DE1949440C3

DE1949440C3 - Communication system for the range of very short electromagnetic waves

Info

Publication number: DE1949440C3
Application number: DE19691949440
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 8000 München Ulmer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1969-09-30
Publication date: 1976-12-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Naehrichteniibertragungssystem für den Bereich sehr kurzer elektromagnetischer Wellen unter Verwendung eines Sendeumsetzers und eines Leistungsverstärkers.The invention relates to a news broadcast system for the range of very short electromagnetic waves using a transmitter converter and a power amplifier.

Bei praktisch ausschließlich Halbleiterbauelemente als aktive Bauelemente verwendenden Richtfunksystemen mit Durchschaltung im Zwischenfrequenzbereich an den Zwischenstellen, wird die Sendeleistung entweder dem Sendeumsetzer selbst oder einem nachfolgenden Leistungsverstärker entnommen. Da es schwierig ist und sehr hohen Aufwand bedeutet, einem Sendeumsetzer im Mikrowellengebiet eine größere Sendeleistung, d. h. etwa >0,5 W, zu entnehmen, ist es notwendig, bei höheren Sendeleistungen dem Sendeumsetzer einen mit Halbleiterbauelementen arbeitenden Leistungsverstärker folgen zu lassen. Eine solche bekannte Einrichtung, bei der dem Sendeumsetzer 1 ein Leistungsverstärker 2 nachgeschaltet ist, ist in Fig. I dargestellt. Vor allem bei höheren Frequenzen, d. h. bei Frequenzen über 2 GHz, treten die Schwierigkeiten bei einem Leistungsverstärker mit Halbleiterelcmenten besonders deutlich hervor. Mit den gegenwärtig verfügbaren Transistoren sind oberhalb dieser Frequenz Ausgangsleistung, Wirkungsgrad und Verstärkung bei Transistorverstärkern für diese Anwendung in der Regel nicht mehr ausreichend.In the case of directional radio systems that practically exclusively use semiconductor components as active components with switching in the intermediate frequency range at the intermediate points, the transmission power taken either from the transmitter converter itself or from a subsequent power amplifier. Because it is difficult and means a lot of effort, a transmitter converter in the microwave area a larger one Transmission power, d. H. about> 0.5 W, it is necessary to use the transmitter converter for higher transmission powers a power amplifier working with semiconductor components to follow. Such Known device in which the transmitter converter 1 is followed by a power amplifier 2 is shown in FIG shown. Especially at higher frequencies, i. H. at frequencies above 2 GHz, the difficulties arise a power amplifier with semiconductor elements. With the present Available transistors above this frequency are output power, efficiency and gain In the case of transistor amplifiers, this is generally no longer sufficient for this application.

Mit besserem Wirkungsgrad arbeiten dagegen Vervielfacherkctten, die auch ausreichende Leistungen zur Verfügung stellen. Eine solche bekannte Einrichtung ist in F i g. 2 dargestellt. Der .Sendeumsetzer 11 und der Leistungsverstärker 12 arbeiten bei tieferen Frequenzen, beispielsweise bei 1 bis 2GHz. und speisen einen Frequenzvervielfacher 13. In einem vor dem Sendeumsetzer 11 liegenden Frequenzteiler 14 wird die durch den Frcqucnzvervielfacher 13 unvermeidlich entstehende Frcquenzhub-Vervielfachung durch entsprechende Frequenzhub-Teilung kompensiert.On the other hand, multipliers that also have sufficient performance work with better efficiency provide. Such a known device is shown in FIG. 2 shown. The .Sende converter 11 and the Power amplifiers 12 operate at lower frequencies, for example 1 to 2 GHz. and feed you Frequency multiplier 13. In a frequency divider 14 located in front of the transmitter converter 11, the the frequency multiplier 13 inevitably occurring frequency swing multiplication by appropriate Frequency deviation division compensated.

Bei dieser bekannten Einrichtung ist jedoch von Nachteil, daß der vor dem Sendeumsetzer liegende Frequenzteiler auf einer wesentlich tieferen Frequenz, z. B. 70 MHz, arbeitet und die durch das Modulationsband bedingte Bandbreite relativ zur Betriebsfrequenz sehr groß sein muß. Die Verzerrungen sind deshalb erheblich und nur sehr schwer genügend klein zu halten. Ferner müssen Fi!:er, Mischerteil und Oszillator des Sendeumsetzers für die kleinere Frequenz ausgelegt werden: Sendeumsetzer und Umsetzeroszillator müssen aber auch dann für die höhere Frequenzlage neu entwickelt werden, wenn gegebenenfalls für den Verstärker 12 Transistoren höherer Grenzfrequen/. zur Verfügung stehen und der Sender gemäß Fig. 1 ausgeführt werden könnte, d. h. ohne Frequenzteiler und Frequenzvervielfacher.In this known device, however, it is disadvantageous that the one in front of the transmitter converter Frequency divider at a much lower frequency, e.g. B. 70 MHz, works and the bandwidth determined by the modulation band relative to the operating frequency must be very big. The distortions are therefore considerable and very difficult to keep sufficiently small. Furthermore, the fi!: Er, mixer part and oscillator of the transmitter converter must be designed for the lower frequency be: the transmission converter and the converter oscillator must also then be new for the higher frequency position be developed, if necessary for the amplifier 12 transistors with higher cutoff frequencies /. to the Are available and the transmitter of Figure 1 could be implemented, i.e. H. without frequency divider and frequency multipliers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Umgehung dieser Schwierigkeiten, eine einfache Lösung anzugeben zur Schaffung eines Nachrichtenübertragungssystems für den Bereich sehr kurzer elektromagnetischer Wellen.The invention is based on the object of avoiding these difficulties, a simple solution specify to create a communication system for the field of very short electromagnetic Waves.

