DE2550545C2

DE2550545C2 - Funk-Sende/Empfangsgerät

Info

Publication number: DE2550545C2
Application number: DE19752550545
Authority: DE
Inventors: Oskar 7530 Pforzheim; Herrigel Kurt 7130 Mühlacker Bettinger
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1975-11-11
Filing date: 1975-11-11
Publication date: 1977-12-29
Also published as: DE2550545B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Funk-Sende/Empfangsgerät, insbesondere für sehr hohe Frequenzen, das sendeseitig ein einziges moduliertes Signal aussendet und bei dem empfangsseitig zum Umsetzen eines empfangenen Signals in eine niedrige Frequenzlage mit nachfolgender Verstärkung und Demodulation ein weiteres Signal vorgesehen ist.

Stand der Technik

Bei Funk-Sende/Empfangsgeräten wird das bekannte Überlagerungsfrequenzverfahren angewendet. Bei sehr hohen Übertragungsfrequenzen und mindestens einem bewegten Funk-Sende/Empfangsgerät versagt dieses Verfahren, weil der Empfänger in einem Interferenzfeld arbeiten muß, in dem das direkt empfangene und mindestens ein reflektiertes Signal mit ihren jeweiligen voneinander verschiedenen Dopplerverschiebungen vorhanden sind. Dies bedeutet, daß eine Aufspaitung des Übertragungssignals in mindestens zwei Signale auf dem Übertragungsweg geschieht. Dieser Vorgang läßt sich als Einseitenbandmodulation mit nicht unterdrücktem Träger darstellen. Aus dem entsprechenden Vektordiagramm ist ersichtlich, daß sich diese Modulation in einen Amplitudenmodu!ations( = AM) und einen Phasenmodulations( = PM)-Anteil zerlegen läßt. Der AM-Anteil ist bei Anwendung von Winkelmodulationsverfahren ohne Einfluß, während der PM-Anteil ein ■o Störsignal am Ausgang des Demodulators bewirkt. Diese Störsignale lassen sich beim Uberlagerungsfrequenzverfahren nicht beseitigen.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Funk-Sende/Empfangsgerät anzugeben, das die auf dem Übertragungsweg durch die Aufspaltung des Ubertragungssignals entstehenden Störungen kompensiert.

Lösung

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitlein. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Vorteile

Beim erfindungsgemäßen Funk-Sende/Empfangsgerät machen sich Störungen, die durch die Aufspaltung der Übertragungsfrequenx entstehen, nach der Demodulation nicht mehr bemerkbar. Hierdurch ist es möglich, Funkverbindung mit sehr hohen Frequenzen bei bewegten Sende/Empfangsgeräten aufzubauen.

Beschreibung

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.
Es zeigt

F i g. 1 und 2 Blockschaltbilder von Funk-Sende/Empfangsgeräten und

F i g. 3 im Diagramm die vorkommenden Signale.

Das in Fig. 1 dargestellte Funk-Sende/Empfangsgerät für sehr hohe Frequenzen besteht aus einem Sendegerät 1, einem Empfangsgerät 2, einer Antennenweiche 3 und einer Antenne 4. Die Antennenweiche 3 kann auch eine Antennenumschalteinrichtung sein. Die weiterhin vorhandene Stromversorgung und die Schaltungen zur niederfrequenten Signalaufbereitung sind der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt.

Das Sendegerät 1 enthält zwei relativ eng frequenzbenachbarte modulierbare Generatoren 5 und 6 für sehr hohe Frequenzen. Die Frequenzen der Generatoren 5 und 6 sollten so eng wie möglich benachbart sein. Der minimale Abstand zwischen den beiden Frequenzen ergibt sich aus der Kurzzeitstabilität der Generatoren und den Leistungsspektren. Die Ausgänge der Generatoren sind mit einer Summierschaltung 7 verbunden, die an die Antennenweiche 3 angeschlossen ist. Der Steuereingang des Generators 5 ist direkt und der Steuereingang des Generators 6 ist über eine lnverterstufe 8 mit einer Buchse 9 verbunden, an der das zu übertragende Signal Um angelegt wird.

Das Empfangsgerät 2 enthält eine Mischstufe 10, an die die Antennenweiche 3 und ein Generator 11 angeschlossen ist, einen Verstärker 12 mit einem

"5 Bandpaß, eine weitere Mischsiufe 13 die als Diiferenzschaltung arbeitet und einen Demodulator 14, an dessen Ausgang eine Buchse 15 angeschlossen ist.
Das Funk-Sende/Empfangsgerät arbeitet folgender-

maßen: a) Sendebetrieb. Die Generatoren 5 und 6 erzeugen im eingeschalteten Sendegerät I, die Signale f\ und /"2, deren Frequenz relativ eng benachbart sind. Das an der Buchse 9 anliegende zu übertragende Signal Um moduliert die beiden Generatoren 5 und 6 im Gegentakt. Das in der Summierschaltung 7 zusammengefaßte Signal gelangt über die Antennenweiche 3 auf die Antenne 4 und wird abgestrahlt.

