DE19925868A1

DE19925868A1 - Diversity-TV-Empfangssystem

Info

Publication number: DE19925868A1
Application number: DE19925868A
Authority: DE
Inventors: Markus Aunkofer; Barry Koch
Original assignee: Temic Telefunken Hochfrequenztechnik GmbH
Current assignee: Microtune GmbH and Co KG
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2019-06-08
Also published as: DE19925868B4

Abstract

Bei einem TV-Empfangssystem mit mehreren Antennen für den Einsatz bei Kraftfahrzeugen werden Zwischenfrequenzsignale aus mehreren Empfangsteilen miteinander kombiniert. Das Diversity-TV-System besteht aus zwei oder mehr Antennen zum Empfangen von HF-Signalen mit einer gemeinsamen Frequenz, aber mit potentiell unterschiedlichen Phasen. Das System weist außerdem ein Empfangsteil für jede Antenne auf, wobei das Ausgangssignal dieser Empfangsteile auf einer Zwischenfrequenz liegt. Die Zwischenfrequenzen aus jedem Mehrfach-Empfangsteil werden aufaddiert, und die Phase des addierten Signals wird mit der Phase der einzelnen Zwischenfrequenzen verglichen. Ein dem Fehler zwischen den einzelnen ZF-Signalen und der Summe aller ZF-Signale entsprechendes Signal wird zum Steuern der Phase der ankommenden Signale so verwendet, daß die Phasen alle abgeglichen und die Signale kohärent kombiniert werden. Die Phasensteuerung der einzelnen Eingangssignale kann an der Bezugsfrequenz eines Quarzkristalls vorgenommen werden, wodurch eine Breitband-Phasenverschiebung bei minimaler Komplexität der Schaltung möglich wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein TV-Empfangssystem und ins besondere auf eine adaptive Steuereinrichtung zum Kombinieren der von mehreren Antennen empfangenen TV-Signale.

In Kommunikationssystemen im Mobilbetrieb werden seit langem Techniken des räumlichen Mehrfachempfangs (Raum-Diversity) eingesetzt. Insbesondere wurde viel Wert auf einen Mehrfach empfang bei FM-Radios gelegt, in erster Linie mit dem Ziel, die Auswirkungen der Mehrweg-Interferenz zu reduzieren. Weni ger Wert wurde auf Mehrfach-Techniken beim TV-Empfang im Kraftfahrzeug gelegt, auch wenn unter vielen der Probleme, welche die Entwicklung von Diversity-Systemen beim FM-Empfang angeregt haben, auch der TV-Empfang leidet - nämlich einer Signalabschwächung infolge der Mehrwegtechnik, der Kreuzpola risierung und Richtwirkung der Antenne und Schattenbildung.

Infolgedessen wird ein System gebraucht, bei dem sich diese Fading-Effekte wirksam verringern lassen und das gleichzeitig kostengünstig und praktisch umzusetzen ist.

Eine Antenne für ein TV-Empfangssystem in einem Kraftfahrzeug muß mit Sicherheit die Form einer konformen Antenne aufwei sen, also eine Konstruktion aufweisen, die sich an die Außen kontur des Fahrzeugs anpaßt und dabei nicht störend wirkt.

Auch wenn sich derartige konforme Antennen in vielen Formen ausbilden lassen, so wäre vielleicht die praktischste Lösung in Form eines in das Glas eingedruckten Musters. Zwar bieten derartige Antennen eine Vielzahl praktischer Vorteile (leich te Realisierung, günstige Kosten, verminderte Sichtbarkeit), doch gehen diese Vorteile mit Einschränkungen bei der Lei stung einher. Insbesondere treten bei Antennen dieser Art im allgemeinen leicht eine Kreuzpolarisierung und Richtwirkung auf. Diese Einschränkungen lassen sich mittels eines Diversity-Systems ausgleichen, das mit mehreren Antennen arbeitet.

Raumdiversity-Systeme lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen, und zwar Schaltsysteme und Kombinationssysteme. Bei den Geräten der ersten Gruppe wird das Signal, das von einer von mehreren Antennen kommt, anhand spezieller Krite rien so ausgewählt, daß unter allen verfügbaren Signalen das günstigste vorliegt. Bei den System der zweiten Kategorie werden die Signale, die von mehr als einer Antenne kommen, in einer Weise kombiniert, die in Abhängigkeit vom gewählten Systemansatz bestimmt wird. Derartige Kombinationen lassen sich auf HF-Ebene, ZF-Ebene oder im Basisband vornehmen, und zwar analog oder digital. Auf die Komplexität und die Lei stung des Systems wirkt sich der jeweils gewählte Lösungsan satz aus, auch wenn diese beiden Parameter nicht unbedingt in direktem Zusammenhang miteinander stehen. Eine praktische Lö sung bestünde in einem System, das einen Ausgleich zwischen Leistung und Komplexität erreicht.

