DE2130789A1

DE2130789A1 - Verfahren zum Richten einer Antenne auf einen Empfaenger entsprechend einer Hauptrichtung

Info

Publication number: DE2130789A1
Application number: DE19712130789
Authority: DE
Inventors: Cayzac Jacques Claude
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-06-23
Filing date: 1971-06-22
Publication date: 1971-12-30
Also published as: GB1356202A; FR2092827A1; US3997901A; FR2092827B1

Description

N.V. Philips¹ Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Niederlande

Verfahren zum Richten einer Antenne auf einen Empfänger entsprechend einer Hauptrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Richten einer Antenne, die von einem Sender herrührende Information und Hilfssignale aussendet, entsprechend einer Hauptrichtung auf einen Empfänger, in.dem durch das Vergleichen zweier von der Antenne herrührender Signale ein Pehlsignal erhalten wird, wobei diese Signale entsprechend Richtungen ausgesendet werden, die gegenüber der Hauptrichtung symmetrisch sind.

Eine derartige Einrichtung ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, als Ausstattung von Fernsehübertragungswagen bestimmt, wobei eine oder mehrere mobile Kameras mit einer Relaisstelle drahtlos verbunden sind, die auf einen Wagen montiert sind, von dem aus das Senden der von der Kamera empfangenen Signale zur Antenne der aussendenden Station erfolgt. Im Folgenden sei unter Sender der mobile Punkt der Verbindung (Kamera) und unter Empfänger der feste oder semi-feste Punkt (Wagen) verstanden. Wenn ein Übertragungsweg dieser Art in einem Gebiet aufgebaut ist, das Hindernisse enthält, v/erden die Reflexionen des drahtlosen.Signals gegen diese Hindernisse in Störungen des empfangenen Signals umgesetzt.

Die Folgen der unerwünschten Reflexionen können beträchtlich verringert werden, wenn gerichtete Antennen und eine Steueranordnung für die erwähnten Antennen verwendet werden, wobei die

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Sende- unddie Empfangsantenne unabhängig von dem Standort des Senders stets aufeinander gerichtet sind.

in
Eine derartige Anordnung ist/der französischen Patentschrift 1 46]5 116 beschrieben, wobei der bewegliche Sender einen Winkelmodulator zum Niederfrequenzmodulieren der Hauptschleife der Sendeantenne enthält und die erwähnte Modulation nach dem Empfang und nach der Amplitudenfeststellung des Hochfrequenzsignals durch ein Filter hindurchgeht, das auf die Grundfrequenz abgestimmt ist und wobei die Phase des Ausgangssignals des Filters in einem Phasendiskriminator mit der Phase eines Bezugsignals verglichen wird, wobei die Ausgangsspannung dieses Diskriminator die Pehlspannung bildet, die zu dem Verstärker der erwähnten Steueranordnung geschickt wird.

Diese Anordnung bietet, obwohl sie ein Schwarz-Weiß-Fernsehsignal auf befriedigende Weise überträgt, einen unzureichenden Schutz gegen Echos bei der Übertragung von Parbfernsehsignalen. Diese Anordnung vergrößert nämlich den Winkel, in dem Echos auftreten können und dadurch entsteht eine parasitäre Frequenzmodulation mit einer Frequenz, die gleich der Winkelmodulation des Strahles ist,und diese Modulation ruft veränderbare Reflexionen hervor. Aus praktischen Gründen darf die Sendeantenne nur wenig Platz beanspruchen, und für Trägerfrequenzen von 1 bis 2 GHz, die sich besonders für diese Art von Verbindungen eignen, darf die gesamte Richtungsänderung beim Bewegen der verwendeten Antennen 20° nicht überschreiten.

Die Erfindung verwendet eine notwendige Verbindung zwischen dem Wagen und dem Kameramann, die mit einer kleinen Informationskapazität das jeweilige Zurücksenden der erforderlichen

Information zum Steuern der Sendeantenne ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren zum Richten einer Antenne der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Informationssignale entsprechend der Hauptrichtung ausge sendet werden und daß das Fehlsignal von den beiden Hilfssignalen

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abgeleitet wird. Im Falle der Übertragung von Fernsehsignalen ist das Signal beispielsweise aus Synchronisationssignalen und dem sogenannten Bildsignal zusammengesetzt. In einem vollständigen Fernsehsignal enthalten gewisse Signale, wie beispielsweise die ersten beiden Zeilen nach dem Hinter-ftlättungsinterva11 jedes Halbbildes, keine Bildinformation. Es ist möglich, zwei dieser Zeilen zum Senden der hiernach zu erwähnenden Hilfsinformation zu verwenden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Messung des Fehlers dadurch erhalten, daß von zwei Zeilensignalen ausgegangen wird, die während der Rücklaufperiode des Teilbildes gewählt werden.

