DE3128076C2

DE3128076C2 - Anordnung zur Trennung mehrkanaliger frequenzmodulierter SHF-Fernseh- bzw. Tonrundfunkprogramme"

Info

Publication number: DE3128076C2
Application number: DE19813128076
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 7150 Backnang Ullmann
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1981-07-16
Filing date: 1981-07-16
Publication date: 1984-02-16
Also published as: DE3128076A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Trennung der über einen Satelliten ausgestrahlten mehrkanaligen frequenzmodulierten SHF-Fernseh- bzw. Tonrundfunkprogramme. Das SHF-Antennensignal wird parallel zwei Abwärtsmischern zugeführt, die über einen 0 °/90 °-Leistungsteiler angesteuert sind. Die Trennung der Programmkanäle erfolgt mittels eines weitern 0 °/90 °-Leistungsteilers, an dessen Ausgänge Selektionsmittel und PLL-Schleifen angeschlossen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordung zur Trennung mehrkanaliger frequenzmoduüerter SHF-Fernseh- bzw. Tonrundfunkprogramme gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Anordnung ist bekannt (DE-AS 23 30 628).

Aus der DE-AS 23 30 628 ist es bekannt, von einem Satelliten ausgestrahlte Fernseh- bzw. Tonrundfunkprogramme zur Direktversorgung einzelner Empfangsgeräte oder zur Versorgung von Gemeinschaftsantennenanlagen zu verwenden. Vor der Einspeisung der vom Satelliten ausgestrahlten Programme in die Empfangsgeräte oder in die Gemeischaftsantennenanlage müssen diese in der Frequenz umgesetzt werden, da sie im SHF-Band (beispielsweise in Mitteleuropa im Frequenzbereich zwischen 11,7 und 12^GHz) vorliegen. Bei Verwendung der Frequenzmodulation muß zusätzlich eine Demodulation erfolgen.

Aus der britischen Patentanmeldung 20 38 806 ist es an sich bekannt Antennenempfangssignale auf zwei

ίο Signalwege aufzuteilen und jeweils einem Mischer zur Abwärtsmischung zuzuführen. Den Mischern wird das Ausgangssignal eines Oszillators zur Frequenzumsetzung der Antennenempfangssignale gleichfrequent, jedoch mit 90° Phasenverschiebung zugeführt. Aus der DE-AS 27 25 192 ist ebenfalls eine Abwärtsmischeinrichtung bekannt, deren zwei Mischer von einem Oszillator gleichfrequent und gegenphasig angesteuert werden.

Um ein subjektiv sehr gutes Fernsehbild zu erhalten, muß der Störabstand des gewünschten Empfangssignals vom Störsigna! etwa 4OdB betragen. Störsignale im Frequenzband des übertragenen Bildsignais sind schwierig zu beseitigen. Störsignale außerhalb dieses Frequenzbandes können durch geeignete Filter abgeschwächt werden, wobei je nach Stärke und Abstand des Störsignals der Fiiteraufwand beträchtlich ansteigen kann. Zur Kanaltrennung wird bei der DE-AS 23 30 628 pro Kanal ein mehrkreisiges Tschebyscheff-Filter verwendet, welches jeweils aus dem zuvor zweimalig

jo umgesetzten Antfnnensignal die gewünschten Empfangskanäle ausfihert. Mit zunehmender Filterkreiszahi steigen sowohl Herstellungs- und Abgleichaufwand als auch die Amplituden- und Laufzeitverzerrungen des Bildsignals.

Ein anderes Konzept zur Trennung von Nachrichtenkanälen im Mikrowellenbereich ist aus der DE-AS 26 28 906 bekannt. Das empfangsseitige Antennensignal wird über eine Kettenschaltung von aus Zirkulatoren und Bandpässen bestehenden Kantlweichengliedern in die einzelnen nebeneinanderliegenden Kanäle getrennt. Auch hier machen sich Amplituden- und Laufzeitverzerrungen störend bemerkbar, obwohl keine Bildinformationen übertragen werden. Außerdem sind die Zirkulatoren und die für sehr hohe Frequenzen ausgelegten Bandpässe sehr teuer.

Aufgabe der Erfindungeingangs genannter Art ist es daher, eine einfache Anordnung anzugeben, die eine ausreichende Kanalselektion bei reduziertem Filteraufwand in der Hochfrequenzebene gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.

Prinzipiell ist es bekannt, ein Hochfrequenzsignal über einen breitbandigen Leistungsteilers zwei parallelgeschalteten Mischern zuzuführen, denen ein breitbandiger 0°/90°-Leistungsteiler nachgeschaltet ist (Merrimac Industries Catalog M-80. März 1980. S. 145. Fig. 1

ίο und S. 164/165). Mit dem dort vorgestellten »Image Rejection Mixer« ist es möglich, ein gewünschtes Empfangssignal von einem frequenzmäßig benachbarten zu trennen, jedoch wird in dieser Veröffentlichung kein Hinweis auf eine besonders geeignete Oszillator-

b5 Frequenz zur Trennung mehrerer Empfangskanäle gegeben, geschweige denn eine vorteilhafte Signalnachverarbeitung.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nun näher

beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig.2 die Empfangskanäle vor und nach der Frequenzumsetzung und ~;

F i g. 3 die Abwärtsmischer mit variablen Dämpfungsund Phasendrehgliedern.