Anerkanntermaßen gibt es viele verschiedene Arten von Diversity-Systemen, die sich zur Verbesserung des Signalemp fangs im Mobilbetrieb heranziehen lassen. Eine Möglichkeit besteht in der Polarisierungs-Diversity, wobei die Polarisie rungs-Charakteristika der mehreren bzw. Mehrfach-Antennen komplementäre Diagramme bieten und mit einer Kombination dieser Antennen alle möglichen Polarisierungen des empfan genen Signals abgedeckt werden können. Ein anderer möglicher Diversity-Ansatz besteht in der Verwendung von komplementären Antennen, die auf E- oder H-Felder des empfangenen Signals ansprechen.

Auch wenn bei den vorgenannten Lösungsansätzen Mehrfachanten nen eingesetzt werden, welche Signale mit einer gemeinsamen Frequenz empfangen, lassen sich Diversity-Konzepte auch im Frequenzbereich insofern realisieren, als eine oder mehrere Antennen eingesetzt werden und das System die Wahl zwischen Signalen trifft, die mit verschiedenen Frequenzen gesendet werden. In vielen Gebieten auf der Erde und insbesondere in Europa wird die Frequenz-Diversity nicht nur für den FM- Stereo-Empfang, sondern auch für den TV-Empfang realisiert, wo derselbe Programminhalt gleichzeitig über mehrere Sender mit unterschiedlichen Frequenzen gesendet wird. Damit wird eine Erweiterung des Sendegebiets eines bestimmten Programms über ein viel größeres Gebiet möglich, als dies mit nur einem einzigen Sender möglich wäre. Durch Frequenzumschaltung bei Bedarf kann der Empfänger dasselbe Programm empfangen und da bei ein größeres Gebiet durchfahren, als es dem Sendegebiet eines einzigen Senders entspricht. Um diese Möglichkeit zu bieten, muß das System in der Lage sein, die Signalqualität und die Identität jedes empfangbaren Kanals zu einem gegebe nen Zeitpunkt zu bestimmen und die Qualität der Signale eines Senders mit derselben Programmausstrahlung wie die augen blicklich empfangene Qualität zu vergleichen. Wird eine Aus weichfrequenz mit demselben Programm geortet, muß das System die Möglichkeit haben, auf diese Ausweichfrequenz in dem Fall umzuschalten, daß die Signalqualität besser ist. Dieser Über gang muß mit geringstmöglichem Einfluß auf das empfangene Signal vor sich gehen. Gleichzeitig muß das System in der Lage sein, zufällig auftretende Schwankungen in der Signal stärke zu integrieren, so daß das System nicht wiederholt zwischen den Frequenzen hin- und herschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes TV-Mehrwegeempfangssystem anzugeben.

Erfindungsgemäß wird eine TV-Empfangsanordnung mit einer Vielzahl von Antennen neben einem Verfahren zum Abgleich der Phasen aller Eingangssignale, die von mehreren Antennen kommen, vor Eingang in den Addierblock vorgeschlagen. Bei dieser Anordnung und dem Verfahren werden die Phasenfehler zwischen allen Eingangssignalen am Signalkombinierer beseitigt. Außerdem sieht die vorliegende Erfindung die Möglichkeit eines Frequenz-Diversity-Empfangs vor, indem eine Einrichtung zum Bestimmen der Signalqualität und gegebenenfalls der Programmkennung aller empfangbaren Kanäle realisiert wurde.

Bei einer Ausführungsform umfaßt die Erfindung ein TV-Emp fangssystem mit zwei Antennen, zwei Empfangsteilen, eine Ein richtung zum Addieren der Ausgangssignale der beiden Emp fangsteile und eine Einrichtung zum Erfassen des Phasenfeh lers, dessen Größe mit der Größe des Phasenfehlers zwischen den beiden Signalen zusammenhängt. Beide Empfangsteile arbei ten zwischen dem Summensignal und dem Ausgang eines der Empfangsteile, das als Neben-Empfangsteil bezeichnet wird, und einer steuerbaren Phasenschieber-Einrichtung. Der Ausgang der Phasendetektor-Schaltung ist mit dem Eingang eines Inte grators verbunden, wobei das Ausgangssignal ein Gleichstrom- Steuersignal ist, das die identische Bezugsfrequenz für Ab stimmzwecke darstellt, wobei die Ausgangsphasen deshalb in konstanter Beziehung zueinander stehen. Das Ausgangssignal des Integrators wird an den Eingang der steuerbaren Phasenschieber-Einrichtung angelegt, die mit dem Frequenz- Referenzsignal für den Neben-Empfänger in Verbindung steht.

