DE2711476A1

DE2711476A1 - In einem gemeinsamen kanal arbeitendes duplex-sender/empfaenger-geraet

Info

Publication number: DE2711476A1
Application number: DE19772711476
Authority: DE
Inventors: Christopher Keith Richardson
Original assignee: Plessey Handel und Investments AG
Current assignee: BAE Systems Defence Systems Ltd
Priority date: 1976-03-16
Filing date: 1977-03-16
Publication date: 1977-09-22
Also published as: IE45268L; JPS52138812A; AT366848B; AU2312977A; BR7701542A; YU69477A; ES456892A1; JPS6258935U; FI67641C; AU513362B2; HK21082A; NZ183602A; CH618819A5; FR2345013B1; SE7702904L; DK113377A; DK152473C; PT66303A; PT66303B; DE2711476C2

Description

In einem gemeinsamen Kanal arbeitendes Duplex-Sender/Empfänger-Gerät

Schw/Ba

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sender/Empfänger-Gerät.

Bekannte Sender/Empfänger-Geräte arbeiten entv/eder im Simplex-Betrieb oder im Duplex-Betrieb. Im Simplex-Betrieb wird sowohl zum Senden als auch zum Empfangen eine Frequenz benutzt, und es ist eine Umschalttaste vorgesehen, damit die Sendefunktion oder die Empfangsfunktion ausgewählt werden kann. Der Duplex-Betrieb erfordert dagegen die Verwendung von zwei Trägerfrequenzen, nämlich eine zum Senden und eine zum Empfangen, was den Vorteil hat, daß gleichzeitig gesendet und empfangen werden kann, so daß zur Funktionsauswahl keine Umschalttaste wie für den Simplex-Betrieb erforderlich ist, wobei jedoch der Nachteil vorliegt, daß der doppelte Bandabstand erforderlich ist, da zum Senden und zum Empfangen eigene Frequenzen benötigt werden.

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Mit Hilfe der Erfindung soll ein Sender/Empfänger-Gerät geschaffen werden, bei dem zum Senden und zum Empfangen die gleiche Trägerfrequenz benutzt wird, so daß gleichzeitig das Senden und das Empfangen möglich ist. Ein solches System kann als Einfrequenz-Duplex-System (Single Frequency Duplex) oder auch besser in einem Kanal arbeitendes Duplex-System (Common Channel Duplex) genannt werden.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch einen Oszillator, der ein Modulstionssignal empfängt und eine Trägerfrequenz zur Aussendung abgibt, und einen Mischer, der mit empfangenen Signalen und mit Signalen aus dem Oszillator zur Demodulation empfangener Signale gespeist ist.

Der Mischer kann zwei um 90° gegeneinander phasenverschobene Ausgangssignale abgeben, die über eine Tiefpaßfiltervorrichtung an einen Demodulator angelegt sind.

Eine Weiterbildung der Erfindung, bei der der Oszillator mit auszusendenden Datei winkelmoduliert wird, enthält eine Senderausgangsanschlußvorrichtung, die vom Oszillator gespeist ist, eine Empfängereingangsanschlußvorrichtung, von der Signale an zwei Mischer angelegt werden, die auch vomOszillator gespeist sind,eine 90°-Phasenschiebervorrichtung, über die wenigstens einer der zwei Mischer das empfangene Eingangssignal erhält, so daß die den Mischern von den Empfängereingangsanschlußvorrichtungen zugeführten Signale um 90° phasenverschoben sind, und zwei Tiefpaßfilter, von denen jedes von einem Mischer gespeist' ist, wobei der Demodulator auf die von den Tiefpaßfiltern gelieferten Signale so anspricht, daß er ein den empfangenen Daten entsprechendes Ausgangssignal abgibt.

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Eine Weiterbildung der Erfindung, bei der der Oszillator mit auszusendenden Daten winkelmoduliert wird, enthält eine Senderausgangsanschlußvorrichtung, die vom Oszillator gespeist ist, eine Empfängereingangsanechlußvorrichtung, von der Signale an zwei Mischer angelegt werden, die auch vom Oszillator gespeist sind, eine 90°-Phasenschiebervorrichtung, über die wenigstens einer der Mischer vomOszillator so gespeist ist, daß die den Mischern aus dem Oszillator zugeführten Signale um 90° phasenverschoben sind, und zwei Tiefpaßfilter, von denen jedes von einem Mischer gespeist ist, wobei der Demodulator auf die von den Tiefpaßfiltern gelieferten Signale so anspricht, daß er ein den empfangenen Daten entsprechendes Ausgangssignal abgibt.

Der Ausdruck "winkelmoduliert¹¹, wie er hier verwendet wird, soll jede Modulationsform umfassen, bei der der Phasenwinkel entsprechend dem Modulationssignal geändert wird; diese Modulationsformen enthalten die Frequenz-oder Phasenmodulation.

