DE3311784A1

DE3311784A1 - Frequenzkonverter

Info

Publication number: DE3311784A1
Application number: DE19833311784
Authority: DE
Inventors: Ravi Kanata Ontario Datta
Original assignee: Mitel Corp
Current assignee: Skyswitch Satellite Communications Co Golden Co
Priority date: 1982-05-25
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1983-12-01
Also published as: IT8224289A0; ES8402998A1; IE823042L; JPS58212206A; US4491969A; GB2120906B; ES527324A0; CA1194128A; FR2527873B1; FR2527873A1; DE3311784C2; ES8407634A1; ES517821A0; IE53824B1; IT1207312B; MX152161A; GB8313955D0; GB2120906A

Description

Kanata, Ontario, Canada K2K 1X3 Frequenzkonverter

Die Erfindung betrifft einen Frequenzkonverter in einer Sende-Emp fängerschaltung mit mindestens zwei Mischern im Sendezueig in denen ein zu sendendes Basisbandsignal additiv gemischt wird.mit zwei stationseigenen Oszillatorsignalen und mit mindestens zwei Mischern im Empfängerzweig, in denen das Empfangssignal subtraktiv gemischt wird mit zwei stationseigenen Oszillatorsignalen, wobei mindestens ein Oszillatorsignal für den Sendezweig identisch ist mit einem Oszillatorsignal für den Empfängerzweig.

Bei Kommunikatio^r%3satellitensystemen senden Erdstationen Signale mit einer ersten Mikrowellenfreqeunz an den Satelliten ab und empfangen von diesem Signale einer dazu unterschiedlichen Mikrowellenfrequenz. Die Sendesignalfrequenz der Erdstationen beträgt beispielsweise 14 Gigahertz, während die Sendefrequenz des Satelliten beispielsweise 12 Gigahertz beträgt. Bestehen die Signale aus einer großen Anzahl von Kanälen, ist es außerordentlich wichtig, daß Frequenzverschiebungen so klein als möglich gehalten ueroen, um eine Kanalübersprechung weitgehend zu vermeiden.

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3'4D9/3i) ~⁶~ ^3G' ^{MMrz 1933}

Um die Signalfrequenzen zu stabilisieren, ist es bekannt, daß eine der Erdstationen einen Pilotton erzeugt, u/elcher zusammen mit anderen Signalen an den Satelliten gesandt wird. Der Satellit setzt dieses Pilotsignal in seine Sendesignale ein. Somit kann jede Erdstation die Frequenz des Pilotsignals erfassen. Treten FrequenzverSchiebungen bei einer Empfangsstation auf, dann wird dies dort durch einen Frequenz- oder Phasenkomparator erfasst, mittels dem es möglich ist, durch Abstimmen des Frequenzkonverters dieser Erdstation dessen Sendefrequenz einzustellen. Ein zu sendendes Basisbandsignal von beispielsweise 70 Megahertz wird in der Erdstation durch Mischen mit stationseigenen Oszillatorsignalen auf die Sendefrequenz von beispielsweise 14 Gigahertz gebracht. Demgemäß ist es wichtig, daß die stationeigenen Oszillatoren außerordentlich Frequenzstabil sind. Die stationseigenen Oszillatorsignale u/erden üblicherweise erhalten durch Multiplizieren eines stabilen Bezugsoszillatorsignals mit dem Faktor zwischen 100 und 200. Infolge des hohen Multiplikationskoeffizienten ist es daher notwendig, daß der Bezugsoszillator ein geringes Phasenrauschen, eine hohe Spektralreinheit und eine sehr stabile Frequenz aufweist. Daher werden die Bezugsoszillatoren außerordentlich teuer.

Es besteht dio Aufgabe, den Frequenzkonverter so auszubilden, daß der Frequenzdrift des Bezugsoszillatorsignals ausgelöscht wird und somit ein extrem stabiler Bezugsoszillator entfallen kann.

Gelüst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den UnI. ο r an Sprüchen entnehmbar.

