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"Verstärker zur Verstärkung in beiden Richtungen
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Die Erfindung betrifft einen Verstärker zur Verstärkung in beiden
Richtungen, inebosondere Zwischenverstärker für strahlende Leitungen.
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Bei Funksystemen, bei denen eine ortsfeste Funkstation über strahlende
Leitungen, z. B. Leck- oder Schlitzkabel, lit uobilen Stationen Funkverkehr unterhalt,
ist die Reichweite u. a. durch die Längsdämpfung der strahlenden Leitung begrenzt.
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Es ist bekannt, daß sich diese Längsdämpfung durch Verstärker ausgleichen
läßt, die in bestimmten Abständen in die Leitung eingefügt sind. als Verstärker
werden dabei in einer Richtung verstärkende Schaltungen verwendet. Damit kann ein
Signal von einem Sender an eine Leitungsende oder von einer mobilen Station über
die Leitung zur Empfangsstelle am anderen Ende der Leitung übertragen werden. Wegen
der Verstärkung in nur einer Richtung ist eine derartige Anordnung Jedoch nicht
"feuersicher".
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In UHF- oder VHF-Funksystemen, z. B. in einem Straßentunnel, bei denen
von einer Zentrale mit einer ortsfesten Funkstation aus über strahlende Leitungen
zu mobilen Anlagen Funkverkehr unterhalten werden soll, ist die wBeuersicherheit"
eine wesentliche Forderung, die nur dann erfüllt ist, wenn der Funkverkehr auch
dann möglich ist, wenn die strahlende Leitung an beliebiger Stelle zerstört wird.
Bei Verwendung von Verstärkern, die nur in einer Richtung verstärken, kann die Feuersicherheit
nur gewährleistet werden, wenn eine Vielzahl ortsfester 8tationen bzw. wenn zusätzliche
Speiseleitungen vorgesehen werden, was jedoch sehr aufwendig ist.
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Es ist bereits ein in beiden Richtungen verstärkender Zwischenverstärker
für strahlende Leitungen vorgeschlagen worden (vgl. Patentanmeldung P 26 45 057),
allerdings enthält dieser Verstärker als wesentlichen Bestandteil, der erst den
Betrieb in beiden Richtungen ermöglicht, zwei Frequenzweichen. Infolgedessen kann
dieser Verstärker nur bei verschiedenen Frequenzen in beiden Richtungen betrieben
werden, was in Anbetracht der Knapphf.it an Funkkanälen unter Umstanden von Nachteil
sein könnte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstärker der eingangs
genannten Art zu schaffen, der insbesondere auch bei ein und derselben Frequenz
in beiden Richtungen betreibbar ist und der darüber hinaus den Aufbau eines "feuersicheren"
Funksysteus mit strahlenden Leitungen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verstärker
zwei antiparallel geschaltete eigentliche Verstärker und zwei Koppler enthält, daß
der eine Koppler mit einem ersten seiner entkoppelten Anschlüsse an den Eingang
des einen eigentlichen Verstärkers und mit einem zweiten seiner entkoppelten Anschlüsse
an den Ausgang des anderen eigentlichen Verstärkers angeschlossen ist und daß der
Ausgang
des einen eigentlichen Verstärkers mit einem ersten und
der Eingang des anderen eigentlichen Verstärkers mit einem zweiten der entkoppelten
Anschlüsse des anderen Kopplers verbunden sind.
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Die Verstärkung der eigentlichen Verstärker ist dabei kleiner gewählt
als die Entkopplung der Koppler.
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Der Verstärker ist mit Vorteil für den Simplex- oder Duplexbetrieb
- insbesondere bei derselben Frequenz für beide Richtungen - verwendbar.
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Gesäß einer bevorzugten Weiterbildungsform wird der Verstärker als
Zwischenverstärker zwischen Je zwei Abschnitten einer strahlenden Leitung eingesetzt.
Eine besonders bevorzugute Ausbildungsform ergibt sich hieraus dadurch, daß an beide
Enden der strahlenden Leitung jeweils eine ortsfeste Sende-/Empfangsstation angeschlossen
wird. Nan erhält damit ein "feuersicheres" Funksystem zur Übertragung von Signalen
von und zu mobilen Teilnehmern über strahlende Leitungen.
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Es wird darauf hingewiesen, daß der erfindungsgemäße Verstärker nicht
nur als Zwischenverstärker bei strahlenden Leitungen mit Vorteil anwendbar ist,
sondern ganz allgemein überall da, wo eine Verstärkung von Signalen in beiden Richtungen
- insbesondere von Signalen gleicher Frequenz - erforderlich ist.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen im folgenden anhand
der Zeichnung naher erläutert werden.
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Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Verstärker VS zwischen zwei Abschnitten
L1 und L2 einer strahlenden Leitung. Der Verstärker VS besteht aus zwei eigentlichen
Verstärkern V1 und V2 und swei Kopplern K1 und K2.
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Die eigentlichen Verstärker V1 und V2 sind antiparallel geschaltet,
d. h. es ist Jeweils der Eingang des einen und der Ausgang des anderen eigentlichen
Verstärkers V1 und V2 mit Je einem der beiden entkoppelten Anschlüsse des einen
bzw. des anderen Kopplers K1 bzw. K2 verbunden. Die beiden Koppler K1 und K2 sind
ihrerseits an Je einen Abschnitt L1 bzw. L2 einer strahlenden Leitung angeschlossen.