In einer Antenne mit Kreispolarisation kann der .auszusendende Strahl dadurch erhalten werden, daß von zwei kreispolarisierten strahlenden Elementen ausgegangen wird. Unter diesen Bedingungen ist die Richtung der Hauptschleife eine Funktion der Phasen untereinander, worin die strahlenden Elemente erregt werden, so daß die Winkelmodulation der Hauptschleife mit Hilfe von an sich bekannten Mittel_n durch die Einführung einstellbarer Verzögerungen in den Zuführungswegen der Signale zu den strahlenden Elementen sehr einfach verwirklicht werden kann.

Dies kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, daß in diese Wege ein Ferrit enthaltender Phasenschieber aufgenommen wird, der die einstellbaren Zeilenlängen darstellt.

Gemäß der Erfindung ist die Meßzeit des Fehlers, die kürzer ist als eine halbe Millisekunde, kleiner als die Dauer der Fadings.

Die Fehlinformation wird im Rhythmus des Teilbildes stets erneut betrachtet, was entsprechend der europäischen Norm alle 1/50 Sekunde ist. Diese Zeit ist kürzer als die Reaktionszeit des Richtmechanismus der Antenne.

Die Erfindungwird nunmehr anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

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"Es zeigen

Fig. 1 die Schaltung der Keulen,

Fig. 2 die durch den Empfänger empfangenen Signale während zweier Zeilen des Rücklaufbildes in Abhängigkeit von der Lage der Keulen,

Fig. J die Feldstärke, empfangen durch den Empfänger, für eine

Welle mit konstant ausgesendeter Amplitude (beispieis-. weise bei Frequenzmodulation),

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung zur Feststellung der Richtungsabweichung,

Fig. 5 äie Signale, die an verschiedenen Punkten in der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 auftreten können,

Fig. 6 ein weiteres Beispiel einer Schaltungsanordnung für eine Übertragung mit Frequenzmodulation.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung der Keule ist allgemein bekannt. Erfindungsgemäß wird vorzugsweise eine kreispolarisierte Antenne mit einem öffnungswinkel von 20° verwendet, die aus zwei strahlenden Elementen zusammengesetzt ist, die durch eine Anordnung erregt werden, Vielehe es ermöglicht, daß sich die Erregungsphasen der strahlenden Elemente ändert. Die Änderung der Erregungsphase bestimmt den Winkel, in dem der Strahl ausgesendet wird. Dieser Strahl nimmt während der Dauer eines Teilbildrasters die Richtung 2 ein, die hier die Hauptrichtung genannt wird. Die Richtung 1 ist eine Richtung, die beispielsweise um +10 verschoben ist, und die Richtung J> ist eine, die beispielsweise um -10° gegenüber der Hauptrichtung verschoben ist.

Während einer Zeile des Bildrücklaufs sendet die Antenne entsprechend der Richtung 1 und danach während der Dauer der folgenden Zeile des Bildrücklaufs entsprechend der Richtung 3.

Dieses Schalten der Keule kann durch elektronische Modulatoren verwirklicht werden, die ein sehr schnelles Schalten der Richtung des Strahles gewähren.

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Einer der wichtigsten Vorteile der Erfindung ist der, daß die Antenne während des Sendens des nützlichen Pernsehsignals richtig gerichtet ist.

Fig. 2 zeigt im oberen Teil die Synchronisationssignale des Pernsehsignals, wobei die Nummerbezeichnung der Zeilensignale der Richtung der Antenne entspricht, die im unteren Teil der Figur dargestellt ist.

Fig. J5 zeigt die empfangenen Signale für die drei möglichen Richtungen für eine ausgesendete Welle mit konstanter Amplitude.

