DE3422851C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung des Antennendiagramms einer Satellitenfunk-Erdefunkstelle mit einem Synchronsatelliten als Gegenstelle.

Um bei einer Messung des Antennendiagramms einer Satellitenerdefunkstelle mit einem Synchronsatelliten als Gegenstelle ein ausreichendes Signal/Geräusch-Verhältnis zu erzielen, ist eine extra niedrige Empfängerbandbreite notwendig. Die Spezifikation für das Antennendiagramm (CCIR Rec. 465-1) verlangt den Nachweis von -10 dBi, bezogen auf den isotropen Strahler. Dies ergibt bei maximaler Satellitenleistung bei einer Standard-A-Erdefunkstelle eine maximal zulässige Bandbreite von 10 Hz. Die Frequenzinstabilität des Satelliten und der Frequenzumsetzer in den Erdefunkstellen liegt jedoch während der Meßzeit um Größenordnungen über dem geforderten Wert.

Eine Phasenregelschleife mit dem empfangenen Testsignal ist jedoch nicht möglich, da der Signalpegel in den Antennendiagramm-Nullstellen verschwindet und die Regelschleife ausrastet.

Messungen mit dem Satelliten als Gegenstelle konnten bisher nur mit einer Bandbreite von 1 kHz durchgeführt werden, so daß die Meßdynamik um 20 dB geringer ist und die Spezifikation des Antennendiagramms nicht bis -10 dBi nachgewiesen werden kann. Diese Messungen wurden bisher mit Hilfe eines nur mit größerem Aufwand zu installierenden Peilturms ausgeführt, allerdings mit dem Nachteil, daß zum einen die Strahlungsdiagramme nur im Nahfeld vermessen werden und zum anderen, daß Bodenreflexionen oder Reflexionen an Hindernissen eine verfälschende Wirkung auf das Meßergebnis bei Weitab-Diagrammen haben können.

Ausführungen zu solchen oder ähnlichen Antennenmeßverfahren mit einem z. B. Synchronsatelliten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs, sind den Literaturstellen "Proc. IEEE", Vol. 66, No. 4, April 1978, Seiten 472-482 und "IEE-Proc.", Vol. 129, Pt. H, No. 3, Juni 1982, Seiten 103-108 zu entnehmen, die jedoch andere Meßverfahrensschritte anwenden oder andere Parameter ermitteln.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Antennendiagramme einer Erdefunkstelle über einen Synchronsatelliten als Gegenstelle zu vermessen und dazu ein Verfahren anzugeben, bei welchem die Frequenzdrift eliminiert und eine extrem niedrige Meßbandbreite (kleiner als 10 Hz) ermöglicht wird, so daß sich die vorgeschriebene und eingangs erwähnte Spezifikation bei hohem Signal/Geräusch-Abstand (z. B. über 80 dB) und einer hohen Meßgenauigkeit ohne Schwierigkeiten erreichen läßt.

Gemäß der Erfindung, die sich auf ein Verfahren zur Messung des Antennendiagramms einer Satellitenfunk-Erdefunkstelle mit einem Synchronsatelliten als Gegenstelle bezieht, wird erfindungsgemäß diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein über die während des Meßvorgangs schwenkende Antenne gebildetes Meßsignal und ein kohärentes, über eine zweite, feststehende und in Funkverbindung mit dem gleichen Satelliten stehende Antenne derselben Erdefunkstelle gebildetes und damit amplitudenstabiles Referenzsignal einem Zweikanal-PLL-(Phase-Lock-Loop = Phasenregelschleife)-Umsetzerempfänger zugeführt werden, im dem das Referenzsignal in einer, zusätzlich an einen frequenzstabilen Referenzoszillator angebundenen Phasenregelschleife mit Nachziehoszillator verwendet wird, und daß der Pegel des im Umsetzerempfänger mit Hilfe einer Umsetzer-Mischstufe an die Phasenregelschleife angebundenen Meßsignales anschließend ausgewertet wird.