In Fig. 1 wird das empfangene mehrkanalige SHF-Fernseh- bzw. Tonrundfunksignal mittels eines Tiefpasses vorgefiltert und anschließend verstärkt Dann durchläuft es einen ersten breitbandigen 0°/90?- Leistungsteiler 1. Die gleichphasigen Ausgangssignale dieses Leistungsteilers werden über die beiden AB-wärtsmischer 2 und 3 in eine Zwischenfrequenzlage umgesetzt Beide Abwärtsmischer 2 und 3 werden vpn einem Oszillator 4 über einen zweiten breitbandigen 0°/90°-Leistungsteiler 5 mit 90° Phasenverschiebung gegeneinander angesteuert Die Frequenz f_o des Oszillators 4 wird dabei unsymmetrisch in das übertragene Signalband gelegt

Das Signaiband sei beispielsweise durch die der Bundesrepublik Deutschland zugeteilten 5 ficquenzmodulierten Satelliten-TV-Kanäle K 2, K 6, K 10. K14 und K18 (11746,66; 11823,38; 11900,10; 11976,82 und 12 05334MHz) im Frequenzbereich von 11,7 bis 12,1 GHz gegeben. Diese Kanäle, in Fig.2a schematisch dargestellt weisen eine Kanalbreite von etwa 27 MHz auf und sind mit gleichen Abständen von 76 MHz (Kanalmitte zu Kanalmitte) im unteren Teil des für Mitteleuropa von der ITU zugewiesenen Bandes von 11.7 bis 123GHz für die Satelliten-Direktübertragung angeordnet Zwischen den Kanälen K 2, K 6, K10 und K 14 besteht eine Frequenzlücke von jeweils 49 MHz, gerechnet von den Kanalbandgrenzen aus.

Wie die Oszillatorfrequenz f_o nun in das SHF-Kanalraster gelegt wird, ist ebenfalls der Fig.2a zu entnehmen — zwischen Kanal K 6 und K 10, und zwar dichter bei Kanal K 10 als bei Kanal K 6 -. Werden dje in den Abwärtsmischern 2 und 3 herabgemischten ZF-Signale an den zwei Eingangstoren eines dritten Leistungsteilers 6 (0°/90°-Hybrid) angelegt, so erscheinen an den Ausgangstoren dieses Leistungsteilers 6 die unterhalb und oberhalb der Oszillatorfrequenz f_o befindlichen Kanäle getrennt an den Ausgangstoren.

Da diese Trennung der oberhalb und unterhalb der Oszillatorfrequenz f_o liegenden Kanäle nicht perfekt erfolgt, erscheinen die anderen jeweils spiegelsymmetrisch zur Oszillatorfrequenz f„ liegenden Kanäle ebenfalls — allerdings um 2OdB gedämpft — an den zwei Ausgangstoren des Hybrids. Wie F i g. 2L- und 2c zeigen, entstehen Empfangskanäle erster Art, beispielsweise K 10, K 14 und K 18, sowie Empfangskanäle zweiter Art, beispielsweise K 6 und K 2. Die Empfangskanäle zweiter Art liegen dabei in den Lücken zwischen zwei benachbarten Empfangskanälen erster Art. Die Empfangskanäle zweiter Art liegen jedoch, bedingt durch die Mischung, frequenzmäßig vertauscht im dargestellten SHF-Kanalraster. Wie aus F i g. 2b und 2c weiter ersichtlich ist, beträgt die ZF-Bandbreite für die zu trennenden Kanäle etwa 190 MHz,

Die Dämpfung von 20 dB zwischen Empfangskanälen erster und zweiter Art an einem Ausgangstor des Hybrids 6 reicht aus, um die PLL-Schleifen als Bestandsteile der jedem Empfangskanal eigenen Signafauswerteeinrichtungen 7, bzw. 8, 9, 10, 11 auf den "> entsprechenden Kanal so abzustimmen, daß Nachbarkanäle nicht mehr stören oder zumindest um weitere 20 dB unterdrückt werden.

Die zwei Auswerteeinrichtungen 7 und 8, die die verstärkten Empfangskanäle K 2 und K 6 am ersten

in Ausgangstor des Hybrids 6 für die nachfolgenden Heimempfangsanlagen aufbereiten, bestehen aus Bandpaß mit nachgeschaltetem Verstärker und Begrenzer und der PLL (Phase Locked Loop)-Schleife. Am Eingang einer solchen an sich bekannten PLL-Schleife befindet sich eine Phasenvergleichsstufe Δφ. Ihr ist ein Tiefpaß und ein Verstärker nachgeschaltet. Am Ausgang der PLL-Schleife erscheinen amplitudenmodulierte Signale, die einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO)zugeführt sind, dessen Ausgang wiederum mit der Phasenvergleichsstufe Δφ verKmden ist. Zwecks Anpassung an die Frequenzbereiche d»r am Punkt .4 anzuschließenden Heimempfangs- bzw. Gemeinschaftsantennenanlagen sind für jeden gewünschten Empfangskanal Frequenzumsetzer 12, 13, 14, 15 und 16

2"> (letztere in F i g. 1 nicht dargestellt) vorhanden, die die Empfangskanäle in den UHF-, bzw. VHF-Bereich des Antennneneingangs der Fernseh- bzw. Tonrundfunkempfangsgeräte hochmischen, und, falls erforderlich, Modulationswandler M, die die ampliiudenmodulierten

in Signale in die beim gegenwärtigen Fernsehen in der Bundesrepublik Deutschland üblichen Restseitenbandsignale umwandeln.

