DE1591667C3 - Schaltungsanordnung für die Steuerung von Kombinationsstufen bei Diversity-Empfang mit Zwischenfrequenzkombination bei Geräten der Nachrichtentechnik - Google Patents

Description

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Empfangszweig zugeordneten Verteilerverstärker 5 und der andere Empfangsoszillator 3 als Phasenbzw. 6 zugeführt und von dort aus in je einem Zweig schieber geschaltet ist, derart, daß er von dem Quarzdem Kombinator 14, je einem Steuerzweig, beste- oszillator 4 angesteuert wird und diese von dem hend aus je einem Diskriminator 8 und 9, je einem Quarzoszillator 4 angelieferte hochfrequente Wech-Filter 10 und 11 und je einer Rauschauswertung 12 5 selspannung in ihrer Phase mittels des Phasendiskri- und 13, und einem gemeinsamen Phasendiskrimina- minators 7 so steuert, daß die an den Eingängen der tor 7 zugeführt, mit dessen Hilfe erreicht wird, daß Verteilverstärker 5 und 6 stehenden Zwischenfreeiner der beiden Steueroszillatoren, in diesem Fall quenzspannungen gleichphasig sind. Diese Gleichder Steueroszillator 3, in seiner Phase so nachgere- phasigkeit muß selbstverständlich auch an den Komgelt wird, daß die beiden Zwischenfrequenzsignale in io binatorstufen des Kombinators 14 herrschen, denn den Verteilverstärkern 5 und 6 gleichphasig sind. nur so ist es möglich, eine einwandfreie Kombina-

Zur Erzielung eines optimalen Signal-Rauschver- tionswirkung beider Zwischenfrequenzsignale zu erhältnisses, wie es bei Diversity-Betrieb unbedingt er- reichen. Die in der Quarzstufe 4 erzeugte hochfreforderlich ist, muß die Steuerung des Kombinators quente Wechselspannung muß, da es nicht möglich mit Hilfe der beiden Rauschspannungen durch die 15 ist, Quarze so hoher Frequenz herzustellen, wie sie Rauschauswertung 12 und 13 so gewährleistet sein, für die Umsetzung in die Zwischenfrequenzlage erdaß die Rauschsteuerspanmmg der Rauschauswer- forderlich ist, durch nachgeschaltete Vervielfacher tungen 12 und 13 auch dem tatsächlichen, an den 3 α bzw. 4 α in die erforderliche Frequenzlage verAntennen A und B stehenden RF-Signalpegeln ent- vielfacht werden. Die Vervielfachung auf die Empspricht. Dies zu erreichen ist äußerst schwierig, weil 20 fangsoszillatorfrequenz bringt einen ganz wesentlidie beiden Empfangszweige nicht in ihrer Verstärkung chen Vorteil mit sich. Mit dem Phasendiskrirninator einander gleichzumachen sind, da es sich um loga- ist es nur möglich, eine Phasenverschiebung bis marithmische Verstärker handelt, die zusätzlich noch ximal +45° durchzuführen. Es kann aber durchaus einer automatischen Regelung unterliegen. Auch ist der Fall eintreten, daß eine Phasenverschiebung entder Unterschied der Bauelemente untereinander 25 steht, die mehr als 45° beträgt. Da aber durch die nicht ohne weiteres auszugleichen. Diese Nachteile Vervielfachung die Phasenlage mit vervielfacht wird, gilt es zu vermeiden. Deshalb wird erfindungsgemäß und zwar um den Grad des Vervielfachungsfaktors, vorgeschlagen, daß die in jeweils einem Zwischenfre- so ist es auf diese Weise gegeben, jede auch noch quenzzweig einer zugeordneten Begrenzungs- und mögliche Phasenlage zu korrigieren.
Demodulationsstufe zur Auswertung des Rauschan- 30 Die Zwischenfrequenzzweige, die zur Auswertung teiles zugeführten, mit Nutz- und Rauschsignal be- der Rauschspannungen dienen, gehen von den Veraufschlagten, phasengleichen Zwischenfrequenzsi- teilverstärkern 5 bzw. 6 aus, werden in ihrer Amplignale begrenzt und demoduliert, die beiden demodu- tude begrenzt und durch die Diskriminatoren 8 lierten Signale in jeweils einem folgenden Filter in ih- bzw. 9 demoduliert. Das demodulierte Signal enthalt rer Bandbreite und Frequenzlage eingegrenzt, in einem 35 das in jedem Zweig gleiche, aber seiner zeitlich abder beiden Zweige in eine zum anderen Zweig unter- hängigen Empfangsverhältnisses wegen unterschiedschiedliche Frequenzlage mittels eines Hilfsoszilla- lieh mit Rauschanteilen beaufschlagte Basisbandsitors in einer Mischstufe umgesetzt und gemeinsam gnal. Aus dem breitbandigen Frequenzgemisch wird über eine Hochpaß-Tiefpaßweiche einem Breitband- mit Hilfe von Bandpaßfiltern 10 bzw. 11 ein für die verstärker zugeführt, verstärkt und nach Trennung 40 Auswertung und in Beziehung zu dem Basisband der Signale in einer zweiten Hochpaß-Tiefpaß- günstig liegendes, verhältnismäßig schmales Freweiche in einer Rauschvergleichsstufe, die über eine quenzband zur Rauschauswertung ausgefiltert. Die-Rückwärtsregelung mit dem Breitbandverstärker ver- ses schmalbandige Frequenzgemisch, dessen Frebunden ist, bewertet und zur elektronischen Steue- quenzlage meist außerhalb des Basisbandes gewählt rung der Kombinationsstufen benutzt werden. 45 wird, besteht seinem größten Anteil nach aus Rau-

