DE1276144B - Richtfunksystem mit Winkelmodulation - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H04b

Deutsche Kl.: 21a4-55

P 12 76 144.3-35 (S 81528)

19. September 1962

29. August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Richtfunksystem mit Winkelmodulation, das wenigstens eine Zwischenstelle enthält, bei der die Empfangsschwingungen mittels eines Empfangsumsetzers in eine zwischenfrequente Lage umgesetzt, in dieser Frequenzlage verstärkt und einem Sendeumsetzer zugeführt und in diesem in die Sendeschwingungen umgesetzt werden, und bei der weiterhin die Umsetzschwingungen für den Empfangsumsetzer und den Sendeumsetzer aus einem gemeinsamen Oszillator abgeleitet werden und die beiden Umsetzschwingungen dadurch um einen vorgegebenen Frequenzwert (Versetzerfrequenz) gegeneinander frequenzverschoben sind, daß in der Umsetzfrequenzzuleitung zu einem der Umsetzer ein weiterer Frequenzumsetzer eingeschaltet ist, der von einem Versetzerfrequenz-Oszillator gespeist wird.

Die Zwischenstellen in derartigen Systemen werden in der Regel in der Weise ausgebildet, daß die Empfangsschwingungen mittels eines Empfangs- ao Umsetzers in eine zwischenfrequente Lage umgesetzt, in dieser Frequenzlage verstärkt und einem Sendeumsetzer zugeführt und in diesem in die Sendeschwingungen umgesetzt werden. Die Umsetzschwingungen für den Empfangsumsetzer und den Sendeumsetzer werden in der Regel aus einem gemeinsamen Oszillator abgeleitet. Außerdem werden die beiden Umsetzschwingungen dadurch um einen vorgegebenen Frequenzwert (Versetzerfrequenz) gegeneinander frequenzverschoben, daß in die für die Zuleitung für die Umsetzschwingung zu einem der Umsetzer ein weiterer Frequenzumsetzer eingeschaltet wird, der außerdem von einem Versetzerfrequenz-Oszillator gespeist wird. Die Einfügung des Versetzerfrequenz-Oszillators bedingt, daß dieser hochkonstant sein soll.

In der Praxis tritt weiterhin häufig die Forderung auf, vor allem wenn es sich um Breitband-Richtfunksysteme handelt, in den Zwischenstellen zusätzlich Informationen einspeisen. Diese Forderung läßt sich an sich dadurch erfüllen, daß in der Zwischenstelle nicht nur eine Umsetzung in die zwischenfrequente Lage, sondern bis in die Basisbandlage vorgenommen wird und dem Basisband mittels der in der Trägerfrequenztechnik bekannten Methoden die zusatzliehen Informationen hinzugefügt werden. Dieser Weg ist an sich gangbar, doch hat er zwei wesentliche Nachteile. Einerseits wird der apparative Aufwand relativ hoch, weil derartige Zwischenstellen sowohl im Empfänger als auch im Senderteil Zusatzeinrichtungen für das Basisband benötigen. Andererseits bringt die Frequenzumsetzung bis in das Basis-Richtfunksystem mit Winkelmodulation

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Hans Leysieffer, 8021 Icking

band zusätzlich Geräusche in den Übertragungsweg, so daß die Anforderungen an den Geräuschabstand für die Einhaltung eines bestimmten Wertes im Gesamtsystem bei den anderen Geräteteilen zum Teil unerwünscht erhöht werden müssen. Auch das bringt eine wesentliche Vergrößerung des Aufwandes mit sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Richtfunksystem der einleitend erläuterten Art die zusätzliche Einspeisung von Informationen beispielsweise aus Telefoniekanälen oder aus Fernsehkanälen in wesentlich einfacherer Weise zu ermöglichen und vor allem derart, daß die bei dem bekannten Verfahren der Einschleusung solcher Informationen in den Zwischenstellen auftretende Erhöhung der Geräusche weitgehend vermieden ist.

Ausgehend von einem Richtfunksystem mit Winkelmodulation, das wenigstens eine Zwischenstelle enthält, bei der die Empfangsschwingungen mittels eines Empfangsumsetzers in eine zwischenfrequente Lage umgesetzt, in dieser Frequenzlage verstärkt und einem Sendeumsetzer zugeführt und in diesem in die Sendeschwingungen umgesetzt werden, und bei der weiterhin die Umsetzschwingungen für den Empfangsumsetzer und den Sendeumsetzer aus einem gemeinsamen Oszillator abgeleitet werden und die beiden Umsetzschwingungen dadurch um einen vorgegebenen Frequenzwert (Versetzerfrequenz) gegeneinander frequenzverschoben sind, daß in der Umsetzfrequenzzuleitung zu einem der Umsetzer ein weiterer Frequenzumsetzer eingeschaltet ist, der von einem Versetzerfrequenz-Oszillator gespeist wird, wird erfindungsgemäß diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Basisband des der Zwischenstelle vorausgehenden Streckenabschnitts ein Frequenzbereich frei gehalten ist und der Versetzerfrequenz-Oszillator

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der Zwischenstelle mit zusätzlichen Informationen, Systeme werden auch als Breitband-Richtfunksysteme deren Frequenzlage dem frei gehaltenen Frequenz- bezeichnet.

bereich des Basisbandes entspricht, frequenzmodu- Das Richtfunksystem besteht beispielsweise aus lierbar ausgebildet ist, daß weiterhin für den Ver- einer Sendestelle 18 mit den entsprechenden Endsetzerfrequenz-Oszillator eine Frequenznachregel- 5 einrichtungen, in die das Basisband über die Zieleinrichtung vorgesehen ist, die in an sich bekannter tung 20 eingespeist wird. Dieses Basisband ist zur Weise aus einem Frequenzdiskriminator, einem Tief- Endstelle »Empfang« zu übertragen, die in der paß mit einer tiefer als die niedrigste Frequenz des Zeichnung das Bezugszeichen 19 trägt und eben-Basisbandes im Richtfunksystem gewählten Grenz- falls mit den üblichen Endeinrichtungen zur Wiederfrequenz und dem eigentlichen Frequenznachregel- io gewinnung des Basisbandes versehen ist, das über organ besteht, und daß die Frequenznachstellspan- den Anschluß 21 zur weiteren Verwertung zur Vernung für den Versetzerfrequenz-Oszillator aus der fügung steht. Beim Ausführungsbeispiel ist nur eine Frequenznachregeleinrichtung eingangsseitig züge- Zwischenstelle vorgesehen, obwohl deren mehrere in führten Schwingungen abgeleitet ist, in deren Fre- der Gesamtstrecke vorhanden sein können, einzelne quenz die des Versetzerfrequenz-Oszillators mit ein- 15 davon auch ohne die zusätzliche Einspeisung von geht. Informationen gemäß der Erfindung.

Durch die USA.-Patentschrift 2 691065 ist ein Die Zwischenstelle ist in der Zeichnung detailliert Richtfunksystem bekannt, bei dem auf der Zwischen- im Blockschaltbild angegeben und durch eine strichstelle die Oszillatorfrequenzen für den Empfangs- punktierte Linie umrahmt. Die Antennen für die und den Sendemischer gleich sind, während im Zuge 20 Endstelle »Senden«, die Endstelle »Empfangen« und des Zwischenfrequenzverstärkers eine weitere Misch- die Zwischenstellen sind mit den Bezugsziffern 1 stufe eingefügt ist. Die ursprünglich niedrigere Zwi- und 7 versehen und ebenfalls lediglich schematisch schenfrequenz wird in dieser Mischstufe durch eine angedeutet. In der Zwischenstelle werden die über zusätzliche Oszillatorschwingung auf den üblichen die Antenne empfangenen Radiofrequenzsignale über Wert gebracht, und durch Modulation dieses relativ 25 Filter und Weichen — die aus Gründen der Überniederfrequenten Zusatzoszillators werden zusätzliche sichtlichkeit in der Zeichnung lediglich schematisch Informationen in die Zwischenfrequenzebene einge- durch 22 angedeutet sind — einen Empfangsumsetspeist. Die Einschaltung eines zusätzlichen Mischers im zer2 zugeführt, der der Umsetzung dieser Schwin-Zuge des Zwischenfrequenzverstärkers bringt weitere gungen aus der Radiofrequenzlage in eine Zwischen-Geräuschanteile und Verzerrungen in den Hauptsignal- 30 frequenzlage dient. Beispielsweise kann die Radioweg. Ferner ist bei diesem System nachteilig, daß frequenzlage im 6-GHz-Bereich gelegen sein und der Zusatzoszillator zwangläufig eine relativ niedrige die Zwischenfrequenzlage im Bereich um 70 MHz. Frequenz haben muß, so daß nur bei großem Auf- Dem Empfangsumsetzer werden die Zwischenfrewand die notwendige Linearität der Modulations- quenzschwingungen über Bandfilter 3 entnommen kennlinie erreichbar ist, insbesondere dann, wenn es 35 und einem selektiven Zwischenfrequenzverstärker 4 darum geht, nicht nur einen Gesprächskanal, sondern zugeführt. Die verstärkten Zwischenfrequenzschwinein zusätzliches Bündel von Gesprächskanälen in gungen werden in den Sendeumsetzer 5 eingespeist das System einzuschleifen. Ferner ist bei diesem und in diesem in die Radiofrequenzlage transpobekannten System nachteilig, daß der Zusatzoszil- niert. In dieser Frequenzlage werden in der Regel lator nicht in der Frequenz geregelt ist, demzufolge 40 die Sendeschwingungen der Zwischenstelle nochmals sich seine Frequenzschwankungen am Senderausgang selektiv auf die erforderliche Sendeleistung verstärkt und auf der nachfolgenden Richtfunkstrecke bemerk- und dann über die üblichen Filter und Weichen 23 bar machen werden. der Sendeantenne der Zwischenstelle zur Aussendung

