DE1591194B1 - Diversity-Empfangssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Empfangssystem mit Diversity-Zusammenschaltung der ZF-Ausgänge.

Die Vorteile des Diversityempfanges zur Verminderung von Schwunderscheinungen sind allgemein bekannt, und es kann Raumdiversity, Frequenzdiversity, Zeitdiversity oder Winkeldiversity verwendet werden.

Empfangssysteme mit Diversity-Zusammenschaltung der ZF-Ausgänge verwenden als Grundelement eine Phasenvergleichsschaltung, um ein Steuersignal zu erzeugen, das der Phasendifferenz zwischen den getrennten Diversitysignalen proportional ist oder der Phasendifferenz zwischen jeweils einem Diversitysignal und der kombinierten Summe der getrennten Diversitysignale. Dieses Steuersignal wird verwendet, um wenigstens einen der örtlichen Signaloszillatoren so zu steuern und damit die Phasenbeziehung der Zwischenfrequenzsignale untereinander so zu ändern, daß die Zwischenfrequenzsignale in einer vorgegebenen Phasenbeziehung für eine phasenrichtige Kombination liegen.

Bei einem bekannten Empfangssystem mit Diversity-Zusammenschaltung der ZF-Ausgänge wird ein quarzgesteuerter Oszillator als gesteuerter örtlicher Oszillator verwendet. Es ist jedoch festgestellt worden, daß solch ein quarzgesteuerter Oszillator mit einer Frequenzstabilität 10⁵ bis 10⁶ in der Frequenz nur um einen sehr geringen Betrag nachgezogen werden kann. Zum Beispiel kann der Nachziehbereich des örtlichen Oszillators in der Größenordnung von ± 20 kHz liegen. Dieser relativ begrenzte Frequenznachziehbereich begrenzt den Phasennachziehbereich für dieses Empfangssystem. Eine solche Anordnung ist kaum anwendbar für eine genaue Phasensteuerung von troposphärischen Streusignalen, da dabei die zu kombinierenden Signale den Frequenznachziehbereich des Oszillators überschreiten. Die gewünschte Phasensteuerung der zu kombinierenden Signale wird so verhindert, und man erhält ein unwirksames Empfangssystem.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnung zur Phasensteuerung besteht darin, daß der Nachziehbereich des quarzgesteuerten Oszillators durch eine Frequenzverschiebung der empfangenen Diversitysignale reduziert wird. Diese Reduzierung des Nachziehbereiches besteht darin, daß die automatische Phasensteuerschleife auch die Funktion einer automatischen Frequenzsteuerschleife ausführen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Diversity-Empfangssystem zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Anordnung vermeidet, also einen vergrößerten Nachziehbereich hat, um damit eine Phasennachstellung der Diversitysignale zu ermöglichen, die in der Phase um einen größeren Betrag voneinander abweichen, als der Frequenznachziehbereich des Quarzoszillators der bekannten Systeme korrigieren kann.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß wenigstens einer einer Mehrzahl von Diversitysignal-Kanälen einem örtlichen Mischoszillator enthält, der aus einem quarzgesteuerten Oszillator und einem spannungsgesteuerten Oszillator aufgebaut ist, wobei der spannungsgesteuerte Oszillator am Ausgang des quarzgesteuerten Oszillators liegt.

Das in bekannter Weise erzeugte Phasensteuersignal wird dabei jeden der beiden genannten, in Reihe geschalteten Oszillatoren zugeführt.

Zweckmäßig weist jeder Diversity-Empfangskanal einen kristallgesteuerten Oszillator und einen spannungsgesteuerten Oszillator auf, die zusammen den örtlichen Oszillator für den zugeordneten Kanal bilden. Die Phasensteuermittel in der Form eines Phasenvergleichers erzeugen ein Phasensteuersignal, das bei zwei Kanälen proportional der Phasendifferenz zwischen den Zwischenfrequenzsignalen der beiden Kanäle ist und bei mehr als zwei Kanälen proportional der Phasendifferenz zwischen dem zugehörigen

ίο Zwischenfrequenzsignal und dem kombinierten Zwischenfrequenzsignal.

Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführung eines Diversity-Empfangssystems,

F i g. 2 eine Vorausschaulichung zur Vergrößerung des Nachziehbereiches, die bei der Ausführung nach der Erfindung erreicht wird,

F i g. 3 ein Blockdiagramm einer anderen Ausführung eines Empfangssystems,

F i g. 4 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführung eines Empfangssystems nach der Erfindung.
In der Fig. 1 ist ein Diversity-Empfangssystem nach der Erfindung dargestellt, das zwei Diversitysignalkanäle 1 und In aufweist. Jeder dieser Kanäle enthält eine Diversitysignalquelle 2, In in Form der Empfängereingangsstufe, einen Mischer 3, 3 η und einem Zwischenfrequenz-Verstärker 4, 4n. Der Mischer 3 des Kanals 1 ist mit dem spannungsgesteuerten örtlichen Oszillators verbunden, der so nachgeregelt wird, daß die Mittenfrequenz der Zwischenfrequenz in beiden Kanälen gleich ist.

Die Ausgänge der Kanäle 1 und In sind mit einem Phasensteuerkreis verbunden, der den Oszillator 5 beeinflußt. Der Phasensteuerkreis ist als Phasenvergleicher 6 dargestellt, der Mittel zur Erzeugung eines Steuersignals enthält, das proportional zur Phasenverschiebung zwischen den Zwischenfrequenzsignalen an den Ausgängen der Verstärker 4 und An ist. Der örtliche Oszillator 5 enthält einen quarzgesteuerten Oszillator 7 mit einem Vervielfacher, an den ein spannungsgesteuerter Oszillator 8 angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal über einen entsprechenden Vervielfacher 9 das örtliche Oszillatorsignal an den Mischer 3 ergibt. In der Darstellung nach F i g. 1 ist angenommen, daß der örtliche Signaloszillator für den Kanal 1« ein Oszillator 14 für eine feste Frequenz mit Vervielfacher ist.

Das Steuersignal von dem Phasenvergleicher 6 wird über einen Tiefpaß 10 an den quarzgesteuerten Oszillator angelegt und über einen Hochpaß 11 an den spannungsgesteuerten Oszillator 8. Der quarzgesteuerte Oszillator 7, der mit geringer Leistung arbeitet, synchronisiert den spannungsgesteuerten Oszillator 8. Das Phasensteuersignal stellt die Frequenz und damit die Phase sowohl des quarzgesteuerten Oszillators 7 als auch des spannungsgesteuerten Oszillators 8 nach. Der Tiefpaß 10 hat die Aufgabe, nur Änderungen des Steuersignals mit geringer Frequenz von dem Vergleicher 6 durchzulassen und die Frequenz des Quarzoszillators nachzuregeln, während der Hochpaß 11 nur die Änderungen des Steuersignals mit hoher Frequenz vom Phasenvergleicher 6 durchläßt, um den spannungsgesteuerten Oszillator in der Phase zu modulieren. Unter diesen Bedingungen wird der spannungsgesteuerte Oszillator auf der Frequenz des Quarzoszillators mit der Genauigkeit des Quarzes

festgehalten und der spannungsgesteuerte Oszillator 8 wird durch das Steuersignal phasenmoduliert. Dadurch werden die Zwischenfrequenzen der Kanäle 1 und 1 ti in die gewünschte Phasenbeziehung gebracht.

Wie in F i g. 2 dargestellt ist, wird die gesamte Ausdehnung des Nachziehbereiches für den Empfänger, d. h. der Bereich, in dem die Diversitysignale durch den örtlichen Oszillator 5 und den Phasenvergleicher 6 in die gewünschte Phasenbeziehung gebracht werden können, gegenüber dem Nachziehbereich des Quarzoszillators allein dadurch vergrößert, daß der spannungsgesteuerte Oszillator 8 durch das Steuersignal phasenmoduliert ist.

In der F i g. 2 ist mit 16 der Nachziehbereich des Quarzoszillators allein bezeichnet, mit 17 der Bereich der Phasenmodulation des spannungsgesteuerten Oszillators und mit 18 der vergrößerte gesamte Nachziehbereich.

Das resultierende Signal des örtlichen Oszillators wird so durch das Steuersignal vom Vergleicher 6 phasenmoduliert und ergibt die Voraussetzung für eine Empfangssignalkombinierung. Sobald die Phasenstarrheit erreicht ist, werden die Ausgangssignale der Verstärker 4 und 4 η an die Kombiniereinrichtung 12 angelegt, die das kombinierte Signal an den Demodulator des Empfängers abgibt.