Durch das Verfahren nach der Erfindung ist es nun möglich, mit Hilfe des amplitudenstabilen Referenzsignals von der feststehenden Antenne und der PLL-Schleife die Frequenzdrift zu eliminieren und Meßbandbreiten von kleiner als 10 Hz zu ermöglichen. Es läßt sich dann ein Signal/Geräusch- Abstand von über 80 dB realisieren, der ausreicht, um die Diagramme bis zu Gewinnwerten von -10 dBi mit guter Genauigkeit ausmessen zu können.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zur Messung des Antennendiagramms für den Empfangsfall wird ein vom Satelliten abgestrahltes Testsignal von der während des Meßvorgangs schwenkenden Antenne der Erdefunkstelle als Meßsignal und von der feststehenden Antenne als amplitudenstabiles Referenzsignal empfangen. Die von den beiden Antennen empfangenen Signale werden dann kohärent in einem Zweikanal-Umsetzer auf eine niedrigere Frequenz umgesetzt und den beiden Empfängern des das Referenz- und das Meßsignal auf die Zwischenfrequenzebene umsetzenden, mit dem frequenzstabilen Referenzoszillator betriebenen Zweikanal- PLL-Empfängers zugeführt, wobei das amplitudenstabile Referenzsignal in der Phasenregelschleife selbst verwendet und das Meßsignal an diese Phasenregelschleife so angebunden wird, daß es auf der Zwischenfrequenzebene die Frequenzstabilität des PLL-Referenzoszillators aufweist. Das auf die Zwischenfrequenzebene umgesetzte Meßsignal wird dann in einer Detektoreinrichtung pegelmäßig ausgewertet und die gemessenen Pegelwerte werden angezeigt und/oder in einem Schreiber dargestellt. Zur Messung des Antennendiagramms bei der Empfangsfrequenz schwenkt somit die auszumessende Antenne über den Synchronsatelliten und empfängt das von diesem Satelliten abgestrahlte Testsignal. Daneben empfängt die zweite, feststehende Antenne das Testsignal als amplitudenstabiles Referenzsignal. Dieses wird zusammen mit dem Meßsignal kohärent im Zweikanal-Umsetzer umgesetzt und schließlich dem Zweikanal-PLL-Empfänger (z. B. Vektorvoltmeter hp 8405 A) zugeführt. Durch die Phasenregelschleife wird dann die Zwischenfrequenz des Meßsignals auf die Frequenzstabilität des PLL-Referenzoszillators gebracht und kann mit einem Wellenanalysier-Gerät (Waveanalyzer hp 3581 C) mit 10 Hz Bandbreite detektiert werden.

Zur Messung des Antennendiagramms für den Sendefall wird ein von der während des Meßvorgangs schwenkenden Antenne der Erdefunkstelle abgestrahltes Testsignal als Meßsignal zum Satelliten hin abgestrahlt und von der feststehenden Antenne zusammen mit einem von dieser Antenne gleichzeitig zum Satelliten gesendeten, aber frequenzmäßig gegenüber dem Meßsignal versetzten Referenzsignal nach satellitenseitiger Umsetzung und Wiederabstrahlung empfangen, wobei das abgestrahlte Meßsignal und das abgestrahlte Referenzsignal von derselben frequenzstabilen Schwingungsquelle synchronisiert werden. Nach einer gemeinsamen empfangsseitigen Frequenzumsetzung des von der feststehenden Antenne empfangenen Meßsignals und des amplitudenstabilen Referenzsignals auf jeweils eine niedrigere Frequenz wird das Referenzsignal ausgefiltert und mit Hilfe der Schwingungsquelle auf die Meßsignalfrequenz umgesetzt, so daß das vorteilhaft ebenfalls ausgefilterte Meßsignal und das auf die Meßsignalfrequenz umgesetzte Referenzsignal kohärent sind. Diese beiden kohärenten Signale werden den beiden Eingängen des mit dem frequenzstabilen Referenzoszillator betriebenen Zweikanal-PLL-Empfängers zugeführt und dort auf die Zwischenfrequenzebene umgesetzt, wobei das amplitudenstabile Referenzsignal in der Phasenregelschleife selbst verwendet und das Meßsignal an diese Phasenregelschleife so angebunden wird, daß es auf der Zwischenfrequenzebene die Frequenzstabilität des PLL-Referenzoszillators aufweist. Das auf die Zwischenfrequenzebene umgesetzte Meßsignal wird dann in einer Detektoreinrichtung pegelmäßig ausgewertet und die gemessenen Pegelwerte werden angezeigt und/oder in einem Schreiber dargestellt. Bei dieser Strahlungsdiagramm-Messung schwenkt die auszumessende Antenne über den Synchronsatelliten und sendet selbst das Testsignal ab. Die zweite, feststehende Antenne empfängt dieses Testsignal zusammen mit einem von ihr gleichzeitig zum Satelliten gesendeten Referenzsignal, das jedoch in der Frequenz um z. B. 5 MHz versetzt ist. Das Meß- und das Referenzsignal werden dabei von derselben Quelle (5 MHz) synchronisiert. Nach der gemeinsamen Empfangsumsetzung wird das Referenzsignal ausgefiltert und mit Hilfe der synchronisierenden Quelle (5 MHz) wieder auf die Testsignalfrequenz umgesetzt. Man erhält dann die beiden kohärenten Signale, wobei das amplitudenstabile Referenzsignal aus der feststehenden Antenne als Zweikanal-Empfänger zur Phasenregelschleife verwendet wird. In der frequenzstabilen Zwischenfrequenz wird dann das Meßsignal in der gleichen Weise verarbeitet wie im Falle der Messung des Antennendiagramms im Empfangsfall.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in zwei Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1, bestehend aus den beiden Figurteilen 1a und 1b, ein Blockdiagramm einer Schaltung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Messung des Antennendiagramms für den Empfangsfall. Hierbei sind die Fig. 1a und 1b so aneinanderzufügen, daß Fig. 1a den linken Teil und Fig. 1b den rechten Teil der Fig. 1 bildet;

Fig. 2, bestehend aus den beiden Figurteilen 2a und 2b, ein Blockdiagramm einer Schaltung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Messung des Antennendiagramms für den Sendefall. Hierbei sind die Fig. 2a und 2b so aneinanderzufügen, daß Fig. 2a den linken Teil und Fig. 2b den rechten Teil der Fig. 2 bildet.

Bei der Messung des Empfangsdiagramms einer Erdefunkstelle mit einem Synchronsatelliten als Gegenstelle wird von einer frei wählbaren Station ein Signal über einen nicht belegten Transponder des Satelliten gesendet und von der zu vermessenden Station empfangen. Das gesendete Signal sollte dabei frequenzstabilisiert sein, d. h. möglichst von einem Synthesizer erzeugt werden.

Die Meßdynamik bei der Diagrammvermessung wird vom Signal/ Geräuschverhältnis C/N bestimmt, das am Ausgang des Empfängers zu erzielen ist. Da die Signalstärke durch die vom Satelliten abgestrahlte Leistung (EIRP) begrenzt ist, muß die Rauschleistung so niedrig wie möglich gehalten werden. Die Rauschleistung N ergibt sich zu N = B · N₀, wobei die Rauschleistungsdichte N₀ durch die Systemrauschtemperatur des Empfangssystems und der Antenne gegeben ist und die Bandbreite B im Empfänger eingestellt werden kann.

Um nun die Spezifikation der Antennennebenzipfel nachweisen zu können, sollte das Signal/Geräuschverhältnis mindestens 10 dB betragen. Für Ablagen größer als 48° von der Hauptkeule ist ein Gewinn G von weniger als -10 dBi relativ zur Isotropenantenne nachzuweisen. Dies erfordert eine Meßbandbreite, die sich folgendermaßen ergibt:

10 log B/ _Hz = EIRP _Sat /dB(W) - 10 log T/°K - 20 log f/GHZ- /dB + 33.4 dB.

Bei einer Satelliten-EIRP von +20 dBW, einer Systemrauschtemperatur der Erdefunkstelle von ca. 100°K, einer Frequenz von 4 GHz und einem Verhältnis C/N größer 10 dB muß damit eine Meßbandbreite von B kleiner 10 Hz eingestellt werden.

Wegen der Frequenzstabilität der Übertragungsstrecke (Sender, Satellit, Empfänger) während der Meßzeit, die bis zu einigen kHz pro Tag betragen kann, ist eine Messung mit 10 Hz Bandbreite ohne Frequenznachregulierung nicht möglich. Eine Phasenregelschleife mit dem empfangenen Signal ist jedoch - wie bereits eingangs erwähnt - nicht realisierbar, da bei Diagramm-Nullstellen die Phasenregelschleife ausfällt und wegen der niedrigen Bandbreite nicht schnell genug wieder schließen kann.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung läßt sich dieses Problem für Erdefunkstellen lösen, die mindestens zwei Stationsantennen besitzen. Die Fig. 1a und 1b zeigen in einem Blockdiagramm das Ausführungsbeispiel einer Schaltung gemäß der Erfindung zur Messung des Empfangs- Diagramms einer Testantenne oder einer während des Meßvorgangs schwenkenden Antenne 1. Das Prinzip der Meßmethode liegt im Empfang eines in der Amplitude konstant bleibenden Referenzsignals vom Satelliten über eine zweite, feststehende Antenne 2, die gleichzeitig auch Betriebsantenne sein kann. Die Absendung des Meßsignals kann ebenfalls über diese Antenne 2 oder auch von einer Satellitenüberwachungsstation erfolgen. Bei Einsatz einer Betriebsantenne ist natürlich Bedingung, daß diese auf den gleichen Satelliten ausgerichtet ist. Die Testantenne 1 läßt sich über den Synchronsatelliten mittels einer Servoeinrichtung 10 schwenken. Der jeweils eingestellte X-Ablenkwinkel läßt sich zur Steuerung eines XY-Schreibers 8 der Servoeinrichtung 10 entnehmen. Jeder der beiden Antennen 1 und 2 ist eine Weichenanordnung 11 bzw. 12 vorgeschaltet, welche eine Polarisationsweiche und eine Frequenzweiche für Sende- bzw. Empfangsbetrieb enthält. Die beiden Antennen 1 und 2 lassen sich somit in zwei Polarisationen sende- und empfangsmäßig betreiben. Das Sendesignal mit der Frequenz f _S wird mittels eines Frequenzgenerators 13, eines Sendeumsetzers 14 und eines Leistungsverstärkers 15 gebildet und über einen Verbinder 16 über die Weichenanordnung 12 an die feststehende Antenne 2 geleitet. An die Empfangsausgänge der beiden Weichenanordnungen 11 und 12 ist jeweils ein rauscharmer Vorverstärker 17 bzw. 18 angeschlossen.

Die weitere Verarbeitung des vom Satelliten ausgesendeten und von der zweiten Antenne 2 empfangenen Referenzsignals mit der Frequenz f _E ist je nach örtlichen Gegebenheiten der Erdefunkstelle auf zweifache Weise möglich.

Bei Vorhandensein einer RF-Intersite-Verbindung (4 GHz) zwischen den beiden Antennen 1 und 2, z. B. über ein Zentralgebäude, wird das Signal im einen Umsetzer 5 eines Zweikanal-Umsetzers 4, 5 mit einem gemeinsamen Oszillator 20, z. B. einem an externe Referenzschwingung oder an ein lokales 5-MHz-Frequenznormal 21 angebundenen Synthesizer, auf 70 MHz umgesetzt. Die RF-Intersite-Verbindung für 4 GHz verläuft vom einen Ausgang eines Kopplers 22, dessen anderer Ausgang mit einem Empfänger 23 verbunden ist, über ein einstellbares Bandfilter 24, einen HF-Kabelverstärker 25 und ein regelbares Dämpfungsglied 26 zum Eingang des Nachführumsetzers 5 des Zweikanal-Umsetzers 4, 5.

Falls nur eine niederfrequente Verbindung zwischen den Antennen 1 und 2 vorhanden ist, muß die Umsetzung kohärent in der Antenne 2 stattfinden. Hierzu sind die beiden Umsetzer-Oszillatoren 4 und 5′ durch ein gemeinsames Referenzsignal, das z. B. über das 5-MHz-Stationsnormal 21 gewonnen wird, extern zu synchronisieren. Das 5-MHz-Referenzsignal wird einem Synthesizer 27 zugeführt, welcher als Umsetzoszillator für den Empfangsumsetzer 5′ dient. Das 5-MHz-Referenzsignal wird zusammen mit dem umgesetzten Satelliten-Referenzsignal von 70 MHz, welches dem Empfangsumsetzer 5′ entnommen wird, über die Intersite-Verbindung geführt. In die 70-MHz-Verbindung ist noch ein Kabelverstärker 28 eingeschaltet. Die Einrichtungen und Verbindungsleitungen für denjenigen Fall, daß nur eine niederfrequente Verbindung zwischen den beiden Antennen vorhanden ist, sind in Fig. 1a gestrichelt eingezeichnet.

Das Meßsignal aus dem rauscharmen Vorverstärker 17 der Testantenne 1 wird über den zweiten Kanal 4 des Nachführumsetzers 4, 5 kohärent in die 70-MHz-Zwischenfrequenz umgesetzt. Die umgesetzten Meß- und Referenzsignale an den Ausgängen der Umsetzer 4, 5 werden den beiden Eingängen eines PLL-Zweikanalempfängers zugeführt.

Als PLL-Zweikanalumsetzerempfänger 3 läßt sich beispielsweise ein Vektorvoltmeter hp 8405A verwenden. Damit die Phasenregelschleife des PLL-Zweikanalempfängers 3 einwandfrei arbeitet und nicht von thermischen Rauschen des Vorverstärkers 18 übersteuert wird, ist ein Bandfilter 29 im Kanal A erforderlich. In zweckmäßiger Weise läßt sich hier ein Standard- Intelsat-ZF-Filter für zwölf Kanäle (1,25 MHz Bandbreite) verwenden. Für ein einwandfreies Funktionieren der Phasenregelschleife im Empfänger 3 ist mit diesem Filter 29 ein Träger/Geräuschverhältnis C/N von größer als 15 dB im Kanal A notwendig. Es empfiehlt sich, auch im Testkanal B zur Rauschleistungsbegrenzung ein Bandfilter 30 mit niedriger Bandbreite ( 2,5 MHz) einzusetzen. Den beiden Bandfiltern 29 und 30 ist jeweils noch ein Verstärker 31 bzw. 32 nachgeschaltet.

Der Zweikanal-Empfänger 3 weist für den Kanal A eine Phasenregelschleife PLL auf, welche aus einem Phasendiskriminator 33, einem Verstärker-Tiefpaß 34, einem Nachziehoszillator 35 und einer Umsetzermischstufe 36 zusammengesetzt ist. Die Umsetzer-Mischstufe 36 setzt das 70-MHz-Referenzsignal auf die Zwischenfrequenzebene von 20 kHz um. Gesteuert wird die Phasenregelschleife PLL von einem internen, frequenzstabilen 20-kHz-Referenz- Oszillator 6. Das Meßsignal im Kanal B wird einer an die PLL-Schleife angebundenen Umsetzer-Mischstufe 37 zugeführt, deren Zwischenfrequenz-Ausgangssignal von 20 kHz über einen Verstärker 38 am Ausgang 39 des Empfängers 3 abgenommen wird.

Die Isolation zwischen den beiden Kanälen A und B wird im wesentlichen durch den Zweikanal-Umsetzer 4, 5 mit typisch 70 dB bestimmt. Die Spezifikation des für den Empfänger 3 im Ausführungsbeispiel verwendeten Vektorvoltmeters hp 8405A liegt bei 100 dB. Um eine Meßdynamik von 75 dB zu erreichen, muß also der Pegel des Referenzsignals um ca. 20 dB unter demjenigen des maximalen Meßsignals liegen. Das Pegelverhältnis ist direkt am verwendeten Vektorvoltmeter ablesbar und kann vor dem Umsetzer 5 mit dem regelbaren Dämpfungsglied 26 eingestellt werden. Das diesem Dämpfungsglied 26 vorschaltbare Bandfilter 24 wird auf die Meßsignalfrequenz abgestimmt.

Die Frequenzstabilität des PLL-Empfängers 3 ist durch den 20- kHz-Oszillator 6 bestimmt. Ist die insbesondere von der Umgebungstemperatur abhängige Frequenzstabilität nicht gewährleistet, so läßt sich eine externe 20-kHz-Referenz von einem hochstabilen Synthesizer 40 und einem Frequenzteiler 41 ableiten.

Für die Messung des 20-kHz-Signals aus dem Kanal B wird im Ausführungsbeispiel als Meßeinrichtung 7 ein Wellenanalysiergerät vom Typ Wave Analyzer hp 3581 C verwendet, das ebenfalls duch den Synthesizer 40 in seiner Frequenzstabilität verbessert werden kann. Die Meßeinrichtung 7 besteht aus einem Mischer 42 mit 1 : 10-Frequenzteiler 43, einem dem Mischer 42 nachgeschalteten ZF-Filter 44, einem logarithmischen Verstärker 45, einem Detektor 46 und einer Anzeigeeinrichtung 47. An einen anderen Ausgang des Detektors 46 ist ein XY-Schreiber 8 angeschlossen, der in seiner Vorschubrichtung X von der Servoeinrichtung 10 gesteuert wird.

Es besteht die Möglichkeit, mit einem Zähler die Frequenz des Referenzsignals von 20 kHz des Vektorvoltmeters 3 zu messen und das Wellenanalysiergerät 7 mit Hilfe von diesem eingebauten Zähler ab und zu nachzustimmen.

Fig. 2, bestehend aus den beiden Figurteilen 2a und 2b, zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung gemäß der Erfindung zur Messung des Sendediagramms einer Antenne 1 einer Erdefunkstelle mit einem Synchronsatelliten als Gegenstelle. Bei der Messung des Sendediagramms ist der Empfang eines amplitudenstabilen Referenzsignals für die Phasenregelschleife des Zweikanal-PLL-Empfängers 3 nicht so einfach möglich wie bei der Messung des Empfangsdiagramms gemäß Fig. 1. Es wird hierbei ein in der Frequenz gegenüber dem von der schwenkenden Antenne 1 abgestrahlten Meßsignal mit der Frequenz f _S versetztes Referenzsignal mit der Frequenz f _S + 5 MHz von der feststehenden Antenne 2 abgestrahlt. Bedingung hierbei ist, daß das Referenzsignal mit der Frequenz f _S + 5 MHz zusammen mit dem Testsignal mit der Frequenz f _S von einer kohärenten, frequenzstabilen Schwingungsquelle 9, im Beispiel von 5 MHz, synchronisiert wird. Außerdem muß nach der gemeinsamen Empfangsumsetzung in die Zwischenfrequenz von 70/75 MHz in einem Nachführumsetzer 48 (im Falle einer RF-Intersite-Verbindung von 4 GHz) oder in einem Empfangsumsetzer 48′ (im Falle einer ZF-Intersite- Verbindung) das Referenzsignal für den A-Kanal des Zweikanal-PLL-Empfängers 3 mit Hilfe der gleichen kohärenten Quelle 9 auf die Frequenz des Meßsignals zurückversetzt werden. Dies geschieht mittels des Mischers 49.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, geschieht die einfachste Erzeugung der beiden synchronisierten Sendesignale durch zwei RF-Synthesizer (6 GHz) 50 und 51, die von einer gemeinen 5-MHz-Referenzfrequenz, die über einen Verteiler 52 der Quelle 9 entnommen wird, extern synchronisiert werden. Eine andere, in Fig. 2a gestrichelt dargestellte Möglichkeit besteht in der Verwendung von zwei 6-GHz-Rasteroszillatoren 52 bzw. 53, die von extern synchronisierten 100-MHz-Synthesizern 54 und 55 gerastet werden. Die externe Referenz ist im Ausführungsbeispiel dabei wieder ein gemeinsames 5- MHz-Signal.

Das von der Testantenne 1 abgesendete Meßsignal mit der Frequenz f _S und das in der Frequenz dazu versetzte, von der feststehenden Betriebsantenne 2 abgestrahlte Referenzsignal mit der Frequenz f _S + 5 MHz werden im Synchronsatelliten umgesetzt, wieder abgestrahlt und von der Betriebsantenne 2 empfangen. Die beiden Signale werden über eine Weichenanordnung 56 und einen rauscharmen Vorverstärker 57 einem Koppler 58 zugeführt, dessen einer Ausgang mit dem Empfänger 59 und dessen anderer Ausgang über eine RF-Intersite- Verbindung ein einstellbares Bandfilter 60, einen HF-Kabelverstärker 61, ein regelbares Dämpfungsglied 62 mit dem Eingang eines Nachführumsetzers 48 verbunden ist. Bei Vorhandensein einer ZF-Intersite-Verbindung zwischen den beiden Antennen erfolgt die Umsetzung im Empfangsumsetzer 48′. Die Verbindungsleitungen und die Einrichtungen bei der ZF-Intersite-Verbindung sind gestrichelt in Fig. 2a dargestellt. Der Empfangsumsetzer 48′ wird hierbei durch einen Synthesizer 63 als Umsetzoszillator beaufschlagt.

