DE3114597C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein tragbares Millimeterwellenfunkgerät für Wechselsprechen. Ein solches Gerät ist beispielsweise aus der DE 25 38 349 A1 bekannt.

Im Frequenzbereich um 60 GHz lassen sich wegen der hohen Dämpfung der Atmosphäre stör- und abhörsichere Funkverbindungen für kurze Reichweiten aufbauen. Die für diesen Frequenzbereich benötigten Komponenten, wie Gunnoszillatoren, Zirkulatoren usw. sind jedoch aufwendig und teuer.

Bei dem bekannten Gerät der DE 25 38 349 A1 ist der Sende­ oszillator als Gunnoszillator ausgeführt. Ferner weist das Gerät eine Antenne zum Senden und Empfangen auf, wobei für den Emp­ fängerteil ein Teil des Signals des Sendeoszillators mit dem empfangenen Signal in einem ZF-Mischer gemischt, anschließend verstärkt, schmalbandig begrenzt, nochmals verstärkt und FM- demoduliert wird. Der zweiten Verstärkerstufe wird dabei eine dem Pegel des Empfangssignals proportionale Spannung entnommen, aus der in Verbindung mit einem dem Ausgang des Diskriminators ent­ nommenen Signal in einem Wobbelkreis ein Signal aufbereitet wird, das den Sendeoszillator in seiner Begrenzung nachregelt.

Weiterhin ist aus der DE-AS 15 41 612 ein Funkgerät bekannt, bei dem eine empfangsseitige Frequenzverriegelung auf die gesendete Frequenz vorgesehen ist. Aus dem Artikel von R. Fischer und F. Riedisser: "Funkübertragung für die Linienzugbeeinflussung" in: Signal und Draht 72, 1980, Heft 5, S. 87-92, ist ferner be­ kannt, ein hochfrequentes Empfangssignal über mehrere ZF-Misch­ stufen in einen niederfrequenteren Bereich umzusetzen. Aus der DE 27 35 342 A1 schließlich ist bekannt, zwischen der Sende-/Emp­ fangsantenne und Sender bzw. Empfänger eines Funkgeräts einen Sende-/Empfangsschalter vorzusehen, mit dem von Sende- auf Emp­ fangsbetrieb (und umgekehrt) geschaltet werden kann.

Aus Japan Telecommunications Review, October 1979, Vol. 21, Nr. 4, S. 364 bis 369, ist eine transportable Funkeinrichtung im 40 GHz-Band für Konferenzbild- und -tonübertragung bekannt. Aus IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-28, No. 9, September 1980, S. 951 bis 962, ist eine Funkein­ richtung zur digitalen Datenübertragung bei 40 GHz bekannt. Beide bekannten Einrichtungen weisen jedoch eine große Anzahl Millimeterwellenkomponen­ ten, insbesondere Zirkulatoren auf und sind für den Auf­ bau eines Handsprechfunkgerätes zu aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Millimeterwellenfunkgerät der eingangs genannten Art für Wechselsprechen, ins­ besondere bei 60 GHz, aufzubauen, bei dem der Aufwand an Millimeterwellenkomponenten minimal ist. Außerdem soll trotz der im Vergleich zum VHF- und UHF-Funk hohen Drift der Oszillatoren die Zwischenfrequenzbandbreite klein gehalten werden, um die Empfindlichkeit zu erhöhen.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem tragbaren Millimeterwellenfunkgerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Die Un­ teransprüche beinhalten vorteilhafte Ausführungen von Ein­ zelheiten der Erfindung.

Die Erfindung wird anhand der Figuren im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Funkgerätes.

Fig. 2 zeigt ein Pegelschema für drei wichtige Spannungs­ punkte, die in Fig. 1 mit a, b, c bezeichnet sind.

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Funkgerät ar­ beitet folgendermaßen: Ein Sendeoszillator 2 mit einer Gunndiode als aktivem Element wird über seine Versorgungs­ spannung frequenzmoduliert. Die Versorgungsspannung wird mit Hilfe eines Modulators 1 proportional zum NF-Signal variiert. Außer einem Reflektionsresonator weist der Sende­ oszillator keine weiteren Stabilisierungsmaßnahmen auf, so daß seine Frequenzdrift noch 10 bis 30 MHz bei einer Schwingfrequenz um 60 GHz betragen kann.

Ein Sende-/Empfangsschalter 3 verbindet in Stellung "Sen­ den" sein Tor A mit Tor B, so daß das Signal des Oszilla­ tors 2 an eine Antenne 4 gelangt. In Stellung "Empfang" des Sende-/Empfangsschalters 3 wird Tor B mit Tor C ver­ bunden, so daß ein von der Antenne 4 empfangenes Signal dem Empfangszweig mit einem ersten ZF-Mischer 5 zugeführt wird. Gleichzeitig erhält der Mischer 5 über ein gewoll­ tes Leck zwischen Tor A und Tor C des Sende-/Empfangsschal­ ters 3 einen Teil der Leistung des Oszillators 2 als loka­ les Signal zugeführt. Das erfindungsgemäße Funkgerät ist einkanalig. Die erste Zwischenfrequenz entspricht dem Fre­ quenzabstand zwischen zwei wechselsprechenden Geräten.

