DE2710752A1

DE2710752A1 - Schaltung zum regeln der ausgangsleistung eines hochfrequenz-nachrichtensenders

Info

Publication number: DE2710752A1
Application number: DE19772710752
Authority: DE
Inventors: Konrad Ing Grad Hupfer
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1977-03-11
Filing date: 1977-03-11
Publication date: 1978-09-14

Description

BESCHREIBUNG
Schaltung zum Regeln der Ausgangsleistung eines Hochfrequenz-Nachrichtensenders Es ist bekannt, bei Hochfrequenz-Nachrichtensendern über eine Regelschaltung die dem Verbraucher, im allgemeinen eine Antenne, zugeführte Ausgangsleistung auf einen vorgegebenen konstanten Wert zu regeln. Hierzu ist zwischen Senderausgang und Verbraucher ein Messrichtkoppler angeordnet, dessen erster Ausgang, der eine der vorlaufenden Leistung proportionale Spannung abgibt, mit der im Sender vorgesehenen Einrichtung zum Einstellen der Senderausgangsleistung über eine übliche Regelschaltung so verknüpft ist, dass die Ausgangsleistung des Senders auf einen vorbestimmten konstanten Wert geregelt wird. Es ist auch bekannt, den bei solchen Messrichtkopplern vorgesehenen zweiten Ausgang, der eine der rücklaufenden Leistung proportionale Spannung abgibt, einem weiteren zusätzlichen Steuerkreis im Sender zuzuordnen, durch den bei grosser Fehlanpassung des komplexen Verbrauchers über die dann auftretende, der rücklaufenden Leistung proportionale Spannung der Sender automatisch abgeschaltet wird. Hierdurch wird eine Uberlastung und damit gegebenenfalls Beschädigung der einzelnen Verstärkerstufen, insbesondere der Endstufe1 verhindert. Beim Betrieb solcher Sender ist oftmals aber auch schon vor Erreichen derartiger extremer Fehlanpassungen des Verbrauchers eine Beschädigung einzelner Verstärkerstufen zu befürchten. Andererseits ist es manchmal auch nötig, trotz grösserer Fehlanpassungen des Verbrauchers noch eine Nachrichtenübertragung durchzuführen, was nur durch Verringerung der Aussteuerung der gerShrdeten Senderstufen möglich ist.
Bisher musste der Benutzer von Hand über die der Regelschaltung zugeordnete Sollwert-Einstellvorrichtung die Ausgangsleistung des Senders entsprechend drosseln.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache Massnahme aufzuzeigen, mit welcher bei solchen Nachrichtensendern die Ausgangsleistung automatisch entsprechend der Zunahme der Fehlanpassung des Verbrauchers verringert wird.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schaltung laut Oberbegriff dee Hauptanspruches durch die kennzçlchnenden Merkmale diesea Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäss der Erfindung wird der bei solchen Nachrichtensendern mit nachgeschaltetem Messrichtkoppler zur Ausgangsleistungsregelung vorgesehene zusätzliche Richtkopplerausgang, an welchem eine der rücklaufenden Leistung und damit der Fehlanpassung des Verbrauchers proportionale Spannung entsteht, zusätzlich zur Regelung der Ausgangsleistung mit ausgenutzt, so dass also eine automatische Reduzierung der Ausgangsleistung mit zunehmender Fehlanpassung des Verbrauchers mit einem Minimum an zusätzlichem Schaltungsaufwand möglich ist. Um hierbei Fehlregelungen durch Einkopplung von Störspannungen, die über den Verbraucher in den Richtkoppler mit eingekoppelt werden können zu vermeiden, ist es vorteilhaft, diesem zweiten Richtkopplerausgang im Sinne der Unteransprüche eine zusätzliche Frequenzselektionseinrichtung zuzuordnen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem AusfUhrungsbeispiel näher erläutert.
Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines üblichen Hochfrequenz-Nachrichtensenders mit erfindungsgemässer Regelschaltung. Die in einer Steuerstufe 1 aufbereitete und gegebenenfalls modulierte Sende frequenz fs wird über einen meist mehrstufigen Verstärker 2 verstärkt und über einen am Ausgang der Endstufe angeschalteten Messrichtkoppler 3 dem komplexen Verbraucher 4 mit einer vorlaufenden Leistung Pv zugeführt. Der Verbraucher 4 ist im allgemeinen eine Antenne, es kann sich u.U. aber hierbei auch um einen nachgeschalteten, Reflexionen erzeugenden Leistungsverstärker oder dergl.