In a ist die Richtungsabweichung negativ. Das empfangene Signal hat einen niedrigeren Pegel im absoluten Wert empfangen, wenn der Strahl die Richtung 1 besitzt, als wenn er die Richtung 3 besitzt. In b ist der Fehler Null und dann ist die Dämpfung des Signals während einer Zeilen-zeit für die beiden symmetrischen Positionen gleich. In c ist der Fehler positiv und dann liegt die Situation zu der in a dargestellten vor.

Die Bestimmung des Sinnes und der Größe des Fehlers kann auf dieselbe Art und Weise erhalten werden, wie sie in der französischen Patentschrift 1 k6~5 116 beschrieben ist. Wenn ein amplitudenmoduliertes Signal gesendet wird, ist es erforderlich, einen Erkennungskreis für die beiden verwendeten Zeilen zum Messen der Richtungsabweichung zu verwenden, der durch die Synchronisationssignale gesteuert wird.

Wenn ein frequenzmoduliertes Fernsehsignal gesendet wird, ist grundsätzlich keine einzige Videoerkennung erforderlich, weil das ausgesendete Hochfrequenz-Signal während des Teilbildes eine konstante Amplitude aufweist. Es wird ein Impuls empfangen, dessen Länge einer Dauer von 20 Millisekunden inder Richtung 2 entspricht, gefolgt durch zwei kurze Impulse 1 und 3 mit einer .etwas kürzeren Dauer als 64yu Sekunden.

Der in Fig. 4 dargestellte Kreis ist zum Empfang eines amplituden-

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oder frequenzmodülierten Signals geeignet. Die an verschiedenen Punkten in diesem Kreis auftretenden Signale sind in Fig. 5 dargestellt. Ist die Amplitude nicht konstant, so kann der Pegel des Signals die Richtungsabweichung nicht ohne besondere Maßnahmen kennzeichnen. Die beiden monostabilen Flipflop-Schaltungen 52 und 53 entsperren zwei Diodenbrücken 57 und 58, die das Hindurchgehen eines Meßsignals ermöglichen. Dieses Meßsignal wird direkt an dem Ausgang des Videoverstärkers 50 abgenommen. Dazu wird während des Sendens zweier schwarzer Zeilen des Rücklaufbildes künstlich ein konstanter Graupegel eingeführt, der als Funktion der Richtungsabweichung eine veränderliche Amplitude erhält, die in verschiedene, den Kondensatoren 5^ und 55 zugeführte Spannungen umgesetzt wird. Genaugenommen sind die Spannungen gleich, wenn die Richtungsabweichung Null ist: Dies ist der Zweck der Anordnung. Um die Brücken 57 und 58 im richtigen Moment zu öffnen, wird das Triggern der monostabilen Flipflop-Schaltungen durch zwei Triggerimpulse 51 a und 51 b gesteuert, die von einer Stufe 51 herrühren, deren Eingang mit dem Ausgang des Videoverstärkers 50 verbunden ist. Die Stufe 51 ist eine Zählanordnung, die einen Impuls beim Auftreten des η-ten Zeilenimpulses des Rücklaufbildes, und einen zweiten Impuls beim (n+l)ten Zeilenimpuls liefert. Die Wahl zweier aufeinanderfolgender Zeilen ist beliebig unter der Bedingung, daß diese Zeilen nicht besetzt sind. Die Zeilenimpulse werden nach den Hinter-Glättungsimpulsen gezählt.

Wenn das Signal frequenzmoduliert ist, kann die in Fig. 6 dargestelle Schaltung angewendet werden. Sie weist den Vorteil auf, ' daß kein Kreis zum Rückgewinnen der Synchronisation in Anspruch genommen zu werden braucht, der an sich zwar bekannt, aber verhältnismäßig kompliziert ist.

-Das frequenzmodulierte Signal wird in 41 hinsichtlich der Amplitude erkannt, bevor es im Zwischenfrequenzkreis begrenzt wird. Die Flanken, die den Änderungen der Amplitude entsprechen, hervorgerufen durch die Richtungsabweichung der Antennen, werden

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in dem Differentiator 42 in eine Reihe von vier Impulsen umgewandelt, die abwechselnd negativ und positiv sind. Die Polaritäten dieser Impulse können übrigens für die wichtigsten Richtungsabweichungen entgegengesetzt sein, wobei das empfangene Signal einer Keule 1 oder 3 größer als das in Richtung 2 empfangene Signal ist.