Es ist auch möglich, nur einen Generator zu modulieren und vom anderen Generator das modulierte Signal zu benutzen.

Es sei nun angenommen, daß sich der Sender vom stationären Empfänger weg auf einen stationären Reflexionspunkt zu bewegt. In bezug auf die ausgesendeten Signale erscheinen die reflektierten Signale beschleunigt und die direkten Signale verzögert am Empfängereingang. Das ist der bekannte Doppler-Effekt, der sich bei hohen Übe.'tragungsfrequenzen auswirkt. Es ist ersichtlich, daß eine Aufspaltung der ausgesendeten Signale in Signale mit unterschiedlichen Frequenzen stattfindet. In der F i g. 3 ist der beschriebene Vorgang in einem Diagramm dargestellt. Aus der Vektorstellung ist zu entnehmen, daß dieser Vorgang auch als eine Zweiseitenbandmodulation aufgefaßt werden kann.

b) Empfangsbetrieb. Die beiden abgestrahlten Signale /Ί und i2 werden auf dem Übertragungsweg in derselben Weise beeinflußt. An der Antenne 4 treten daher, wie schon beschrieben, mindestens vier verschiedene Signale auf:

fdi = das direkt empfangene Signal f\

fr 1 = /i/l + Af = das reflektiert empfangene Signal f\

fd2 = das direkt empfangene Signal /2
fr 2 = /i/2 +Af= das reflektiert empfangene Signal n.

Die Dopplerverschiebung der Signale /i/1 und fd2 ist dabei eine andere als die der Signale fr 1 und fr 2. Dieses Signalgemisch gelangt über die Antennenweiche 3 an die Mischstufe 10 und wird dort mit Hilfe des Generators 12 in eine niedrige Zwischenfrequenzlage umgesetzt Nachfolgend bleibt die Bezeichnung der Signale, trotz der Umsetzung in die Zwischenfrequenzlage, die gleiche, weil dadurch die Betrachtungen übersichtlicher werden.

Nach dem Durchlaufen des Verstärkers 12 erfolgt in der als Differenzschaltung ausgelegten Mischstufe 13 die Bildung der Differenz zwischen Jen verschobenen Signalen. Es entstehen folgende Signale:

fdi - fd2 = fd fdi - fr2 = fd-Af
frI - /i/2 = fd +Af fr\ - fr 2 = fd

Die entstehende Störmodulation Af ist nun eir^p Zweiseitenbandmodulation. Es existiert im Vektordiagramm (F i g. 3) aufgrund der entgegengesetzt verlaufenden Rotation der beiden Seitenbandvektoren nur ein AM-Anteil. Dieser ΛΜ-Anteil hat aber keinen Einfluß bei Anwendung von Winkelmodulationsverfahren. Der Demodulator 14 gibt daher an die Buchse 15 ein von den Störungen befreites Signal Ua wobei davon ausgegangen wird, daß die zwei Signale /1 und /2 wegen ihres geringen Unterschiedes auf dem Übertragungsweg auch die gleichen Verschiebungen erleiden.

In der Praxis treten aufgrund vieler Reflexionspunkte auf dem Übertragungsweg beliebig viele Frequenzverschiebungen der beiden ausgesendeten Signale auf. Da aber nach der Differenzschaltung immer paarweise entgegengesetzt rotierende Seitenbandvektoren existieren, entstehen keine störenden PM-Anteile.

:o In Fig. 2 ist das Blockschaltbild eines geänderten Funk-Sende/Empfangsgeräts dargestellt, das aber die gleiche Funktion, wie vorstehend beschrieben, ausführt.

Das Sendegerät 16 besteht aus einem Generator 17

für eine sehr hohe Frequenz, einem nachgeschalteten

ι-, Modulator 18 mit unterdrücktem Träger und einem daran angeschlossenen modulierbaren Generator 19. Der Steuereingang des Generators 19 ist mit einer Buchse 20 verbunden, an der das zu übertragende Signal Um angelegt wird. Der Modulator 18 gibt sein Ausgangssignal an die Antennenweiche 3.

