DE2355896A1

DE2355896A1 - RECEPTION DEVICE

Info

Publication number: DE2355896A1
Application number: DE19732355896
Authority: DE
Inventors: Hidemitsu Dipl Ing Komizo; Osamu Dipl Ing Ouchida; Toshio Dipl Ing Oya
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1972-11-08
Filing date: 1973-11-08
Publication date: 1974-05-22
Also published as: JPS4969214A; DE2355896B2

Description

Empfangseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Empfangseinrichtung, bei welcher ein durch einen Hohlraumresonator mit hohem Q-Faktor gesteuerter Festkörperoszillator mit hohem Q-Faktor stabilisiert wird, indem er als Quelle der lokalen Oszillation verwendet wird, und ein zwischenfrequenter Ausgang vorgesehen wird.Receiving device The invention relates to a receiving device, in which a solid state oscillator controlled by a high Q-factor cavity resonator with high Q factor is stabilized by acting as the source of local oscillation is used and an intermediate frequency output is provided.

Es sind Oszillatoren mit niedrigem Q-Faktor bekannt, bei welchen ein Festkörperoszillatorelement, wie z.B. eine Gun-Diode, eine IMPATT-Diode usw. einem Hohlraumresonator mit hohem Q-Faktor hinzugefügt und die Oszillationswirkung stabelisiert wird. Durch Hinzuführung des Hohlraumresonators mit hohem Q-Faktor wird die Stabilisierung der Oszillatorfrequenz erreicht und zugleich auch die Unterdrückung der Geräusche n der Nähe der Trägerfrequenz bewirkt, so daß ein solcher Festkörperoszillator als Quelle der lokalen Oszillation in FM-oder PCM-Funknetzen verwendet werden kann und als neue billige oszillationsquelle mit hoher Zuverlässigkeit, die an Stelle von bisher verwendeten Klystronen und Frequenzvervielfachern tritt, bemerkenswert ist. edoch ist der Effekt der Geräuschunterdrückung des Festkörperoszillators, bei dem ein solches Stabilisierungsverfahren angewendet ist, nur auf die Frequenzen nahe der Trägerfrequenz beschränkt und bei den von der Drägerfrequenz weit entfernten Frequenzen, d.h. "off carriers' sind die Geräusche nach wie vor vorhanden, so daß dann, wenn dieser Oszillator z.B.-als Quelle der zu empfangenden lokalen Oszillation verwendet wird, die Verschlechterung des Geräusch faktors des Empfangsmischers vermieden werdenm'uß, indem ein Bandpaßfilter BPF mit entsprechendem Q-Faktor über einen Isolator usw. an die Ausgangsseite des Oszillators geschaltet wird und die Geräusche außerhalb des Bandes unterdrückt werden.There are known low Q oscillators in which a Solid-state oscillator element such as a gun diode, an IMPATT diode, etc. Added high Q-factor cavity resonator and stabilized the oscillation effect will. By adding the high Q-factor cavity resonator, the stabilization the oscillator frequency and at the same time the suppression of the noise n near the carrier frequency causes such a solid-state oscillator as Source of local oscillation can be used in FM or PCM radio networks and as a new cheap oscillation source with high reliability that replaces Klystrons and frequency multipliers used so far occurs, is noteworthy. However, the solid-state oscillator noise-canceling effect is where such a stabilization method is applied only to the frequencies close the carrier frequency is limited and at those far removed from the Dräger frequency Frequencies, i.e. "off carriers", the noises are still present, so that then, if this oscillator is used e.g. as the source of the local oscillation to be received is used, the deterioration of the noise factor of the receiving mixer is avoided must be done by placing a bandpass filter BPF with a corresponding Q factor over a insulator etc. is switched to the output side of the oscillator and the noises outside of the band can be suppressed.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bekannten Mehrfachfunkempfangseinrichtung für den Fall, daß ein üblicher hohlraumgesteuerter Festkörperoszillator als Ortsgenerator verwendet wird. Die Empfangsignalwelle fs, die von einer Antenne über eine Weiche geführt wird, wird von einer Klemme 10 über einen lirkulator 4 mit einem reflexionsfreien Abschlußgerät 14, das dazu dient, diesen Zirkulator als Isolator wirken zu lassen, einem Bandpaßfilter 7, in dessen Durchlaßbereich die Empfangssignalfrequenz liegt, zugeführt und dann über den mit Pfeil dargestellten Weg eines weiteren Zirkulators 3 auf einen Frequenzwandler, d.h. einen Empfangsmischer 2 weitergeleitet.Fig. 1 shows a block diagram of a known multiple radio receiving device in the event that a conventional cavity-controlled solid-state oscillator as a position generator is used. The received signal wave fs transmitted by an antenna through a switch is guided, is from a clamp 10 via a circulator 4 with a reflection-free Terminating device 14, which is used to make this circulator act as an isolator, a bandpass filter 7, in the pass band of which the received signal frequency lies, and then another circulator via the path shown by the arrow 3 forwarded to a frequency converter, i.e. a receiving mixer 2.