Die oben erwähnten Ausgestaltungen der Erfindung können vorteilhafterweise so weitergebildet sein, daß die Senderausgangsanschlußvorrichtung und die Empfängereingangsanschlußvorrichtung an eine Richtungsgabel angeschlossen sind, deren weiterer Anschluß mit einer zum Senden und zum Empfangen geeigneten Antenne verbunden ist, wobei der Oszillator ein Signal abgeben kann, das mit einer im wesentlichen konstanten Amplitude winkelmoduliert ist.

Wenn hier auf eine Richtungsgabel Bezug genommen wird, dann ist dieses Bauelement als "eine Einheit definiert, die drei Anschlüsse A, B und C aufweist und bei der die

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Impedanz, die sie für HF-Signale vom Anschluß A zum Anschluß B oder vom Anschluß C zum Anschluß A hat, niedrig im Vergleich zur Impedanz für HF-Signale vom Anschluß C zum Anschluß B ist. Solche Bauelemente sind mit einem Aufbau in der Technologie der integrierten Schaltungen erhältlich oder sie können auch bestimmte Arten bekannter Koppelvorrichtungen sein.

Die Richtungsgabel kann über eine Antennenabstimmeinheit an die Antenne angeschlossen sein.

In den meisten Fällen ergibt die Richtungsgabel eine brauchbare Entkopplung, da sie den Demodulator in zufriedenstellender Weise von den vom Oszillator zum Sendeantennenanschluß übertragenen modulierten Signalen entkoppelt, doch können beispielsweise auf Grund einerFehlanpassung zwischen einer Antenne und der Richtungsgabel reflektierte Signale zur Richtungsgabel zurückübertragen werden, die dann zum Demodulator gelangen und einen Schaden verursachen können, wenn der Pegel dieser Signale nicht auf irgendeine Weise begrenzt wird.

Zur Begrenzung solcher unerwünschter Rückkopplungssignale auf einen sicheren Pegel kann ein Detektor vorgesehen sein, der abhängig von den von der Richtungsgabel der Empfängereingangsanschlußvorrichtung zugeführten· Signalen ein Rückkopplungssignal liefert, das zur Steuerung der Verstärkung eines Leistungsverstärkers verwendet wird, über den Signale aus dem Oszillator der Richtungsgabel zugeführt werden.

Bei den erwähnten Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen ein, daß die Senderausgangsanschlußvorrichtung

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und die Empfängereingangsanschlußvorrichtung an getrennte Antennen zum Senden bzw. zum Empfangen angeschlossen sind.

Das Ausgangssignal des Oszillators kann der Senderausgangsanschlußvorrichtung über einen Leistungsverstärker zugeführt werden.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, daß der Mischer aus zwei Teilen besteht, von denen einer eine 90°-Phasenschieber-Signalteilungseinheit wie ein 90°-Hybridrichtkoppler ist, während der andere Teil eine Signalteilungseinheit ist, die so angeschlossen ist, daß sich ihre zwei Ausgangssignale mit den um 90° phasenverschobenen AusgangsSignalen aus dem 90°-Hybridrichtkoppler vereinen, wobei der eine Teil vom empfangenen Eingangssignal und der andere Teil vom Signal aus dem Oszillator gespeist wird, und daß der Mischer zwei Mischvorrichtungen enthält, über die die zwei kombinierten Ausgangssignale dem Demodulator zugeführt werden.

Die nichtlinearen Elemente können zwei Dioden enthalten, die so angeordnet sind, daß sie den Demodulator über die Tiefpaßfiltervorrichtung speisen.

Das Ausgangssignal des Oszillators kann über eine Verstärkeranordnung geliefert werden, so daß die Trägerfrequenz für das Senden und das Signal für den Mischer erzeugt werden, wobei die Verstärkeranordnung mit Hilfe einer Rückkopplungsschleife stabilisiert ist.

Die Verstärkeranordnung kann einen Leistungsverstärker enthalten, der über ein gesteuertes Dämpfungsglied aus dem Oszillator gespeist wird, und sie kann ferner einen Gleichrichter enthalten, über den einSignal vom Ausgang

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des Leistungsverstärkers einem Komparator zugeführt wird, der auch ein Bezugssignal empfängt, so daß er ein Rückkopplungssignal für das gesteuerte Dämpfungsglied liefert, wodurch die Amplitude des dem Leistungsverstärker zugeführten Signals so gesteuert wird, daß eine Differenz zwischen den Amplituden der dem Komparator zugeführten Signale auf den Wert Null verringert wird.

Eine zum Senden und zum Empfangen verwendete Antenne kann so angeordnet werden, daß sie den 9O°-Hybrid-Richtkoppler speist, wobei Ausgangssignale des Oszillators der Signalteilereinheit zugeführt werden.