Ein erster ZF-Verstärker 6 folgt auf den ersten ZF-Mischer. Seine Bandbreite ist so groß gewählt, daß die Frequenz­ drift vom Sende- und Lokaloszillator sicher aufgefangen werden kann. Im zweiten ZF-Mischer 7 wird das Signal noch­ mals auf eine niedrigere Zwischenfrequenz umgesetzt. Die Schwingfrequenz des Überlagerungsoszillators 11 beträgt z. B. 40 bis 60 MHz. Der zweite Zwischenfrequenzverstärker 8 ist als schmalbandiger Begrenzerverstärker ausgeführt. Seine Bandbreite bestimmt die Rauschbandbreite des Systems. Das Niederfrequenzsignal wird im FM-Demodulator 9 gebildet und nach Verstärkung, 10, dem Lautsprecher zugeführt. Der Be­ grenzerverstärker 8 liefert eine Spannung a, die dem Ein­ gangspegel proportional ist (Pegelspannung). Solange kein Empfangssignalpegel vorhanden ist, die Spannung a also unter einer gewissen Schwelle liegt, wird der Überlagerungs­ oszillator 11 mit Hilfe eines Sägezahngenerators 12 ge­ wobbelt. Er sucht so einen gewissen Frequenzbereich nach Signalen ab. Der Suchhub muß größenordnungsmäßig der Fre­ quenzdrift der Oszillatoren 2 entsprechen. Findet der Empfänger ein Eingangssignal, so überschreitet der Wert der Pegelspannung a einen Schwellwert, und der Sägezahngene­ rator 12 wird angehalten. Dessen Ausgangsspannung c behält den letzten Wert bei. Eine AFC-Regelspannung b, die im FM-Demodulator 9 gebildet wird, stimmt nun den Überlage­ rungsoszillator 11 so nach, daß die Drift der Millimeter­ wellenoszillatoren kompensiert wird. Fällt die AFC außer Tritt, so tritt für eine kurze Zeit ein neuer Suchvorgang ein. Der Verlauf der Spannungen a, b, c ist in Fig. 2 bei­ spielsweise für einen bestimmten Zeitraum schematisch auf­ getragen.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es möglich, Milli­ meterwellenfunkgeräte aufzubauen, die trotz relativ hoher Oszillatordrift eine Rauschbandbreite aufweisen, die der von VHF- oder UHF-Sprechfunkgeräten gleich kommt.

Claims (5)

1. Tragbares Millimeterwellenfunkgerät für Wechselsprechen, mit einem Gunnoszillator als Sendeoszillator, der über seine Betriebsspannung frequenzmodulierbar ist und dessen Signal einer Sende-/Empfangsantenne zugeführt ist, wobei für den Empfangsteil des Geräts ein Teil des Signals des Sendeoszillators zusammen mit dem empfangenen Signal einem ersten ZF-Mischer zugeführt ist, dem ein schmalbandiger Begrenzerverstärker sowie ein FM-Demodulator nachgeschaltet ist, dessen NF-Signal über einen NF-Verstärker einem Lautsprecher zugeführt ist, wobei dem Begrenzerverstärker eine Spannung entnommen ist, welche dem Pegel des Empfangssignals proportional ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Sende-/Empfangsantenne (4) über einen Sende-/Emp­ fangsumschalter (3) mit dem Sendeoszillator (2) und mit dem ersten ZF-Mischer (5) verbunden ist,
• - daß zwischen dem ersten ZF-Mischer (5) und dem Begrenzerverstärker (8) ein zweiter ZF-Mischer (7) angeordnet ist,
• - daß ein Sägezahngenerator (12) einen Überlagerungsoszillator (11) wobbelt, dessen Schwingungssignal dem zweiten ZF- Mischer (7) zugeführt ist,
• - daß die dem Begrenzerverstärker (8) entnommene Spannung (a) den Sägezahngenerator (12) anhält, wenn diese Spannung (a) einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, der ein anliegendes demodulierbares Empfangssignal festlegt, und daß der Sägezahngenerator (12) den zuletzt erreichten Wert des Schwingungssignals bei­ behält,
• - daß der FM-Demodulator (9) eine AFC-Schaltung enthält, die eine AFC-Regelspannung (b) abgibt, welche den Überlagerungs­ oszillator (11) so nachregelt, daß die Drift des Sendeoszillators (2) sowohl des sendenden als auch des emp­ fangenden Funkgerätes kompensiert wird.

2. Funkgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sende-/Empfangsumschalter (3) ein Pindiodenumschalter ist.

3. Funkgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sende-/Empfangsumschalter (3) ein mechanischer Hohlleiter­ umschalter ist.

4. Funkgerät nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sende-/Empfangsumschalter (3) elektromagnetisch betätigbar ist.

5. Funkgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahngenerator (12) einen digitalen Zähler enthält.