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m φ ä

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ch-ha . ^:

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Bezugsoszillator aus einem einfachen spannungsgesteuerten Oszillator bestehen, dessen Frequenz konstant korrigiert wird sobald irgend ein Frequenzdrift auftritt. Auf diesi· Weise werden die Kosten des Frequenzkonvnrterö beträchtlich reduziert. Der Fr equenzkonvert'er kann somit aus handelsüblichen und preisgünstigen Komponenten hergestellt werden.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Darstellung eines Satellitenkommunikationssystems;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Erdstation;

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines bekannten Frequenzkonverters einer Erdstation;

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Frequenzkonverters und

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines Frequenzkonverters.

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'3O "⁸~ ³⁰· ^mvz ^19B3

Die Ficj. 1 zeigt ein typisches Satellitenkommunikationssystem, welches Erdstationen 1, 2 und 3 und einen Satelliten 4 umfasst. Bei einem typischen Satellitenkommunikationssystem senden die Erdstationen im 14 Gigahertz-Band. Der Satellit 4 umfasst einen Abwärtskonverter , der das 14 Gigahertz Signal umsetzt in ein 12 Gigahertz Signal, welches dann zurück auf die Erdoberfläche gesendet und von anderen Erdstationen, empfangen wird. Die Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer üblichen Erdstation. Eine Basisbandsignalquelle 5 empfängt Eingangssignale und erzeugt ein Ausgangssignal, typischerueise bei einer Frequenz von 70 MHz, das einem Aufwärtskonverter 6 zugeführt wird. Der Aufuärtskonverter 6 erzeugt unter Verwendung eines Mischverfahrens ein Ausgangssignal bei 14 Gigahertz, welches einem Leistungsverstärker 7 zugeführt wird. Von dort gelangt das Signal über einen Orthokoppler 8 zu einer Antenne 9. Über diese Antenne 9 wird das Signal dem Satelliten übermittelt.

Das vom Satelliten ausgesandte und von der Antenne 9 empfangene Signal weist eine Frequenz von 12 Gigahertz auf. Dieses Signal gelangt über den ürthokoppler 8 zu einein Verstärker 10, von ωο es einem Abuärtskonverter IL zugefühlt wird. Das resultierende Basisbandsignal gelangt zu einem Basisbandempfänger 12 und wird von dort in ein Netzwerk eingespeist.

Der Aufwärtskonverter 6 und der Abwärtskonverter 11 sind miteinander über Schaltkreise verbunden, die dazu dienen, die Sendi? frequenz und die Zwischenfrequenz des empfangenen Signals, υeiches durch den Abwärtskonverter 11 geht, zu !stabilisieren. Zur Erleichterung der Frequenzstabili-

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sation wird einer Haupterdstation ein Pilotsignal zugeführt. Es kann sich hierbei beispielsweise um die Erdstation 2 handeln. Dieses Pilotsignal wird dem Sendesignal des Satelliten 4 hinzugefügt und somit von jeder Erdstation empfangen.

Die vorliegende Erfindung betrifft den Frequenzkonverter 13, der umfasst den Aufwärtskonverter 6, den Abwärtskonverter 11 sowie die Schaltkreise; welche zur Frequenzstabilisierung dienen.

Die Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines bekannten Frequenzkonverters.

Das Basisbandeingangssignal f_n wird einem Eingang eines Mixers 14 zugeführt. Dort wird es mit einem weiteren Signal gemischt, wie nachfolgend noch erläutert wird. Das Ausgangssignal des Mixers 14 gelangt durch ein Bandpassfilter 15, von wo es einem weiteren Mixer 16 zugeführt wird. Dessen Ausgangssignal f_TV wird einem Leistungsverstärker zugeführt, d.h. dem Verstärker 7 in Fig. 2.

Ein empfangenes Signal f_R.. von einem Verstärker , d.h. von dem Verstärker 10 in Fig. 2 wird einem Mischer 17 zugeführt, wo es mit einem weiteren Signal gemischt wird, wie nachfolgend noch beschrieben wird. Das Ausgangssignal des Mischers 17 gelangt durch ein Bandpassfilter 18 und wird einem weiteren Mischer 19 zugeführt. Das Ausgangssignal f. des Mischers 19 wird einem Basisbandempfänger zugeführt, d.h. dem Empfänger 12 in Fig. 2 zur Einspeisung in ein Netzuerk.

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Im Signal f. ist das Pilotsignal enthalten, welches ausgofiltert wird durch Anlegen dea Signals f. an ein Pilotfilter 20. Dieses Pilotsignal wird sodann angelegt an einen Frequenzdetektor 21, an uelchem weiterhin das Signal f - von einem Bezugsoszillator 22 anliegt. Irgendwelche Frequenzdifferenzen zwischen dem Pilotton und dem Bezugssignal des Bezugsoszillators führen zu einem Spannungsausgang des Detektors 21, der an einem spannungsgesteuerten Oszillator 23 anlieg't. Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators wird vervielfältigt in einer Frequenzvervielfacherschaltung 24. Das Ausgangssignal der Frequenzverviel facherschal tung 24 u/ird als stationseigenes Oüzillatorsignal den Mischern 14 und 19 zugeführt.

Das dem Mischer 16 zugeführte Signal uird in einem Oszillator 25 erzeugt, welches in einer Frequenz vervielfacherschaltung 26 vervielfacht wird. Die Frquenz eines weiteren Oszillators 27 wird in einem Mischer 28 von derjenigen des Oszillators 25 abnpzogen und die erhaltene Frequenzdifferenz wird in der Vervielfacherschaltung 29 vervielfacht und dem Mischer 17 als stationseigenes Oszillatorsignal zugeführt.

Durch den Pilotfilter 20 , den Phasendetektor 21 , den Oszillator 23, der Vervielfacherschaltung 24 und den Mischer 19 wird in Bezug auf das Bezuqssignal des Oszillators 22 und das Pilotsignal eine Phasenverriegelunqsschleife geschaffen.

Vorausgesetzt, die Vervielfacherschaltung 24 vervielfacht die Frequenz des Ausganqssignals f des Oszillators 23 um dt?η Faktor 6 und ueiterhin vorausgesetzt, die Ver-

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Vielfacherschaltungen 26 und 29 vervielfältigen ihre¹ Eingangsfrequenzen um den Faktor 126, dann beträgt die Sendeausganqsfrequenz des Mischers 16

f_TV = f + 6f + 126f,. (j) TX ο vcxo 1 ^{v J} '

Das Ausgangssignal des Mischers 19 lautet demnach

f. s f_DV-126(f_n-f_o)-6f -2 in RX 1 2 vcxo. "-

Für den Fall, daß die Phasenverrieyelungsschleife verriegelt ist, dann ergibt sich f. =f _c-f ., ,

^{J a} in ref pilot

und somit

Wird in der Sendef requenzgleichunq (1) der Ausdruck

6 f ersetzt , dann lautet die Sendefrequenz vcxo ' ^

Hieraus ergibt sich, daß wohl das stationseigene Oszillatorsignal f. gelöscht wird und somit keine Rolle spielt jedoch zwei Fehlerquellen vorhanden sind und zwar bezüglich der Frequenz f_ des Oszillators 27 und der Bezugsfrequenz f _f des Bezugsoszillators 22.

rs ι

Der Bezugsoszillator , der eine Basisbandfrequenz aufweist entsprechend derjenigen des Pilotsignals kann ohne großen Kostenaufwand mit hoher Freqjenzstabilitat gefertigt werden, da ein Pilotfrequenzsignal standardisieit werden kann und der Oszillator selbst in hohen Stückzahlen fertigbar ist. Die Frequenz des Oszillators jedoch wird um den Faktor 126 vervielfacht und muii daher extrem stabil sein. Da diese Frequenz für jedes Kommunikationssystem anders ist, muß der Oszillator unter Angabe einer bestimmten Frequenz hergestellt werden. Die Küsten des Oszillators 27 sind daher etua dreimal so groß wie diejenigen des Oszillators 2b. Weist der Oszillator 27 eine Nenn frequenz von 20 NHz auf und besteht ein Drift von 1 zu 1 Million, ergibt sich

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hierdurch durch die Multiplikation in der Vervielfacherschaltunc] 29 um den Faktor 126 ein Drift von 2,52 KHz. Bei Satellitenübertragungssystemen führte dies zu Folgen in der Auslegung des Demodulatorsystems.

Gem. der vorliegenden Erfindung wird der freischwingende Oszillator 27 eliminiert und in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ebenso der freischuingende Oszillator 25. Sollte in den diese Oszillatoren ersetzenden Bauteile ein Drift auftreten, dann wird er gelöscht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt das Blockdiagramm nach Fig. 4.Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 gezeigt. Das Prinzip der Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 4 erläutert.