Als Alternative kann auch vorgesehen sein, daß eine zum Senden und zum Empfangen verwendete Antenne so angeordnet wird, daß sie die Signalteilungseinheit speist, wobei der 90°-Hybridrichtkoppler vom Ausgangssignal des Oszillators gespeist wird.

Die Signalteilungseinheit kann aus einer Wicklung mit einer Mittelanzapfung bestehen, die zwei phasengleiche Ausgangssignale abgibt.

Ausgangssignale des Oszillators können an die Mittelanzapfung der Wicklung über eine λ/4-Leitung angelegt werden, wobei λ etwa die Wellenlänge der Schwingungöfrequenz des Oszillators ist.

Die Ausgangssignale der Dioden können der Tiefpaßfiltervorrichtung jeweils über eine Subtraktionsschaltung zugeführt werden, die auch gleichgerichtete Signale aus dem Oszillator empfängt, wodurch aus dem

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Oszillator oder aus damit verbundenen Verstärkern stammende Amplitudenschwankungen aufgehoben werden.

Der Demodulator kann entsprechend der Art der empfangenen Modulation ausgewählt werden; für eine Frequenzmodulation kann er beispielsweise so ausgebildet sein, wie er in Fig.2 der GB-Patentschrift 1 172 977 oder inFig.2 der GB-Patentschrift 1 172 975 dargestellt ist. Er kann auch ein Barber-Diskriminator sein.

Bei einem Sender/Empfänger-Gerät nach der Erfindung, bei dem eine direkte Umsetzung eines ankommenden Signals durchgeführt wird (d.h. daß eine empfangene modulierte Trägerfrequenz mit der Frequenz eines Überlagerungsoszillators gemischt wird, die gleich oder nahezu gleich der Frequenz des empfangenen Trägers ist), enthalten die erzeugten Differenzfrequenzkomponenten die gewünschte Frequenz, die auf die Frequenz 0 bezogen wird, und die im Falle der Frequenzmodulation symmetrisch um die Frequenz 0 liegen. Der Demodulator muß daher so ausgebildet sein, daß er ein solches Signal demodulieren kann; es können zahlreiche Demodulatoren wie die zuvor erwähnten Demodulatoren verwendet werden, die um 90° phasenverschobene Eingangssignale erfordern, doch ist es auch möglich, ein solches Signal mit einem Demodulator zu demodulieren, der nur ein Eingangssignal erfordert.

Bei einem Anwendungsfall der Erfindung werden die empfangenen Eingangsdaten zum Modulieren des Überlagerungsoszillators für eine Rücksendung benutzt, wodurch eine Funkrelaisstation geschaffen wird.

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Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 ein Blockschaltbild eines Sender/Empfänger-Geräts,

Fig.2 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines Sender/Empfänger-Geräts,

Fig.3 ein Blockschaltbild einer Abwandlung des in Flg.2 dargestellten Sender/ Empfänger-Geräts und

Fig.4 ein Blockschaltbild eines Teils des Sender/Empfängergeräts nach den Figuren 2 oder 3.

Nach Fig.1 wird von einer Antenne 1 ein Signal empfangen und über eine Antennenabstimmeinheit 2 und über eine Richtungsgabel 3 einem 90°-Hybrid-Richtkoppler 4 zugeführt. Der Hybridrj.chtkoppler 4 teilt das Signal in zwei Signale mit gleichen Amplituden und mit einer gegenseitigen Phasenfrequenz von 90 auf. Diese Signale werden dann zwei gleichen Dioden-Quadraturmischern 5 und 6 zugeführt. Die Mischer 5 und 6 werden von einem Überlagerungsoszillator 7 mit einer Frequenz geschaltet, die gleich der oder nahe der Trägernennfrequenz der empfangenen Signale ist; der Überlagerungsoszillator ist dabei so angeschlossen, daß er die Mischer 5 und 6 über ein Dämpfungsglied aus Widerständen 8, 9 und 10 speist.

Die Ausgangssignale der Mischer 5 und 6 sind Signale mit der Schwebungsfrequenz zwischen der Frequenz des Überlagerungsoszillators und der Momentanfrequenz des empfangenen Signals. Die Ausgangssignale der Mischer 5 und 6 weisen stets eine Phasenverschiebung von 90° auf, doch wird ein Ausgangssignal bezüglich des anderen um 180° phasenverschoben umge-

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schaltet, wenn die Empfangsssignalfrequenz mit der Überlagerungsoszillatorfrequenz den Schwebungswert Null durchläuft. Die zur Wiedergewinnung der ursprünglichen Modulation erforderliche Information ist daher in den Ausgangssignalen der Mischer 5 und 6 in Form der momentanen Schwebungsfrequenz und der relativen Phasendifferenz zwischen den Ausgangssignalen vorhanden.

