DE2841431A1

DE2841431A1 - Mehrtraeger-fm-empfaenger fuer den zugbahnfunk

Info

Publication number: DE2841431A1
Application number: DE19782841431
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Lehmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-09-22
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1980-03-27
Also published as: DE2841431B2

Description

Mehrträger-FM-Empfänger fUr den Zugbahnfunk
Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrträger-FM-Empfänger für den Zugbahnfunk, ein Funksystem mit der Anforderung, in jedem Augenblick und überall eine Funkverbindung von ausreichender Qualität zwischen einem fahrenden Zug und Feststationen herzustellen. Besondere Probleme ergeben sich bei der Realisierung eines solchen Funksystems wegen der meist relativ schmalen zugeteilten Frequenzbänder und der geringen zulässigen Sendeleistungen.
In dem Aufsatz "Der betriebliche Zugfunk der Deutschen Bundesbahn (Zugbahnfunk)" von Hermann Caesperlein, erschienen in der Zeitschrift "Schienen der Welt, Juni 1977, Seiten 302 bis 317, ist ein Viererfrequenzgruppensystem beschrieben, bei dem die Funkstellen entlang der Strecke bei gleichen Empfangsfrequenzen örtlich im Dreierrhythmus die Frequenzen ihrer mit derselben Nachricht modulierten Sender ändern. Die Empfänger in den Triebfahrzeugen sind dabei so ausgerichtet, daß sie aus einer Dreierfrequenzgruppe automatisch das Signal mit dem besten Signal/Geräuschabstand aussuchen, was jedoch bisher nur mit größeren Kompromissen möglich ist.
Durch den Aufsatz "Das Zugbahnfunksystem der Deutschen Bundesbahn" von Robert Rind, erschienen in "Signal und Draht 63" (1971), ist ein Empfangskonzept bekannt, aus drei verschieden frequenten Signalen mit gleicher Frequenzmodulation das Signal mit der höchsten Empfangsfeldstärke auszusuchen. Dabei ist für jede der drei Sendefrequenzen ein eigener Empfänger vorgesehen, an dessen Ausgang sich eine spezielle Rauschsperre befindet.
Diese liefert das Kriterium der Umschaltung für den besten Empfang. Nachteile ergeben sich hierbei durch Umschaltprobleme und den hohen Schaltungsaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für einen einfachen Aufbau eines Empfängers für FM-Mehrträgerempfang für den Zugbahnfunk anzugeben.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß drei verschieden frequente Signale mit gleicher Frequenzmodulation gemeinsam einem Empfänger zugeführt werden, der einen Bandpaß, einen harten Begrenzer, einen FM-Diskriminator und einen weiteren Bandpaß in der aufgeführten Reihenfolge enthält.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Figur ist ein Mehrträger-FM-Empfänger in einem Blockschaltbild dargestellt. Der Empfänger, an dessen Eingang drei Signale der Frequenz fl, f2, f3 anliegen, enthält einen Bandpaß 1, einen harten Begrenzt 2, einen FM-Diskriminator 3 sowie einen weiteren Bandpaß 4, die in der angegebenen Reihenfolge hintereinandergeschaltet sind. Die drei verschieden frequenten Signale mit gleicher Frequenzmodulation werden gemeinsam empfangen und hart begrenzt. Das begrenzte Summensignal kann als ein Träger aufgefaßt werden, der die gleiche Signalmodulation wie die Einzelträger aufweist und zusätzlich dazu eine Störfrequenzmpdulation enthält, die von den Amplitudenverhältnissen und den Frequenzabständen der Einzelträger abhängig ist. Die Signal- und Störfrequenzanteile werden gemeinsam mit Hilfe des FM-Diskriminators 3 demoduliert. Der dem FM-Diskriminator nachgeschaltete Bandpaß 4 ist so dimensioniert, daß Nutz- und wesentliche Störanteile voneinander getrennt werden. Durch geeignete Wahl der unteren Grenzfrequenz wird der Einfluß von dem sich ändernden Arbeitspunkt des FM-Demodulators infolge der wechselnden Empfangsverhältnisse unterdrückt. Die obere Grenzfrequenz des Bandpasses 4 wird durch die maximale Modulationsfrequenz festgelegt.
Unvermeidbar sind Störungen, wenn sich das Verhältnis von zwei der drei Trägerdifferenzfrequenzen durch einen Bruch, insbesondere mit kleinen Zahlen im Zähler und Nenner darstellen läßt (z.B. 112 usw.).
2 3 3 Deshalb können die Störungen durch günstig gewählte Abstände der Träger zueinanaer auf ein Minimum beschränkt werden. Als besonders vorteilhaft ist hierbei eine Trägeranordnung anzusehen, bei der der mittlere Träger - nur quasi äquidistant - in einem Abstand von 0,4 bis 0,5 der Frequenzdifferenz der äußeren Träger von diesen entfernt ist. Der genaue Wert ergibt sich aus dem geforderten Störabstand, der maximalen Modulationsfrequenz und der oberen Sperrflanke des Bandpasses 4.
Der erfindungsgemäße Empfänger hat gegenüber der Lösung mit Einzelempfängern eine etwa dreifache Empfangsbandbreite, also bei gleicher Empfängerrauschzahl eine um etwa 5 dB geringere Empfangsempfindlichkeit, jedoch einen ähnlich geringen Schaltungsaufwand wie bei einem Verfahren mit digitaler Frequenzmodulation. Er bietet gleichermaßen die Möglichkeit digitaler oder analoger Frequenzmodulation, also auch sparsamer Verwendung von HF-Bandbreite.
4 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprtiche 1. Mehrträger-FM-Empfänger für den Zugbahnfunk, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß drei verschieden frequente Signale mit gleicher Frequenzmodulation gemeinsam einem Empfänger zugeführt werden, der einen Bandpaß, einen harten Begrenzer, einen FM-Diskriminator und einen weiteren Bandpaß in der aufgeführten Reihenfolge enthält.
2. Mehrträger-FM-Empfänger nach Anspruch 1, g e -k e n n z e i c h n e t durch eine solche Wahl der unteren Grenzfrequenz, daß der Einfluß von dem sich ändernden Arbeitspunkt des FM-Demodulators infolge wechselnder Empfangsverhältnisse unterdrückt wird.
3. Mehrträger-FM-Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c h n e t durch eine solche Wahl der Abstände der Träger zueinander, daß die Störungen minimiert werden.
4. Mehrträger-FM-Empfänger nach Anspruch 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der mittlere Träger in einem Abstand von 0,4 bis 0,5 der Frequenzdifferenz der äußeren Träger von diesen entfernt ist.