DE2355206A1

DE2355206A1 - Anordnung zur konstanthaltung der uebertragungszeit von signalen zwischen einer bodenstation und einem nachrichtensatelliten

Info

Publication number: DE2355206A1
Application number: DE19732355206
Authority: DE
Inventors: Cleatus Ray Sensney
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1972-11-08
Filing date: 1973-11-05
Publication date: 1974-05-16
Also published as: US3824340A; BE807043A; ES420377A1; GB1443805A; IT999163B; BR7308745D0; NL7315165A; AU6211673A

Description

Patentanwalt - :. .

Dipl.-Phys. Leo Thul

Stuttgart -

CR. Sensney - 2

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Anordnung zur Konstanthaltung der Übertragungszeit von Signalen zwischen einer Bodenstation und einem Nachrichtensatelliten.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Konstanthaltung der Übertragungszeit von Signalen zwischen einer Bodenstation und einem Nachrichtensatelliten, = .

Ein synchron, umlaufender Nachrichtensatellit ändert seine festgelegte Position bezüglich eines Punktes auf der Erde im 24 Stunden-Zyklus. Im wesentlichen beschreibt der Satellit dabei eine Bahn, die einer Acht entspricht. Dadurch wird der Abstand zwischen dem Satelliten und einer Bodenstation zeitabhängig. .

Betrachtet man.mehrere Bodenstationen, die räumlich voneinander getrennt sind und über diesen Satelliten miteinander in Verbindung stehen,so ergeben sich für jede Bodenstation unterschiedliche, zeitabhängige Werte für den Abstand und damit auch für die Übertragungszeiten der zu übermittelnden Signale. Die Übertragungszeit für jede Bodenstation setzt sich aus

24.10.1973
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einer konstanten Übertragungszeit T und einer zeitabhängigen Übertragungszeit Dt zusammen, wobei diese Werte im allgemeinen für jede Bodenstation unterschiedlich sind.

Im einzelnen geht es bei der vorliegenden Erfindung um folgende Situation:

Zwei Bodenstationen übertragen über einen gemeinsamen Nachrichtensatelliten Farbfernsehsignale gleichzeitig zu einem Fernsehstudio. Dieses Fernsehstudio ist in der Lage, zwischen diesen beiden, von dem Satelliten empfangenen Programmen umzuschalten und eines dieser Programme auszusenden. Um eine einwandfreie Umschaltung zu gewährleisten (ohne Bildstörungen und Farbverzerrungen) , ist es notwendig, daß die Videosignale, die Synchronisierimpulse und die Farbhilfsträger jeder der beiden Programme im Fernsehstudio mit gleicherPhase ankommen. Zur Zeit wird dieses Synchronisationsproblem auf verschiedene Arten bewältigt.

Eine Möglichkeit ist, die Verwendung von Standardfrequenzen in allen Bodenstationen. Der übliche Ablauf einer Prozedur zur Sicherstellung des phasengleichen Eintreffens der entsprechenden Signale besteht dann darin, daß im Fernsehstudio die Phasendifferenz zwischen den beiden empfangenen Programmen gemessen wird und daß man sich mit dem zuständigen Ingenieur in einer der Bodenstationen telefonisch in Verbindung setzt, der dann die Standardfrequenz seiner Bodenstation entsprechend so lange ändert, bis die Signale in Phase sind. Auf diese Art und Weise können zeitunabhängige Übertragungszeitunterschiede ausgeglichen werden.

Außerdem werden die Synchronisierimpulse von der Farbhilfsträgerfrequenz (z.B. 3,58 MHz) abgeleitet, die ihrerseits

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aus der Standardfrequenz erzeugt wird. Daraus folgt, daß die Synchronisierimpulse der beiden Programme automatisch in Phase sind, wenn die Farbhilfsträgersignale in Phase sind.

Ein Nachteil dieser Methode sind die manuellen Einstellungen der Standardfrequenz in zumindest einer der Bodenstationen und die erforderlichen Telefonleitungen zwischen den Bodenstationen und dem Fernsehstudio.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen phasengleichen Empfang der beiden Programme sicherzustellen, ohne die oben erwähnten Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Die Erfindung, löst diese Aufgabe dadurch, daß in den zu übertragenden Signalen eine Signalkomponente mit fester Bezugsfrequenz enthalten ist, daß zur über tragung dieser Signale von einer Signalquelle zu einem Sender in der Bodenstation die Signalqueile, ein erster Richtungskoppler, ein Multiplexer, eine steuerbare Verzögerungsschaltung, ein zweiter Richtungskoppler, ein Tiefpaß und der Sender in dieser Reihenfolge hintereinander geschaltet sind, daß in der Bodenstation ein Empfänger vorgesehen ist, der die vom Satelliten wieder zurückgestrahlten Signale der Bodenstation empfängt, daß am Empfänger und am ersten Richtungskoppler je ein Filter angeschlossen ist, das nur die Bezugsfrequenzen der noch zu übertragenden (primären) und der wieder zurückgestrahlten (sekundären) Signale durchläßt, daß hinter diese Filter je eine Mischstufe geschaltet ist, die mit Hilfe eines Oszillators die Bezugsfrequenzen der primären und der sekundären Signale in eine Frequenz transformiert, die über dem Frequenzbereich der Signale liegt, daß die transformierte Bezugsfrequenz der primären Signale direkt am.ersten Eingang einer Phasenvergleichsschaltung anliegt, daß die transformierte