Die NF-Modulation wird in einem Frequenzdemodulator wiedergewonnen; die Einpfängerselektivität wird von Tiefpaßfiltern 12 und 13 bestimmt. Die gesamte Verstärkung oder zumindest der größte Verstärkungsanteil wird im Niederfrequenzbereich in den Verstärkern 14 und 15 erzielt.

Der Typ des Demodulators 11 ist nicht neuartig; eine vollständige Beschreibung eines solchen Demodulators ist in den GB-Patentschriften 1 172 977 und 1 172 975 enthalten.

Der Überlagerungsoszillator 7 wird sowohl zur Ansteuerung des Empfängers als auch zur Ansteuerung des Senders verwendet, wobei das Ausgangssignal des Überlagerungsoszillators vom Verstärker 16 auf etwa 10 V/att verstärkt und der Antenne über die Richtungsgabel 3 und die Antennenabstimmeinheit 2 zugeführt wird.

Für einen Duplexbetrieb mit einer Frequenz müssen zwei Kriterien erfüllt werden:

I) Die Ausgangsenergie des Senders darf nicht mit einem so hohen Pegel in den Empfänger gelangen, daß dieser zerstört oder unempfindlich gemacht wird.

II) Das ausgesendete Signal darf das empfangene Signal nicht stören, obgleich beide Signale gleichzeitig die gleiche Frequenz haben.

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Das zweite Erfordernis kann mittels herkömmlicher überlagerungssysterne nicht erfüllt werden, bei denen ein Empfänger und ein Sender gleichzeitig mit der gleichen Frequenz betrieben werden, weil der Sendefrequenzträger das empfangene Signal überdecken würde. Da in der hier beschriebenen Anordnung das ausgesendete Signal auch das Signal des überlagerungsoszillators des Empfängers ist, wird es jedoch in wirksamer Weise ausgelöscht, wie noch erklärt wird. Die Entkoppthng zwischen dem Senderausgang und dem Empfängereingang wird mit Hilfe der Richtungsgabel 3 erzielt. Vorausgesetzt, der Anschluß A der Richtungsgabel 3 "sieht" eine gut angepaßte Last, dann wird die am Anschluß C vorhandene Energie mit niedriger Dämpfung zum Anschluß A übertragen. In gleicher Weise wird ein am Anschluß A empfangenes Signal mit niedriger Dämpfung zum Anschluß B übertragen, während nur eine geringe Energie vom Anschluß C zum dem Anschluß B zugeführt wird. Venn beispielsweise die Ausgangsleistung des Senders 10 Watt beträgt und die Richtungsgabel 3 eine Entkopplung von 40 dB hat, dann liegt am Empfänger eine Leistung von 1 mW an. Dies hat keine Sättigung des üblichen Dioden-Quadraturmischers zur Folge.

Zum Schutz des Mischers für Störungsfälle wird die dem Empfänger zugeführte Energie mittels der Diode 17 festgestellt und zur Steuerung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 16 benutzt, damit die Ausgangsleistung des Senders begrenzt wird. Wenn daher die Anpassung an die Antenne schlecht ist und die sich durch die Richtungsgabel 3 ergebende Entkopplung zu niedrig ist, dann wird die Senderleistung automatisch erniedrigt, damit eine Beschädigung des Empfängers verhindert wird. Die Aufigangs-

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leistung des Senders hängt daher davon ab, wie gut die Antennenanpassungseinheit 2 eingestellt ist. Eine wechselseitige Störung zwischen dem Sender und dem Empfänger wird durch die Anwendung eines Empfangsverfahrens mit direkter Umsetzung vermieden.

Es wird nun die Arbeitsweise eines der Mischer5, 6 betrachtet, wenn kein Eingangssignal empfangen wird. Das Momentanausgangssignal der Mischer 5, 6 besteht aus einem Signal mit der Summen- und Differenzfrequenz aus der Frequenz des Empfänger-Übertragungsoszillators 7 und der Frequenz des empfangenen Signals, das nur auf dem Senderausgangssignal beruht. Das auf dem Senderausgangssignal beruhende empfangene Signal hat die gleiche Frequenz wie der Überlagerungsoszillator 7 des Empfängers, auch wenn der Oszillator 7 zu Sendezwecken frequenzmoduliert ist, da beide Signale aus der gleichen Quelle abgeleitet sind. Die Summenfrequenz wird durch die Tiefpaßfilter 12 und 13 entfernt, und die Differenzfrequenz hat den Wert Null. Das Ausgangssignal der Tiefpaßfilter 12 und 13, das auf ein Signal aus dem Sender zurückzuführen ist, ist daher ein Signal mit dem Frequenzwert Null (d.h. ein Gleichspannungssignal, das durch Wechselstromkopplung entfernt werden kann), was unabhängig davon gilt, wie groß der Frequenzmodulationsanteil am Überlagerungsoszillator 7 ist.