Beim Schaltkreis nach Firj, 4 sind der Oszillator 27, die Vervielfacherschaltung 29 , der Mischer 28 und die Vervielfacherschaltung 24 ent fallen,während sowohl in dem Sendepfad als auch in dem Empfangspfad jeweils ein weiterer Oszillator und eine Mischerstufe hinzukommen. Das Basisbandeingangssignal f von beispielsweise 70 MHz wird einem ersten Mischer 29 zugeführt, wo es mit einem weiteren Signal gemischt wird, wie später noch erläutert wird. Das sich ergebende Summensignal geht durch ein Bandpassfilter 30 hindurch und wird angelegt an einen Eingang eines Mischers 31. Das Ausgangssi cj η al eines Bezugsoszillators. 32 von beispielsweise 1 Gigahertz liegt am zweiten Eingang des Mischers 31 an.

Das 3ich ergebende Summensignal gelangt über ein Bandpassfilter 33 zu einem dritten Mischer 34, dem , wie später noch beschrieben uird, ein zweites Signal zugeführt wird.

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Das Ausgangssignal f, eines Oszillators 35, der dem Oszillator 25 in Fig. 3 entspricht, wird in der Frequenzvervielfachersehaltung 36 um den Faktor 126 vervielfacht. Das resultierende Signal wird als stationseigenes Qszillatorsignal dem Mischer 34 zugeführt. Dieses Signal wird ebenso als stationseigenes Oszillatorsignal einem Mischer 37 zugeführt, dem weiterhin zugeführt wird das Empfangssignal f_DV. Das sich ergebende Differenz-

K Λ

signal gelangt über ein Bandpassfilter 38 zum einen Eingang eines Mischers 39, an dessen anderem Eingang das Ausgangssignal des Bezugsoszillators 32 anliegt. Die sich ergebende Signaldifferenz wird über ein Bandpassfilter 90 angelegt an einen der Eingänge eines Mischers 41, an dessen zweiten Eingang ein stationseigenes Oszillatorsignal anliegt, wie später noch beschrieben wird. Das Ausgangssignal f. des Mischers 41 ist das Ausgangssignal des Frequenzkonverters und liegt an am Basisbandempfänger 12 der Fig. 1.

Im Signal f. ist enthalten ein Pilotsignal,welches durch Filterung im Filter 42 erhalten und einem Eingang des Detektors 43 zugeführt wird. Das Ausgangssignal eines Bezugsoszillators 44 liegt am zweiten Eingang des Detektors 43 an. Die resultierende Ausgangsspannung wird als Frequenzsteuersignal · dem Steuereingang eines spannung;.;-gesteuerten Oszillators 45 zugeführt.Das Ausgangssignal des Oszillators 45 liegt als stationseigenes Oszillatorsignal an den Mischern 29 und 41 an.

Wie bereits im Zusammenhang mit dem bekannten Schaltkreis der Fig. 3 beschrieben, wird eine Frequenz- oder Phasenverriegelungsschleife gebildet, bei welcher das Pilotsignal mit dem Bezugssignal des Bezugsoszillators 44 verriegelt ist. Frequenz-und Phasendifferenzen führen

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zu einer Veränderung der Frequenz und der Phase des Oszillators 45. Diese Veränderungen bewirken Korrekturen des Signals f. infolge der Mischung im Mischer 41. Gleiche Korrekturen treten auf in der Sendefrequenz infolge der gleichen Veränderungen in der frequenz des Oszillators 45, wodurch die Ausgangs frequenz des Mischers 29 beeinflußt wird. Mit Ausnahme der Entfernung der Frequenzvervielfacherschaltung 24 in Fig. 3 ist die Arbeitsweise dieser Schleife gleich uie diejenige der Fig. 3.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Schaltkreises nach Fig. 4 analyisert. Es sei vorausgesetzt, daß das Ausgangssignal des Oszillators 45 eine Frequenz von f und dasjenige des Oszillators 32 eine Frequenz von Af c aufweist. Die Frequenz des Oszillators 35 ict f, während das dem Mischer 29 zugeführte Basisbandsignal eine Frequenz von f aufweist. Es sei weiter vorausgesetzt, daß die Vervielfacherschaltung 36 die Frequenz des Oszillators 35 um den Faktor 126 vervielfacht. Dieser schwingt beispielsweise mit einer Frequenz von 0,11 Gigahertz.

Das am Ausgang des Mischers 34 auftretende Sendesignal

weist eine Frequenz auf von f_TV=f +f +Af _c+126f,. ^ TX ο vcxo ref 1

Dieses Sendesignal wird isoliert von anderen Mischerausgangskomponenten in einem Bandpassfilter, welches zwischen dem Frequenzkonverter und dem folgenden Leistungsausgangsverstärker geschaltet ist.

Das Ausqangssignal des Mischers 37 weist eine Frequenz von 126f,-f_Ry auf. Das Ausgangssignal des Mischers 39 hat eine Frequenz von 126f,-f_nv-Af _r. Demgemäß hat das Aus-

i RX re f

gcingssign.'il dos Mischers 41 eine Frequenz von

^{Üa dip Fr}^^uer'^{z des} Püot-

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signals verriegell ist, gilt f. =f _r=f ., . ^{J y} ' ^J in ref pilot

Somit gilt

Die Sendeausgangs frequenz des Mischers 34 beträgt

f =f +f +Af ,.+ 12Of₁. Wird der Ausdruck f er-TX ο vcxo ref 1 vcxo

setzt , dann beträgt die Sende frequenz f_TV = f~ +F +(2Λ+1 f _r-

Γ X ο RX rer

Typischerweise beträgt A = 6 , so jdaß sich für die Sendefrequenz ergibt f_Tv.= f +f_DV + 13f -. FbIIs f . = 100 mal 10⁶ Hz ^y TX ο RX ref ref

ist, führt ein Drift von 1 zu 1 Million bei der Bezugsfrequenz zu einem Drift der Sendefrequenz von lediglich 1,3 KHz.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, wi.rde gegenüber dem bekannten System der Drift um die Hälfte reduziert. Außerdem ist kein teuerer Oszillator 27 erforderlich. Bei dem Oszillator 32 mit einer Frequenz von Af _P kann

rer

es sich um einen üblichen Oszillator handeln, der etwa eine Ausgangsfrequenz von 1 Gigahertz aufweist. Ein Drift im Ausgangssignal dieses Oszillators führt nur zu einem geringen Drift der gesamten Schaltung. Hierfür ist kein präziser Oszillator erforderlich.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird der Ausgang des Detektors 43 dazu verwendet, die Frequenz des Oszillators 46 zu steuern, welcher den Oszillator 35 ersetzt und wobei es sich um einen spannungsgesteuerten Oszillator handelt. Im Gegensatz zur Fig. 4 steuert der Detektor nicht den Oszillator 45. Die Frequenz des Oszillators ist systemabhängig , ist also von System zu System untorschi edli ch.

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ch- Ii u

In Tig. 5 sind die Schaltkreise 29 bis 34 und 36 bis 44 identisch zu denjenigen der Fig. 4. Gleiches gilt für deren Arbeitsweise. Anstelle des Oszillators 45 mit veränderbarer Frequenz gem. Fig. 4 wird in Fig. 5 ein Oszillator 45 mit feststehender Bezugsfrequenz verwendet. Dessen Ausganqssignal liegt als stationseigener; Usz 111atorsignal an den Mischern 29 und 41 an.

Anstelle des Oszillators 35 der Fig. 4 wird ein spannungsgesteuerter Oszillator 46 mit veränderbarer Ausgangsfrequenz verwendet. Die Steuerausgangsspannung des Detektors 43 liegt als Steuereinqang am Oszillator 46 an. Phasen- oder Frequenz ve ränderungen im Pilotsignal und im Ausgangssignal des Bezugsoszillators 44 führen demnach zu Frequehzcinderungen im Ausgang des spannungtsgesteuerten Oszillators 46. Hierdurch wird sojohl die Sendeausgangsfrequenz des Mischers 34 als auch die Zwischenfrequenz des empfangenen Signals am Ausgang des Mischers 37 verändert.Das Sendeausgangssignal und das Basisband des empfangenen Signals sind somit frequenzstabilisiert.