Die sich dabei ergebende Phasenverschiebung zwischen den beiden Referenzfrequenzen der Empfangsteile führt zu einer Phasenverschiebung zwischen den Ausgangssignalen der beiden Empfangsteile. Da die von den beiden Antennen empfangenen HF- Signale potentiell unterschiedliche Phasen aufweisen, läßt sich die Phasenbeziehung zwischen den beiden Abstimm- Referenzfrequenzen so einregeln, daß die Ausgangssignale beider Empfangsteile phasengleich sind. Diese phasengleichen Signale lassen sich dann kohärent kombinieren.

Des weiteren umfaßt eine Ausführungsform eine separate Anten ne, die an ein zusätzliches Abtast-Empfangsteil angeschlossen ist, wobei die Abstimmsteuerung für das Abtast-Empfangsteil separat von der Abstimmsteuerung der Diversity-Empfangsteile ausgeführt ist. Dieses zusätzliche Empfangsteil läßt sich kostengünstig realisieren, wobei eine Möglichkeit in einem Ansatz besteht, der ein Breitband-Empfangsteil mit doppelter Umsetzung vorsieht, da die Leistungsparameter dieses Emp fangsteils nicht kritisch sind. Dieses Empfangsteil wird dazu verwendet, alle verfügbaren Kanäle über das gesamte Frequenz band abzutasten. Durch Verarbeitung des Ausgangssignals die ses Abtast-Empfangsteils erhält man die Kennung des Senders oder gegebenenfalls des Programms sowie einen Hinweis auf die Signalstärke, die dann in integraler digitalisierter Form zu sammen mit der Kennung für einen Vergleich mit der augen blicklich empfangenen Frequenz abgespeichert werden. Es sind außerdem Möglichkeiten vorgesehen, die Diversity-Empfangs teile auf Wunsch auf Ausweichfrequenzen umzuschalten.

Eine Minimierung der Auswirkungen auf das empfangene Signal während des Übergangs zwischen Frequenzen ist ein erwünschtes Merkmal des Systems. Ein möglicher Ansatz besteht darin, wäh rend eines Zeitraums in der Signalmodulation, in dem die Syn chronisation des Signals nicht verlorengeht, beispielsweise während des Schwarzschulter-Intervalls, zwischen den Frequen zen umzuschalten. Wenn die Einschwingzeit der in den Empfän gern vorgesehenen PLL-Schaltungen kürzer als die Dauer dieses Intervalls ist, so ist es möglich, ein System aufzubauen, das ohne merkliche Unterbrechung im Bildsignal zwischen den Fre quenzen umschalten kann. Während des Übergangs kann in den Toninformationen eine einfache Stummschaltung oder eine Sample ausgeführt sein.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß eine adaptive Steuerung für einen TV-Empfänger mit mehreren Anten nen vorgesehen ist, bei dem der Empfang während des Mehrweg empfangs verbessert wird. Ungeachtet des Abstands der Mehr weg-Nullpunkte im Frequenzspektrum führt die Addition der Signale von den mehreren vorgesehenen Antennen insgesamt zu einer Verbesserung der Empfangsqualität im Vergleich zu einem Signal von einer einzigen Antenne. Darüber hinaus erbringt die kohärente Synchronisierung des Signals von mehreren An tennen ein Richtdiagramm für das Gesamtdiagramm des Antennen systems. Dieses Richtdiagramm zeigt tendentiell in die Emp fangsrichtung des interessierenden Signals. Da die Richtung, in der die Mehrweg-Echos eintreffen, eher anders als die Richtung des Hauptsignals ist, verringert diese inhärente Richtwirkung im Richtdiagramm der Antenne die Auswirkungen dieser Echosignale.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht da rin, daß während der Kombination innerhalb des Systems die Signalstärken kohärent addiert werden, wohingegen die Rausch stärken inkohärent addiert werden, was zu einem besseren Rauschverhalten führt.

Des weiteren bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß ein TV-Empfangssystem vorgesehen ist, bei dem der Empfang an den Bereichsgrenzen verbessert ist.

Außerdem ist mit der Erfindung die Möglichkeit zum Frequenz- Diversity-Empfang geboten, wobei eine automatische Auswahl von Ausweichfrequenzen möglich wird, um den Empfangsbereich für ein bestimmtes Programm bzw. einen bestimmten Sender zu erweitern.