Die Hauptverstärkung wird nach den Tiefpaßfiltern 12 und und der Wechselstromkopplung durchgeführt, so daß an den Empfängerverstärkern kein Signal vorhanden ist, das auf den Sender zurückzuführen ist. Die Modulation wird im Empfänger durch eine Änderung der Differenzfrequenz zwischen dem empfangenen Signal und dem Signal des Überlagerungsoszillators festgestellt. Das Ausgangssignal des

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Demodulators 11 besteht daher aus der Summe der im empfangenen Signal und im Signal des Überlagerungsoszillators vorhandenen Modulation, (d.h. daß die Überlagerungsmodulation, wenn sie vorhanden ist, als Nebenton im Empfängerausgangssignal vorhanden ist, wenn ein Signal empfangen wird).

Die bisher beschriebene Anordnung arbeitet zwar allgemein zufriedenstellend, doch kann die Unterdrückung des frequenzmodulierten unerwünschten Sendesignals im Empfänger durch die Wirkung der Sendeverzögerung im HF-Signalweg zwischen dem Sender und dem Empfänger beeinträchtigt werden.Eine Möglichkeit, diese Y/irkung auf ein Minimum zu verringern, besteht darin, eine kompensierende Verzögerungsvorrichtung im Weg des Überlagerungsoszillators gemäß der Darstellung anzubringen.

Diο Anordnung verhält sich wie ein mit einer Frequenz arbeitendes Funkrelais, wenn ein Teil des Ausgangssignals des Demodulators 11 über die Leitung 47 als Modulation und Gegenkopplung zum Sender zurückgeführt wird. Der Überlagerungsoszillator 7 zeigt die Tendenz, der im empfangenen Signal vorhandenen Modulation zu folgen. Das Ausgangssignal des Demodulators ist daher ein Fehlersignal.

Das beschriebene System ermöglicht einen vollen Duplexbetrieb zwischen zwei Funktelefonen, die mit einer gleichen Trägerfrequenz arbeiten. Die die Funktelefone ansteuernden Überlagerungsoszillatoren müssen nicht phasenstarr zueinander sein, und kleine Frequenzunterschiede der zwei Oszillatoren sind ohne Bedeutung. Das System kann auch als ein mit einer Frequenz arbeitendes Funkrelais benutzt werden.

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Im Sender kann von jeder Form einer Modulation mit konstanter Amplitude Gebrauch gemacht v/erden. Der Empfänger kann so ausgebildet sein, daß er unabhängig von der Sendermodulation eine Amplituden- oder Winkelmodulation demoduliert. Es sei bemerkt, daß bei der Anwendung der Frequenzmodulation sowohl senderseitig als auch empfängerseitig der Frequenzhub des gesendeten Signals größer oder kleiner als der beim empfangenen Signal angewendete Frequenzhub sein kann.

Die Löschung der ausgesendeten Frequenz innerhalb des Empfängers fällt aus, wenn der Pegel des vom Sender zum Empfänger gekoppelten Signals so groß wird, daß ein nichtlineares Arbeiten des Empfängers verursacht wird.Es ist daher wichtig, daß e?ine ausreichende Entkopplung zwisehen dem Sendesystem und dem Empfangs system für hohe Sendeleistungen vorgesehen wird. Dies kann mittels der in Fig.1 dargestellten Schaltung unter Verwendung einer Richtungsgabel oder durch Verwendung einer eigenen /ntenne oder einer ähnlichen Einrichtung zur Verbesserung der Entkopplung durch Verwendung von Richtantennenvorrichtungen erreicht werden.

Als Alternative zu der im Zusammenhang mit Fig.1 beschriebenen Ausführungsform kann auch eine /usführungsform nach Fig.2 oder 3 benutzt werden, bei der keine Richtungsgabel erforderlich ist.

Es sei nun auf Fig.2 Bezug genommen, und es wird der Betriebszustand der Signalaussendung betrachtet.' Ein Oszillator.18 der frequenzmoduliert oder auf andere Weise winkelmoduliert werden kann, gibt sein Ausgangssignal über ein mittels einer Spannung veränderliches Dämpfungsglied 20 an einen Leistungsverstärker 19 ab. Das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 19 wird durch die Diode 21 gleichgerichtet und in einem Komparator 22 mit einem Gleichspannungs-Bezugswert

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verglichen, und das Ausgangssignal des !Comparators wird zur Bildung einer Rückkopplungsschleife dem Dämpfungsglied 20 zugeführt. Das Dämpfungsglied 20 steuert die Eingangsleistung des Leistungsverstärkers 19 in der Weise, daß die gleichgerichtete Ausgangsspannung der Diode 21 auf dem Bezugswert gehalten wird. Die bisher beschriebene Schaltung arbeitet in der Weise, daß die normalerweise am Ausgang eines Senders auf Grund von Versorgungsenergieschwankungen, Verstärkerrauschen und dergleichen vorhandene Stör-Amplitudenmodulation reduziert wird, und sie ergibt eine niedrige Impedanz am Ausgang des Leistungsver-_ stärkers 19.