Es ist zwar auch bekannt, bei Richtfunkzwischen- in das nächste Funkfeld zugeführt. Die Frequenzlage

stellen eine Nachregelung einer Oszillatorfrequenz 45 der Radiofrequenzschwingungen im Ausgang des

auf eine stabile Frequenz oder die Empfangsfrequenz Sendeumsetzers 5 liegt in der Regel im gleichen Fre-

vorzusehen, jedoch weder im Zusammenhang mit der quenzbereich wie die empfangenen Schwingungen der

Einspeisung von zusätzlichen Signalen in den Emp- Zwischenstelle, jedoch werden sie aus Gründen der

fangsweg noch im Zusammenhang mit einem Ver- Entkopplung des Senders und des Empfängers der

setzungsfrequenzoszillator, wie er beim Erfindungs- 50 Zwischenstelle praktisch immer um einen festen Fre-

gegenstand vorliegt. quenzwert gegeneinander versetzt. Dieser Frequenz-

Hierbei ist es vorteilhaft, wenn in dem der Zwi- wert liegt z. B. bei Richtfunksystemen für den 6-GHzschenstelle vorausgehenden Streckenabschnitt der Beireich bei 252 MHz. Bei den üblichen Zwischenstelfrequenztiefste Teil des Basisbandes für die zusatz- len wird zur Vermeidung von störenden Frequenzsich in der Zwischenstelle einzuspeisenden Informatio- 55 Schwankungen sowohl die Umsetzschwingung für nen frei gehalten ist. In diesem Fall läßt sich nämlich den Empfangsumsetzer 2 als auch die Umsetzschwinder Aufwand an Trägerfrequenzeinrichtungen für die gung für den Sendeumsetzer 5 aus einem gemein-Einspeisung der zusätzlichen Informationen beson- samen Oszillator 8 abgeleitet, wobei zur Entkoppders gering halten, weil bei den derzeit üblichen Trä- lung die Speisung der beiden Umsetzer über eine Entgerfrequenzsystemen die zusätzlichen Informationen 60 kopplungsschaltung 9, beispielsweise einen Richmeist über Kabel und in der frequenztieferen Lage tungskoppler, ein Magic-T oder eine Ringgabel angeliefert werden. erfolgt.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Die für die Entkopplung von Eingang und Aus-Ausführungsbeispiels näher erläutert. gang der Zwischenstellen erforderliche Frequenzver-

Die F i g. 1 zeigt ein Richtfunksystem mit Fre- 65 setzung wird beim Ausführungsbeispiel in bekannter

quenzmodulation, das zur Übertragung eines Basis- Weise durch einen weiteren Frequenzumsetzer 10,

bandes dient, dessen Frequenzumfang beispielsweise der in die Zuleitung zum Frequenzumsetzer 2 einge-

dem von 1800 Telefoniekanälen entspricht. Derartige schaltet ist, erzielt. Dieser Frequenzumsetzer 10 wird

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von einem Versetzerfrequenz-Oszillator 11 gespeist, und aus den entstehenden Überlagerungsprodukten wird die Schwingung der geforderten Frequenzlage als Umsetzschwingung dem Umsetzer 2 mittels eines Bandpasses 12 zugeführt.