Das Empfangsgerät 21 besteht aus der schon zur Fig. i genannten Mischstufe 10, dem Generator 11, dem Verstärker 12 mit Bandpaß und zwei nachgeschalteten und parallel angeordneten Demodulatoren 22 und

23. Hier schließt sich eine Subtraktionsschaltung 24 an, die mit einer Buchse 25 verbunden ist. Das Sendegerät 16 kann auch mit dem Empfangsgerät 2 und das Empfangsgerät 21 kann auch mit dem Sendegerät 1 zu einem Funk-Sende/Empfangsgerät kombiniert werden.

Das Funk-Sende/Empfangsgerät arbeitet folgendermaßen: a) .Sendebetrieb. Der Generator 17 erzeugt im eingeschalteten Sendegerät 16 ein Signal /0 mit der sehr hohen Frequenz. Der modulierbare Generator 19 erzeugt ein Signal Λ3, das von dem an der Buchse 20 anliegenden und zu übertragenden Signal Um moduliert wird. Im Modulator 18 entstehen bei unterdrücktern Träger, dem Signal /0, die Signale /Ό + fi = f\ und [Q _ /"3 = f2. Diese beiden Signale mit den sehr hohen Frequenzen werden, wie schon beschrieben, abgestrahlt.

Die Frequenz des vom Generator 19 erzeugten Signals f3 entspricht der halben Differenz zwischen den abgestrahlten Frequenzen. Dies bedeutet, daß die Frequenz des Signals /"3 niedrig ist und der Generator 19 dafür einfach zu realisieren ist.

b) Empfangsbetrieb. Von den, wie schon beschrieben, vom Verstärker 12 abgegebenen Signalen werden im Demodulator 22 die Frequenzen fdi und fri und im Demodulator 23 die Frequenzen /i/2 und fr 2 demoduliert. Zwischen den gewonnenen Signalen wird in der Subtraktionsschaltung 24 die Differenz gebildet, so daß an der Buchse 25 wieder das von Störungen befreite übertragene Signal Ud zur Verfügung steht.

Zur Verschleierung des Nachrichteninhaltes des zu übertragenden Signals können die im Gegentakt

ss modulierten Signale /Ί und /2 zusätzlich im Ein- oder Gegentakt mit einem nur dem Empfänger bekannten Pseudo-Rauschsignal moduliert werden. Empfangsseitig kann dieses Pseudo-Rauschsignal durch ein Korrelator erkannt werden, so daß das übertragene Signal

fto einwandfrei zur Verfügung steht.

Es kann auch so verfahren werden, daß nur das eine der ausgesendeten Signale mit dem zu übertragenden Signal und das andere mit einem nur dem Empfänger bekannten Pseudo-Rauschsignal moduliert wird. Weiierhifi ist es möglich, die beiden ausgesendeten Signale aus stochastischen Signalen zu bilden.

Hierzu ! Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Funk-Sende/Empfangsgerät, insbesondere für sehr hohe Frequenzen, das sendeseitig ein einziges moduliertes Signal aussendet und bei dem empfangsseitig zum Umsetzen eines empfangenen Signals in eine niedrige Frequenzlage mit nachfolgender Verstärkung und Demodulation ein weiteres Signal vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig zwei Signale (71, f2) mit voneinander etwas verschiedenen Frequenzen ausgesendet werden und empfangsseitig nach dem Umsetzen in die niedrige Frequenzlage in einer Differenzschaltung (13) ein Differenzsignal aus den beiden Signalen gebildet wird, das dann demoduiiert wird.

2. Funk-Sende/Empfangsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Signal (ft, f2) im Cegentakt moduliert werden.

3. Funk-Sende/Empfangsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal (70) mit einer sehr hohen Frequenz mit einem modulierten zweiten Signal (73) in der Amplitude moduliert wird und daß das entstandene Modulationssignal (fO + f3;fO - /"3) als erstes (71) und zweites Signal (72) ausgesendet werden, wobei das Signal (70) mit der sehr hohen Frequenz unterdrückt ist.

4. Funk-Sende/Empfangsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen beiden Signale getrennt demoduliert werden und die demodulierten Signale in einer Subtraktionsschallung (24) zusammengefaßt werden.

5. Funk-Sende/Empfangsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Signal (f\) mit dem zu übertragenden Signal und das andere Signal (72) mit einem nur dem Empfänger bekannten Pseudo-Rauschsignal moduliert ist.

6. Funk-Sende/Empfangsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Signale (71, f2) zusätzlich im Eintakt oder Gegentakt mit einem nur Empfänger bekannten Pseudo-Rauschsignal moduliert sind.

7. Funk-Sende/Empfangsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Signale (fi, f2) aus stochastischen Signalen gebildet werden.