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Die eigentlichen Verstärker V1 bzw. V2 speisen die Leitung abschnitte
L1 bzw. L2, sie sind Jedoch untereinander durch die Koppler K1 und K2 entkoppelt.
Dadurch wird es erst möglicht die gleiche Frequenz auf beiden Leitungsabschitten
L1 und L2 in beiden Richtungen zu verstärken, ohne daß diese Anordnung schwingt.
Die maximal zulässige Verstärkung der eigentlichen Verstärker V1 und V2 wird durch
die Entkopplung in den Kopplern K1 und K2 begrenzt. Die Entkopplung hängt ihrerseits
von der Rückflußdämpfung (Anpassung) der beiden angeschlossenen Leitungsabschnitte
L1 und L2 ab. Um stabile Verhältnisse zu erhlaten, muß die entkopplung deshalb größer
sein als die Verstärkung.
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Fig. 2 zeigt eine besonders bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen
Verstärkers. Eine ortsfeste Station oSTA am Anfang eines Leitungsabschnitte L1,
die aus einem empfänger E und einem Sender 8 besteht, ermöglicht den Funkverkehr
in Richtung eines Fahrzeugs F1, das sich in Höhe des Leitungsabschnitts L1 befindet.
Entlang dem Leitungsabschnitte L1 sinkt der Pegel infolge der Langsdämpfung der
Leitung auf einen gewissen noch verwendbaren Wert ab. Durch Einfügung des Verstärkers
VS1 als Zwischenverstärker wird der Signalpegel wieder angehoben Das verstärkte
Signal wird desLeitungsabschnitt L2 zugeführt, über den die ortsfeste Station OSTA
beispielsweise den Funkverkehr mit einem in Höhe dieses Leitungsabschnitts befindlichen
Fahrzeug F2 abwickelt. Sowohl die von der ortsfesten Station OSTA zum Fahrzeug F2
als auch
die in umgekehrter Richtung laufenden Signale werden dabei
in dem Verstärker VB1 verstärkt. Entsprechend der Anzahl n der verwendeten Leitungsabschnitte
L1 bis Ln werden zur Zwischenverstärkung gerade n-1 Verstärker VS1 bis VSn-1 benötigt.
Um die Anordnung "feuersicher" zu machen, ist am anderen Ende der strahlenden Leitung,
d. h. am Ende des Leitungsabschnitts Ln, eine weitere ortsfeste Station OSTE mit
einem Empfänger E und einem Sender 5 vorgesehen. Mit den erfindungsgemäßen Verstärkern
VS1 bis VSn-1 als Zwischenverstärker in der strahlenden Leitung und Je einer ortsfesten
Sende-/Empfangsstation an Jedem Leitungsende läßt sich die Feuersicherheit ohne
zusätzliche Leitungen gewährleisten. Bei einer Unterbrechung der strahlenden Leitung
an beliebiger Stelle bleibt die Funkverbindung vom und zum Fahrzeug bis zur Stelle
der Unterbrechung durch die ortsfeste Station OSTA sichergestellt. Die von der ortsfesten
Station 08TA aus gesehen hinter der Unterbrechungsstelle liegenden Leitungsabschnitte
werden dann von der ortsfesten Station OSTE vom anderen Ende der Leitung her versorgt.
Das Einschalten der ortsfesten 8tation OSTE kann dabei von Hand oder automatisch
erfolgen, letzteres läßt sich beispielsweise durch eine fortlaufende Prüfung des
Leitungswiderstandes oder durch eine Überwachung des Nachrichtenflusses von und
zu der ortsfesten Station OSTA bewerkstelligen, indem die ortsfeste Station OSTE
beim Ausbleiben dieses Nachrichtenflusses eingeschaltet wird. Wichtig in diesem
Zusammenhang ist die Tatsache, daß die ortsfeste Station OSTE auf derselben Frequenz
arbeitet wie die Station OSTA. Damit wird bei den Fahrzeugen Jeglicher Kanalwechsel
vermieden, dessen Notwendigkeit im übrigen gegebenenfalls nur mittels einer Zusatzschaltung
feststellbar wäre.
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Der erfindungsgemäße Verstärker kann - wie erwähnt - mehrmals in die
Leitung eingefügt werden.
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Er eignet sich für Funknetze mit Duplex- wie auch Simplexbetrieb mit
einem oder mehreren Kanälen. Beim Mehrkanalbetrieb müssen lediglich die eigentlichen
Verstärker V1 und V2 entsprechend breitbandig gewählt sein. In den ortsfesten Stationen
sind dann Frequenzweichen erforderlich. Der Verstärker ermöglicht in gewissen Grenzen
vorteilhafterweise auch den Funkverkehr von einem Fahrzeug zu einem anderen über
die gesamt. Leitungslänge hinweg. 3ei Systemen, bei denen keine Feuersichherheit
erforderlich ist, kann der Verstärker dazu verwendet werden, die Reichweite der
in diesem Fall nur einen ortsfesten Station wesentlich zu erhöhen.