In der Fig. 3 ist ein Diversity-Empfangssystem dargestellt, das ähnlich der Anordnung in F i g. 1 ist. Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Unterschied besteht darin, daß der Kanal In statt des Festoszillators 14 (Fig. 1) ebenfalls einen steuerbaren Oszillator Sn aufweist der dem Oszillator 5 des Kanals 1 entspricht, ferner darin, daß der Phasenvergleicher 6 zwei symmetrische Steuersignale erzeugt. Wenn die Steuerspannung für den Oszillator 5 positiv ist, ist die Steuerspannung für den Oszillator 5 η negativ und umgekehrt.

Die Anordnung nach F i g. 3 hat gegenüber der Anordnung nach F i g. 1 den Vorteil einer weiteren Verbreiterung des Nachziehbereichs.

Die Anordnungen nach den Fig. 1 und 3 sind für Zweifach - Diversity - Empfangssysteme vorgesehen, können aber sinngemäß auch bei Vierfach-Diversity-Empfangssystemen verwendet werden, indem jeweils die Ausgangssignale von zwei Paaren von Diversity-Signalen gemäß den Prinzipien dieser Erfindung in der Phase nachgeregelt und kombiniert werden.

In der Fig. 4 ist ein weiteres Diversity-Empfangssystem unter Verwendung von örtlichen Oszillatoren 5 bis 5/1 beschrieben, die genauso aufgebaut sind wie der örtliche Oszillator 5 in Fig. 1. Die Anordnung nach F i g. 4 ist für Diversitysysteme mit mehr als zwei Empfangskanälen geeignet. Jeder der Kanäle enthält wiederum eine Signalquelle 2 bis 2/z, einen Mischer 3 bis 3/z, einen ZF-Verstärker 4 bis 4 π und einen ZF-Trennverstärker 13 bis 13 n. Die Ausgänge der Verstärker 13 sind an eine gemeinsame Leitung angelegt, auf der die ZF-Signale phasenrichtig kombiniert werden. Die Trennverstärker haben die Aufgabe, die einzelnen Kanalsignale, die an die Phasenvergleicher 6 bis 6 η angelegt werden, von dem kombinierten Ausgangssignal auf der Leitung 15 zu trennen.

Die Phasenvergleicher 6 bis 6 η sind so angeschlossen, daß sie die Phase des ZF-Signals des zugehörigen Signals mit dem kombinierten ZF-Signal auf der Ausgangsleitung 15 vergleichen und ein Steuersignal erzeugen, das der Phasenbeziehung zwischen diesen beiden Signalen proportional ist. Die Steuersignale der Vergleicher 6 bis 6 η werden an die zugehörigen örtlichen Oszillatoren 5 bis 5 π angelegt und bewirken jeweils eine Nachsteuerung sowohl des Quarzoszillators als auch des spannungsgesteuerten Oszillators. Man erhält so die Vorteile gemäß der Erfindung, nämlich eine Vergrößerung des Ziehbereiches des Empfängers für eine Phasennachstellung gegenüber der Verwendung von Quarzoszillatoren allein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Diversity-Empfangssystem mit einer Mehrzahl von Diversitykanälen, denen je ein örtlicher Oszillator zugeordnet ist, mit dessen Ausgangssignal in einem Mischer ein Zwischenfrequenzsignal erzeugt wird, und bei denen die Zwischenfrequenzsignale die gleiche Frequenz haben, mit einer Phasensteueranordnung, die bei Phasenabweichungen an wenigstens einen der Oszillatoren ein Steuersignal abgibt, um ihn nachzuregeln, und mit einer Anordnung zur phasenrichtigen Kombination der Zwischenfrequenzsignale aller Kanäle, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) nachzusteuernde(n) Oszillatoren) jeweils aus der Reihenschaltung eines quarzgesteuerten Oszillators (7) und eines spannungsgesteuerten Oszillators (8) besteht (bestehen) und daß das (die) Steuersignal(e) der Phasensteueranordnung(en) (6) jeweils sowohl an den quarzgesteuerten Oszillator als auch an den spannungsgesteuerten Oszillator angelegt wird (werden).

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal jeweils an den quarzgesteuerten Oszillator (7) über einen Tiefpaß (10) und an den spannungsgesteuerten Oszillator (8) über einen Hochpaß (11) angelegt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY