DE1901455B2 - Nachrichtenuebertragungssystem nach dem UEberlagerungsverfahren im Bereich der sehr kurzen elektromagnetischen Wellen unter Verwendung von Verschiebungsfrequenzen - Google Patents

Description

weiteren Frequenzumsetzung zu sehr hohen Frequenzen zugeführt wird, in welcher Frequenzlage eine Vervielfachung um denselben Faktor stattfindet und daß dann dieses um die Versetzerfrequenz in der zweiten Mischstufe gegenüber dem Empfangsfrequenzband versetzte Band zur Aussendung gelangt.

In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die Umsetzfrequenzen des Empfangsmischers und des Sendemischers aus einem gemeinsamen Oszillator um 2 GHz gewonnen werden, einer Abzweigschalüing zugeleitet und anschließend einer Frequenzverdopplerstufe, in der die Umsetzfrequenz für den Empfangsmischer gewonnen wird, während der größte Teil der Energie des Oszillators über die Abzweigschaltung dem Sendeumsetzer zugeführt wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels eines Übertragungssystems nach F i g. 2 mittels weiterer Figuren näher erläutert

Die einzelnen Figuren stellen folgendes dar:

Fig. 1 Blockschaltbild, das ein Beirpiel für die Übertragung eines bisher verwendeten Nachrichtenübertragungssystems nach dem Überlagerungsverfahren im Bereich der sehr kurzen elektromagnetischen Wellen darstellt,

Fig.2 Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel zur Übertragung gemäß der Erfindung,

F i g. 3 Verzögerungskennlinienbild des Ausführungsbeispiels zur Erfindung,

F i g. 4 Geräusch-Belastungskennlinienbüd.

In Fig.2 wird die Empfangs-Eingangsfrequenz /« über die Empfangs-Eingangsklemme 11 zum Zirkulator 12 in der Empfangsweiche geführt und von diesem zum Empfangsfrequenzwandler 14. Diese Frequenz wird in diesem Wandler mit der Ausgangsfrequenz des als örtlicher Empfangsgenerator wirkenden Frequenzvervielfachers 13 gemischt und in die Zwischenfrequenz (im allgemeinen /F= 70 MHz) umgewandelt

Beim e.findungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird für den vorgenannten örtlichen Empfangsgenerator ein Teil der Ausgangsenergie des Sendeortsgenerators 19 über den Richtungskoppler 26 zum Frequenzvervielfacher 13 geführt und die Ausgangsenergie dieses Vervielfachers als Empfangs-Ortsgeneratorfrequenz verwen-Jet. Die Zwischenfrequenz wird im Zwischenfrequenzverstärker 15 verstärkt, dann im Mischer 24 mit der Ausgangsfrequenz fs des Oszillators 25, der die die Zwischenfrequenz verschiebende Verschiebungsfrequenz erzeugt, gemischt, in die aus der Zwischenfrequenz und der Verschiebungsfrequenz (JF+ f& im allgemeinen VHF-Band) bestehende Frequenz umgewandelt und dieses Mischprodukt wird im Frequenzteiler 16 geteilt. Durch die Verschiebung können bekanntlich gegenseitige Kopplungen zwischen Sende- und Empfangsweg vermieden werden. Beim Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird die aus der Zwischenfrequenz und der Verschiebungsfrequenz bestehende Frequenz im Frequenzteiler 16 in die Hälfte geteilt.

Das in diesem Ausführungsbeispiel erläuterte Nachrichtenübertragungssystem nach dem Überlagerungsverfahren arbeitet mit frequenzmodulierten Wellen, so daß bei der Teilung der Frequenz in die halbe Frequenz durch den Frequenzteiler 16 auch der momentane Frequenzhub halbiert wird. Dabei bleibt es jedoch nichi da durch einen späte erläuterten Frequenzvervielfacher wieder der ursprüngliche Frequenzhub erreicht und damit gesendet wird.

Die Ausgangsfrequenz des Frequenzteilers 16 wird über den Verstärker 17 im Frequenzbereich der geteilten Frequenz zum Frequenzwandler 13 im Sendeteil geführt Dort wird diese Frequenz (JF+ f_sjj mit der Ausgangsfrequenz des örtlichen Sendegenerators 19, der nach bisheriger Technik ausführbar ist, da er in einem verhältnismäßig niedrigen Frequenzbereich, d. h. in diesem Ausführungsbeispiel im 2 GHz-Band arbeitet, gemischt und in frequenzmodulierte Mikrowellen des

ίο 2 GHz-Bandes (jedoch ist der Frequenzhub noch die Hälfte des ursprünglichen) umgewandelt Diese Mikrowellen werden dann durch den Mikrowellenverstärker 20 im verhältnismäßig niedrigen Frequenzbereich von 2 GHz verstärkt, und zwar bis auf die erforderliche elektrische Leistung, und durch den Mikrowellenvervielfacher 21 vervielfacht (im Aujführungsbeispiel auf die doppelte Frequenz), wodurch schließlich die erforderlichen Mikrowellen des 4 GHz-Bandes erzeugt und über den Zirkulator 22 im S'.-deteil als Sendemikrowcücn f_r von der Sende!c!eri..Ti^ 23 abgegeben werden.

Es werden also die frequenzmodulierten Wellen, deren Frequenzhub durch die obengenannte Frequenzteilung auf die Hälfte verringert ist, durch den Frequenzvervielfacher 21 in die doppelte Frequenz umgewandelt und auch ihr Frequenzhub verdoppelt, so daß der Frequenzhub, den ursprünglich die Empfangsmikrowellen fg aufwiesen, wieder erreicht wird.

Im Ausführungsbeispiel, das in F i g. 2 gezeigt ist, sind folgende Punkte von der in Fig. 1 dargestellten üblichen Einrichtung verschieden:

1. Der örtliche Sendegenerator 19 und der Sendemikrowellenverstärker 20, können für den niedrigen Frequenzbereich (im Ausführungsbeispiel 2 GHz) ausgelegt werden.

2. Um dies zu realisieren, werden der Frequenzteiler 16 und der Frequenzvervielfacher 21 verwendet

Um eine Sendeleistung von 1 bis 2 W zu erreichen, die Pr die Aussendung frequenzmodulierter Wellen auf dem Mikrowellenbereich des 4 GHz-Bandes und die drahtlose Überbrückung von ca. 50 km Entfernung erforderlich ist genügt es, wenn bei einem Nachrichtenübertragungssystem nach dem Überlagerungsverfahren als Sendeortsgenerator ein solcher verwendet wird, der im nach der bisherigen Technik ohne Schwierigkeiten ausführbaren niedrigen Frequenzbereich, d. h. im 2 GHz-Band arbeitet und eine Ausgangsleistung von ca. 1,5 W erzeugt und wenn auch als Mikrowellenverstärker ein solcher verwendet wird, der im nach der bisherigen Technik ohne Schwierigkeiten ausführbaren niedrigen Frequenzbereich, d. h. im 2 GHz-Band, einen Leistungsgewinn von ca. dem Zehnfachen (3 dB) aufweist

Deshalb ist es gegenüber dem in F i g. 1 dargestellten üblichen System sehr leicht, diese Einrichtung mit Festkörperkreisen zu verwirklichen. In diesem Faüe wird als Empfan₀s-0rtsgenerator ein solcher wie üblich verwendet der Mikrowellenleistung im hohen Frequenzbereich, d. h. im 4 GHz-Band erzeugt. Da aber der Empfangsortsgenerator in seiner Leistung kleiner sein kann als bisher notwendig, kann er auch im 4 GHz-Band durch die Technik der Vervielfachung ohne Schwierigkeiten realisiert werden, so daß dieser Punkt keine Schwierigkeiten bereitet.

Als Frequenzteiler kann ein bisher bekannter Rückkopplungsfrequenzteilerkreis verwende! werden. Im allgemeinen wird der Frequenzteilerkreis zwar bei

einem schmalen Frequenzband oft verwendet, aber das FM-Signal eines breiten Itandes von ca. 960 Kanälen und darüber wurde bisher nie einer Frequenzteilung unterworfen, da ein Übertragungskreis mit so hoher Güte nur schwer der Frequenzteilung unterworfen werden kann. Auch dann, wenn eine Frequenzteilung in einem so breiten Band erreicht wird, scheint es, daß infolge der Verzögerungszeit große Unebenheiten in der Verzör/erungskennlinie bei der maximalen Signalfrequenz im Videofrequenzband zuftritt. Jedoch wurde experimentell festgestellt, daß bei einem bisher verwendeten Rückkopplungsfrequenzteilerkreis die Übertragung von 960 Kanälen dann mit genügender Qualität möglich ist, wenn die Vcrzögerungszeit r des Rück kopplungsschleifenkreises innerhalb ca. 5 ns bleibt. Da der Frequenzteiler (16 in F i g. 2) um f. höhere Frequenzen teilt, ist er ferner leichter brcitbandig ausführbar.

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Sende- u. F.mpfangssystems, im Falle daß beim erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel die Sendewelle des eigenen Amtes über die Übertragung, weitere Endämter oder über ein Dämpfungsglied und einen Frequenzwandler vom eigenen Amt umgehend empfangen werden. Die Kennlinie in Fig. 3 wurde gewonnen, ohne einen Ausgleichskreis wie z. B. einen Hnt/.crrer einzuführen. Daß eine solche flache Verzögerungskennlinie erreicht werden kann, ist sehr bedeutungsvoll.

In Fig.4 ist die Geräusch-Belastungskennlinie beim erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dargestellt. Auch aus dieser Geräusch-Belastungskennlinie ergibt sich, daß die Übertragung eines breiten Bandes von 960 Kanälen mit genügender Toleranz möglich ist.

Für die Erfindung können folgende Vorteile genannt werden:

1) Der Sendeortsgenerator, der Sendemikrowellenverstärker usw. können für de. niedrigen Frequenzbereich von z. B., 2 GHz ausgelegt werden.

2) Der Verbrauch an Gleichstromleistung liegt gegenüber den mittels des üblichen Überlagerungsverfahrens arbeitenden Mikrowelleneinrichtungen, dann bei der Hälfte, wenn im 4 GHz-Band eine Signalausgangsleistung von ca. 1,4 W erreicht wird. 3) Durch Verwendung der Verschiebungsfrequenz ^r> können Hochfrequenzkopplungsstörungen beseitigt werden.

Beim in F i g. I dargestellten bisher verwendeten, ebenfalls mit Festkörperkreisen ausgeführten Nachrich-

tenübertragungssystem nach dem Überlagerungsverfahren ist 7. B. im 4 GHz-Band die SteuerleisUing des örtlichen Sendegenerators, die für die Erzeugung der Sendeleistung von ca. I W nach dem Frcquen/verviclfachungsverfahren erforderlich ist. mehr als ca. 3 W und

t> die Steuerleistung für den Verdopplcr auf tlas 2 GHz-Band ist mehr als ca. 7 W. Der Verbrauch an Cilcichstromleistung im Sendeortsgenerator beträgt dabei ca. 60 W. Ferner muß auch im Sendefrequen/-

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.'Ii höheren zu modulierenden Sendeleistung notwendigerweise höher sein, wobei eine Gleichstromleistung von ca. IOW verbraucht wird. Deshalb beträgt die Summe des Leistungsbedarfs im Sendeteil ca. 70 W.

Wenn mehrere Transistoren vom Typ ET 191 !,die im

2-Ί 2 GHz-Band die Ausgangsleistung von I W erzeugen. verwendet werden, wird im 2 GHz-Band eine Ausgangsleistung von ca. 3 W erreicht. Wenn diese Transistoren auf das in F i g. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel zur Erfindung angewendet werden, beträgt die

w Signalleistung des 4 GHz-Bandes ca. 1.4 W wobei der Verbrauch an der Gleichstromkistung ca. 36 W ist. Dieser Vorteil ist im höheren Frequenzbereich, z. B. im 6 GHz-Band, signifikanter; für die Erzeugung des Signals von 3 W des 6 GHz-Bandes genügt es. wenn eine Gleichstromleistung von ca. 56 W aufgewendet wird.

Die Erfindung ist nicht auf Richtfunk-Zwischenstellen wie beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 beschränkt, sondern kann auch selbstverständlich bei

M) Endämtern angewendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Anordnung zur Übertragung von frequenzmodulierten Wellen in einer FM-Cberlagerungs-Übertragungseinrichtung einer Richtfunk-Zwischenstelle, bei der in der Zwischenfrequenzstufe des Empfängers ein Rückkopplungsfrequenzteilerkreis mit einer Frequenz von

(n=positive ganze Zahl) vorgesehen wird, wodurch zweite Zwischenfrequenzsignale von

erzeugt, ils Quelle für die Sendewellen verwendet und in Signale umgewandelt und ausgesandt werden, die gegenüber den vorgeschriebenen Sendemittenfrequenzen fs eine Frequenzverschiebung von - Af

aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das in der ersten Mischstufe (14) gebildete Zwischenfrequenzband zunächst einer Frequenzumsetzung (24) zu einer höheren Frequenz unterworfen wird, im Rückkopplungsfrequenzteilerkreis (16) in dieser Frequenzlage um den Teilungsfaktor (n) geteilt, verstärkt (17) und in einer dritten Mischstufe (18) einer weiteren Frequenzumsetzung zu sehr hohen Frequenzen zugeiahrt wird, in welcher Frequenzlage aine Vervielfachung (21) um denselben Faktor (/^stattfindet und .aß dann dieses um die Versetzerfrequenz in der zweiten Mischstufe gegenüber dem Empfangsfrequenzband versetzte Band zur Aussendung (23) gelangt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzfrequenzen des Empfangsmischers (erste Mischstufe (14)) und des Sendemischers (18) (dritte Mischerstufe) aus einem gemeinsamen Oszillator (19) um 2 GHz gewonnen werden, einer Abzweigschaltung (26) zugeleitet und anschließend einer Frequenzverdopplerstufe (13), in der die Umsetzfrequenz für den Empfangsmischer (14) gewonnen wird, während der größte Teil der Energie des Oszillators (19) über die Abzweigschaltung (26) dem Sendeumsetzer (18) zugeführt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Übertragung von frequenzmodulierten Wellen in einer FM-Überlagerungs-Übertragungseinrichtung einer Richtfunk-Zwischensteile, bei der in der Zwischenfrequenzstufe des Empfängers ein Riickkopplungsfrequenzteilerkreis mit einer Frequenz von

