben des Ausgangssignals nur am ersten Empfänger die Übertragung durch den zweiten Empfänger bewirkt. Es hat dies den Vorteil, daß der zweite Empfänger augenblicklich einsatzbereit ist, wozu in an sich bekannter Weise entsprechende Umschalter eingangs- und ausgangsseitig vorzusehen sind. Nachteilig an derartigen Empfangsanlagen ist, daß vor allem im Bereich sehr kurzer elektromagnetischer Wellen der Aufwand für die in jedem Empfänger erforderliche Vorselektion sehr groß wird. Unter der Vorselektion wird die Unterdrückung aller außerhalb des Sollfrequenzbandes gelegenen Frequenzen verstanden. Diese Vorselektion ist an sich unerläßlich, weil sonst die Empfänger jeweils auch auf der Spiegelfrequenz empfangen können. Eine besondere Schwierigkeit besteht darin, daß bei einer durchstimmbaren Empfangsanlage zur Ermöglichung einer einwandfreien Umschaltung vom Betriebsempfänger auf den Ersatzempfänger die Vorselektionen beider Empfänger gemeinsam durchstimmbar sein müssen.In the case of systems of this type, the second recipient, also known as the substitute recipient, is also the same ready to receive with the first recipient. The output signals from both receivers become a Derived criterion that if there is no output signal only at the first receiver, the transmission effected by the second recipient. This has the advantage that the second recipient is instantly ready for use, for which, in a manner known per se, corresponding input switches and are to be provided on the output side. The disadvantage of such receiving systems is that especially in the Very short electromagnetic wave range the effort required for each receiver Preselection becomes very large. Under the preselection, the suppression of all outside the target frequency band is understood frequencies. This preselection is essential because otherwise the receiver can also receive on the image frequency. A particular difficulty consists in the fact that in a tunable receiving system to enable proper switching From the company recipient to the substitute recipient, the preselections of both recipients together must be tunable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand bzw. die Schwierigkeiten bei solchen Empfangsanlagen zu verringern.The invention is based on the problem of the effort and the difficulties involved in such To reduce receiving systems.

Diese Aufgabe wird bei einer Empfangsanlage der einleitend beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an Stelle der einzelnen Vorselektionen der beiden Empfänger eine einzige gemeinsame Vorselektion in der gemeinsamen Antennenzuleitung vorgesehen ist und daß eine gegenseitige Beeinflussung der Empfänger durch im Eingang der Empfänger erzeugte bzw. aufgenommene Störspannungen durch eine entsprechende Bemessung der Kopplung der Kopplungseinrichtung und gegebenenfalls durch zusätzliche in die Kopplungseinrichtung einbezogene Mittel auf ein vernachlässigbar kleines Maß reduziert ist.This object is achieved in a receiving system of the type described in the introduction according to the invention solved by the fact that instead of the individual preselections of the two recipients, a single common Preselection is provided in the common antenna feed line and that mutual influence the receiver through interference voltages generated or absorbed in the input of the receiver a corresponding dimensioning of the coupling of the coupling device and, if necessary, additional Means included in the coupling device are reduced to a negligibly small amount is.

Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß es bei Empfangsanlagen der einleitend EingangsseitigeThe invention is based on the knowledge that there is the introductory Input side

Ausbildung einer EmpfangsanlageTraining of a reception system

für drahtlose Nachrichtenübertragungfor wireless messaging

mit zwei Empfängernwith two recipients

Anmelder:Applicant:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Claus Colani, Dipl.-Ing. Horst Klassen,
Dipl.-Ing. Hermann Noack und Dipl.-Ing. Willy Vogt,Claus Colani, Dipl.-Ing. Horst Klassen,
Dipl.-Ing. Hermann Noack and Dipl.-Ing. Willy Vogt,