handeln. Am ersten durch die Anschlüsse 5 und 6 gebildeten Ausgang des Richtkopplers 3 entsteht eine der vorlaufenden Leistung Pv proportionale Wechselspannung uv. An dem durch die Anschlüsse 7 und 8 gebildeten zweiten Ausgang des Richtkopplers 3 entsteht eine weitere Wechselspannung ur, die einer bei eventueller Fehlanpassung zwischen Verbraucher 4 und Ausgang des Endvdrstärkers 2 auftretenden rücklaufenden Leistung Pr proportional ist. Diese beiden dervorlaufenden bzw. rücklaufenden Leistung proportionalen Wechselspannungen uv und ur werden nach Gleichrichtung in den Dioden 9 und 10 summiert (Summe uz) und als Regelgrösse zum Einstellen der Ausgangsleistung Pv des Verstärkers 2 benutzt. Hierzu besitzt der Verstärker 2 in bekannter Weise eine Einrichtung zum Einstellen der Senderausgangsleistung, im allgemeinen eine Einrichtung zum Verringern der Aussteuerung der im Sender vorhandenen Leistungsverstärkerstufen. Diese Leistungseinstelleinrichtung wird über einen Regelkreis gesteuert, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Spannungskomparator 11 umfasst, dem einerseits die Regelgrösse u z und andererseits eine der gewünschten Senderausgangsleistung proportionale Referenzspannung u5 zugeführt wird. Bei Abweichungen zwischen u, z und Us wird die Leistungseinstellung im Verstärker 2 entsprechend nachgeregelt.
Leistung Die Summenbildung der der vorlaufenden bzw. rücklaufendenproportionalen gleichgerichteten Spannungen uv und ur erfolgt in dem gezeigten Ausführungsbelspiel einfach durch die Reihenschaltung der beiden Richtkopplerausgähge. Wenn die der vorlaufenden bzw. rücklaufenden Leistung entsprechenden Signale an den Ausgängen des Richtkopplers als Ströme zur Verfügung stehen, können diese in analoger Weise durch Zwischenschaltung entsprechender Stromsummierschaltungen zu einem proportionalen Summenausgangsstrom summiert werden.
Wenn im Betrieb des Senders der Verbraucher 4 an den Ausgang der Endstufe 2 angepasst ist, ist die rücklaufende Leistung Pr= ° und damit auch die Richtkopplerspannung ur= O, die Regelspannung u z entspricht damit nur der Richtkopplerspannung uv und der Verstärker 2 wird in bekannter Weise auf konstante vorlaufende Leistung Pv geregelt. Wenn Fehlanpassung des Verbrauchers 4 und damit eine Reflexion der Leistung auftritt, wird dem Komparator 11 die Summenspannung uz=uv+ur, also eine grössere Regelspannunglzugeführt, und damit wird automatisch über die Leistungseinstelleinrichtung des Verstärkers 2 die Ausgangsleistung Pv herabgesetzt und damit eine Übersteuerung und Beschädigung der Verstärkerelemente, z.B. Transistoren des Verstärkers 2/trotz Fehlanpassung des Verbrauchers vermieden.
Die Regelschaltung könnte durch Einkopplungen von benachbarten Sendestationen, Radaranlagen oder dergl. auf die Antenne 4 gestört werden, d.h. neben der auf die Fehlanpassung zurückzuführenden rücklaufenden Leistung im Richtkoppler könnte eine zusätzliche auf diese Störeinkopplungen zurückzufUhrende rücklaufende Leistung auftreten. Wenn solche Störeinstrahlungen ausserhalb des Nutzfrequenzbandes des Senders 1 liegen genügt es, dem Ausgang 7, 8 des Richtkopplers 3 ein entsprechendes Bandpassfilter 12 zuzuordnen, durch welches also nur die im Nutzfrequenzband des Senders liegenden Ausgangsspannungen dieses Richtkopplerausganges zur Regelung ausgenutzt werden. Diese Frequenzselektion kann u.U noch nicht genügen. Es ist dann zweckmässig, eine schärfere Selektion durchzuführen, wie dies im Ausftlhrungsbeispiel nach Fig. 2 dargestellt ist. Der Steuersender 1 besitzt in diesem Fall einen zusätzlichen Ausgang 13, an welchem eine gegenüber der eingestellten Senderfrequenz f5 um eine vorbestimmte Zwischenfrequenz ZF versetzte Steuerfrequenz fu abgreifbar ist. Dies ist bei üblichen Steuersendern, die als dekadisch meist sogar programmierbar abstimmbare Frequenzsynthesizer ausgebildet sind, sehr einfach möglich. Wenn dieser Steuersender 1 Teil einer kombinierten Sende-Empfangs-Anlage ist, so wird im gleichen Gerät sowieso gleichzeitig mit der Sendefrequenz r. die für den Empfänger erforderliche Überla#erungsfrequenz ru erzeugt. Mit der versetzten Steuerfrequenz rü wird eine am Ausgang 8 des Richtkopplers angeschaltete Überlagerungsstufe bestehend aus einer Mischstufe 14 mit nachgeschaltetem schmalbandigen Zwischenfrequenzfilter 15 angesteuert, so dass Jeweils nur der der momentanen Senderfrequenz fs entsprechende Anteil der Spannung u r zur Regelung berücksichtigt wird.
Unter Umständen kann es zweckmässig sein über eine in Fig. l schematisch angedeutete Schwellwertschaltung 16 dafür zu sorgen, dass der auf die reflektierte Leistung zurückzuführende Regelspannungsanteil ur erst dann wirksam wird, wenn ein vorbestimmter Spannungswert überschritten ist. Damit wird vermieden, das zu klein Reflexionen bereits einen Regelvorgang auslösen.
Patentansprüche Leerseite