Fig. 1 zeigt ein erstes erfindungsgemäßes TV-Empfangssystem mit mehreren Antennen im Blockschaltbild;

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines anderen erfindungsge mäßen TV-Empfangssystems mit mehreren Antennen;

Fig. 3 stellt ein weiteres erfindungsgemäßes TV-Empfangssy stem mit mehreren Antennen im Blockschaltbild dar;

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines weiteren erfindungs gemäßen TV-Empfangssystems mit zwei Antennen;

Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild eines alternativen erfin dungsgemäßes TV-Empfangssystems mit zwei Antennen; und

Fig. 6 stellt das Blockschaltbild eines Abtastsystems für die erfindungsgemäße Möglichkeit für den Mehrfre quenzbetrieb.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Mehrantennensystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbei spiel werden die von N Antennen 4, 5 und 6 empfangenen Sig nale jeweils als Eingangssignale an N Empfangsteile 1, 2 und 3 angelegt. Eines der Empfangsteile (Tuner) ist das als Refe renz-Empfangsteil 1 bezeichnete System, während die übrigen ((N-1)) Tuner bzw. Empfänger als Slave- oder Neben-Empfangs teile bezeichnet werden. Die Ausgangssignale von den ((N-1)) Neben-Empfangsteilen werden über Phasenschieber 7 und 8 in ihrer Phase geregelt, ehe alle N Ausgangssignale im Kombi nierer 12 aufaddiert bzw. kombiniert werden. Das Ausgangs signal aus dem Kombinierer 11, das aufaddierte Signal, wird in den Phasenfehlerdetektoren 9 und 10 hinsichtlich seiner Phase mit den einzelnen Ausgangssignalen aus den ((N-1)) Neben-Empfangsteilen verglichen. Die Phasenfehlerdetektoren 9 und 10 erzeugen ein Steuersignal, dessen Größe abhängig vom Phasenfehler zwischen den einzelnen Ausgangssignalen und dem aufaddierten Ausgangssignal ist. Dieses Steuersignal wird an die Phasenschieber 7 und 8 angelegt, wodurch der Phasenfehler zwischen den N Ausgangssignalen beseitigt wird und es möglich ist, die Signale im Kombinierer 11 kohärent zu addieren. Wichtig ist hierbei, daß die Phase jedes Signals aus den (N-1) Neben-Empfangsteilen in der Phase mit der Summe aller Signale verglichen wird. Wenn ein oder mehr Signale entfernt werden, werden bei diesem Ausführungsbeispiel die übrigen Signale immer noch kohärent aufaddiert. Deshalb ist die ko härente Addition bei diesem System nicht von einem einzelnen Signal abhängig. Im Extremfall, daß alle Signale bis auf eines entfernt werden, ist die Phase des einen verbleibenden Signals willkürlich und wirkt sich nicht auf den Empfang aus. Sobald ein oder mehr weitere Signale angelegt sind, werden alle Ausgangssignale aus den Empfangsteilen automatisch pha senkohärent miteinander kombiniert.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Erfin dung, bei welchem bei den N Empfangsteilen 1, 2 und 3, die über ihre Eingänge die Signale von den Antennen 4, 5 und 6 empfangen, ein Abstimmsystem mit phasenstarrer Schleife (PLL) eingesetzt wird, in dem die Frequenzreferenz für die PLL- Schaltung von den N Empfangsteilen gemeinsam verwendet wird. Da alle Empfangsteile mit derselben Frequenzreferenz für den PLL-Abstirnmkreis aus 12 arbeiten, haben alle Empfangsteile Oszillatorsignale mit identischer Frequenz und mit einer festgelegten Phasenbeziehung. Verändert man die Phase des Frequenz-Referenzsignals am Eingang eines Empfangsteils ge genüber den anderen Signalen, verändert sich auch die Phasen beziehung des Ausgangssignals dieses Empfangsteils gegenüber den Ausgangssignalen der anderen Empfangsteile um einen Be trag, der zu dem Teilungsverhältnis und damit zu der im Ab stimmsystem verwendeten Vergleichsfrequenz in Beziehung steht. Da in der Regel die Vergleichsfrequenz innerhalb der PLL-Schleife viel niedriger ist als die tatsächliche Oszilla torfrequenz, ist auch der Betrag der Phasenverschiebung, die bei der Referenzfrequenz zur Einstellung der Ausgangsphase um mehr als 360 Grad erforderlich ist, größenmäßig viel kleiner als in dem Fall, daß die Phasenverschiebung direkt im Signal weg vorgenommen wird, wie dies in Fig. 1 der Fall ist. Mit diesem Ansatz wird ein kostengünstiges und einfacheres Ver fahren zur Phasenverschiebung bei den Ausgangssignalen aus den (N-1) Neben-Empfangsteilen möglich. Deshalb befinden sich die Phasenschieber 13 und 14 an den Referenzfrequenz-Eingän gen an den (N-1) Neben-Empfangsteilen.

Die bei diesem System eingesetzten Empfangsteile bzw. Tuner können je nach Systemaufbau unsymmetrische oder symmetrische Ausgänge aufweisen. Fig. 2 zeigt die Empfangsteile mit sym metrischen Ausgängen. In diesem Fall werden zwei Kombinierer 15 und 16 eingesetzt, um die Ausgangssignale symmetrisch mit einander zu verbinden. Die Ausgangssignale der Kombinierer 15 und 16 können dann als Eingangssignale an ein SAW-Filter 17 mit symmetrischem Eingang angelegt werden. Deshalb ist bei diesem Ausführungsbeispiel für N Empfangsteile nur ein SAW- Filter erforderlich, was zu geringeren Kosten führt.