Vorausgesetzt, die Frequenz des Oszilllators 45 beträgt Bf j-jdann beträgt die Sendefrequenz am Ausgang des

Mischers 34 f_TV=f +Bf _r+Af _P+126f . Bei der TX ο ref ref vcxo

Empfiingerseite den Konverters beträgt die Frequenz des Ausgangssignals am Mischer 37 und damit die Linganqsfrequenz des Mischers 39 nach Filterung im Filter 38 gleich 126f -f_Ov· Im Mischer 39 wird diese Signal^y vcxo RX ^J

frequenz abgezogen von dem Signal Af _f, wodurch sich ein resultierendes Signal von Af _- (126f₍ - f-J) »r.-übt, welches über den Filter 40 einem Eingang des Mischers 41 zugeführt wird. Dort wird es um die Frequenz Bf _F des Oszillator Γι 4 5 vox¹ mindert, so da (3 das resultierende Ba3iübandfiifjnal dor Empfänrjeraei te lautet

f. sAf p-126f +f_D.-Üf .. Da f. =F .. . ist, ergibt in ref vcxo RX ref in pilot ^J

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4ν?-3O -17- 30. März 198i

sich jetzt 126Γ " =Af _F+f_DV-Bf _-f . . -.. Wird hier-

vcxo ref RX ref pilot

mit in der Sendefrequenzgleichung der Ausdruck 126f ersetzt, dann ergibt sich für die Sendefrequenz f_TV = f +2Af c+fnv-f ·ι t · Die Pilotfrequenz wird als

TXo ref RX pilot ^Λ

stabil angesehen. Hierfür ist nur ein Oszillator bei einer der Erdstationen erforderlich. Irgendwelche auftretenden Drifts im Sendesignal sind somit lediglich bedingt durch die Frequenz 2Af _f. -

Falls A=6 und f „=100 mal 10 ist, dann ergibt ein Drift von 1 zu 1 Million in der Frequenz f _c einen Drift der

ref

Sendefrequenz von 1,2 KHz.

Obwohl der resultierende Drift nur geringfügig geringer ist als der Drift von 1,3 KHz nach Fig. 4, ergibt sich jednch im vorliegenden Fall nach Fig. 5 der Vorteil, daß ein spezieller, auf das jeweilige System zugeschnittener Oszillator 35 entfallen kann.

Da in der Ausgangs frequenz die Oszillatorsignale f

und Bf ~ sich aufheben, ist es nicht erforderlich, daß ref

das Oszillatorsignal des Oszillators 45 eine hohe Stabilität aufweist. Bei dem Oszillator 46 handelt es sich um einen spannungsgesteuerten Oszillator, welcher relativ preisgünstig ist.

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Die Erfindung betrifft also einen Frequenzkonverter für einen Sende-Empfangsterminal einer Erdstation für ein Satellitenkommunikationssystem. Bei diesem Konverter wird ein zu übermittelndes Basisbandsignal addiert mit einem ersten geräteseitigen Oszillatorsiqnal. Dies führt zur Bildung eines ersten Summensignals. Ein zweites geräteseitiges Oszillatorsignal wird mit diesem ersten Summensignal addiert und somit ein zweites Summensignal erzeugt. Ein drittes geräteseitiges Oszill'atorsignal wird mit dem zweiten Summensignal addiert zur Bildung eines dritten Summensignals, welches gesendet wird. Das empfangene Signal weist eine unterschiedliche Frequenz auf zum Sendesignal. Das Empfangssignal wird abgezogen vom dritten geräteseitigen Oszillatorsignal zur Bildung eines ersten Differenzsignals. Das zweite geräteseitige Oszillatorsignal wird abgezogen vom ersten Differenzsignal zur Bildung eines zweiten Differenzsignals. Sodann wird das erste geräteseitige Oszillatorsignal zu dem zweiten Differenzsignal addiert zur Bildung des empfängerseitigen Basisbandsignals . Das empfangene Basisbandsignal umfasst eine Pilotfrequenzsignalkomponente. Die Schaltung weist weiterhin Filter zum Filtern des empfangenen Basisbandsignals auf, um von diesem das Pi Iotfrequenzsignal ableiten zu können. Weiterhin ist ein Bezugsoszillator vorgesehen, dessen Frequenz gleich derjenigen der Pilotsignalfrequenz ist. Die Pilotfrequenz und die Bezugsfrequenz werden miteinander verglichen und zwar in einem Frequenz- oder Phasenkomparator zur Erzeugung eines Steuersignals , dessen Größe bestimmt wird durch die Frequenz- oder Phasendifferenz. Dieses Steuersignal liegt an an dem Signalgenerator für die erste geräteseitirje Frequenz zur Steuerung dieser Frequenz in Abhängigkeit von Frequenz- oder Phasendifferenzen zwischen d<?r P i Io ta in,nn I f requnnz und der Frequenz des Bezugsosz ι 1-la tors