Claims

Patentansprüche Schaltung zum Regeln der Ausgangsleistung eines Hochfrequenz-Nachrichtensenders mit einem zwischen Senderausgang und Verbraucher angeordneten Richtkoppler, dessen erster, eine der vorlaufenden Leistung proportionale Spannung abgebende Ausgang über eine Regelschaltung mit einer Einrichtung zum Einstellen der Senderleistung im Sinne einer Regelung auf konstante Ausgangsleistung verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der zweite, eine der rücklaufenden Leistung (Pr) proportionale Spannung (ur) abgebende Ausgang (7,8) des Richtkopplers (3) zusammen mit dem ersten Ausgang (5,6) so mit der Regelschaltung (11) verbunden ist, dass mit zunehmend rUcklaufender Leistung (pur) die Ausgangsleistung (Pv) )selbsttätig verringert wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass die Summe (uz) der Spannungen (uv, ur) der beiden Richtkopplerausgänge (5,6; 7,8) der Regelschaltung (11) als Regelgrösse zugeführt wird.
3. Schaltung nach Anspruch 2, bei welcher die Regelschaltung einen die Einrichtung zum Einstellen der Senderleistung steuernden Spannungskomparator umfasst, in welchem die der Ausgangsleistung proportionale gleichgerichtete Spannung des Richtkopplers mit einer einstellbaren Referenzspannung verglichen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, dass die Summe (u ) der gleichgerichteten Spannunz gen (uv, ur) der beiden Richtkopplerausgänge (5,6; 7,8) dem Komparator (11) zugeführt' wird.
4. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, dass in die zur Regelschaltung (11) führenden Leitung des zweiten Richtkopplerausganges (7,8) eine Frequenzselektionseinrichtung (12,14,15) eingeschaltet ist.
5. Schaltung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass die Frequenzselektionseinrichtung ein auf den Frequenzbereich des Senders (1) sbgestimmtes Bandpassfilter (12) ist.
6. Schaltung nach Anspruch 4 oder 5 für einen Sender, in welchem zusätzlich zur Senderausgangsfrequenz eine demgegenüber versetzte Steuerfrequenz zur Verfügung steht, insbesondere für eine kombinierte Sende-Empfangs-Anlage, d a -d u r c h g e k e n n z e i ch n e t, dass die Frequenzselektionseinrichtung eine durch die versetzte Steuerfrequenz (fü) gesteuerte Uberlagerungsstufe (14) mit schmalbandigem Zwischenfrequenzfilter (15) umfasst.
7. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, dass dem zweiten Richtkopplerausgang (6, 7) eine erst nach Überschreiten eines vorbestimmten Spannungssollwertes eine Regelspannung abgebende Schwellwertschaltung (16) zugeordnet ist.