Erfindungsgemäß ist beim Ausführungsbeispiel der VersetzerfrequenZ'Oszillator 11 als frei schwingender Oszillator ausgebildet, der eine zusätzliche Frequenzmodulationseinrichtung 24 hat. Diesem Frequenzmodulator 24 können zur Frequenzmodulation des Oszillators 11 zusätzliche Informationen über die Zuleitung 13 zugeführt werden; beispielsweise können diese Informationen aus 300 Telefoniekanälen stammen, die in der Zwischenstelle zusätzlich in die Strecke eingespeist werden sollen. Weiterhin ist dem Versetzerfrequenz-Oszillator 11 eine Frequenznachstellung zugeordnet, die aus einem Frequenzdiskriminator 15, einem Tiefpaß 16 und einem Frequenznachregelmotor 17 od. dgl. besteht. Dem Frequenzdiskriminator 15 wird beim Ausführungsbeispiel so Energie vom Ausgang des Versetzerfrequenz-Oszillators 11 zugeführt. Der Frequenzdiskriminator 15 ist äußerst frequenzstabil ausgeführt und mit seiner Mittenfrequenz auf die Sollfrequenz des Versetzerfrequenz-Oszillators 11 abgestimmt. Bei Abweichungen der Mittenfrequenz des Versetzerfrequenz-Oszillators 11 von der Sollfrequenz tritt je nach der Richtung der Frequenzabweichung eine positive oder negative Regelspannung im Ausgang des Frequenzdiskriminators 15 auf. Damit die zusätzlich eingespeisten Informationen auf die Frequenznachstellung 17 des Versetzerfrequenz-Oszillators 11 nicht einwirken, ist zwischen das eigentliche Frequenznachstellorgan 17 und dem Frequenzdiskriminator 15 ein Tiefpaß 16 eingefügt, dessen obere Grenzfrequenz vorzugsweise wesentlich tiefer als die tiefste Frequenz des über 13 eingespeisten Basisbandteils ist. Dieser Tiefpaß kann mit dem Frequenznachstellorgan 17 auch kombiniert werden. Das ist beispielsweise dadurch möglich, daß als eigentliches Frequenznachstellorgan 17 ein relativ träger Nachstellmotor angewendet wird, der dann für sich schon als entsprechend dimensionierter Tiefpaß wirkt.

Eine besonders vorteilhafte Form zur frequenzstabilen Ausbildung des Regelkreises für den Oszillator 11 ist in der F i g. 2 erläutert.

Die Baugruppen 15, 16 und 17 bleiben, jedoch wird dem Frequenzdiskriminator 15 vom Versetzerfrequenz-Oszillator 11 abgeleitete, in einen niedrigeren Frequenzbereich transponierte Hochfrequenzenergie zugeführt. Zu diesem Zweck wird aus dem Oszillator 8, der z. B. mittels einer mit einem Schwingquarz arbeitenden Frequenznachstellung in an sich bekannter Weise frequenzstabilisiert ist, seine quarzstabilisierte Grundschwingung von z. B. 14,8 MHz entnommen und in der Stufe 25 z. B. verfünfzehnfacht. Die fünfzehnte Harmonische von z. B. etwa 14,8 MHz hat eine Frequenz von etwa 222 MHz und wird neben der Grundschwingung des Versetzerfrequenzoszillators 11 von etwa 252 MHz einer Überlagerungsstufe 26 zugeführt, deren Ausgangsschwingung über einen selektiven Verstärker 27 die Differenzfrequenz von etwa 30 MHz für die Zuführung zum Frequenzdiskriminator 15 entnommen wird. Dieser kann in diesem Frequenzbereich noch mit konzentrierten Kapazitäten und Induktivitäten, also einfachen Bauelementen, hochstabil ausgeführt werden. Die Bemessung wird vorteilhaft so vorgenommen, daß der Diskriminator über dem gesamten Frequenzbereich, in dem Seitenbänder der Modulation auftreten können, eine möglichst lineare Kennlinie hat.