Die Ausgangssignale aus den Phasenfehlerdetektoren 9 und 10 werden als Eingangssignale an Integratoren 18 und 19 ange legt, deren Ausgangssignal eine Gleichstrom-Steuerspannung ist, deren Größe vom Phasenfehler zwischen den kombinierten Ausgangssignalen aus den N Empfangsteilen und dem Ausgangs signal des an den jeweiligen Phasenfehlerdetektor angeschlos senen Neben-Empfangsteils abhängt. Die Ausgangssignale der Integratoren 18 und 19 werden als Steuereingangssignale an die Phasenschieber 13 und 14 angelegt. Die (N-1) Phasenschie ber 13 und 14 steuern die Phase des Frequenzreferenz-Ein gangssignals von 12 an den (N-1) Neben-Empfangsteilen 2 und 3. Die aus den Phasenfehlerdetektoren 9 und 10, den Integra toren 18 und 19 und den Phasenschiebern 13 und 14 bestehenden Regelschleifen sind so ausgelegt, daß der Phasenfehler zwi schen den Ausgängen der N Empfangsteile 1, 2 und 3 beseitigt und die Signale phasenkohärent in den Kombinierern 15 und 16 miteinander verknüpft werden können.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung, bei dem anstelle der Phasenfehler-Detek torblöcke die Kombination aus einem Breitband-Verzögerungs block 20 mit 90° Verzögerung und (N-1) Quadraturdetektoren 21 und 22 eingesetzt wird. Der 90°-Verzögerungsblock befindet sich am Ausgang eines der Kombinierer 15 und 16. Diese um 90 Grad verzögerte Form des kombinierten Signals aus N Empfangs teilen wird als Eingangssignal an die (N-1) Quadraturdetek toren angelegt. Die Ausgangssignale der (N-1) Quadraturdetek toren 21 und 22 sind bei Integration mit den (N-1) Integra toren 18 und 19 Gleichspannungen, deren jeweilige Größe den Phasenfehlern zwischen den einzelnen Ausgangssignalen aus den (N-1) Neben-Empfangsteilen und den kombinierten Ausgangs signalen aus N Empfangsteilen 1, 2 und 3 entspricht. Die Ausgangssignale der Integratoren 18 und 19 werden als Steuer eingangssignale an die Phasenschieber 13 und 14 angelegt. Die (N-1) Phasenschieber 13 und 14 steuern die Phase des Fre quenzreferenz-Eingangssignals aus 12 an den (N-1) Empfangs teilen 2 und 3. Die aus den Quadraturdetektoren 21 und 22, den Integratoren 18 und 19 und den Phasenschiebern 13 und 14 bestehenden Regelschleifen sind so ausgelegt, daß der Phasen fehler zwischen den Ausgangssignalen der N Empfangsteile 1, 2 und 3 beseitigt wird und die Signale phasenkohärent in den Kombinierern 15 und 16 miteinander verbunden werden können.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung, das zwei Empfangsteile aufweist und in dem von den An tennen 4 und 5 kommende HF-Signale an die Eingänge der Emp fangsteile 1 bzw. 2 angelegt werden. Die Ausgangssignale der Empfangsteile 1 und 2 werden in den Kombinierern 15 und 16 aufaddiert und dann an das SAW-Filter 17 angelegt, dessen Ausgang als Systemausgang bezeichnet wird. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal eines der Kombinierer 16 mittels eines Verzögerungsblocks 20 um 90° verzögert und dann als Eingangs signal an den Quadraturdetektor 21 angelegt. Der andere Ein gang am Quadraturdetektor 21 ist der jeweilige Ausgang aus dem Neben-Empfangsteil 2. Bei Integration mittels des Inte grators 18 ist das Ausgangssignal des Quadraturdetektors 21 eine Gleichspannung, deren Größe den Phasenfehlern zwischen dem Einzelausgangssignal des Neben-Empfangsteils 2 und den kombinierten Ausgangssignalen aus den Empfangsteilen 1 und 2 entspricht. Die Ausgangssignale des Integrators 18 werden als Steuereingangssignale an den Phasenschieber 13 angelegt. Der Phasenschieber 13 regelt die Phase des Frequenzreferenz- Eingangssignals aus 12 an das Nebenempfangsteil 2. Die aus Quadraturdetektor 21, Integrator 18 und Phasenschieber 13 bestehende Regelschleife ist so ausgelegt, daß der Phasen fehler zwischen den Ausgangssignalen der Empfangsteile 1 und 2 beseitigt wird und die Signale phasenkohärent in den Kombi nierern 15 und 16 miteinander kombiniert werden können.

Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit 2 Empfangsteilen, das mit dem System aus Fig. 4 identisch ist, allerdings mit dem Unterschied, daß der Verzögerungsblock mit Phasenverzögerung um 90° im Ausgangssignal aus dem Neben-Emp fangsteil 2 statt in dem kombinierten Ausgangssignal aus den Empfangsteilen 1 und 2 realisiert ist. Die Ausgangssignale aus den Empfangsteilen 1 und 2 werden in gleicher Weise wie bei dem System aus Fig. 4 phasenkohärent miteinander kom biniert.

Fig. 6 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Frequenz- Diversity-Systems für die Einbeziehung bei der vorliegenden Erfindung dar, bei welchem sowohl die Antenne als auch das Empfangsteil getrennt von jenen Baugruppen sind, die in dem Mehrempfangssystem verwendet werden. Dabei ist die Antenne 25 mit dem Eingang des Empfangsteils 26 verbunden, welches sei nerseits getrennt von den Diversity-Empfangsteilen abgestimmt wird, wobei das Empfangsteil 26 dem Zweck dient, wiederholt und rasch eine Abtastung durch alle empfangbaren Kanäle vor zunehmen. Das Ausgangssignal des Empfangsteils 26 wird als Eingangssignal an eine Verarbeitungsstufe 27 für ZF-Signale angelegt, deren Ausgangssignale einen Hinweis auf die Signal stärke des Eingangssignals am Empfangsteil 26 sowie ein Sig nal enthalten, welches Informationen zur Kennung des Senders enthält. Gemäß der Darstellung wird dieses Signal in Block 30 weiterverarbeitet, woraufhin das Ausgangssignal eine digi talisierte Kennungs-Information ist, das vom Mikroprozessor 31 gelesen werden kann. Das die Signalstärke angebende Aus gangssignal 27 wird so integriert und digitalisiert, daß über den Mikroprozessor 31 ein Hinweis auf die Signalstärke ablesbar ist.

Bezugszeichenliste

1

,

2

,

3

;

26

Empfangsteil (Tuner)

4

,

5

,

6

;

25

Antenne

7

,

8

,

13

,

14

Phasenschieber

9

,

10

Phasenfehlerdetektor

11

,

15

,

16

Kombinierer (Einrichtung zum Addieren)

11

a,

17

Bandpaßfilter (SAW-Filter)

12

Oszillator (Frequenzreferenz)

18, 19;

28

Integrator

20

90°-Verzögerungsblock

21

,

22

Quadraturdetektor

27

2F-Stufe bzw. deren Ausgangssignal

29

A/D-Wandler

30

Teletext-Block

31

Mikroprozessor

Claims

1. TV-Empfangsanordnung, welche umfaßt:
zwei oder mehr Antennen (4, 5, 6) zum Empfangen jewei liger RE-Signale mit einer gemeinsamen Frequenz, aber potentiell unterschiedlichen Phasen,
zwei oder mehr TV-Empfangsteile (1, 2, 3), von denen jeder mit einer mit einer gemeinsamen Referenzfrequenz (12) arbeitenden Schaltung abgestimmt ist und jeder ein eigenes Zwischenfrequenz-Ausgangssignal hat, dessen Fre quenz über den Empfangskreis bestimmt wird, wobei ein Empfangsteil in diesem System willkürlich als Bezugsemp fangsteil gewählt ist, wohingegen das bzw. die anderen Empfangsteile als Slave- bzw. Neben-Empfangsteil(e) be zeichnet ist bzw. sind,
eine Einrichtung (11, 15, 16) zum Addieren der Ausgangs signale,
eine Routine (9, 10) zum Vergleichen der Phasen zwischen dem summierten Ausgangssignal und einzelnen Ausgangssig nalen jedes Neben-Empfangsteils und zum Erzeugen separa ter Steuersignale anhand des Phasenfehlers zwischen je dem einzelnen Ausgangssignal und dem kombinierten Ausgangssignal und
eine Einrichtung (7, 8; 13, 14) zum Steuern der Signal phase jedes Neben-Empfangsteils vor der Aufaddierung.

2. Empfangsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschiebereinrichtung (7, 8; 13, 14) auf die Anlegung eines Steuersignals an sie anspricht, und daß sie des weiteren eine Steuereinrichtung (9, 10; 18, 19, 21, 22) aufweist, welche an einen Ausgang zur Erfassung eines Phasenfehlers des TV-Empfängers und an die steuerbare Phasenschiebereinrichtung angeschlossen ist, wobei die Steuereinrichtung ein Steuersignal er zeugt, welches den Phasenfehler zwischen den HF-Signalen widerspiegelt.

3. Empfangsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung folgendes umfaßt:
einen Quadraturdetektor (21, 22) zum Multiplizieren des ausgegebenen Summensignals mit dem Ausgangssignal des Neben-Empfangsteils und zum Erzeugen eines Produktsig nals am Ausgang, welches proportional zum Phasenfehler der Signale ist; und
einen an den Ausgang des Quadratur-Detektors angeschlos senen Integrator (18, 19), welcher zur Erzeugung des Steuersignals den Wechselstromanteil aus dem Produktsig nal entfernt.

4. Empfangsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem folgendes umfaßt:
eine gemeinsame PLL-Referenzfrequenz (12), die an jeder Abstimmschaltung für jedes Empfangsteil im System vorge sehen ist, und
eine Einrichtung (20) zur steuerbaren Phasenverschiebung der PLL-Referenzfrequenz für jedes Nebenempfangsteil im Ansprechen auf das Signal, das den Fehler bei der Erfas sung der Phasendifferenz repräsentiert, wodurch eine ausreichende Phasenverschiebung erzeugt wird, um den Phasenfehler zwischen den einzelnen HF-Signalen zu be seitigen.

5. Empfangsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren folgendes aufweist:
einen separaten zusätzlichen parallelen Empfänger (26) zum Empfangen eines Signals von einer separaten zusätz lichen Antenne (25), wobei der zusätzliche Empfänger da zu herangezogen wird, die Möglichkeit für Mehrfachfre quenz-Betrieb zu schaffen, und
eine Einrichtung (31) zum Abtasten aller empfangbaren Kanäle mit dem parallelen Empfänger, wobei sowohl die Signalqualität als auch die gegebenenfalls vorhandenen Programmkennungsdaten erfaßt werden.

6. Empfangsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgangssignal aus dem parallelen Empfänger (26) zur Bestimmung der Signalqualität analysiert wird, wozu eine Einrichtung (27) zum Messen der Signalstärke der Kanäle vorgesehen ist, und
wobei die Signalstärke über eine vorgegebene Zeitdauer integriert (28) wird, um kurzzeitige Schwankungen im Signalpegel zu entfernen, und die integrierte analoge Signalstärke in einen der Signalstärke entsprechenden digitalen Wert umgewandelt wird.

7. Empfangsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Identität des Senders für einen bestimmen Kanal durch eine Vorrichtung (30, 31) bestimmt wird, welche folgendes umfaßt:
eine Einrichtung (30) zum Messen und Dekodieren der in das modulierte Signal kodierten digitalen Modulations signale, wobei die Modulation Teletext oder ähnliche Textübertragungssysteme umfaßt, und
Mittel (31) zum Ermitteln der Identität des Senders an hand der demodulierten Informationen und unter Abspei cherung der Kennung zusammen mit den Meßwerten für die Signalstärke.

8. Empfangsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Abstimmen der Diversity-Empfangs teile auf eine Ausweichfrequenz mit Mitteln vorgesehen sind, welche den Einfluß der dekodierten Signale aus dem Diversity-System beseitigen oder auf ein Mindestmaß re duzieren,
wobei der Übergang in der Abstimmung insbesondere mit Hilfe von Einrichtungen zum Abstimmen der Diversity- Empfangsteile während solcher Perioden in der Modu lation, daß die Synchronisierung des empfangenen Signals nicht verlorengeht, und von Einrichtungen zum Stumm schalten des Tonausgangssignals bzw. zur Erzielung einer Abtast-Haltefunktion zur Reduzierung von Audio-Effekten beim Übergang in der Abstimmung auf ein Mindestmaß verringert ist.

9. TV-Empfangsanordnung mit mehreren Antennen, mit
einer Mehrzahl N von Antennen (4, 5, 6) zum Empfangen jeweiliger HF-Signale mit einer gemeinsamen Frequenz, jedoch potentiell verschiedener Phase, wobei N eine ganze Zahl größer als Null ist,
und einer Mehrzahl von N TV-Empfangsteilen (1, 2, 3), die an die N Antennen angeschlossen sind, wobei die Empfangsteile grundsätzlich eine PLL-Abstimmtechnik nutzen, die auf einem Vergleich mit einer Referenzfre quenz beruht, wobei die Ausgangssignale der Empfangs teile auf eine Zwischenfrequenz, die bei Realisierung des Systems bestimmt ist, eine umgesetzte Version des Eingangssignals darstellen,
einer Einrichtung (15, 16) zum Aufaddieren der Ausgangs signale und zum Zuführen des Summensignals an einen bzw. mehrere Quadratur-Detektor(en) (21, 22) vorgesehen sind,
(N-1) Quadratur-Detektoren (21, 22), die mit dem Summen signal gekoppelt und jeweils zwischen (N-1) Ausgänge der Empfangsteile und das Summensignal geschaltet sind,
(N-1) Integratoren (18, 19), die an die (N-1) Quadratur- Detektoren angeschlossen sind und (N-1) Steuersignale liefern, welche der Phasendifferenz zwischen den (N-1) Ausgangssignalen und dem Summensignal entsprechen, und
(N-1) steuerbaren Phasenschiebern (13, 14), die zwischen die (N-1) Integratoren und die Referenzfrequenz-Signale (12) für die (N-1) Empfangsteile geschaltet sind.