In dem Blockschaltbild nach der Fig. 2 ist ein sehen, das nunmehr als Kriterium für die Steuerung Schaltungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. In der Kombinationsstufen des Kombinators 14 heranden Empfängereingangsteilen 1 und 2 werden die von gezogen werden kann. Dabei ist das Entscheidende, den Antennen^ undB empfangenen hochfrequenten daß diese Rauschleistung den tatsächlichen Verhalt-Signale verstärkt und auf die Zwischenfrequenz her- 50 nissen des jeweiligen Empfangszweiges entspricht, untergemischt. Die beiden Ausgangsleitungen der Hierzu ist es erforderlich, daß die Rauschsignale bei-Empfängereingangsteile 1 und 2 leiten die Zwischen- der Zweige genau gleich verstärkt werden, um dann frequenzsignale zu den zugeordneten Verteilverstär- als Steuergleichspannung ein den Verhältnissen entkern 5 bzw. 6. Von hier werden die Zwischenfre- sprechendes Kriterium abzugeben. Nur so ist es mögquenzsignale in jeweils einem Zwischenfrequenz- 55 lieh, das maximale Signal-Rauschverhältnis aus beizweig einer zugeordneten Kombinationsstufe des den Empfangszweigen zu erhalten. Da aber die Ver-Kombinators 14, in jeweils einem Zwischenfrequenz- Wendung zweier getrennter Zweige bis zur Gleichzweig einer zugeordneten Demodulatorstufe 8 bzw. 9 richtung des Rauschsignales unterschiedliche Verzur Auswertung des Rauschanteiles und in jeweils hältnisse schaffen würden, weil es nicht möglich ist, einem Zwischenfrequenzzweig einem gemeinsamen 60 zwei regelbare, logarithmische Verstärker so exakt Phasendiskriminator 7 zugeleitet, der die zur Mi- gleich auszulegen und zu regeln, wird erfindungsgeschung des Empfangssignales erforderlichen Emp- maß die Frequenzlage in einem Zweig, beispielsweise fangsoszillatoren 3 oder 4 so steuert, daß an den Ver- in dem Zweig, in dem das Filter 11 eingeschaltet ist, teilverstärkern 5 und 6 ein gleichphasiges Zwischen- mittels eines Hilfsoszillators 12 a und einer Mischfrequenzsignal steht. Die Empfangsoszillatoren 3 65 stufe 12 so weit gegenüber der Frequenzlage des er- und 4 sind so geschaltet, daß ein Oszillator, beispiels- sten Zweiges versetzt, daß mit einem breitbandigen weise der Oszillator 4, als Quarzstufe eine für beide Verstärker die Frequenzlagen beider Zweige exakt Empfangszweige bestimmte feste Frequenz erzeugt gleich verstärkt werden können. In einer Hochpaß-