(n = positive ganze Zahl) vorgesehen wird, wodurch zweite Zwischenfrequenzsignale von

erzeugt, als Quelle für die Sendewellen verwendet und in Signale umgewandelt und ausgesandt werden, die gegenüber den vorgeschriebenen Sendemittenfrequenzen /seine Frequenzverschiebung von "-' Af aufweisen.

Eine derartige Anordnung ist durch die JP-AS 11 141/65 bekannt

Bei der in F ι g. 1 dargestellten bekannten Anordnung für ein Überlagerung^verfahren in Mikrowehenfunkgeräten müssen für den Fall, daß ein hohes Frequenzband,

ίο beispielsweise das 4 GHz-Band übertragen werden soll, ein örtlicher Empfangs- und ein Sendeoszillator vorgesehen werden, die Mikrowellen im 4 GHz-Band erzeugen. Dabei wird die Eingangsfrequsnz fg der Empfangsmikrowellen, die an der Empfangs-Eingangsklemme 1 anliegt, über den Zirkulator 2 der Empfangsweiche zum Frequenzwandler 4 geführt Dort wird die Eingangsfrequenz /"« mit der Ausgangsfrequenz des örtlichen Empfangsgenerators 3 (4 GHz) gemischt, in die Zwischenfrequenz ZF (im allgemeinen 70 MHz) umgewandelt, im Zwischenfrequenzverstärker 5, 6 verstärkt und zum Frequenzwandler 7 im Sendeteil geführt Diese Frequenz wird mit der Ausgangsfrequenz der Mikrowellen von 4 GHz des örtlichen Sendeoszillators 8 gemischt, in Mikrowellen des 4 GHz-Bandes umgewandelt, im Verstärker 9 für das 4 HGz-Band verstärkt und übt: den Zirkulator 10 als Sendefrequenz fr ausgesandt

Deshalb müssen die Oszillatoren 3 und 8 sowie der Verstärker 9 im 4 GHz-Band arbeiten, also bei sehr hohen Frequenzen. Es ist ziemlich schwierig, solche Bauteile im hohen Frequenzbereich von 4 GHz durch Festkörperkreise auszuführen. Wenn so hohe Frequenzen von niedrigen Frequenzen ausgehend, durch die Technik der Frequenzvervielfachung erzeugt werden, verringert sich die endgültig zu erreichende Ausgangsenergie der Mikrowellen, also die Ausgangsleistung in einem ziemlich großen Maße. Um diesen Mangel hinsichtlich geringer Ausgangsle.Ktu.ng zu beheben und die notwendige Frequenz zu erreichen, wird der Bedarf an Gleichstromleistung vergrößert, was einen entscheidenden Nachteil bedeutet. Ein wesentlicher Vorzug der mit Festkörperkreisen ausgeführten Einrichtung geht dadurch verloren.

Ferner ist es durch die DE-PS 9 73 119 bekannt, bei

4, einem Nachrichtenübertragungssystem nach dem Überlagerungsverfahren für den Bereich der sehr kurzen elektromagnetischen Wellen aus Verstärkungsgründen die Empfangswerle in eine Zwischenfrequenz umzusetzen, zu verstärken und dann wieder durch einen

-,ο Vervielfacher in den gewünschten hohen Frequenzbereich zu transponieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung der Frequenzteilungs- und Frequenzvervielfachungstechnik und der zur Zeit im niedrigen

■ή Frequenzbereich mit Festkörperkreisen ausgeführten Einrichtung eine mit Festkörperkreisen ausgeführte Mikrowelleneinrichtung auch im hohen Frequenzbereich zu realisieren, wodurch vor allem auch der Verbrauch an Gleichstromleistung verringert werden soll.

Die oben geschilderte Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das in der ersten Mischstufe gebildete Zwischenfrequenzband zunächst

h^r> einer Frequenzumsetzung zu einer höheren Frequenz unterworfen wird, im Rückkopplungsfrequenzteilerkreis in dieser Frequenzlage um den Teilungsfaktor geteilt, verstärkt und in einer dritten Mischstufe einer