DE2459053C3

DE2459053C3 - FM radio relay system with RF switching

Info

Publication number: DE2459053C3
Application number: DE19742459053
Authority: DE
Inventors: Eduard Dipl.-Ing. 8021 Neuried Seibt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-12-13
Filing date: 1974-12-13
Publication date: 1981-10-01
Also published as: DE2459053A1; DE2459053B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein FM-Richtfunksy-Etem mit RF-Durchschaltung, bei dem das von einer Antenne aufgenommene Empfangssignal einem Empfänger zugeführt wird, bestehend aus einer Kettenschaltung von Verstärkerstufen, die als Reflexionsverstärker und nachfolgende injektionssynchronisierte Oszillatoren ausgebildet sind.The invention relates to an FM-Richtfunksy-Etem with RF switching, in which the one The received signal received from the antenna is fed to a receiver, consisting of a chain circuit of amplifier stages acting as reflection amplifiers and subsequent injection-synchronized oscillators are trained.

Bei FM-Richtfunksystemen wird im allgemeinen das von der Antenne aufgenommene Empfangssignal in eine relativ niedrige ZwLchenfr.quenzIage, zum Beispiel 70 MHz, umgesetzt, in dieser Frequenzlage verstärkt, entzerrt, gefiltert und begrenzt und vor Wiederaussendung in die RF-Lage zurück umgesetzt. Bei der zweimaligen Umsetzung wird auch der notwendige Frequenzversatz zwischen Empfangs- und Sendefrequenz sichergestellt. Durch neuartige Bauteile und Schaltungsprinzipien ergibt sich die Möglichkeit, diesen Umweg über die Zwischenfrequenz zu vermeiden und in der RF-Lage zu verstärken, zu entzerren und zu filtern sowie auch den nötigen Versatz von Empfangs- und Sendefrequenz zu erreichen. Als RF-Verstärker werden dabei vorzugsweise injektionssynchronisierte Oszillatoren benutzt wegen ihres relativ guten Wirkungsgrades und der weitgehenden Unabhängigkeit ihrer Ausgangsleistung von der Eingangsleistung (Begrenzerwirkung). Bei geeigneter Dimensionierung bildet die Kettenschaltung solcher Vierpole einen Empfänger mit weitem Dynamikbereich ohne jede Verstärkungsregelschaltung. Der injektionssynchronisierte Oszillator als Verstärker hat jedoch die unerwünschte Eigenschaft, daß der Frequenzbereich, in dem die Oszillatorfrequenz durch die injizierte Frequenz bestimmt wird, abhängig ist vom Verhältnis der Ausgangsleistung zur Eingangsleistung. Wird dieses Verhältnis zu groß, so reißt der Synchronisiervorgang ab und es entstehen sehr große Intermodulationsverzerrungen. Jedoch schon vor Erreichen dieser Grenze entstehen große Laufzeitverzerrungen und eine Minderung des Signal-Phasenhubes. Wegen der starken Schwankungen der Eingangsleistung des Empfängers tritt diesef unerwünschte Effekt immer wieder bei einer der in Keile geschalteten Verstärkerstufen auf.In FM radio relay systems, the received signal picked up by the antenna is generally in a relatively low mid-frequency rate, for example 70 MHz, implemented, amplified, equalized, filtered and limited and before in this frequency range Retransmission converted back to the RF position. If it is implemented twice, the necessary frequency offset between receive and transmit frequency ensured. With innovative components and circuit principles, it is possible to avoid this detour via the intermediate frequency and able to amplify, equalize and filter as well as the necessary offset of To achieve reception and transmission frequency. Injection-synchronized amplifiers are preferably used as RF amplifiers Oscillators are used because of their relatively good efficiency and extensive independence their output power from the input power (limiting effect). With suitable dimensioning the chain connection of such four-pole connections forms a receiver with a wide dynamic range without any Gain control circuit. However, the injection-locked oscillator as an amplifier has the undesirable property that the frequency range in which the oscillator frequency by the injected frequency is determined, depends on the ratio of the output power to the input power. will this If the ratio is too large, the synchronization process breaks down and very large intermodulation distortions arise. However, even before this limit is reached, large delay time distortions and a reduction occur of the signal phase deviation. Because of the strong fluctuations in the input power of the receiver this undesirable effect occurs again and again with one of the amplifier stages connected in wedges.