Das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 19 wird über eine λ/4-Koaxialleitung 24, einen phasenverschiebungsfreien Hybridübertrager 25 und einen 90°-Hybridrichtkoppier 26 einer Antenne 23 zugeführt. Ein kleiner Teil der Energie wird in einer Ersatzlast 27 des 90°-Hybridrichtkopplers 26 auf Grund der Tatsache verbraucht, daß die zwei dem Koppler 26 aus dem Übertrager 25 zugeführten Eingangssignale phasengleiche Signale sind, während zur maximalen Energieübertragung um 90° phasenverschobene Signale erforderlich sind.f'Es wird nun die Arbeltsweise der Anordnung von Fig.2 für empfangene Signale betrachtet. Ein empfangenes Signal,das die gleiche Frequenz wie das ausgesendete Signal aufweist, wird vom 90°-Hybridrichtkoppler 26 in zwei gleiche, jedoch um 90° phasenverschobene Ausgangssignale aufgeteilt. Diese Signale sind an den 0°- und 90°- Anschlüssen 28 und 29 des Kopplers 26 zusammen mit den phasengleichen Signalen aus dem Sender vorhanden. An jedem der Anschlüsse 28 und 29 überlagern sich die Signale zur Erzeugung eines Trägersignals, das mit der mometanen Differenzfrequenz zwischen den ausgesendeten und den empfangenen

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Signalen amplitudenmoduliert ist. Die Modulationshüllkurve der zwei Signale weist eine 90°-PhasenbeZiehung auf.

Wegen der Wirkung der Rückkopplungsschleife ist die Ausgangsimpedanz des Leistungsverstärkers 19 für Signale niedrig, die ihm aus der λ/4-Koaxialleitung 24 zugeführt werden. Die

λ /4-Koaxialleitung wirkt als Transformator, der diese niedrige Impedanz auf eine hohe Impedanz an der Mittelanzapfung 30 despphasenverschiebungsfreien Hybridübertragers transformiert. Eine übermässige Kopplung zwischen den 0°- und 90°-Anschlüssen 28, 29 des 90°-Hybridrichtkopplers wird daher vermieden, da sich der Übertrager wie eine HF-Drossel verhält, wenn an der Mittelanzapfung 30 keine Last liegt.

Die Signale an den Ausgangsanschlüssen 28, 29 des 90°-Hybridrichtkopplers 26 werden von Dioden 30, 31 gleichgerichtet, damit die Differenzfrequenz-Hüllkurven wiedergewonnen werden. Die Modulationshüllkurven enthalten auch Reste der Störamplitudenmodulation aus dem Sender. Dieser Störanteil wird durch Subtrahieren einer gleichgerichteten Version des Ausgangssignals des Leistungsverstärkers in den Subtraktionsschaltungen 32, 33 entfernt, wobei die Gleichrichtung von Dioden 34, 35 bewirkt wird. Die Nutzsignale bleiben unbeeinflußt, da das empfangene Signal am Ausgang des Leistungsverstärkers 19 wegen der Viirkung der Pegeleinstellschleife nicht vorhanden ist, die gewährleistet, daß die Impedanz am Ausgang des Leistungsverstärkers 19 für Amplitudenschwankungen niedrig ist, die auf die Schwebungsfrequenz zurückzuführen sind.

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Die Signale an den Leitungen 36 und 37 am Ausgang der Subtraktion s schaltungen 32, 33 können in der V/eise, wie oben im Zusammenhang mit Fig.1 beschrieben wurde, mit Hilfe von Tiefpaßfiltern 38, 39 verarbeitet werden, die einen Demodulator 40 speisen, der unter Bezugnahme auf Fig.2 der GB-Patentschrift 1 172 977 oder unter Bezugnahme auf Fig.2 der GB-Patentschrift 1 172 975 beschrieben ist. Der Demodulator kann auch ein Barber-Diskriminator sein.

Da die Amplitudenmodulation am Leistungsverstärker 19 von den NF-Ausgangssignalen subtrahiert wird, ist bei diesem System ein Einfrequenz-Duplexbetrieb mit Amplitudenmodulation möglich, wobei der Demodulator 40 entsprechend ausgewählt würde.

Es ist möglich, eine Alternativausführung nach Fig.3 anzuwenden, bei der der 90°-Hybridrichtkoppler 26 und der Hybridübertrager 25 vertauscht sind. Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist der im Zusammenhang mit Fig.2 beschriebenen Schaltung sehr ähnlich; da die Impedanz der Antenne 23 hoch ist, ist jedoch eine der Leitung 24 von Fig.2 entsprechende λ /4-Leitung nicht erforderlich. Der in Fig.2 oder Fig.3 dargestellte Hybridübertrager 25 kann durch ein Aufteilungselement ersetzt warden, das phasengleiche oder gegenphasige Ausgangssignale abgibt.