München,
sind als Erfinder genannt wordenMunich,
have been named as inventors

geschilderten Art möglich ist, an Stelle der einzelnen Vorselektionen der beiden Empfänger nur eine einzige, gemeinsame Vorselektion zu verwenden, weil zur Unterdrückung der gegenseitigen Beeinflussung der beiden Empfänger bereits die schwache Ankopplung des zweiten Empfängers an die gemeinsame Antennenzuleitung beiträgt und allenfalls zusätzlich notwendig werdende Mittel zur Unterdrückung der gegenseitigen Beeinflussung der beiden Empfänger jedenfalls einen wesentlich geringeren Aufwand als einzelne Vorselektionen der beiden Empfänger verursachen.described type is possible, instead of the individual preselections of the two recipients only a single, to use common preselection because to suppress the mutual influence of the both receivers already have the weak coupling of the second receiver to the common antenna feed line contributes and, if necessary, additional means to the oppression of the mutual In any case, influencing the two recipients requires significantly less effort than individual preselections cause of the two recipients.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.The invention is based on exemplary embodiments described in more detail.

Die Fig. 1 zeigt eine Empfangsanlage mit zwei gleichartigen Überlagerungsempfängern El und E2. Beide Empfänger sind ausgangsseitig an die beiden Anschlußklemmen eines Umschalters U3 angeschlossen sowie mit einer Umschaltvorrichtung U verbunden. Die Eingänge beider Empfänger sind an einem wechelseitigen Umschalter Ul, U2 angeschaltet, der über Ul auf die gemeinsame Vorselektion VS zur gemeinsamen Antenne führt und über i/2 und eine Siebschaltung ,S¹ zu dem Kopplungsglied K. Unter Vorselektion wird dabei die hochfrequenzseitige Selektion verstanden. Das Kopplungsglied K besteht zweckmäßig aus einer einstellbaren Kapazität, die mit einem Ohmschen Widerstand vom Wert des Wellen-Fig. 1 shows a receiving system with two heterodyne receivers E1 and E2 of the same type. Both receivers are connected on the output side to the two terminals of a changeover switch U3 and connected to a changeover device U. The inputs of both receivers are connected to an alternating switch Ul, U2 , which leads via Ul to the common preselection VS to the common antenna and via i / 2 and a filter circuit, S ¹ to the coupling element K. Preselection is understood to mean the high-frequency selection . The coupling element K expediently consists of an adjustable capacitance, which has an ohmic resistance of the value of the wave

809 730/301809 730/301

1 Q48 9591 Q48 959

Widerstandes der zu (72 führenden Leitung in Reihe liegt. (71 und (72 können auch die Koppeftapazütät von K in sich einschließen, was z. B. vorteilhaft bei Verwendung von Umschaltrelais in der Weise geschehen kann, daß die Kapazität zwischen den jeweils geöffneten Kantaktfedern die Askoppelkapazität von K bildet. Die Umschalteinrichtung U, die sowohl die Überwachung als auch die Umschaltesteuerung übernimmt, ist derart ausgebildet, daß in ihr die Ausgangssignale beider Empfänger verglichen werden und lediglich bei dem Kriterium »kein Signal« am Ausgang des Betriebsempfängers (z.B. £1) die Umschalter Ul, UZ und U3 aus der gezeichneten Stellung in die jeweilige Gegenstellung geschaltet werden.Resistance of the line leading to (72 is in series. (71 and (72 can also include the head capacitance of K , which can e.g. be advantageous when using changeover relays in such a way that the capacitance between the respectively opened cantilever springs forms the coupling capacitance of K. The switching device U, which takes on both monitoring and switching control, is designed in such a way that it compares the output signals of both receivers and only if the criterion "no signal" is at the output of the operational receiver (e.g. £ 1 ) the switches Ul, UZ and U 3 are switched from the position shown in the respective opposite position.

Das gemäß der Erfindung vorgesehene Sieb S, das beispielsweise aus einem auf die Empfangsfrequenz abgestimmten einkreisigen Durchlaßfilter bestehen kann, hat die Aufgabe, einerseits vom Eingang des Empfängers B2 jegliche Störstrahlung des Empfängers Ei fernzuhalten und andererseits in umgekehrter Weise aus dem Eingang des Empfängers El jegliche Störungsübertragung in den Eingang des EmpfängersBl zn unterbinden. Eine andereMöglichkeit für die Ausbildung des Siebes besteht darin, daß dieses nach Art eines Tiefpasses ausgebildet wird, was sich vor allem dann empfiehlt, wenn die Oszillatorfrequenz in beiden Empfängern höher als die höchste vorkommende Empfangsfrequenz Hegt. The sieve S provided according to the invention, which can consist, for example, of a single-circuit pass filter tuned to the receiving frequency, has the task, on the one hand, of keeping any interfering radiation from the receiver Ei away from the input of the receiver B2 and, on the other hand, conversely, of any interference transmission from the input of the receiver El in the entrance of the recipient Bl zn . Another possibility for the formation of the sieve is that it is designed in the manner of a low-pass filter, which is particularly recommended when the oscillator frequency in both receivers is higher than the highest receiving frequency that occurs.