Andererseits wird die im hohiraumgesteuerten Festkörperoszillator 1 erzeugte lokal oszillierte Signalwelle fB über einen als Isolator dienenden Zirkulator 6, ein Bandpaßfilter 8, das zur Beseitigung bei off carrier dient, und die Zirkulatoren 5 und 3, die in der Pfeilrichtung wirken, dem Bandpaßfilter 7 für die Empfangssignalwelle fs zugeführt, in dem die Signalwelle fL sich jedoch außerhalb des Durchlaßbandes befindet, so daß sie reflektiert und wieder über den Zirkulator 3 dem Empfangsmischer 2 zugeführt wird. Die Signalwelle fL wird hier mit der Empfangssignalwelle fs gemischt und die Differenzfrequenz fs - fL = f1F = # f wird als Zwischenfrequenzsignal von der Klemme 20 abgenommen.On the other hand, in the cavity-controlled solid-state oscillator 1 generated locally oscillated signal wave fB via a circulator serving as an isolator 6, a band pass filter 8, which is used to remove off carrier, and the circulators 5 and 3, acting in the direction of the arrow, the band-pass filter 7 for the received signal wave fs supplied, in which the signal wave fL is outside the pass band is located so that it is reflected and back via the circulator 3 to the receiving mixer 2 is fed. The signal wave fL is mixed here with the received signal wave fs and the difference frequency fs - fL = f1F = # f is used as the intermediate frequency signal of removed from terminal 20.

In Sig. 2 wird die Frequenzbeziehung, die von der Wirkung des Empfangsmischers abhängig ist, dargestellt. Wenn die Empfangssignalwelle mit fs und das lokal oszillierte Signal mit fL (f5> fL, Zwischonfrequenzsignalwelle f1F s A f = fg bezeichnet werden, wird die Spiegelfrequenz mit fL - im2ge f = bezeichnet und sie ist um # f kleiner als t . In der Regel wird für die Zwischenfrequenz A f 70 MHz oder 140 MHz gewählt.In Sig. 2 the frequency relationship is determined by the action of the receiving mixer is shown. When the received signal wave with fs and that oscillated locally Signal with fL (f5> fL, intermediate frequency signal wave f1F s A f = fg the image frequency is denoted by fL - im2ge f = and it is around # f less than t. As a rule, the intermediate frequency A f is 70 MHz or 140 MHz selected.

