DE3203961C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
- H04B1/40—Circuits
- H04B1/44—Transmit/receive switching
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen
Sende-Empfangsumschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Elektronische Sende-Empfangsumschalter dieser Art sind
beispielsweise aus der DE 26 16 185 C3 bekannt.
Beim Umschalten der Dioden von ihrem Sperrzustand in
den Durchlaßzustand und umgekehrt werden, wenn diese
Umschaltung relativ schnell, beispielsweise in der
Größenordnung weniger Millisekunden, erfolgen muß, re
lativ hohe Steuerströme benötigt. Grund hierfür sind
die unverzichtbaren Entkopplungsnetzwerke und hier
wiederum die Entkoppelkondensatoren, die bei jeder
Änderung des Schaltzustandes umgeladen werden müssen.
Zwar könnten die mit jedem Umschaltvorgang erforder
lichen Steuerströme ausreichend klein gehalten werden,
wenn die Kapazitätswerte dieser Koppelkondensatoren
entsprechend klein bemessen werden könnten. Der Größe
der Koppelkondensatoren ist jedoch nach unten eine
Grenze gesetzt. Beispielsweise erfordern sie bei einem
Wellenwiderstand von 50 Ohm im Kurzwellenbereich Kapa
zitätswerte von <100 nF. Bei Transceivern mit hoher
Ausgangsleistung wird diese Problematik noch dadurch
verschärft, daß für eine ausreichende Sperrung des
Senders im Betriebszustand "Empfang" relativ hohe
Sperrspannungen an den hierfür zuständigen Schaltdioden
in der Größenordnung von 300 Volt und mehr benötigt
werden.
In der oben angeführten Literaturstelle wird vorge
schlagen, der im Zusammenhang mit einem schnellen Um
schalten gegebenen geschilderten Problematik dadurch
zu begegnen, daß die Antennenankopplung von Sender
und Empfänger über den Sende-Empfangsumschalter mit
Hilfe eines speziellen Ankopplungsnetzwerkes in Form
eines Breitbandübertragers vorgenommen wird.
Wie sich zeigt, läßt sich eine solche Breitbandübertra
gerlösung nicht in allen Anwendungsfällen verwirkli
chen. Gerade bei Transceivern mittlerer Sendeleistung
in der Größenordnung von 100 bis 400 Watt müßte das
für ein solches Gerät an sich benötigte Volumen wegen
der relativ großen Abmessungen solcher Breitbandüber
trager im Kurzwellenbereich in unangemessener Weise
vergrößert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen
elektronischen Sende-Empfangsumschalter der einleitend
beschriebenen Art eine weitere Lösung anzugeben, die
bei Verzicht auf eine Übertragerankopplung der Antenne
ein schnelles Umschalten in der Größenordnung weniger
Millisekunden ermöglicht und zwar bei relativ geringem
Aufwand an die für die benötigten Steuerströme auszu
legende Steuereinrichtung.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentan
spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die zu Beginn
eines Umschaltvorgangs auftretenden hohen Spitzen der Steuer
ströme für die Auslegung der Steuereinrichtung und damit für
den sie darstellenden technischen Aufwand entscheidend sind.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Konstantstromquellen
und -senken läßt sich die gewünschte schnelle Umladung der
Koppelkondensatoren ebenfalls herbeiführen, ohne daß hierzu die
Steuertransistoren für die genannten Stromspitzen ausgelegt
werden müssen. Mit anderen Worten ist es hierdurch möglich, die
erforderlichen Steuerstromquellen der Steuereinrichtung mit
relativ billigen, weil wesentlich leistungsschwächeren Tran
sistoren zu verwirklichen, die hierbei zusätzlich noch für
einen Konstantstrom ausgelegt werden können, der praktisch
gleich dem maximal zulässigen Transistorstrom sein kann.
Kurzwellentransceiver mittlerer Leistung sind üblicherweise
für einen mobilen Einsatz vorgesehen und hierzu in der Regel
für eine Betriebsgleichspannung von 24 Volt ausgelegt, die
fahrzeugseitig verfügbar ist. Da, wie bereits erwähnt worden
ist, im Betriebszustand "Senden" zum sicheren Sperren der
Empfangsseite Diodensperrspannungen in der Größenordnung von
mehr als 300 Volt benötigt werden, ist es erforderlich, die
entsprechend hohe Betriebsgleichspannung
von den 24 Volt Betriebsgleichspannung über einen
Wechselrichter zu erzeugen. Ein solcher Wechselrichter
stellt eine interne Störquelle des Transceivers dar,
da die in einem solchen Wechselrichter periodisch auf
tretenden kurzen Strom- und Spannungsspitzen, wenn
auch in stark abgeschwächter Form, als Streustrahlung
am Empfängereingang wirksam werden können. Um diese
Störquelle unwirksam zu machen, müssen nicht nur um
fangreiche und aufwendige Abschirmmaßnahmen für die
sen Wechselrichter getroffen werden, sondern auch
durch spezielle Siebmittel dafür gesorgt werden, daß
die Störspannung nicht am Empfängereingang wirksam
werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, den
erwähnten Aufwand an Abschirmung und Siebmitteln da
durch auf ein Minimum zu beschränken, daß der Wechsel
richter bei Empfang abgeschaltet wird. Die Schaltung
muß so gesteuert sein, daß der Wechselrichter bei der
Umschaltung von Empfang auf Senden zuverlässig sehr
schnell anschwingt.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung
ist im Anspruch 3 angegeben.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispiels soll die Erfindung im folgenden noch
näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeuten
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Transceivers
mit einem Sende-Empfangsumschalter,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Sen
de-Empfangsumschalters nach Fig. 1.