Die Dämpfung im eigentlichen Koppelglied K wird zweckmäßig in besonderer Weise bemessen. Es ist nämlich zwischen folgenden Störungen zu unterscheiden :The attenuation in the actual coupling element K is expediently dimensioned in a special way. A distinction must be made between the following disorders:

a) Störung des Ersatzempfängers durch den Betriebsempfänger, a) Disturbance of the substitute recipient by the company recipient,

b) Störung des Betriebsempfängers durch den Ersatzempfänger. b) Disturbance of the business recipient by the substitute recipient.

Beiden Störungen a) und b) liegt außer dem Eindringen der Spannung des Überlagerungsoszillators in den jeweils anderen Empfänger zugrunde, daß in der Mischstufe jedes Empfängers eine Spiegelfrequenz erzeugt wird, die sich in dem jeweils anderen Empfänger störend bemerkbar macht.Both disturbances a) and b) lie apart from the penetration of the voltage of the local oscillator in the other receiver is based on that in the mixer of each receiver an image frequency is generated, which is noticeable in the other receiver in each case.

Die Störung a) kann, wie an Hand von Fig. 1 gezeigt, im wesentlichen durch die Einfügung einer Siebschaltung S auf ein vernachlässigbar geringes Maß verringert werden oder durch hierzu gleichartige Mittel. Diese Störung kann insofern Bedeutung haben, als eine automatische Frequenznachregelung des Überlagerungsoszillators im Ersatzempfänger gestört oder gar verhindert wird. Die Störung b) läßt sich jedoch durch entsprechende Dimensionierung des Koppelgliedes selbst unterdrücken. Im Falle b) wird nämlich das für die Spiegelfrequenzbildung maßgebende Empfangssignal auf dem Wege über das Koppelglied K zum Ersatzempfänger E 2 um einen gewissen Betrag — die Übertragungsdämpfung des Koppelgliedes — gedämpft. Um diesen Betrag ist damit auch -die durch Mischung -entstehende Störspannung, nämlich die Spiegelfrequenz, im Ersatzempfänger geringer als im Betriehsempfänger. Auf dem Weg vom Ersatzempfängereingang zum Eingang des Betriebsempfängers wird diese im Ersatzempfänger entstandene Störung am Koppelglied verkleinert. Die Dämpfung des Koppelgliedes geht also zweimal in die Amplitude dieser Störung ein. Für eine vorgegebene Forderung nach Dämpfung der störenden Spiegelfrequenz ist also die Dimensionierung des Koppelgliedes im wesentlichen nur durch die erforderliche TJbertragungsdämpfung für die Störspannung aus dem Ersatzempfänger bestimmt und nicht durch den gerade noch zulässigen Energieverfast des EmpfarrgssipraTs für den Ersatzempfänger. Es hat sich als zweckmäßig- erwiesen, daß die Dämpfung des Koppelgliedes in der Größenordnung- von 2 bis 3 Neper gewählt wird, wodurch sich dann für 'die der Spi'egeifrequen-z entsprechende Stör spannung aus dem E rsatzemp fänger eine Dämpfung in der Größenordnung, von 4 bis 6 Neper ergibt.The disturbance a) can, as shown with reference to FIG. 1, be reduced to a negligibly small amount essentially by the insertion of a filter circuit S or by means of the same type. This disturbance can be significant insofar as an automatic frequency readjustment of the local oscillator in the substitute receiver is disturbed or even prevented. The disturbance b) can, however, be suppressed by appropriate dimensioning of the coupling element itself. In case b) the received signal decisive for image frequency formation is attenuated by a certain amount - the transmission attenuation of the coupling element - on the way via the coupling element K to the substitute receiver E 2. This is also the amount by which the interference voltage produced by mixing, namely the image frequency, is lower in the replacement receiver than in the operational receiver. On the way from the substitute receiver input to the input of the operational receiver, this disturbance that has arisen in the substitute receiver is reduced on the coupling link. The attenuation of the coupling element is therefore included twice in the amplitude of this disturbance. For a given requirement for attenuation of the interfering image frequency, the dimensioning of the coupling element is essentially only determined by the required transmission attenuation for the interference voltage from the substitute receiver and not by the just admissible energy reduction of the receiver for the substitute receiver. It has proven to be expedient that the attenuation of the coupling element is selected in the order of magnitude of 2 to 3 neper, which then results in attenuation of the order of magnitude for the interference voltage from the replacement receiver corresponding to the spi'egeifrequen-z , yields from 4 to 6 neper.