Ein FM-System der eingangs beschriebenen Art ist durch die Zeitschrift »Proc, IREEl, Australia«, VoI-34, No. 11, Dez. 1973, Seiten 478-483 bekannt. Darin ist auf Seite 481 eine entsprechende Schaltung dargestellt und beschrieben, bei der die erste Eingangsstufe als linearer Reflexionsverstärker ausgebildet ist, so daß der ί folgende injektionssynchronisierte Verstärker eine mit der Empfängereingangsleistung schwankende Eingangsleistung erhält mit den damit verbundenen Nachteilen, nämlich einem rapiden Ansteigen der Intermodulationsgeräusche bis zum Abreißen derAn FM system of the type described above is available from the magazine "Proc, IREEl, Australia", VoI-34, No. 11, Dec. 1973, pages 478-483. That’s on On page 481 a corresponding circuit is shown and described in which the first input stage is a linear Reflection amplifier is designed so that the ί following injection-synchronized amplifier with one the receiver input power receives fluctuating input power with the associated Disadvantages, namely a rapid increase in the intermodulation noise until the break

ίο Synchronisation bei kleiner Empfängereingangsleistung N_m„ z. B. in Fadingzeiten. Um diesen Wert N_m„ in etwa den praktischen Erfordernissen anzupassen, ist bei dieser Schaltung die erste injektionssynchronisierte Stufe auf 35 bis 40 dB Verstärkung ausgelegt Ein solchίο synchronization with low receiver input power N _m "z. B. in fading times. In order to adapt this value N _m " approximately to the practical requirements, the first injection-synchronized stage in this circuit is designed for a gain of 35 to 40 dB

ι? großer Wert ist jedoch, wenn überhaupt, nur sehr schwer stabil erreichbar und setzt unter anderem eine extrem gute Konstanz der Oszillator-Eigenfrequenz voraus.ι? however, great value is only very, if anything difficult to achieve in a stable manner and, among other things, sets an extremely good constancy of the oscillator's natural frequency in advance.

Durch die DE-OS 19 23 209 ist ein frequenzstibilisierter Schwingungserzeuger bekannt, bei dem dem Oszillator von einem Generator ein Synchronisiersignal mit konstanter Leistung zugeführt wird.DE-OS 19 23 209 is a frequency sensitized Vibration generator known, in which the oscillator from a generator a synchronization signal is supplied with constant power.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein FM-Richtfunksystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem man eine von der Empfängereingangsleistung unabhängige Signalleistung erhält.The invention is based on the object of providing an FM radio relay system of the type mentioned at the beginning in which one obtains a signal power that is independent of the receiver input power.

Diese Aufgabe wird bei einem FM-Richtfunksystem mit RF-Durchschalti .ng, bei dem das von einer Antenne aufgenommene Empfangssignal einem Empfänger zu-This task is in an FM radio relay system with RF-Durchschalti .ng, in which the from an antenna received signal to a receiver

JU geführt wird, bestehend aus einer Kettenschaltung von Verstärkerstufen, die als Reflexionsverstärker und nachfolgende injektionssynchronisierte Oszillatoren ausgebildet sind, gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß wenigstens die beiden ersten Verstärkerstu-JU is performed, consisting of a derailleur of Amplifier stages that act as reflection amplifiers and subsequent injection-synchronized oscillators are designed, solved according to the invention in such a way that at least the two first amplifier units

J5 fen der Kettenschaltung ais Reflexionsverstärker ausgebildet sind, bestehend aus Tunneldiodenverstärkern und Gunn-Diodenverstärkern, die in der genannten Reihenfolge in der Kettenschaltung angeordnet sind und daß den injektionssynchronisierten Oszillatoren durch Ausnutzung des Begrenzereffektes der Reflexionsverstärker bei nichtlinearem Betrieb eine von der Eingangsleistung unabhängige Signalleistung zugeführt ist.
Der erfindungsgemäßen Schaltung liegen folgendeJ5 fen of the chain circuit are designed as reflection amplifiers, consisting of tunnel diode amplifiers and Gunn diode amplifiers, which are arranged in the stated order in the chain circuit and that the injection-synchronized oscillators by utilizing the limiter effect of the reflection amplifiers in non-linear operation, a signal power independent of the input power is fed.
The circuit according to the invention are as follows

Überlegungen zugrunde: Am Eingang des Empfangsteiles ist ein Tunnddiodenverstärker angeordnet, weil dieser Typ eine niedrigere Rauschzahl hat. Erst nach ausreichender Verstärkung wird der Gunn-Diodenverstärker eingesetzt, damit dessen größeres, d. h. schlechteres Rauschmaß unschädlich bleibt. Die Reihenfolge wird also hierbei durch die Unterschiede im Rauschmaß der Verstärkertypen bestimmt.Considerations: At the input of the receiving part a tuned diode amplifier is arranged because this type has a lower noise figure. Only after sufficient amplification will the Gunn diode amplifier used so that its larger, d. H. a poorer noise figure remains harmless. The chronological order is therefore determined by the differences in the noise figure of the amplifier types.