In der schematischen Darstellung nach Fig. 1 bedeuten
S den Sender und E den Empfänger des Transceivers, die
miteinander über den Sende-Empfangsumschalter SU
wechselweise an die gemeinsame Antenne A anschaltbar
sind. Der Sende-Empfangsumschalter SU besteht im we
sentlichen aus dem Sendeschalter Ss auf seiten des
Senderanschlusses, dem Empfangsschalter Se auf der
Empfängerseite und der beiden Schaltern gemeinsamen
Steuereinrichtung ST, die einen besonderen Steuerein
gang für das Steuersignal st aufweist. Zusätzlich ist
noch der Anschluß für die Betriebsgleichspannung Ub
angegeben.
Die elektronische Ausführung des Sendeschalters Ss und
des Empfangsschalters Se für einen Transceiver mit
einer Sendeleistung von mehreren 100 Watt zeigt die
Fig. 2. Der Sendeschalter Ss weist im Signalweg die
PIN-Diode Ds 1 und auf seiten des Senderausgangs im
Querzweig die weitere PIN-Diode Ds 2 auf. Die PIN-Diode
Ds 2 schließt in Stellung "Empfang" des Sende-Empfangs
schalters SU den Senderausgang kurz. Hierdurch werden
am Senderausgang eventuell auftretende Rauschspannungen
unterdrückt. Zur Entkopplung des Steuerstromkreises
weist der Sendeschalter im Signalweg eingangsseitig und
ausgangsseitig die Koppelkondensatoren Cs 1 und Cs 2 und
in Reihe zur PIN-Diode Ds 2 gegen Masse den weiteren
Koppelkondensator Cs 3 auf. Zur Realisierung der Steuer
stromkreise für die beiden Dioden sind einerseits ihr
gemeinsamer Verbindungspunkt über die Hochfrequenz
drossel Ls 1 mit der Konstantstromquelle SQ 1 und der
jeweils andere Anschluß (in Fig. 2 jeweils der Katho
denanschluß) der beiden Dioden über die Hochfrequenz
drosseln Ls 2 bzw. Ls 3 mit der Konstantstromquelle SQ 2
bzw. dem Ausgang des Wechselrichters WR verbunden.
Die Steuereinrichtung ST weist neben den bereits ge
nannten Konstantstromquellen SQ 1, SQ 2 und dem Wechsel
richter WR noch die weitere Konstantstromquelle SQ 3 und
den Transistorschalter S 1 auf, die zusammen mit dem
Wechselrichter WR für die Steuerung der weiteren PIN-
Dioden des Empfangsschalters Se dienen.
Der Empfangsschalter Se weist die drei PIN-Dioden De 1,
De 2 und De 3 in Form einer T-Schaltung auf. Hierbei sind
die PIN-Dioden De 1 und De 3 im Hochfrequenzsignalweg
gegensinnig in Reihe geschaltet, während die PIN-Diode
De 2 in Reihe mit dem Entkoppelkondensator Ce 3 den
Querzweig bildet. Die Entkopplung der Steuerkreise vom
Hochfrequenzsignalweg bei Empfang wird entsprechend
dem Sendeschalter Ss durch die beiden Koppelkondensa
toren Ce 1 und Ce 2 herbeigeführt. Der gemeinsame Verbin
dungspunkt der drei Dioden ist über die Hochfrequenz
drossel Le 2 an die Konstantstromquelle SQ 3 angeschal
tet. Der zweite Anschluß (Kathode) der PIN-Diode De 1
ist über die Hochfrequenzdrossel Le 1 mit dem Ausgang
des Wechselrichters WR verbunden. Der Transistorschal
ter S 1 schließlich ist ausgangsseitig einerseits über
den Widerstand Re 1 an den gemeinsamen Verbindungspunkt
der PIN-Diode De 2 mit dem Entkoppelkondensator Ce 3 und
andererseits über die Hochfrequenzdrossel Le 3 in Reihe
mit dem Widerstand Re 2 an den gemeinsamen Verbindungs
punkt der PIN-Diode De 3 mit dem Koppelkondensator Ce 2
angeschaltet. Die Stromquellen und der Wechselrichter
WR sind, soweit erforderlich, an die Betriebsgleich
spannung Ub bzw. an Masse angeschaltet. Weiterhin wei
sen der Wechselrichter WR, die Konstantstromquellen
SQ 1, SQ 2, SQ 3 sowie der Transistorschalter S 1 einen
Steuereingang für das Steuersignal st auf. Bei
Empfang wird die Konstantstromquelle SQ 1 gesperrt, und
die PIN-Diode Ds 2 erhält ihren Strom über den Wider
stand Re 3.