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Bezugsfrequenz der sekundären Signale über den Multiplexer, die Verzögerungsschaltung, den zweiten Richtungskoppler und ein Filter, das nur diese transformierte Bezugsfrequenz durchläßt, am zweiten Eingang der Phasenvergleichsschaltung anliegt und daß die Phasenvergleichsschaltung über einen Tiefpaß mit dem Steuereingang der Verzögerungsschaltung verbunden ist und die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung derart einregelt, daß zwischen den transformierten Bezugsfrequenzen der primären und der sekundären Signale eine feste Phasenbeziehung bestehen bleibt.

Anhand der Figur wird die Erfindung nun näher e&äutert. Die Figur zeigt eine Bodenstation 2 und den Satelliten 3, wobei die Bodenstation 2 folgende Schaltungsteile enthält s

- eine steuerbare Verzögerungsscheltung 1,

- einen Sender 4 zur Weiterleitung des Programms an den Satelliten 3,

- einen Empfänger 5, der das gesendete Programm vom Satelliten zurückerhält,

- eine Signalquelle 6, die das mit dem Farbhilfsträger und den Synchronisiersignalen versehene frequenzstabilisierte Videosignal erzeugt,

- einen ersten Richtungskoppler 7, der aus dem Videosignal den Farbhilfsträger abspalten kann,

- einen Multiplexer 8, der ein Signal dem Videosignal hinzufügen kann,

- einen zweiten Richtungskoppler 9,

- Tiefpässe 10 und 18,

- Filter 11, 14 und 16,

- Mischstufen 12 und 17,

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- einen Oszillator 13 und

- eine Phasenvergleichsschaltung 15.

Die erfindungsgemäße Bodenstation arbeitet wie folgt;

Das Videosignal gelangt von der Signalquelle 6 über den ersten Richtungskoppler 7, den Multiplexer 8, die Verzöger üngsschaltung 1, den zweiten Richtungskoppler 9 und den Tiefpaß 10 zum Sender 4. Von dort aus gelangt es zum Satelliten 3, der durch entsprechende Einrichtungen die erhaltenen Signale sowohl zum (nicht dargestellten) Fernsehstudio als auch zurück zur Bodenstation 2 weitergibt. In der Bodenstation 2 werden die "reflektierten" Signale vom Empfänger 5 auf genommen..

Für den Weg zum Satelliten benötigen die Signale dabei die Zeit t=td + T + Dt, wobei td die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 1 ist, T diejenige (konstante) Zeit ist, die die Signale brauchen würden, wenn der Satellit genau auf seiner festgelegten Position wäre, und Dt diejenige Zeitkorrektur ist, die aus der wirklichen Position des Satelliten resultiert.

Die Zeiten td und Dt ändern sich im Laufe der Zeit und müssen konstant gehalten werden (z.B. td + Dt = 130 yusec) . Daraus folgt dann, daß auch die Zeit t für jede Bodenstation konstant ist (u.B. 14O.OOOyusec). Dies wird bewirkt durch die Verzögerungsschaltung 1: deren Verzögerungszeit td wird entsprechend der aus der Bewegung des Satelliten resultierenden veränderlichen Zeitkorrektur Dt und der jeweiligen Zeit T derart festgelegt, daß td + T + Dt = konstant für die beiden Bodenstationen. Dazu dient eine Regelspannung, die in einer

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phasenempfindlichen Anordnung innerhalb jeder Bodenstelle erzeugt wird.

Im folgenden wird nun am Beispiel der Bodenstelle 2 erläutert, wie diese Regelspannung zustandekomrat. Die Erfindung geht dabei davon aus, daß der Farbhilfsträger aus einer Standardfrequenz abgeleitet wird.