Die EM-Gerausche des hohlraumgesteuerten Oszillators werden bis zu ca. 10 MHz in der Nähe der Trägerfrequenz unterdrückt, da der hohe Q-?aktor durch Hinzufügung des Hohlraumresonators erreicht wird; deshalb können die obengenannten FM-Geräusche niedriger gehalten werden als bei Klystronen und Frequenzvervielfachern Jedoch wird bei einer Frequenz, die von der Trägerfrequenz noch weiter entfernt ist, der Q-Faktor effektiv abgesenkt und die Geräuschkennlinie verschlechtert. Die Geräuschkomponente an der Nähe von fs oder fimage, die von der Trägerfrequenz fL um A -f entfernt ist, wird im Empfangsmischer mit dem lokal oszillierten Signal fL gemischt und fällt als Gerausch ins wischenfrequenzband, so daß der Geräuschfaktor des Empfangsmiscliers im wesentlichen verschlechtert wird. Um dies zu vermeiden, wird das andpaßfilter 8 zur Vermeidung der Geräusche bei der "off carrier so eingeführt, wie in Fig. 1 gezeigt ist; hierdurch erfahren die Empfangssignalwelle fs und die Spiegelfrequenz f. eine Dämpfung von mindestens 15 marge 20dB und die Geräuschkomponente wird beseitigt. Wenn hierbei der Oszillator 1 direkt mit dem Bandpaßfilter 8 verbunden wird, wird dieWirkung des Oszillators instabil und die Regelung sehr kompliziert, so daß der Zirkulator 6 im allgemeinen als Isolator zusätzlich vorgesehen werden muß, was eine komplizierte Xonstruktion mit sich bringt.The EM noises of the cavity controlled oscillator will be up to approx. 10 MHz in the vicinity of the carrier frequency suppressed because the high Q actuator through Addition of the cavity resonator is achieved; therefore, the above can FM noise can be kept lower than with klystrons and frequency multipliers However, at a frequency that is further removed from the carrier frequency is, the Q-factor is effectively lowered and the noise characteristic deteriorates. the Noise component at the vicinity of fs or fimage, that of the carrier frequency fL is A -f away, the locally oscillated signal is used in the receiving mixer fL mixed and falls as noise in the wipe frequency band, so that the noise factor of the receiving missile is substantially deteriorated. To avoid this, the andpass filter 8 is introduced to avoid the noises at the "off carrier" as shown in Fig. 1; thereby experience the received signal wave fs and the Image frequency for an attenuation of at least 15 margin 20dB and the noise component will be eliminated. If the oscillator 1 is connected directly to the bandpass filter 8 here the operation of the oscillator becomes unstable and the control becomes very complicated, so that the circulator 6 is generally additionally provided as an isolator must, which involves a complicated construction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine Empfangseinrichtung zu schaffen, deren Konstruktion vereinfacht ist und deren Zwischenfrequenzausgang hochstabil und geräuscharm ist.The invention is based on the object of avoiding these disadvantages and to provide a receiving device the construction of which is simplified and whose intermediate frequency output is highly stable and quiet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Eingang der Empfangssignalwellen über einen Isolator oder einen Zirkulator mit reflexionsfreiem Abschlußgerät einem Bandpäßfilter für die Empfangssignalfrequenz und dann einer ersten Klemme eines weiteren Zirkulators zugeführt wird, so daß die in einem hohlraumgesteuerten Festkörperoszillator erzeugten lokal oszillierten Signalwellen über den Isolator oder einen Zirkulator mit reflexionsfreiem Abschlußgerät einer zweiten Klemme des weiteren Zirkulators zugeführt werden, und daß das Ausgangssignal einer dritten Klemme des weiteren Zirkulators über eine Bandsperre einem Empfangsmischer zugeführt wird, in welchem er in Zwischenfrequenzsignalwellen umgewandelt wird.This object is achieved according to the invention in that the input the received signal waves through an isolator or a circulator with an anechoic Terminating device a bandpass filter for the received signal frequency and then one first terminal of a further circulator is supplied so that the in a cavity-controlled solid-state oscillator generated locally oscillated signal waves via the isolator or a circulator with an anechoic terminating device the second terminal of the further circulator, and that the output signal a third terminal of the further circulator via a bandstop filter to a receiver mixer is supplied in which it is converted into intermediate frequency signal waves.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of one shown in FIG Embodiment explained in more detail.