üio vor £5 te he η ι Jo B ρ'ich reibung bezog sich auf einen Frequenz-

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• · m *

8459/30 -19- 30. nur/

konverter in einem Satellitenkommunikationssystem. Dieser Frequenzkonverter kann natürlich auch verwendet u/erden bei anderen Anu/endungszu/ecken, bei denen das Emp f änrjersignal ein Pilotsignal mit sich führt.

Claims

DipL-Ing.

Rolf Cha trier

Patentanwalt

Rehlingenstraße 8 ■ Postlach 260

D-891XI Augsburg 31

Telefon 08 21/3 6015+3 6016

Telex 533 275

!'•-.i-vNcikkoim. MUiu-hcn Nr. 154'>:0-S0l ΑηΠΙ«: Mitel Corporation

8459/30 Augsburg, den 30. März 1983

Ansprüche

1.) Frequenzkonverter in einer Sende- und Empfängerschaltung mit mindestens zwei Mischern im .Sendezweig, in denen ein zu sendendes Basisbandsignal additiv gemischt wird mit mindestens zwei stationseigenen Oszillatorsignalen und mit mindestens zwei Mischern im Empfängerzweig, in denen das Empfangssignal subtraktiv gemischt wird mit mindestens zwei stationseigenen Oszillatorsignalen, wobei mindestens ein Oszillatorsignal für den Sendezweig identisch ist mit einem Oszillatorsignal für den Empfängerzweig, dadurch gekennzeichnet , daß im Sendezweig und im Empfängerzweig je drei Mischer (29, 31, 34; 37, 39, 41) vorgesehen sind, der Konverter 3 stationseigene Oszillatoren (32, 35, 45) aufweist, die drei Oszillatorsignale (f , Af _f, 126f,) er- ■ zeugen, die Mischer (29, 31, 34) im Sendezweig das · Basisbandsignal (f_Q) mit den Oszillatorsignalen addieren, ein erster Mischer (37) im Empfängerzweig das Empfangssignal (f/iv) ^von dem dritten Oszillatorsignal (126f,) zur Bildung eines ersten Differenzsignals abzieht, ein zweiter Mischer (39) von diesem ersten Differenzsignal das zweite Oszillatorsignal (Af _f) zur Bildung eines zweiten Differenzsignals abzieht und der dritte Mischer (41) im Empfängerzweig zu diesem zweiten Differenz, signal das erste Oszillatorsignal (f ) hinzu addiert.

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2. Frequenzkonverter in einer Sende- und Empfängerschaltung mit mindestens zu/ei Mischern im Sendezweig, in denen einzusendendes Basisbandsignal additiv gemischt wird mit mindestens zwei stationseiqenen Oszillatorsignalen und mit mindestens zwei Mischern im Empfängerzweig, in denen das Empfangssignal subtraktiv gemischt wird mit mindestens zwei stationseigenen Oszillatorsignalen, wobei mindestens ein Oszillatorsignal für den Sendezu/eig identisch ist mit einem Oszillatorsignal für den Empfängerzueig, dadurch gekennzeichnet, daß im Sendezueig und im Empfängerzweig je drei Mischer (29, 31, 34; 37, 39, 41) vorgesehen sind, der Konverter drei stationseigene Oszillatoren (32, 45, 46) aufweist, die drei Qszillatorsignale (Bf _r, Af-, 126f ) erzeugen,

j^c T Γ6 Γ VCXO

die Mischer (29, 31, 34) im Sendezweig das Basisbandsignal (fn) mit den Oszillatorsignalen addieren, ein erster Mischer (37) im Empfängerzweig das Empfangssignal (f_AV) von dem dritten Oszillatorsignal (126f )

n Λ V C X

zur Bildung eines ersten Differenzsignals abzieht, ein zweiter Mischer (39) vom zweiten Oszillatorsignal (Af p) das erste Differenzsignal zur Bildung eines zweiten Differenzsignals abzieht und der dritte Mischer (41) im Empfängerzweig von diesem zweiten Differenzsignal das erste Oszillatorsignal (Bf _f) abzieht.