Das Ausgangssignal des Empfängers 5 wird durch das Filter derart beeinflußt, daß nur die Farbhllfsträgerfrequenz (z.B. 3.58 MHz) durchgelassen wird. Diese Frequenz wird der Mischstufe 12 zugeleitet,die andererseits vom Oszillator 13 eine andere Frequenz (z.B. 12.58 MHz) erhält. Die Mischstufe 12 transformiert die Farbhilfsträgerfrequenz in eine Frequenz, die oberhalb der Frequenz des Videosignals liegt (z.B. 9.00 MHz), indem sie z.B. so ausgelegt ist, daß sie die Differenz der Färbträgerfrequenz und der Oszillatorfrequenz erzeugt. Diese Frequenz wird dem Multiplexer 8 zugeleitet und gemeinsam mit dem Videosignal wiederum über die Verzögerungsschaltung 1 geleitet. Hinter der Verzögerungsschaltung 1 wird diese Frequenz vom zweiten Richtungskoppler 9 abgetrennt und dem Filter 14 zugeführt, der nur diese Frequenz durchläßt. Danach gelangt diese Frequenz zur Phasenvergleichsschaltung 15. Diese Phasenvergleichsschaltung 15 erhält ihr Referenzsignal auf folgende Weises

vom ersten Richtungskoppler 7 wird über das Filter 16 die Farbhilfsträgerfrequenz ausgekoppelt und der Mischstufe zugeführt, die daraus dieselbe höhere Frequenz (9.00 MHz) erzeugt wie die Mischstufe 12. Diese Frequenz bildet das Referenzsignal der Phasenvergleichsschaltung 15.

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Die transformierten beiden Farbhilfsträgerfrequenze.n, die ursprüngliche (primäre) und die wiederempfangene (sekundäre) werden in der Phasenvergleichsschaltung 15 hinsichtlich
ihrer Phasenlage verglichen und proportional zur Phasendifferenz wird'eine Regelspannung erzeugt, die über, den
Tiefpaß 18 dem Steuereingang der Verzögerungsschaltung 1 zugeführt wird und die Verzögerungsschaltung 1 derart einregelt, daß z.B. eine 9O°-Phasenbeziehung zwischen den beiden tranformierten Farbhilfsträgerfrequenzen aufrechterhalten wird. Damit wird die veränderliche Übertragungszeit zum Satelliten 3 ausgeglichen. .'..-,

Wird die erfindungsgemäße Anordnung in jeder Bodenstation verwendet, die über einen gemeinsamen Satelliten zu einem gemeinsamen Fernsehstudio Programme ausstrahlen, so wird für jede Bödenstation ein automatischer Laufzeitausgleich durchgeführt, so daß die effektiven Laufzeiten (t=td+T+Dt) für die beiden Videosignale gleich sind. Damit ist es möglich geworden, daß die beiden Videosignale phasenrichtig im gemeinsamen Fernsehstudio eintreffen. -

Claims

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Patentanprüche

Anordnung zur Konstanthaltung der Übertragungszeit von Signalen zwischen einer Bodenstation und einem Nachrichtensatelliten, dadurch gekennzeichnet, daß in den zu übertragenden Signalen eine Signalkomponente mit fester Bezugsfrequenz enthalten ist, daß zur übertragung dieser Signale von einer Signalquelle (6) zu einem Sender (4) in der Bodenstation (2) die Signalquelle (6), ein erster Richtungskoppler (7), ein Multiplexer (8), eine steuerbare Verzögerungsschaltung (1), ein zweiter Richtungskoppler (9), ein Tiefpaß (10) und der Sender (4) in dieser Reihenfolge hintereinandergeschaltet sind, daß in der Bodensation ein Empfänger (5) vorgesehen ist, der die vom Satelliten (3) wieder zurückgestrahlten Signale der Bodenstation (2) empfängt, daß am Empfänger (5) und am ersten Richtungskoppler (7) je ein Filter (11, 16) angeschlossen ist, das nur die Bezugsfrequenzen der noch zu übertragenden (primären) und der wieder zurückgestrahlten (sekundären) Signale durchläßt, daß hinter diese Filter (11, 16) je eine Mischstufe (12, 17) geschaltet ist, die mit Hilfe eines Oszillators (13) die Bezugsfrequenzen der primären und der sekundären Signale in eine Frequenz transformiert, die über dem Frequenzbereich der Signale liegt, daß die transformierte Bezugsfrequenz der primären Signale direkt am ersten Eingang einer Phasenvergleichsschaltung (15) anliegt, daß die transformierte Bezugsfrequenz der sekundären Signale über den Multiplexer (8), die Verzögerungsschaltung (1), den zweiten Richtungskoppler (9) und ein Filter (14), das nur diese transformierte Bezugsfrequenz durchläßt, am zweiten Eingang der PhasenvergleichsschäLtung (15) anliegt und daß die Phasenvergleichsschaltung (15) über einen Tiefpaß (18) mit dem Steuer-

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eingang der Verzagerungsschaltung (ι) verbunden ist ijnjcl.die Verzögerungszeit (td) der Verzögerungsschaltung (1) derart einregelt, daß zwischen den transformierten Bezugsfrequenzen der primären und der sekundären Signale eine feste Phasen-Beziehung bestehen bleibt, ,, ; "-»-".

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