Ein anderer Weg als der an Hand von Fig: 1 erläuterte zur Ausbildung der Siebschaltung- ist dadurch, gegeben, daß für die Empfangsfrequenz beider Empfänger die Empfängereingänge jeweils möglichst reflexionsfrei an den Ausgang- der Vorselektionsmittel angepaßt sind. Die Störstrahlung ist d'emgegenüber frequenzverschieden. Durch Einfügung- eines zusätzlichen Transformationsgliedes, beispielsweise einer Stichleitung- St am Ausgang des Koppelgiiedes K — wie in Fig. 2 gezeigt —, kann die Anpassung für die störenden Frequenzen sehr schlecht gemacht werden, während gleichzeitig die Empfangsfrequenzen nur unwesentlich beeinflußt werden. Diese Lösttrrg ist ein wirksames Mittel zur Unterdrückung \ron. Störungen, die durch Eindringen der Spannung des Überlagerungsoszillators in den jeweils anderen Empfängereingang verursacht werden. Die Dimensionierung kann vorteilhaft so erfolgen, daß für die Oszillatorfrequenz die jeweilige Empfängereingangsleitung durch die zu dem jeweiligen Empfängereingang parallel geschaltete Resonanzleitung (Stichleitung) kurzgeschlossen ist, für die jeweilige Empfangsfrequenz aber möglichst hoehohmig gegenüber dem Eingangswiderstand Z des jeweiligen Empfängers gemacht wird. Diese Bedingung läßt sich mit einer am Ende kurzgeschlossenen Stichleitang dadurch weitgehend realisieren, daß die elektrische Länge der Stichleitung für die Oszillatorfrequenz wenigstens angenähert gleich einem ganzzahligen Vielfachen einer halben Wellenlänge auf der Leitung gewählt wird und weiterhin dieses ganzzahlige Vielfache derart bestimmt wird, daß die Länge der Stichleitung wenigstens angenähert einem ungeradzahligen Vielfachen einer Viertel wellenlänge der von der Oszillatorbzw. Störfrequenz frequenzverschiedenen Empfangsfrequenz entspricht. Gegebenenfalls empfiehlt es sich, zur Erhöhung der Spiegelfrequenzdämpfung noch zusätzlich ein Sieb S entsprechend Fig· 1 oder einen Tiefpaß, wie jti Fig. 3 beschrieben, einzuschalten.Another way than that explained on the basis of FIG. 1 for the formation of the filter circuit is given by the receiver inputs being adapted to the output of the preselection means with as little reflection as possible for the receiving frequency of both receivers. In contrast, the interfering radiation has a different frequency. Einfügung- by an additional transformation member, for example a Stichleitung- St at the output of Koppelgiiedes K -. As shown in Figure 2 - the adjustment for the disturbing frequencies can be made very bad, while the receive frequencies are only marginally affected. This release is an effective means of suppressing \ ron. Interference caused by the penetration of the voltage of the local oscillator into the other receiver input. The dimensioning can advantageously be done so that the respective receiver input line is short-circuited for the oscillator frequency by the resonance line (stub line) connected in parallel to the respective receiver input, but for the respective receive frequency it is made as high as possible to the input resistance Z of the respective receiver. This condition can be largely realized with a branch line short-circuited at the end in that the electrical length of the branch line for the oscillator frequency is selected to be at least approximately equal to an integral multiple of half a wavelength on the line and this integral multiple is determined in such a way that the length of the Branch line at least approximately an odd multiple of a quarter wavelength of the oscillator or. Interference frequency corresponds to frequency-different receiving frequency. If necessary, it is advisable to additionally switch on a filter S according to FIG. 1 or a low-pass filter, as described in FIG. 3, in order to increase the image frequency attenuation.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem außer den Siebmitteln, beispielsweise einem Tiefpaß TP, zwischen den beiden Empfängern noch eine Impedanztransformation zum Zwecke der Störungsminderung angewendet wird. Beim Ausführungsbeispiel 1st in die von der Vorselektion VS zum Umschalter Ul führende Leitung ein Leitungsabschmtt mit veränderbarer elektrischer Länge, beispielsweise eine Ausziehleitung AL (Posaune), eingefügt. Diese Ausziehleitung ist in der elektrischen "Länge derart bemessen, daß das zum Betrieb der Empfangsanlage notwendige Vors.elektion für .das "Empfangssignal mit den üblichen Toleranzen reflexionsfrei an-den Wellenwiderstand der Empfangsanlage angepaßt sind. Für .Störspannungen außerhalb des Anpassungsbereiches, z. B. für die in der Mischbzw. Üherlagerungsstufe des jeweils anderen Ernpfängers erzeugte Spiegelfrequenz oder die "Frequenz · des Mischoszillators des jeweils anderen Empfängers und deren Oberwellen ist ■ Fehl.anpassung gegeben. Diese wird durch entsprechende Längeneinstellung der AusziehLeit-ung so transformiert, daß an einem Punkte _:gfößter Wirksamkeit, -beispiels-w;eise a.n .dem3 shows an embodiment of the invention in which, in addition to the filter means, for example a low-pass filter TP, an impedance transformation is used between the two receivers for the purpose of reducing interference. In the exemplary embodiment, a line section with a variable electrical length, for example a pull-out line AL (trombone), is inserted into the line leading from the preselection VS to the switch Ul. The electrical "length" of this pull-out line is such that the preselection necessary for operating the receiving system for the received signal is adapted to the wave resistance of the receiving system with the usual tolerances without reflection. For .Interference voltages outside the adjustment range, e.g. B. for those in the Mischbzw. Superposition stage of the respective other receiver or the "frequency of the mixer oscillator of the respective other receiver and its harmonics is ■ mismatch. This is transformed by adjusting the length of the pull-out line so that at one point _: greatest effectiveness, example -w; else at .dem