Da der Sendeschalter Ss und der Empfangsschalter Se
stets wechselweise zu schalten sind, ist das Steuer
signal st dem Wechselrichter WR, der Konstantstrom
quelle SQ 1 und dem Transistorschalter S 1 unmittelbar
und den Konstantstromquellen SQ 2 und SQ 3 über den In
verter I zugeführt. Der Wechselrichter WR liefert in
Stellung "Senden" eine hohe Sperrspannung sowohl für
die PIN-Diode Ds 2 im Querzweig des Sendeschalters als
auch für die PIN-Diode De 1 auf der Antennenseite im
Längszweig des Empfangsschalters Se. Sie beträgt bei
spielsweise 350 Volt und ist erforderlich, um ein si
cheres Sperren der genannten PIN-Dioden im Hinblick
auf die hohe Sendeleistung und eventuelle Fehlanpassung
der Antenne zu gewährleisten. Bei Senden sind die PIN-
Dioden Ds 1 und De 2 leitend, während die PIN-Dioden
Ds 2, De 1 und De 3 gesperrt sind, bei Empfang ist es
umgekehrt. Gleichzeitig wird über das Steuersignal st
der Wechselrichter WR bei Empfang abgeschaltet und auf
diese Weise, unabhängig von Abschirmmaßnahmen, eine
vom Wechselrichter WR ausgehende Störeinstrahlung in
den Empfängereingang auf einfache und sichere Weise
unterbunden.
Claims (3)
1. Elektronischer Sende-Empfangsumschalter, bestehend aus einem
Sendeschalter und einem Empfangsschalter, von denen der Sende
schalter den Sender und der Empfangsschalter den Empfänger mit
der Sender und Empfänger gemeinsamen Antenne verbindet, sowie
einer den Sende- und den Empfangsschalter wechselweise betäti
genden Steuereinrichtung, bei dem die Schaltstrecken der beiden
Schalter durch stromgesteuerte Dioden, vorzugsweise PIN-Dioden,
realisiert sind und hierbei die erforderliche Entkopplung der
Steuerstromkreise vom hochfrequenten Signalweg mittels Netzwer
ken aus Koppelkondensatoren und Hochfrequenzdrosseln herbeige
führt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
in jedem Steuerstromkreis einer Diode der sende- und empfangs
seitigen Diodenanordnungen eine auf Betriebsgleichspannung (Ub)
liegende, den Steuerstrom liefernde Konstantstrom-Quelle (SQ 1,
SQ 3) und in Reihe hierzu zusätzlich entweder eine auf Bezugs
potential liegende, als Senke wirksame Konstantstrom-Quelle
(SQ 2) oder ein Transistorschalter (S 1) angeordnet sind, und daß
die in Reihe zu Dioden (Ds 1, De 1, De 3) der Diodenanordnungen im
Signalweg angeordneten Konstantstrom-Quellen (SQ 1, SQ 3) und die
als Senke wirksame Konstantstrom-Quelle (SQ 2) bzw. der Tran
sistorschalter (S 1) zum Durchschalten bzw. Sperren dieser
Dioden mittels eines Umschaltsignals der Steuereinrichtung ein-
bzw. ausschaltbar sind.
2. Elektronischer Sende-Empfangsumschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die im
Betriebszustand - Senden - wenigstens an einer Diode (De 1) des
Empfangsschalters (Se) erforderliche hohe, die verfügbare
Betriebsgleichspannung (Ub) wesentlich überschreitende Sperr
spannung von der Betriebsgleichspannung mittels eines Wechsel
richters (WR) abgeleitet ist und daß bei Auftreten eines Um
schaltsignals von Senden auf Empfang bzw. von Empfang auf
Senden der Wechselrichter vom Umschaltsignal (st) gleichzeitig
ausgeschaltet bzw. eingeschaltet wird.
3. Elektronischer Sende-Empfangsumschalter nach An
spruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Sendeschalter (Ss) neben einem Dio
denlängszweig (Ds 1) auf seiten des Senderausgangs
einen Diodenquerzweig (Ds 2) und der Empfangsschalter
(Se) nach Art eines T-Gliedes zwei Diodenlängszweige
(De 1, De 3) und einen Diodenquerzweig (De 2) aufweist
und daß die hohe Ausgangsgleichspannung des Wechsel
richters (WR) gleichzeitig den Diodenquerzweig des
Sendeschalters und den Diodenlängszweig des Empfangs
schalters auf seiten der Antenne (A) speist.
Priority Applications (2)
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ID=6154884
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1982
- 1982-02-05 DE DE19823203961 patent/DE3203961A1/de active Granted
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1983
- 1983-02-04 ZA ZA83777A patent/ZA83777B/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
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ZA83777B (en) | 1983-10-26 |
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