Tiefpaß-Weiche 13 α werden die beiden das Rauschkriterium enthaltenden Signale unterschiedlicher Frequenz zusammengebracht und in einem breitbandigen, geregelten Verstärker 13 verstärkt Nach dem Verstärker folgt eine zweite Hochpaß-Tiefpaß-Weiche 13 b, die die Signale unterschiedlicher Frequenz wieder trennt und einer Rauschvergleichsstufe 13 c zuführt In der Rauschvergleichsstufe 13 c werden die Signale gleichgerichtet und getrennt als Steuerspannungen den beiden Kombinationsstufen des Kombinators 14 zugeführt, die die Kombinationsstufen so steuern, daß am Ausgang C des Kombinators 14 ein Zwischenfrequenzsignal abgegeben wird, das dem maximalen Signal-Rausch-Verhältnis entspricht. Mittels einer Regelleitung steuert die Rauschvergleichsstufe 13 c den Breitbandverstärker 13 automatisch auf den gewünschten Verstärkungsfaktor.
^K Dieses Verfahren nach der Erfindung löst auf einfachste Weise die exakt gleiche Steuerung zweier Kombinationsstufen, so daß ein maximales Signal-Rauschverhältnis zweier Zwischenfrequenzsignale aus zwei getrennten Empfangszweigen gewonnen wird, die nach dem Diversity-Prinzip zusammengebracht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung für die Steuerung von Kombinationsstufen bei Diversity-Empfang mit Zwischenfrequenzkombination bei Geräten der Nachrichtentechnik, wobei die hochfrequenten, von zwei Antennen empfangenen, über zwei getrennte Empfangszweige weitergeleiteten, in die Zwischenfrequenz umgesetzten und in je einem Zwischenfrequenzverteilverstärker weiter verzweigten Signale, von denen jeweils ein Zwischenfrequenzzweig seiner zugeordneten Kombinationsstufe, jeweils ein Zwischenfrequenzzweig einer zugeordneten Demodulatiopsstufe zur Auswertung des Rauschanteiles und jeweils ein Zwischenfrequenzzweig einem gemeinsamen Phasendiskriminator zugeleitet wird, am Ausgang der Kombinationsstufen als ein kombiniertes Zwischenfrequenzsignal mit maximalem Signal-Rauschverhältnis abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die in jeweils einem Zwischenfrequenzzweig einer zugeordneten Begrenzungs- und Demodulationsstufe (8, 9) zur Auswertung des Rauschanteiles zugeführten, mit Nutz- und Rauschsignal beaufschlagten, phasengleichen Zwischenfrequenzsignale begrenzt und demoduliert, die beiden demodulierten Signale in jeweils einem folgenden Filter (10, 11) in ihrer Bandbreite und Frequenzlage eingegrenzt, in einem der beiden Zweige in eine zum anderen Zweig unterschiedliche Frequenzlage mittels eines Hilfsoszillators (12 a) in einer Mischstufe (12) umgesetzt und gemeinsam über eine Hochpaß-Tiefpaßweiche (13 a) einem Breitbandverstärker (13) zugeführt, verstärkt und nach Trennung der Signale in einer zweiten Hochpaß-Tiefpaßweiche (13 b) in einer Rauschvergleichsstufe (13 c), die über eine Rückwärtsregelung mit dem Breitbandverstärker (13) verbunden ist, bewertet und zur elektronischen Steuerung der Kombinationsstufen (14) benutzt werden.

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   In der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Schaltungsanordnung für die Steuerung von Kombinationsstufen bei Diversity-Empfang mit Zwischenfrequenzkombination bei Geräten der Nachrichtentechnik, wobei die hochfrequenten, von zwei Antennen empfangenen, über zwei getrennte Empfangszweige weitergeleiteten, in die Zwischenfrequenz umgesetzten und in je einem Zwischenfrequenzverteilverstärker weiter verzweigten Signale, von denen jeweils ein Zwischenfrequenzzweig seiner zugeordneten Kombinationsstufe, jeweils ein Zwischenfrequenzzweig einer zugeordneten Demodulationsstufe zur Auswertung des Rauschanteiles und jeweils ein Zwischenfrequenzzweig einem gemeinsamen Phasendiskriminator zugeleitet wird, am Ausgang der Kombinationsstufen als ein kombiniertes Zwischenfrequenzsignal mit maximalem Signal-Rauschverhältnis abgegeben werden.