Claims

Coupling point for the respective replacement receiver (coupling element K) a short circuit for the Störspanniing occurs. Patent claims:

1. On the input side training a receiving system for wireless communication with two identical heterodyne receivers and with a switching device through which in one Switch position the antenna feed line directly to the first and via a coupling device with weak coupling to the second of the two receivers as well as those with the output signal too supplying line to the first receiver directly connected to the antenna feed line is switched on and controlled by the output voltages of the two receivers is that if the output voltage of the first receiver fails, the second receiver will automatically takes over the function of the first receiver, characterized in that instead of the individual preselections of the two recipients a single common preselection in the common Antenna feed is provided and that a mutual influence of the receiver due to interference voltages generated or absorbed in the input of the receiver by a corresponding Dimensioning of the coupling of the coupling device and, if necessary, additional ones Means included in the coupling device are reduced to a negligibly small amount is.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the means consists of one in the supply line to the input of at least one of the two receivers switched on transformation element exist, which is dimensioned such that at least almost total reflection and for the interference voltage at least approximately reflection-free adaptation is given for the received signal.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the transformation element in the is arranged connected to the coupling device receiver lead.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the means consists of one in the coupling device connected receiver feed line inserted filter circuit, which is dimensioned such that the oscillator frequency and, if applicable, their harmonics and the image frequency in the blocking range of the filter circuit lie.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that at above the receiving frequency lying oscillator frequency, the filter circuit is designed as a low-pass filter.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the coupling the coupling device is dimensioned such that a transmission loss of about 2 to 3 neper is achieved.

1 sheet of drawings