Diese Aufgabe wird bei einem Nachrichtenübertragungssystem für den Bereich sehr kurzer elektromagnetischer Wellen unter Verwendung eines Sendeumsetzers und eines Leistungsverstärkers, gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß der Leistungsverstärker aus einem Frequenzteiler, einem Transistorverstärker und einem Frequenzvervielfacher besteht, die in der aufgeführten Reihenfolge hintereinandergeschaltet sind, und daß der Frequenzteiler und der Frequenzvervielfacher zumindest nahezu, vorzugsweise aber den gleichen Teilungs- bzw. Vervielfachungsfaktor haben, wobei vorteilhafterweise Frequenzteiler, Transistorverstärker und Frequenzvervielfacher zu einer baulichen Einheit zusammengefügt sind. Bei Vorhandensein geeigneter Transistoren zum Aufbau des Leistungsverstärkers im gewünschten Frequenzbereich kann also diese Einheit leicht ausgetauscht werden gegen eine Einheit ohne Frequenzteiler und Frequenzvervielfacher, ohne an dem gesamten Übertragungssystem weitere Änderungen vornehmen zu müssen.This task becomes more electromagnetic in the case of a communication system for the range of very short electromagnetic fields Waves using a transmit converter and a power amplifier, according to FIG Invention solved in such a way that the power amplifier consists of a frequency divider, a transistor amplifier and a frequency multiplier, which are connected in series in the order listed are, and that the frequency divider and the frequency multiplier at least nearly, but preferably the have the same division or multiplication factor, advantageously frequency divider, transistor amplifier and frequency multipliers are combined to form a structural unit. If present suitable transistors for building the power amplifier in the desired frequency range can therefore this unit can easily be exchanged for a unit without frequency divider and frequency multiplier, without having to make further changes to the entire transmission system.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In F i g. 3 ist ein Teil eines Nachrichtenübertragungssystems in einem Blockschaltbild dargestellt. Im Übertragungsweg sind sendeseitig ein Sendeumsetzer 21 und ein Leistungsverstärker angeordnet, wobei der Leistungsverstärker erfindungsgemäß aus der Hintereinanderschaltung eines Frequenzteilers 22, eines Transistorverslärkers 23 und eines Frequenzvcrvielfachers 24 besteht. Dem Sendeumselzer ist im Übertragungsweg ein Verstärker vorgeschaltet, in dem die dem Sendeumsetzer zugeführte Leistung der Frequenz />/ (Zwischenfrequenz) verstärkt wird. Auf einen weiteren Eingang des Sendeumsetzers wird die Frequenz /₀ (Oszillatorfrequenz) gegeben, die dem Sendeumsetzer über einen Bandpaß 25 zugeführt wird. Ein weiterer Bandpaß 26 ist dem Sendeumsetzer 21 nachgeschaltet, d. h.. er liegt zwischen dem Sendeumsetzer 21 und dem Leistungsverstärker. Dem Sendeumsetzer und demIn Fig. 3 shows part of a communication system in a block diagram. A transmitter converter 21 and a power amplifier are arranged in the transmission path on the transmission side, the power amplifier according to the invention being composed of a series connection of a frequency divider 22, a transistor amplifier 23 and a frequency multiplier 24. An amplifier is connected upstream of the transmission converter in the transmission path, in which the power of the frequency /> / (intermediate frequency) supplied to the transmission converter is amplified. _{The frequency / 0} (oscillator frequency) is applied to a further input of the transmitter converter and is fed to the transmitter converter via a bandpass filter 25. Another bandpass filter 26 is connected downstream of the transmitter converter 21, ie. it lies between the transmit converter 21 and the power amplifier. The broadcast converter and the