3. Frequenzkonverter nach Anspruch 1 mit einer Pilotfrequenzsignalkomponente im empfangenen Basisbandsignal, dadurch g e k e n n ζ e i c h ne t , daß ein Pilotfrequenzsignalfilter (42) vorgesehen ist, dor dos Pilotfrequenzsignal ausfiltert, ein Bezugsü^r5zillator (44) vorgesehen ist, dessen Nenn frequenz etwa dem PiIotfrequenzsignal entspricht, ein Komparator (43) dai5 Pi lot f requenzsiqnal mit dem Ausgangosignal

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ch- ha

des Bezugsoszillators (44) vergleicht und ein Steuersignal erzeugt, das die Frequenz des ersten Oszillators

(45) für das erste Oszillatorsignal (f ) steuert.

^J v/cxo

4. Frequenzkonverter nach Anspruch 2, mit einer Pilotfrequenzsignalkomponente im empfangenen Basisbandsignal, dadurch ge kennz-e i ch ne t , daß ein Pi lotfrequenzsignalfilter (42) vorgesehen ist, dessen Pilotfrequenzsignal in einem Komparator (43) verglichen wird mit der Frequenz eines Bezugsoszillators

(44) und der Komparator (43) ein Steuersignal erzeugt, das die Frequenz des dritten Oszillators (46) zur Erzeugung des dritten Oszillatorsignals (126f ) steuert.

5. Frequenzkonverter nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der erste Oszillator

(45) ein spannungsgesteuerter Oszillator ist.

6. Frequenzkonverter nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß der dritte Oszillator

(46) ein spannungsgesteuerter Oszillator ist.

7. Frequenzkonverter nach Anspruch 4, dadurch g e k e η n-

z e i c h η e t , daß die Frequenz des dritten Oszillators (46) zur Bildung des dritten Oszillatorsignals (126f _Q) in einem Multiplizierer (36) multipliziert wird.

8. Frequenzkonverter nach Anspruch 3 oder 7, dadurch

g e' k e η η ζ e i c h η e t, daß das dritte Oszillatorsignal eine Frequenz von etwa 13 Gigahertz aufweist, daß Se nde frequenz eine Frequenz von etu/a 14 Gigahertz und das Empfangsfrequenzsignal eine Frequenz von etwa 12 Gigahertz aufweist.

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8459/30 -4- 30. März 1983

9. Frequenzkonverter nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß zwischen dem ersten und dem zweiten Mischer (29, 31) im Sendezueig ein erstes Basisbandfilter (30) geschaltet ist, dessen Durchlassfrequenz einem ersten Summensignal entspricht, das aus dem Basisbandsignal ( fg) und dem ersten Oszillatorsignal (f , Bf r ) besteht und zwischen diesem vcxo re r

zu/eiten und dem dritten Mischer (32, 34) ein zweites Basisbandfilter (33) geschaltet ist,· dessen Durchlassfrequenz einem zu/eiten Summensignal entspricht, das aus dem ersten Summensignal und dem zweiten Oszillatorsignal (Af _f) besteht.

IQ, Frequenzkonverter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch q e k e η η ζ e i c h η e t , daß zwischen dem ersten und dem zweiten Mischer (37, 39). im Empfängerzweig ein drittes Basisbandfilter (38) geschaltet ist, dessen Durchlassfrequenz dem ersten Differenzsignal entspricht und zwischen diesem zweiten Mischer (39) und dem dritten Mischer (41) ein viertes Basisbandfilter (40) geschaltet ist,, dessen Durchlassfrequenz dem zweiten Differenzsignal entspricht.

11. Frequenzkonverter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuersignal des Komparators (43) durch Frequenz- oder Phasenvergleich erzeugt wird.

12. Frequenzkonverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und der zweite Oszillator (32, 45) zu einem gemeinsamen Oszillator zusammengefasst sind, dessen Frequenz (f _F) zur Bildung des ersten

Γ6 ι

und des zueiten Gszillatorsignals um konstante Faktoren (A, B) multipliziert werden.

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