   Die Übertragung hochfrequenter Signale, wie sie in der Richtfunktechnik Verwendung finden, beruht in herkömmlicher Weise auf der Sichtverbindung. Ist die direkte Sichtverbindung jedoch durch die Strekkenführung nicht mehr gegeben, so spricht man von einer Überreichweitenrichtverbindung. Diese Übertragung hochfrequenter Signale bringt es mit sich, daß die. Ausbreitung gewissen Streuungen unterworfen ist, die sich empfangsseitig als Fadings bemerkbar macht und die Empfangsverhältnisse, besonders das Signal-Rauschverhältnis nachteilig beeinflußt. Es ist deshalb erforderlich, um eine brauchbare Übertragung besonders für den Vielkanalbetrieb zu erreichen, zu dem Diversity-Prinzip überzugehen. Dieses Verfahren beruht darauf, daß das ankommende hochfrequente Signal mit zwei Empfängern, welche an räulich getrennte, um mindestens 100 Wellenlängen voneinander entfernt aufgestellte Antennen angeschlossen sind, empfangen wird.

   Es gilt nun die von den zwei Empfängern getrennt empfangenen hochfrequenten Signale so zu einem Signal zu vereinigen, daß das aus den beiden Signalen gebildete neue Signal die an die Übertragung gestellten Forderungen erfüllt.

   Das Diversity-Prinzip ist auf verschiedene Weise realisiert worden. Ein Verfahren beruht darauf, die ankommenden hochfrequenten Signale hochfrequenzmäßig zu verstärken, zu demodulieren und schließlich im Basisband so auszunutzen, daß das beste der beiden Signale weitergeleitet und das schlechtere von beiden unterdrückt wird. Das geschieht auf die Weise, daß man ein Relais, das von einem Kriterium gesteuert wird, so schaltet, daß das beste Signal als Nutzsignal zur Verfügung steht.

   Ein anderes Verfahren beruht darauf, die Umschaltung durch einen Rechteckimpulsgenerator vornehmen zu lassen, wobei die Steuerungsgröße aus dem Rauschanteil der beiden Empfangszweige hergeleitet wird.

   Diese Verfahren laufen immer wieder darauf hinaus, die beiden Signale wahlweise auszunutzen, wobei entweder das eine oder das andere Signal als Nutzsignal weitergeleitet wird.

   In der vorliegenden Erfindung wird ein ebenfalls angewendetes Verfahren gezeigt, bei dem die aus den beiden Empfängern hergeleiteten Zwischenfrequenzsignale in einem Kombinator so vereinigt werden, daß beide Signale gerade bei gleicher Übertragungsqualität zusammen eine Verbesserung der Übertragung um 3 dB bewirken. Die Steuerung bei diesem Verfahren erfolgt ausschließlich elektronisch. Als Steuerkriterium wird der Rauschanteil in den beiden Empfangszweigen in einer Rauschauswertung bewertet.

   Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher beschrieben. In der Fig. 1 der Zeichnung ist das Schema einer Kombination zweier Zwischenfrequenzsignale aufgezeigt, wie es dem Stand der Technik entspricht. In der Fig.2 ist das verbesserte Schema nach der Erfindung dargestellt.

   Über zwei Antennen A und B, deren Abstand mindestens 100 Wellenlängen beträgt, gelangen gemäß F i g. 1 zwei in ihren Pegelschwankungen nicht korrelierte RF-Signale an zwei Empfänger 1 und 2, in deren Mischkreisen diese RF-Signale mit je einer aus den zugeordneten Empfangsoszillatoren 3 und 4 herrührenden Mischfrequenz so gemischt werden, daß sich aus dem Mischvorgang das weiter zu verstärkende Zwischenfrequenzsignal ergibt. Dieses Zwischenfrequenzsignal wird einem dem entsprechenden