10. Verfahren zum Betrieb einer TV-Empfangsanordnung mit einer Mehrzahl N von Antennen (4, 5, 6), die N HF- Signale mit gemeinsamer Frequenz, aber mit potentiell verschiedener Phase empfangen, wobei N eine ganze Zahl größer als eins ist und wobei N TV-Empfangsteile (1, 2, 3) mit den Antennen verbunden sind, wobei das Verfahren zum Abgleichen aller HF-Signale folgendes umfaßt:
Ableitung von (N-1) Steuersignalen mit einer Größe abhängig von Phasenfehler zwischen den aufaddierten Ausgangssignalen aller Empfangsteile bzw. Ausgangs signalen der (N-1) Empfangsteile,
Verschiebung der Phasen der (N-1) Ausgangssignale um Beträge entsprechend der jeweiligen Größe des entspre chenden Phasenfehlers und
Aufaddieren der (N-1) phasenkorrigierten Ausgangssignale aus den (N-1) Neben-Empfängern mit einem unkorrigierten Signal aus dem Referenz-Empfangsteil, wodurch eine ko härente Summe von N Ausgangssignalen als Ausgangssignal des Systems vorliegt.

11. TV-Empfangssystem, welches aufweist:
zwei Antennen (4, 5) zum Empfangen jeweils von HF-Signa len mit einer gemeinsamen Frequenz, aber potentiell ver schiedener Phase, die als Eingangssignale an zwei TV- Empfangsteile (1, 2) mit gemeinsamer Abstimm-Referenz frequenz angelegt sind,
eine Phasenschieber-Einrichtung (13) zur Phasenver schiebung der Abstimm-Referenzfrequenz des ersten als Slave-Empfangsteil bezeichneten Empfangsteils an die Abstimm-Referenzfrequenz des zweiten, als Referenz- Empfangsteil bezeichneten Empfangsteils um einen Betrag, der ausreicht, um Phasenfehler zwischen den beiden Eingangssignalen der Empfangsteile zu korrigieren,
eine Einrichtung (15, 16, 20) zum Aufaddieren der Aus gangssignale der Empfangsteile und zum Verzögern des Summensignals um einen Betrag, der einer Phasenver schiebung um 90 äquivalent ist,
eine Einrichtung (21) zur Quadratur-Erkennung, wodurch das verzögerte Additionssignal und das Ausgangssignal des Slave-Empfangsteils multipliziert werden, wobei das Signal an einem Ausgang abhängig von der Phasenver schiebung zwischen Eingangssignalen an den Empfangstei len ist,
eine Einrichtung (18) zur Integration, die an den Aus gang des Quadratur-Detektors angeschlossen ist und den Wechselstromanteil aus dem Produktsignal zur Erzeugung des Steuersignals entfernt,
wobei das Steuersignal an die Phasenschieber-Einrichtung in der Art einer Regelschleife so angelegt ist, daß das angelegte Steuersignal die Phase des Ausgangssignals des Slave-Empfangsteils mit Hilfe der Phasenverschiebung der Abstimm-Referenzfrequenz für das Slave-Empfangsteil in der Weise einstellt, daß die Ausgangssignale aus beiden Empfangsteilen kohärent aufaddiert werden.

12. TV-Empfangssystem nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine dritte Antenne (25), die an ein drittes Empfangs teil (26) angeschlossen ist, wobei die Abstimmsteuerung des dritten Empfangsteils von der Abstimmsteuerung der Diversity-Empfangsteile (1, 2) getrennt ist,
eine Einrichtung (30) zum Bestimmen von Ausweichfre quenzen, welche für einen mit der augenblicklich emp fangenen Frequenz identischen Programmempfang sorgen, mit Hilfe des dritten Empfangsteils, wobei die Kennung des Programms durch Demodulieren kodierter Informationen erzielt wird, welche insbesondere Teletext-Informationen enthalten,
eine Einrichtung (27) zum Ermitteln der Signalstärke des Senders der Ausweichfrequenz und zum Integrieren der Signalstärke über einen Zeitraum, der zur Beseitigung zufällig auftretender Signalschwankungen erforderlich ist,
Mittel (29) zum Digitalisieren der Information über die Signalstärke und zum Abspeichern der Information zu sammen mit einer entsprechenden Information über Aus weichfrequenzen,
Mittel (31) zum Vergleichen der Signalstärke des augen blicklich empfangenen Signals mit dem Signal auf der Ausweichfrequenz und
eine Einrichtung (31) zum Abstimmen der Diversity-Emp fangsteile auf die ausgewählte Ausweichfrequenz, wenn der Übergang auf die Ausweichfrequenz einen besseren Empfang erbringt, während die negativen Auswirkungen des Empfangs während des Übergangs in der Abstimmung auf ein Mindestmaß reduziert werden.