Leistungsverstärker werden also genau definierte Frequenzen zugeführt. Im Leistungsverstärker erfolgt zunächst eine Frequenzteilung auf I /;-tc-l der vom Sendeumset/.er ankommenden Sigpalfrequenz l\. anschließend eine Leistungsverstärkung im Transistorverstärker im niederen Frequenzbereich und hernach eine η-fache Frequenzvervielfachung auf den ursprünglichen Wert der Signalfrequenz Λ. Die dabei ir.i Frequenzteiler erfolgte Teilung des Frequenzhubes wird durch entsprechende Vervielfachung in dem nachfolgenden Frequenzvervielfacher wieder kompensiert, so daß der ursprüngliche Frequenzhub wieder erreicht und gesendet wird.Power amplifiers are therefore fed to precisely defined frequencies. In the power amplifier there is first a frequency division into I /; - tc-l of the signal frequency l \ arriving from the transmitter set / .er. then a power gain in the transistor amplifier in the lower frequency range and then a η-fold frequency multiplication to the original value of the signal frequency Λ. The division of the frequency deviation, which is carried out ir.i frequency divider, is compensated again by corresponding multiplication in the subsequent frequency multiplier, so that the original frequency deviation is reached and transmitted again.

Die drei, eine Einheit bildenden Baugruppen des Leistungsverstärkers, nämlich der Frequenzteiler, der Transistorverstärker und der Frequenzvervielfachcr. können leicht gegen eine andere Verstärkereinheit ohne Frequenzteiler und Vervielfacher ausgetauscht werden, wenn geeignete Transistoren zum Aufbau eines Transistorverstärker im gewünschten Frequenzbereich zur Verfügung stehen. Der Sendeunisetzer einschließlich Trügerversorgung wird durch diesen Austausch nicht beeinflußt. Der Frequenzteiler arbeitet auf einer hohen Frequenz, also mit einer kleinen relativen Bandbreite und deshalb kleinen Verzerrungen. Realisiert werden kann die erfindungsgemäße Anordnung durch die Kettenschaltung eines Frequenzteilers mit einer Varaktordiode, eines Verstärkers für die FrequenzThe three components of the power amplifier that form a unit, namely the frequency divider, the Transistor amplifier and frequency multiplier. can easily against another amplifier unit without Frequency divider and multiplier are exchanged if suitable transistors are used to build one Transistor amplifiers are available in the desired frequency range. Including the broadcast setter Deception supply is not affected by this exchange. The frequency divider works on one high frequency, i.e. with a small relative bandwidth and therefore small distortions. Realized the arrangement according to the invention can be achieved through the daisy chain connection of a frequency divider a varactor diode, an amplifier for the frequency

— und eines Frequenzvervielfachers mit einer Varaktordiode. Frequenzteiler und Frequen/.vervielfacher können ähnlich aufgebaut werden. Ferner läßt sich die erfindungsgemäße Anordnung dadurch realisieren, daß man Frequenzteiler und Verstärker durch einen Oszillator ersetzt, der mit einem Vielfachen seiner Schwingfrequenz synchronisiert wird. Auch läßt sich der ausgangsseitige Frequenzvervieifacher mit dem Transistorverstärker vereinen, und zwar in der Weise, daß die letzte Transistorstufe als Frequenzvervieifacher ausgebildet wird. Außerdem besteht die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Anordnung dadurch zu realisieren, daß man einen Oszillator mit einem Vielfachen seiner Schwingfrequenz synchronisiert und als Ausgangsleistung eine Schwingung entnimmt, deren Frequenz um den gleichen Faktor über der Schwingfrequenz liegt.- and a frequency multiplier with a varactor diode. Frequency dividers and frequencies / multipliers can be constructed in a similar manner. Furthermore, the Realize the arrangement according to the invention that you frequency divider and amplifier by a Replaces an oscillator, which is synchronized with a multiple of its oscillation frequency. The Unite the output-side frequency multiplier with the transistor amplifier, in such a way that the last transistor stage is designed as a frequency multiplier. There is also the option of using the To realize the arrangement according to the invention by having an oscillator with a multiple of its Synchronized oscillation frequency and takes an oscillation as output power, the frequency of which is around is the same factor above the oscillation frequency.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Communication system for the range of very short electromagnetic waves under Use of a transmission converter and a power amplifier, characterized in that that the power amplifier consists of a frequency divider (22), a transistor amplifier (23) and a frequency multiplier (24), which are connected in series in the listed order are, and that the frequency divider and the frequency multiplier are at least almost, preferably but have the same division or multiplication factor.

2. Message transmission system according to claim 1, characterized in that frequency divider, Transistor amplifier and frequency multiplier are combined into one structural unit.

3. Message transmission system according to claim 1 or 2, characterized in that the The frequency divider and the frequency multiplier are constructed with varactor diodes.

4. Message transmission system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the frequency divider and the transistor amplifier are formed by an oscillator with a Multiples of its oscillation frequency is synchronized.

5. Message transmission system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the frequency multiplier and the transistor amplifier are combined in such a way that the last Transistor stage is designed as a frequency multiplier.