Fig. 3 zeigt den Aufbau einer Empfangseinrichtung in einem Blockschaltbild. Die Empfangssigiialwelle fs wird von einer Klemme 10 über den auch in Fig. 1 dargestellten Zirkulator 4 mit reflexionsfreiem Abschlugerät 14, das dazu dient, den Zirkulator als Isolator wirken zu lassen, einem Bandpaßfilter 17, in dessen Durchlaßbereich die Empfangssignalfrequenz liegt, zugeführt, von diesem Bandpaßfilter 17 der ersten Klemme des weiteren Zirkulators 3 zugeleitet, entlang der mit Pfeil gezeigten Richtung geführt, von der dritten Klemme ausgesandt und gelangt über eine Bandsperre 21, die die Spiegelfrequenz sperrt, an einen Empfangsmischer 12. Andererseits werden die von dem hohlraumgesteuerten Festkörperoszillator 1 als Quelle der lokalen Oszillation erzeugte lokal oszillierte Signalwelle fL und die SM-Geräuschleistungen PNS und PNi im Prequenzbereich, der der Empfangsfrequenz f5 bzw. der Spiegelfrequenz fimage entspricht, über einen dritten Zirkulator 5 mit reflexionsfreiem Abschlußgerät 15 der zweiten Klemme des weiteren Zirkulators 3 zugeführt, entlang der mit Pfeil gezeigten Richtung von der ersten Klemme ausgesandt und gelangen an das vorgenannte Bandpaßfilter 17 für die Empfangssignalfrequenz.3 shows the structure of a receiving device in a block diagram. The received signal wave fs is from a terminal 10 via the also shown in FIG Circulator 4 with anechoic device 14, which is used to make the circulator to act as an isolator, a bandpass filter 17, in its pass band the received signal frequency is supplied by this bandpass filter 17 of the first Terminal of the further circulator 3 supplied, along the direction shown by the arrow out, sent from the third terminal and passed through a bandstop 21, which blocks the image frequency, to a receiving mixer 12. On the other hand, are that from the solid-state cavity controlled oscillator 1 as the source of local oscillation generated locally oscillated signal wave fL and the SM noise power PNS and PNi in the frequency range, that of the reception frequency f5 or the image frequency fimage corresponds, via a third circulator 5 with a reflection-free terminating device 15 fed to the second terminal of the further circulator 3, along that shown by the arrow Direction sent from the first terminal and arrive at the aforementioned band-pass filter 17 for the received signal frequency.

Dort wird die der Empfangsfrequenz fs entsprechende Geräuschkomponente PNS des Ortsgenerators über das Bandpaßfilter 17 von dem reflexionsfreien Abschlußgerät 14 des Zirkulators 4 absorbiert. Die zurückbleibende lokal oszillierte Signalwelle fL und die der Spiegelfrequenz fimage entsprechende Geräuschkomponente PNi des Ortsgenerators werden an dem Bandpaßfilter 17 reflektiert, von der ersten Klemme des Zirkulators 3 entlang der mit Pfeil gezeigten Richtung weitergeleitet und dem Empfangsmischer 12 zugeführt, indem die der Spiegelfrequenz entsprechende Geräuschkomponente PNi über die Bandsperre 21 für die Spiegelfrequenz beseitigt wird; in diesem Empfangsmischer wird die Signalwelle fL mit der vorgenannten. Empfangssignalwelle fs gemischt, in die Zwischenfrequenzsignalwelle umgewandelt und von der Klemme 20 als Ausgangssignal abgenommen.The noise component corresponding to the reception frequency fs is generated there PNS of the location generator via the bandpass filter 17 from the anechoic terminating device 14 of the circulator 4 absorbed. The remaining one oscillated locally Signal wave fL and the noise component corresponding to the image frequency fimage PNi of the position generator are reflected at the bandpass filter 17, from the first Terminal of the circulator 3 forwarded along the direction shown by the arrow and fed to the receiving mixer 12 by adding the corresponding to the image frequency Noise component PNi eliminated via the bandstop filter 21 for the image frequency will; In this receiving mixer, the signal wave fL becomes the same as above. Received signal wave fs mixed, converted into the intermediate frequency signal wave and from the terminal 20 removed as output signal.

