DE2744212B1 - Duplex-Sende-Empfangseinrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Duplex-Sende-Empfangseinrichtung
mit nur einem Oszillator für den Sende- und Empfangszweig für ein digitalmoduliertes
Funksystem zur Nachrichtenübertragung, beispielsweise zwischen sich längs vorgegebener Strecken bewegenden
Sende-Empfangsstation und längs dieser Strekken in vorgegebenen Abständen angeordneten, in
beiden Streckenrichtungen wirksamen Sende-Empfangsstationen, zwischen ortsfesten Sende-Empfangsstationen
und zur Telemetrieübertragung.
Bei Sende-Empfangseinrichtungen, die im Vollduplex-Betrieb
arbeiten, erfordert die Verwendung getrennter Oszillatoren für Senden und Empfangen einen
hohen technischen und wirtschaftlichen Aufwand, insbesondere bei Sende-Empfangsgeräten, die im
Mikrowellenbereich betrieben werden. Eine erhebliche Vereinfachung des technischen Konzeptes sowie
Verbesserungen der Wirtschaftlichkeit ergeben sich bei Verwendung eines einzigen Lokaloszillators für den
Sende- und Empfangszweig. Hierbei tritt jedoch das Problem auf, daß die Sendermodulation im Empfangszweig zu unerwünschten Kombinationsfrequenzen
führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Duplex-Sende-Empfangseinrichtung der eingangs
beschriebenen Art eine Lösung anzugeben, mit der die unerwünschten Kombinationsfrequenzen im Empfangszweig auf einfache Weise eliminiert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung in der Weise gelöst, daß in den
Empfangszweig von den binären Modulationssignalen des Senders gesteuerte elektronische Umschalter mit
zwei Eingängen und einem Ausgang geschaltet sind, deren Eingänge mit den Ausgängen eingangsseitig
parallelliegender, auf die ZF-Kombinationsfrequenzen des Empfangsmischers abgestimmter Filterkreise verbunden
sind und deren Ausgänge an einen Demodulator angeschaltet sind.
In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes
ist vorgesehen, daß bei gleichem Frequenzhub der Sende- und Empfangsfrequenzen die Zahl der
Filterkreise dadurch verringert wird, daß der Ausgang eines Filterkreises je einem Eingang zweier Umschalter
zugeführt wird. Dadurch ergeben sich lediglich drei verschiedene Kombinationsfrequenzen, wodurch sich
der schaltungstechnische Aufwand weiterhin vermindert.
Bei einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung ist vorgesehen, daß im Empfangszweig ein
dem Empfangsmischer nachgeschalteter zweiter Mischer und ein niederfrequenter Hilfsoszillator eingeschaltet
sind, der im Takt der binären Sendermodulation über den zweiten Mischer dem Empfangssignal
zugeschaltet wird und dessen Frequenz derart gewählt ist, daß von den bei gleichem Frequenzhub für die
Sende- und Empfangsfrequenzen entstehenden drei ZF-Kombinationsfrequenzen jeweils eine Frequenz in
Abhängigkeit von der Sendermodulation eliminiert wird und daß der Ausgang des zweiten Mischers über zwei
eingangsseitig parallelliegende Filterkreise an einen Demodulator angeschaltet ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
Es zeigen
F i g. 1 eine Ausführungsform mit elektronischen Umschaltern im Empfangszweig,
F i g. 2 eine Abwandlung der Ausführungsform nach F i g. 1 und
Fig.3 eine Ausführungsform mit einem zweiten Mischer und einem Hilfsoszillator im Empfangszweig.