Für die Auswerteeinrichtungen 9, 10 und 11 zur Aufbereitung der verstärkten Empfangskanäle K10, K14 und K18 gilt entsprechendes.

Fig.3 zeigt, wie man die Unterdrückung der Störsignale des »Image-Rejection-Mischers« noch verbessern kann. Die Trennung der Empfangskanäle erfolgt in der Praxis nicht vollständig, sie hängt davon ab, wie exakt die 0°/90°-Hybride 5 und 6 und der 0°,-^"-Leistungsteiler 1 die Signalleistungen aufteilen und die Phasendifferenzen von 0" und 90° einhalten, was letztlich auch eine Frage der Bandbreite ist. Die Werte, die für die Unterdrückung des unerwünschten Signals an den Ausgangstoren des Hyorids 6 erreicht werden, liegen zwischen 15 bis 35 dB. Bei eventuell zu niedriger Störsignalunterdrückung schaltet man zwischen die Ausgänge der Abwärtsmischer 2 und 3 und die Eingangstore des Hybrids 6 jeweils variable Dämp-

->o fungsglieder 17 und 17' und in die Verbindungsleitungen zwischen dem Hybrid 5 und den Abwärtsmischern variable Phasendrehglieder 18 und 18'.

Dip. Erfindung ist nicht auf die Trennung der Satelliten-Empfangskanäle für die Bundesrepublik Deutschlang beschränkt. Beispielsweise kennen mit der erfindungsgemäßen Anordnung die Frankreich zugeteilten Kanäle K i,K5,K 13 und K 17 getrennt werden, sowie bei geeigneter Wahl der Oszillatorfrequenz f_o die Trennung von Err.pfangskanälen in Überlappungsgebie-

bo ten zweier Satelliten-Versorgungsgebiete mit sich überschneidendem SHF-Kanalraster.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Trennung der über einen Satelliten ausgestrahlten mehrkanaligen frequenzmodulierten SHF-Fernseh- bzw. Tonrundfunkprcgramme und deren Weitergabe an nachfolgende Teilnehmerstellen unter Verwendung zweier Abwärtsmischer zur Erzeugung von herabgemischten Zwischenfrequenzsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß das Antennensignal im SHF-Bereich beiden Abwärtsmischern über einen ersten breitbandigen Leistungsteiler (1) gleichphasig zugeführt ist, daß das Ausgangssignal eines Oszillators (4) über einen zweiten 0°/90°-Leistungsteiler (5) den Abwärtsmischern gegenphasig zugeführt ist, daß die Frequenz des Oszillators (4) derart gewählt ist, daß die unsymmetrisch innerhalb des durch die gewünschten Empfangskanäle gebildeten SHF-Kanalrasters liegt, daß je ein Ausgang der Abwärtsmischer mit je einem Eingangstor eines dritten breitbandigen Cr/SCr-Leisiungsteiiers (6) derart verbunden ist, daß an einem ersten Ausgangstor des dritten Leistungsteilers (6) eine erste Art von gewünschten Empfangskanälen und an einem zweiten Ausgangstor eine zweite Art von gewünschten Empfangskanälen verfügbar ist, wobei die Empfa,ngskanäle zweiter Art dadurch charakterisiert sind, daß sie jeweils in den Lücken zwischen zwei benachbarten Empfangskanälen erster Art angeordnet sind und daß jedes Ausgangstor des dritten Leistungsteilers (6) mit parallel gesch jlteten Signalauswerteinrichtungen (7, 8. 9, 10, 11). bestehend ?■« Selektionsmitteln, PLL-Schleifen zur Umwandlung der mittels der Abwärtsmischer in eine Zwk"henfrequenzebene umgesetzten frequenzmodulierten Signale in fernseheinpfangsgerätekompatible Signale, verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Ausgange der Abwärtsmischer und die Eingangstore des dritten breitbandigen 0°/90°-Leistungsteilers (6) variable Dämpfungsglieder(17,17')geschaltet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitungen zwischen dem zweiten 0°/90° -Leistungsteiler (5) und den Abwärtsmischern variable Phasendrehglieder (18,18') geschaltet sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Signalauswerteeinrichtungen (7, 8, 9, 10, 11) für jeden gewünschten Empfangskanal Frequenzumsetzer (12, 13, 14, 15, 16) mit weiteren Selektionsmitteln anschließen und daß alle Ausgänge der Frequenzumsetzer^, 13,14,15,16) zusammengeschaltet sind.