Es kann zwar jede geeignete Subtraktionsschaltung zur Erzielung der von den Schaltungen 32 und 33 durchgeführten Subtraktionsfunktion verwendet werden, doch ist eine Schaltung, die die zugehörigen Gleichrichter enthält, in Fig.4 dargestellt.

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Fig.4 zeigt eine Schaltung, die für die Subtraktionsund Gleichrichteranordnungan 32,30, 34 oder 33, 31, 35 eingesetzt werden kann, wobei die zuletzt genannte Anordnung von einer gestrichelten Linie 41 umgeben ist.

Die Schaltung enthält zwei Dioden 42, 43 und zwei Kondensatoren 44, 45, zu denen ein Potentiometer 46 parallelgeschaltet ist.

Wenn die Schaltung als Ersatz für die innerhalb der gestrichelten Linie 41 angegebene Anordnung verwendet wird, dann werden Signale vom Anschluß 29 des Kopplers 26 durch die Diode 43 gleichgerichtet, und Signale aus dem Leistungsverstärker werden von der Diode 42 gleichgerichtet. Durch Einstellen des Potentiometers 46 können AM-Störsignale ausgeschaltet werden, wie es der Betrieb der Schaltung erfordert.

Wenn der Ausgang des Empfängers mit dem Eingang des Sendemodulators verbunden ist, dann wird ein am Empfänger ankommendes Signal mit niedrigem Pegel erneut auf der gleichen oder einer ähnlichen Frequenz ausgesendet. Eine solche Anordnung kann daher zur Anhebung des Signalpegels in schwachen Gebieten eingesetzt werden und als Funkrelais arbeiten.

Durch Verwendung eines in einem gemeinsamen Kanal arbeitenden Duplexempfängers wird die für eine mit einer Frequenz arbeitende Simplexverbindung notwendige Sprechtaste nicht mehr benötigt; die Schaffung eines Gegensprechsystems unter Verwendung eines einzigen Kanals anstelle von zwei Kanälen wird ermöglicht . Aus diesem Grund wird nurraehr

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die Hälfte der Bauelemente und die Hälfte des Bandbereichs im Vergleich zu bisherigen Systemen benötigt.

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Claims

Patentansprüche

'.In einem gemeinsamen Kanal arbeitendes Duplex-Sender/Empfänger-Gerät gekennzeichnet durch einen Oszillator, der ein Modulationssignal empfängt und eine Trägerfrequenz zur Aussendung abgibt, und einen Mischer, der mit empfangenen Signalen und mit Signalen aus dem Oszillator zur Demodulation empfangener Signale gespeist ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer zwei um 90° gegeneinander phasenverschobene Ausgangssignale abgibt, die zur Demodulation empfangener Signale über eine Tiefpaßfiltervorrichtung an einen Demodulator angelegt sind.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Oszillator mit auszusendenden Daten winkelmoduliert wird, gekennzeichnet durch eine Senderausgangsanschlußvorrichtung, die vom Oszillator gespeist ist, eine Empfängereingangsanschlußvorrichtung, von der Signale an zwei Mischer angelegt werden, die auch vom Oszillator gespeist sind, eine 90°-Phasenschiebervorrichtung, über die wenigstens einer der zwei Mischer das empfangene Eingangssignal erhält, so daß die den Mischern

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von den Empfängereingangsanschlußvorrichtungen zugeführten Signale um 90° phasenverschoben sind, und zwei Tiefpaßfilter, von denen jedes von einem Mischer gespeist ist, wobei der Demodulator auf die von den Tiefpaßfiltern gelieferten Signale so anspricht, daß er ein den empfangenen Daten entsprechendes Ausgangssignal abgibt.
4. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Oszillator mit auszusendenden Daten winkelmoduliert wird, gekennzeichnet durch eine Senderausgangsanschlußvorrichtung, die vom Oszillator gespeist ist, eine Empfängereingangsanschlußvorrichtung, von der Signale an zwei Mischer angelegt werden, die auch vom Oszillator gespeist sind, eine 90°-Phasenschiebervorrichtung, über die wenigstens einer der Mischer vom Oszillator so gespeist ist, daß die den Mischern aus dem Oszillator zugeführten Signale um 90 phasenverschoben sind, und zwei Tiefpaßfilter, von denen jedes von einem Mischer gespeist ist, v/obei der Demodulator auf die von den Tiefpaßfiltern gelieferten Signale so anspricht, daß er ein den empfangenen Daten entsprechendes Ausgangssignal abgibt.
5. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Senderausgangsanschlußvorrichtung und die Empfängereingangsanschlußvorrichtung an eine Richtungsgabel angeschlossen sind, deren weiterer Anschluß mit einer zum Senden und zum Empfangen geeigneten Antenne verbunden ist.
6.Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsgabel an die Antenne über eine Antennenabstimmeinheit angeschlossen ist.
7. Gerät nach Anspruch 3_f 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Oszillators über einen Leistungsverstärker an die Senderausgangsanschlußvorrichtung angelegt ist.