Die Duplex-Sende-Empfangseinrichtung nach Fig. 1
enthält im Sendezweig einen Sendemodulator 1, dem binäre Sendedaten zugeführt werden, und einen
Oszillator 2, beispielsweise einen Gunn-Oszillator, der mit dem einen Eingang eines dreiarmigen Zirkulators 3
verbunden ist. An den in Übertragungsrichtung folgenden Arm des Zirkulators 3 ist die Antenne 4
angeschlossen, die als Sende- und Empfangsantenne
dient. Die Empfangsfrequenzen f\'/f2' gelangen von der
Antenne 4 zum Zirkulator 3 und in diesem in Übertragungsrichtung zum dritten Arm. Dieser ist mit
dem Empfangszweig verbunden, der einen Empfangsmischer 5, einen Vorverstärker 6, eine Filterbank aus
den eingangsseitig parallelliegenden Filterkreisen 7, 8, 9,10, zwei an die Filterbank angeschaltete elektronische
Umschalter 11, 12 und einen Demodulator 13 enthält. Die elektronischen Umschalter 11, 12 besitzen zwei
Eingänge, die jeweils mit dem Ausgang von zwei Filterkreisen 7,8 bzw. 9,10 verbunden sind, und jeweils
einen Ausgang, der an den Demodulator angeschlossen ist. Vom Sendemodulator 1 ist eine in der Figur
strichliert eingezeichnete Steuerleitung an die beiden elektronischen Umschalter 11,12 geführt.
Von der Energie des Sendezweiges der Frequenz f\lf2
gelangt ein um die Entkopplungsdämpfung des Zirkulators verringertes Signal über den in der Figur strichliert
eingezeichneten entkoppelten Zweig des Zirkulators 3 in den Empfangszweig und wird hier zum Mischen mit
dem Empfangssignal benutzt. Die vier im Empfangsmischer 5 entstehenden Kombinationsfrequenzen f\-f\',
f\-h', h-f\ und /2-/2' werden zunächst verstärkt und
in den auf die ZF-Kombinationsfrequenz des Empfangsmischers abgestimmten Filterkreisen 7,8,9,10 getrennt.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Sendermodulation werden die vier die Filterkreise enthaltenden Kanäle
über die vom Sendemodulator 1 her gesteuerten elektronischen Umschalter U, 12 so umgeschaltet, daß
jeweils die richtigen Kombinationsfrequenzen im nachfolgenden Demodulator 13 ausgewertet werden.
F i g. 2 zeigt eine gegenüber der Sende-Empfangseinrichtung
nach F i g. 1 vereinfachte Ausführungsform. Diese Vereinfachung erhält man dann, wenn der
Frequenzhub Af für die Sende- und Empfangsfrequenzen, also Af=U-f2 bzw. Af= W-f2, gleich ist. Es
ergeben sich dann lediglich drei verschiedene Kombinationsfrequenzen, beispielsweise
/1-/1 =2 MHz
/2- /i' = 5 MHz
/,-/i'= 5 MHz
/2- /i' = 5 MHz
/,-/i'= 5 MHz
40
Bei dieser Ausführungsform sind lediglich drei Filterkreise 14,15,16 und zwei elektronische Umschalter
17, 18 erforderlich. Der übrige Schaltungsaufbau entspricht dem bei der Sende-Empfangseinrichtung
nach Fig. 1.
Eine weitere Auführungsform einer Duplex-Sende-Empfangseinrichtung
mit einem Lokaloszillator für simultane Sendung und Empfang ist in Fig.3 dargestellt.
Hierbei werden anstelle der elektronischen Umschalter gemäß der Ausführungsform nach den
F i g. 1 und 2 ein Hilfsoszillator und ein Mischer verwendet zur Eliminierung der Sendermodulation, die
im Empfangszweig zu unerwünschten Kombinationsfrequenzen führt.