Beim Aufbau des Mischers 12 ist es bekannt, daß der Umwandlungsverlust abgesenkt und der Geräuschfaktor verbessert werden kann, indem die von der mixer diode" aus gesehene Belastungsimpedanz für die Spiegelfrequenz mit dem Öffnen oder Kurzschließen" gewählt wird. Als Mittel zur Realisierung dieser Technik wird im allgemeinen die Bandsperre, die mit der Spiegelfrequenz in Resonanz ist, z.B. an einer von der "mixer diode" um einen entsprechenden Abstand entfernte Stelle vorgesehen. In diesem Falle genügt es, wenn die Sperrdämpfung für die Spiegelfrequenz 15 dB beträgt. Wenn ein solcher Mischer verwendet wird, wird die über den vorgenannten Zirkulator 3 auf den Empfangsmischer 12 gerichtete Geräuschkomponente PNi, die der Spiegelfrequenz der Quelle der lokalen Oszillation entspricht, auf den Empfangsmischer 12 an der Bandsperre 21 für die Spiegelfrequenz reflektiert, die mit einem von der "mixer diode" entsprechend entfernten Abstand angeordnet oder in den Innenraum des Empfangsmischers aufgenommen ist. Diese Geräuschkomponente PNi wird der dritten Klemme des Zirkulators 3 zugeführt, entlang der mit dem Pfeil gezeigten Richtung auf die zweite Klemme weitergeleitet und von dem reflexionsfreien Abschlußgerät 15 absorbiert, so daß auf den Geräuschfaktor des Empfangsmischers 12 kein schlechter Einfluß ausgeübt wird.In the construction of the mixer 12, it is known that the conversion loss Lowered and the noise factor can be improved by the use of the mixer diode "load impedance seen from the image frequency with the opening or Short-circuiting "is selected. As a means of implementing this technique, the generally the bandstop filter, which is in resonance with the image frequency, e.g. on provided a point away from the "mixer diode" by a corresponding distance. In this case it is sufficient if the blocking attenuation for the image frequency is 15 dB amounts to. If such a mixer is used, the one above the aforementioned Circulator 3 directed to the receiver mixer 12 noise component PNi, which the Image frequency corresponds to the source of the local oscillation on the receiving mixer 12 reflected on the bandstop filter 21 for the image frequency, which with one of the "mixer diode" arranged according to distant distance or in the interior of the Receiving mixer is included. This noise component PNi becomes the third Terminal of the circulator 3 fed along the direction shown by the arrow forwarded to the second terminal and from the anechoic terminating device 15 absorbed, so that the noise factor of the receiving mixer 12 is not bad Influence is exercised.

Beim obengenannten Ausführungsbeispiel werden den Zirkulatoren 4 und 5 jeweils die reflexionsfreien Abschlußgeräte 14 und 15 zugeordnet. Jedoch können statt dessen auch Isolatoren verwendet werden.In the above embodiment, the circulators 4 and 5 each associated with anechoic terminating devices 14 and 15. However, you can insulators can be used instead.

Wie oben näher erläutert ist, werden der Zirkulator 6 und das Bandpaßfilter 8, die beim bekannten, in Sig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erforderlich waren, bei der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung eingespart; statt dessen wird die Bandsperre 21 für die Spiegelfrequenz, die mit dem Empfangsmischer 12 verbunden ist, vorgesehen, wodurch nicht nur der Aufbau der Empfangseinrichtung vereinfacht und der Kostenaufwand verringert wird, sondern auch die Vorteile hinsichtlich der Eigenschaften, wie z.B. wesentliche Verbesserung des Geräusehfaktors wegen der Einführung der Bandsperre, sehr groß sind.As explained in more detail above, the circulator 6 and the band-pass filter 8, which is required in the known embodiment shown in Sig were saved in the receiving device according to the invention; instead becomes the bandstop filter 21 for the image frequency, which is connected to the receiving mixer 12 is provided, which not only simplifies the structure of the receiving device and the cost is reduced, but also the advantages in terms of Properties such as significant improvement in noise factor due to the introduction the bandstop filter, are very large.

1 Patentanspruch 3 Figuren1 claim 3 figures

Claims

at e nt request receiving facility, d u r c h e k e n n z e i c h -n e t that the input of the received signal waves through an isolator or a circulator with anechoic terminal device a bandpass filter for the Receive signal frequency and then fed to a first terminal of a circulator becomes that the generated locally in a cavity-controlled solid-state oscillator oscillated signal waves through the isolator or the circulator with an anechoic Terminating device are fed to a second terminal of the circulator, and that the Output of a third small part of the circulator via a bandstop filter to a receiving mixer is supplied in which it is converted into intermediate frequency signal waves.

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