Wird bei einem System nach dem Ausführungsbeispiel als Basisband insgesamt ein Frequenzbereich von etwa 60 kHz bis etwa 8,2 MHz vorgesehen, so empfiehlt es sich, beispielsweise zur Einschleusung der Informationen aus 300 Telefoniekanälen über den Anschluß 13 in der Zwischenstelle, in der Sendestelle 18 den Basisbandfrequenzbereich von etwa 60 kHz bis etwa 1,3 MHz frei zu halten, weil in diesem Basisbandbereich dann die Informationen aus den 300 Kanälen eingefügt werden können. Diese Informationen sind dann in der Basisbandfrequenzlage zwischen etwa 60 kHz und etwa 1,3 MHz in den Anschluß 13 zum Modulator 24 einzuspeisen.

Mit dem erfindungsgemäßen System ist es somit möglich, unter Beibehaltung der Versetzertechnik und unter Erfüllung der hohen Forderungen an die Frequenzgenauigkeit in Zwischenstellen mit relativ geringem Aufwand zusätzliche Informationen einzuspeisen.

Wenn es sich um eine sehr viele Zwischenstationen enthaltende Richtfunkstrecke handelt, kann manchmal das Problem auftreten, daß auf mittleren Zwischenstationen zusätzlich Informationen aus Basisbandkanälen eingefügt werden sollen und daß nicht alle Basisbandanteile, die in vorausgehenden Strekkenabschnitten belegt wurden, bis zum Ende der Gesamtstrecke geführt werden müssen. In diesem Fall können Lücken zur Einspeisung von zusätzlichen Informationen im Basisband dadurch hergestellt werden, daß nicht über die Gesamtstrecke zu führende Basisbandkanäle in einer vorausgehenden Station in an sich bekannter Weise herausgenommen und damit diese Basisband-Frequenzbereiche für die nachfolgende Wiedereinschleusung von Informationen aus weiteren Kanälen frei werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Richtfunksystem mit Winkelmodulation, das wenigstens eine Zwischenstelle enthält, bei der die Empfangsschwingungen mittels eines Empfangsumsetzers (2) in eine zwischenfrequente Lage umgesetzt, in dieser Frequenzlage verstärkt und einem Sendeumsetzer (5) zugeführt und in diesem in die Sendeschwingungen umgesetzt werden, und bei der weiterhin die Umsetzschwingungen für den Empfangsumsetzer (2) und den Sendeumsetzer (5) aus einem gemeinsamen Oszillator (8) abgeleitet werden und die beiden Umsetzschwingungen dadurch um einen vorgegebenen Frequenzwert (Versetzerfrequenz) gegeneinander frequenzverschoben sind, daß in der Umsetzfrequenzzuleitung zu einem der Umsetzter (2, 5) ein weiterer Frequenzumsetzer (10) eingeschaltet ist, der von einem Versetzerfrequenz-Oszillator (11) gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Basisband des der Zwischenstelle vorausgehenden Streckenabschnitts ein Frequenzbereich frei gehalten ist und der Versetzerfrequenz-Oszillator (11) der Zwischenstelle mit zusätzlichen Informationen, deren Frequenzlage dem frei gehaltenen Frequenzbereich des Basisbandes entspricht, frequenzmodulierbar ausgebildet ist, daß weiterhin für den

Versetzerfrequenz-Oszillator (11) eine Frequenznachregeleinrichtung vorgesehen ist, die in an sich bekannter Weise aus einem Frequenzdiskriminator (15), einem Tiefpaß (16) mit einer tiefer als die niedrigste Frequenz des Basisbandes im Richtfunksystem gewählten Grenzfrequenz und dem eigentlichen Frequenznachregelorgan (17) besteht, und daß die Frequenznachstellspannung für den Versetzerfrequenz-Oszillator (11) aus der Frequenznachregeleinrichtung eingangsseitig zugeführten Schwingungen abgeleitet ist, in deren Frequenz die des Versetzerfrequenz-Oszillators (11) mit eingeht.

2. Richtfunksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem der Zwischenstelle vorausgehenden Streckenabschnitt der frequenztiefste Teil des Basisbandes für die zusätzlich in

der Zwischenstelle einzuspeisenden Kanäle frei gehalten ist.

3. Richtfunksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsspannung für die Frequenznachregeleinrichtung in einen frequenztieferen Bereich mittels einer in der Frequenz hochkonstanten weiteren Schwingung transponiert ist, die vorzugsweise aus der frequenzgeregelten Grundschwingung des dem Sende- und Empfangsumsetzer gemeinsamen Oszillators (8) abgeleitet wird.

S. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 095 896; USA.-Patentschrift Nr. 2 691 065; »Rundfunktechhische Mitteilungen«, Nr. 2, 1960, bis 84.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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