Der Senderzweig besteht ebenfalls aus einem Sendermodulator 1, dem die binären Sendedaten
zugeführt werden und einem mit dem einen Arm eines dreiarmigen Zirkulators 3 verbundenen Lokaloszillator
2, beispielsweise einem Gunn-Oszillator. Die Sendefrequenzen UIf2 des Sendezweiges gelangen über den
Zikulator 3 an den in Durchlaßrichtung folgenden zweiten Arm, der mit der Sende-Empfangsantenne 4
verbunden ist. Im Empfangszweig der Sende-Empfangseinrichtung, der mit dem dritten Arm des Zirkulators
verbunden ist, ist ein Empfangsmischer 5 und nachfolgend ein Vorverstärker 6 eingeschaltet. Der Vorverstärker
6 ist mit einem zweiten Mischer 20 verbunden, dem außer den ZF-Kombinationsfrequenzen des Empfangsmischers das Signal eines niederfrequenten Hilfsoszillators
25 zugeführt wird. Der Hilfsoszillator 25 wird im Takt der binären Sendermodulation durch den Sendermodulator
24 über den zweiten Mischer 20 dem Empfangssignal zugeschaltet. Von den drei entstehenden
ZF-Kombinationsfrequenzen wird dann jeweils eine Frequenz in Abhängigkeit von der Sendermodulation
eliminiert. Dem zweiten Mischer 20 ist eine Filterbank aus den beiden eingangsseitig parallelliegenden
Filterkreisen 21, 22 nachgeschaltet, denen ein Demodulator 23 nachgeschaltet ist, bei dem es sich im
Fall digital modulierter Funkübertragungssysteme nach dem Frequenz-Umtastverfahren (FSK) um einen
FSK-Demodulator handelt. Dem Demodulator sind die binären Empfangsdaten entnehmbar.
Die vorstehend beschriebenen Sende-Empfangseinrichtungen
für ein digital moduliertes Funksystem sind selbstverständlich erweiterbar auf weitere Frequenzen,
wobei entsprechend der größeren Anzahl im Empfangsmischer entstehender Kombinationsfrequenzen die
Anzahl der Filterkreise und elektronischen Umschalter zu erhöhen ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Duplex-Sende-Empfangseinrichtung mit nur einem Oszillator für den Sende- und Empfangszweig
für ein digitalmoduliertes Funksystem zur Nachrichtenübertragung, beispielsweise zwischen sich längs
vorgegebener Strecken bewegenden Sende-Empfangsstationen und längs dieser Strecken in vorgegebenen
Abständen angeordneten, in beiden Streckenrichtungen wirksamen Sende-Empfangsstationen,
zwischen ortsfesten Sende-Empfangsstationen und zur Telemetrieübertragung, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Empfangszweig von den binären Modulationssignalen des Senders gesteuerte
elektronische Umschalter (11, 12) mit zwei Eingängen und einem Ausgang geschaltet sind, deren
Eingänge mit den Ausgängen eingangsseitig parallelliegender, auf die ZF-Kombinationsfrequenzen
des Empfangsmischers abgestimmter Filterkreise (7, 8, 9, 10) verbunden sind und deren Ausgänge an
einen Demodulator (13) angeschaltet sind.
2. Sende-Empfangseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichem Frequenzhub
der Sende- und Empfangsfrequenzen die Zahl der Filterkreise (14,15,16) dadurch verringert
wird, daß der Ausgang eines Filterkreises (15) je einem Eingang zweier Umschalter (17,18) zugeführt
wird.
3. Sende-Empfangseinrichtung mit nur einem Oszillator für den Sende- und Empfangszweig für ein
digitalmoduliertes Funksystem zur Nachrichtenübertragung, beispielsweise zwischen sich längs
vorgegebener Strecken bewegenden Sende-Empfangsstationen und längs dieser Strecken in vorgegebenen
Abständen angeordneten, in beiden Streckenrichtungen wirksamen Sende-Empfangsstationen,
zwischen ortsfesten Sende-Empfangsstationen und zur Telemetrieübertragung, dadurch gekennzeichnet,
daß im Empfangszweig ein dem Empfangsmischer nachgeschalteter zweiter Mischer (20) und ein
niederfrequenter Hilfsoszillator (25) eingeschaltet sind, der im Takt der binären Sendermodulation über
den zweiten Mischer (20) dem Emfpangssignal zugeschaltet wird und dessen Frequenz derart
gewählt ist, daß von den bei gleichem Frequenzhub für die Sende- und Empfangsfrequenzen entstehenden
drei ZF-Kombinationsfrequenzen jeweils eine Frequenz in Abhängigkeit von der Sendermodulation
eliminiert wird und daß der Ausgang des zweiten Mischers (20) über zwei eingangsseitig
parallelliegende Filterkreise (21, 22) an einen Demodulator (23) angeschaltet ist.
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