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8. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen Detektor, der abhängig von den von der Richtungsgabel der Empfängereingangsanschlußvorrichtung zugeführten Signalen ein Rückkopplungssignal liefert, das zur Steuerung der Verstärkung eines Leistungsverstärkers verwendet wird, über den Signale aus dem Oszillator der Richtungsgabel zugeführt werden.
9. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Senderausgangsanschlußvorrichtung und die Empfängereingangsanschlußvorrichtung an getrennte Antennen zum Senden bzw.zum Empfangen angeschlossen sind.
10. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer aus zwei Teilen besteht, von denen einer eine 90°-Phasenschieber-Signalteilungseinheit ist, während der andere Teil eine Signalteilungseinheit ist, die so angeschlossen ist, daß sich ihre zwei gleichen Ausgangssignale mit den um 90° phasenverschobenen Ausgangssignalen aus der 90°-Phasenschieber-Signalteilungseinheit vereinen, wobei der eine Teil vom empfangenen Eingangssignal und der andere Teil vom Signal aus dein Oszillator gespeist wird, und daß der Mischer zwei Mischvorrichtungen enthält, über die die zwei kombinierten Ausgangssignale dem Demodulator zugeführt werden.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtungen zwei Dioden enthalten, die so angeordnet sind, daß sie den Demodulator über die Tiefpaßfiltervorrichtung speisen.
12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Oszillators über eine Verstärkeranordnung geliefert wird, so daß die Trägerfrequenz für das Senden und das Signal für den Mischer erzeugt werden, wobei die Verstärkeranordnung mit Hilfe einer Rückkopplungsschleife stabilisiert ist.

70ÜÜ38/0916
13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkeranordnung einen Leistungsverstärker enthält, der über ein gesteuertes Dämpfungsglied aus dem Oszillator gespeist wird, und daß die Verstärkeranordnung ferner einen Gleichrichter enthält, über den ein Signal vom Ausgang des Leistungsverstärkers einem Komparator zugeführt wird, der auch ein Bezugssignal empfängt, so daß er ein Rückkopplungssignal für das gesteuerte Dämpfungsglied liefert, wodurch die Amplitude des dem Leistungsverstärker zugeführten Signals so gesteuert wird, daß eine Differenz zwischen den Amplituden der dem Komparator zugeführten Signale auf den Wert Null verringert wird.
14. Gerät nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet, daß die 90°-Phasenverscl
Hybridrichtkoppler ist.

daß die 90°-Phasenverschiebungs-Signalteilungseinheit ein 90°-
15. Gerät nach Anspruch 10, 11, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Senden und zum Empfangen verwendete Antenne so angeordnet ist, daß sie den 90°-Hybridrichtkoppler speist, und daß Ausgangssignale des Oszillators der Signalteilungseinheit zugeführt werden.
16. Gerät nach Anspruch 10, 11, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Senden und zum Empfangen verwendete Antenne so angeordnet ist, daß sie die Signalteilungseinheit speist, und daß der 90°-Hybrid:

des Oszillators gespeist wird.

speist, und daß der 90 -Hybridrichtkoppler vom Ausgangssignal
17. Gerät nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal teilungseinheit aus einer V/icklung mit einer Mittelanzapfung besteht, die zwei phasengleiche Ausgangssignale abgibt.

7Cu333/0916
18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgangssignale des Oszillators an die Mittelanzapfung der Wicklung über eine λ/4-Leitung angelegt werden,v,obei λ die Wellenlänge der Schwingungsfrequenz des Oszillators ist.
19. Gerät nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgangssignale aus den Dioden der Tiefpaßfiltervorrichtung jeweils über eine Subtraktionsschaltung zugeführt werden, und daß die Subtraktionsschaltungen auch gleichgerichtete Signale aus dem Oszillator erhalten, wodurch aus dem Oszillator oder aus damit verbundenen Verstärkern stammende Amplitudenschwankungen aufgehoben werden.
20. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulation mit Hilfe eines Demodulators durchgeführt wird, wie er unter Bezugnahme auf Fig. 2 der GB-Patentschrift 1 172 977 beschrieben ist.
21. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulation mittels eines Barber-Diskriminators durchgeführt wird.
22. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Datenausgangssignalen vom Empfänger und vom Sender ein Rückkopplungsweg vorgesehen ist, so daß der Sender zur Erzielung einer Funkrelaisstation mit den empfangenen Eingangssignalen moduliert wird.

70liü3b/U916