Von besonderem Vorteil ist dabei auch, daß durch die günstige Ausnutzung der vorhandenen Elemente eine gute Begrenzerwirkung, nämlich eine ausreichend konstante Eingangsleistung für den injektionssynchronisierten Oszillator erreicht wird, ohne dafür einen aufwendigen Schaltungsaufbau zu benötigen.It is also of particular advantage that, due to the favorable utilization of the existing elements, a good limiting effect, namely a sufficiently constant input power for the injection-synchronized Oscillator is achieved without requiring a complex circuit structure.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further details of the invention are provided below explained in more detail using an embodiment shown in the figure.

Die Figur zeigt in einem Blockschaltbild den Empfangsteil eines FM-Richtfunksystems mit einer Kettenschaltung von Verstärkern, Erfindungsgemäß sind die ersten Verstärkerstufen als Reflexionsverstärker ausgeführt, wobei in den ersten beiden Stufen wegen des kleinen RäüsChmäßes vorzugsweise Tunneldiodenverstärker verwendet Werden und in den weiterenThe figure shows in a block diagram the receiving part of an FM radio relay system with a Chain connection of amplifiers, according to the invention, the first amplifier stages are reflection amplifiers executed, with tunnel diode amplifiers in the first two stages because of the small amount of space required Be used and in the further

Stufen mit bereits größerer Signalleistung auch Gunn-Diodenverstärker. Beide Verstärkertypen zeigen den erwünschten Begrenzereffekt ohne die bei injektionssynchronisierten Oszillatoren eingangs erwähnten Nachteile, Im weiteren Bereich der Kettenschaltung, wo ^r> durch die Begrenzerwirkung der Fleflexionsverstärker bereits eine von der Empfängereingangsleistung unabhängige Signalleistung zur Verfügung steht, werden als Verstärker injektionssynchronisierte Oszillatoren SO verwendet ^ln Gunn diode amplifiers are also used for stages with a higher signal power. Both amplifier types show the desired Begrenzereffekt without the aforementioned at injection-locked oscillators disadvantages in another area of the derailleur, where ^r> already independent of the receiver input power signal power is through the limiting effect of Fleflexionsverstärker available injection-locked as amplifiers oscillators SO be used ^ln

In der Figur, bei der es sich lediglich um eine prinzipielle Darstellung handelt, sind jeweils nur zwei Reflexionsverstärker /?Kund zwei injektionssynchronisierte Oszillatoren 50 eingezeichnet. Die Kopplung zwischen den einzelnen Verstärkerstufen erfolgt durch Zirkulatoren, die mit ZU Z2, Zm und Zn bezeichnet sind. In der Figur sind ferner zur Verdeutlichung der Wirkungsweise willkürlich gewählte Werte für den Leistungspegel der Eingangsleistung Ne und an verschiedenen Stellen der Kettenschaltung eingetragen.In the figure, which is only a basic illustration, only two reflection amplifiers / and two injection-synchronized oscillators 50 are shown. The coupling between the individual amplifier stages is carried out by circulators, which are designated as ZU Z2, Zm and Zn . In the figure, arbitrarily selected values for the power level of the input power Ne and at various points in the chain circuit are also entered to clarify the mode of operation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

FM radio relay system with RF switching, in which the received signal picked up by an antenna is fed to a receiver, consisting of a chain circuit of amplifier stages, which are designed as reflection amplifiers and subsequent injection-synchronized oscillators, characterized in that at least the first two amplifier stages of the chain circuit as Reflection amplifiers (RV) are designed, consisting of tunnel diode amplifiers and Gunn diode amplifiers, which are arranged in the stated order in the chain circuit and that the injection-synchronized oscillators (SO) by utilizing the limiter effect of the reflection amplifiers (RV) in non-linear operation one of the input line ( Ne) independent signal power is supplied