.Der Impulsselektor 43 gibt die Impulse 1 und 3 getrennt ab, die zur Steuerung des Einsteilens der monostabilen Flipflop-Schaltungen 45 und 46 dienen, deren eingestellter Zustand etwas kürzer als eine Zeilenzeit ist. Das durch jede der beiden monostabilen Flipflop-Schaltungen gelieferte Signal wird dem Eingangder Paraphasenverstarker 37 und 38 zugeführt, die während der Wirkungszeit der -monostabilen Flipflop-Schaltungen zwei symmetrische Signale abgeben, die die Brücken 47 und 48 leitend halten, was die Zufuhr des von 4l herrührenden entsprechenden Signals über die dazwischenliegende Leitung 36 ermöglicht, welches Signal wie vorstehend beschrieben behandelt wird. Das durch den Impulsselektor abgegebene Signal muß unter normalen Umständen aus den vier Impulsen zusammengesetzt sein, und der Selektor muß für die beiden Polaritäten der Impulse empfindlich sein. Diese Selektionsschaltung muß nach vier Impulsen nach Null zurückkehren. Zu diesem Zweck ist eine Null-Rückstellanordnung vorgesehen, die aus einer monostabilen Flipflop-Schaltung 35 besteht, deren Rückkehrzeit in die Anfangsstellung ungefähr die Dauer zweier Zeilenzeiten beträgt. Im Falle einer fehlerhaften Information oder einer zeitweiligen Ermangelung von Information wird der Selektor somit automatisch auf Null geschaltet.

Um die Gewähr einer größeren Unempfindlichkeit gegen etwaige Streuimpulse zu haben, sichert eine monostabile Flipflop-Schaltung das Verbot des Selektors nach jeder Information während eines Zeitverlaufes, der etwas kürzer ist als eine Teilbildzeit. Die Anordnung des Senders für die Fehlinformation, die in Form einer Gleichspannung auftritt, ist nicht beschrieben.

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Es versteht sich, daß die sich auf die Richtungsabweichung beziehende Information zu einem mechanischen Ganzen gesendet werden muß, die dieses letztere verringern oder ausgleichen kann. Das' Übertragen der Information, die die Richtungsabweichung enthält, kann vorteilhaft durch die Verwendung des aus an sich bekannten Mitteln aufgebauten Weges ausgeführt werden,· welcher Weg den Kameramann mit der im Wagen vorgesehenen Regiestelle verbindet.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1,1 Verfahren zum Richten einer Antenne, die von einem Sender herrührende Informations- und Hilfssignale aussendet, entsprechend einer Hauptrichtung auf einen Empfänger, in dem durch das Vergleichen zweier von der Antenne herrührender Signale ein Fehlsignal erhalten wird, wobei diese Signale • entsprechend Richtungen ausgesendet werden, die gegenüber der Hauptrichtung symmetrisch sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationssignale entsprechend der Hauptrichtung ausgesendet werden und daß das Fehlsignal aus den beiden HilfsSignalen abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zum Erregen des Fehlsignals dienenden Hilfssignale aufeinanderfolgen.

3. Anordnung zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne zwei kreispolarisierte strahlende Elemente enthält und daß durch die erwähnten Hilfssignale gesteuerte Phasendreher zwischen dem Sender und jedem der strahlenden Elemente vorgesehen sind.

4. Anordnung für die Anwendung des Verfahrens nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Hilfssignale den Klemmen zweier Kondensatoren zugeführt werden, die parallel an einen Differenzverstärker angeschlossen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwendung der erwähnten Signale mit Hilfe zweier Diodenbrücken erreicht wird, die während der Dauer des Signals durch die beiden Hilfssignale entsperrt werden.

6. Anordnung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Sperren und Entsperren der Diodenbrücken durch zwischengeschaltete monoßtabile Flipflop-Schaltungen erreicht wird,

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die durch eine ein Synchronisationssignal regenerierende Zählanordnung gesteuert wird.

7ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auszusendende Signal ein Fernsehsignal ist, wobei die Richtungsabweichungsinformation der Antenne durch zwei aufeinanderfolgende Zeilensignale getragen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel der beiden angedeuteten Zeilen einen beliebigen bestimmten Wert aufweist.

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