Die an die Antennen 1 und 2 angeschlossenen Weichenanordnungen 64 bzw. 56 arbeiten genauso wie diejenigen nach Fig. 1 (dort mit 11 und 12 bezeichnet). Die beiden Sendesignale werden jeweils noch über einen Leistungsverstärker 65 bzw. 66 geführt.

Nach der Umsetzung in die Zwischenfrequenzebene von 70/ 75 MHz mittels der Umsetzer 48 bzw. 48′ wird das 75-MHz- Referenzsignal nach Entnahme am einen Ausgang eines Verteilers 67 und nach Verstärkung in einem Buffer-Verstärker 68 mittels eines Filters (69) Bandbreite ≈ 1 MHz) ausgefiltert und im Mischer 49 mittels des 5-MHz-Referenzsignals aus der Quelle 9 auf die Frequenz von 70 MHz umgesetzt. Das Test- und das Referenzsignal werden dann jeweils über ein Bandfilter 70 bzw. 71 und einen Verstärker 72 bzw. 73 den beiden Kanaleingängen B bzw. A des Zweikanal-PLL-Umsetzerempfängers -3 zugeführt. Im folgenden werden die beiden Kanäle wie bei der Messung des Empfangsdiagramms entsprechend der Anordnung nach Fig. 1 weiter verarbeitet.

Die beschriebene Meßmethode nach der Erfindung kann für Empfangsdiagramme überall da angewendet werden, wo außer der Testantenne 1 eine zusätzliche Empfangsantenne 2 zur Verfügung steht. Diese Antenne kann im Durchmesser wesentlich kleiner sein, d. h. bei 4 GHz reichen 4,5 m aus. Das Meßsignal selbst wird hierbei von einer anderen Station abgesendet. Zur Messung des Sendediagramms ist allerdings eine zweite große Antenne zum Empfang der Meßsignale mit ausreichender Dynamik notwendig.

Die notwendigen Meßgeräte für die erfindungsgemäße Antennendiagrammessung über den Synchronsatelliten als Gegenstation setzen sich zum größten Teil aus Betriebsgeräten (rauscharme Vorverstärker, Nachführumsetzer, Leistungsverstärker, Synthesizer) oder Standard-Meßgeräten (Vektorvoltmeter, Waveanalyzer usw.) zusammen.

Es wird noch darauf hingewiesen, daß die Meßmethode nach der Erfindung nicht nur im Frequenzbereich 4/6 GHz, sondern auch in anderen Frequenzbereichen anwendbar ist.

Claims (3)

1. Verfahren zur Messung des Antennendiagramms einer Satellitenfunk-Erdefunkstelle mit einem Synchronsatelliten als Gegenstelle, dadurch gekennzeichnet, daß ein über die während des Meßvorgangs schwenkende Antenne (1) gebildetes Meßsignal und ein kohärentes, über eine zweite, feststehende und in Funkverbindung mit dem gleichen Satelliten stehende Antenne (2) derselben Erdefunkstelle gebildetes und damit amplitudenstabiles Referenzsignal einem Zweikanal-PLL-(Phase-Lock- Loop = Phasenregelschleife-)Umsetzerempfänger (3) zugeführt werden, in dem das Referenzsignal in einer zusätzlich an einen frequenzstabilen Referenzoszillator (6) angebundenen Phasenregelschleife mit Nachziehoszillator (35) verwendet wird, und daß der Pegel des im Umsetzerempfänger (3) mit Hilfe einer Umsetzer-Mischstufe (37) an die Phasenregelschleife angebundenen Meßsignales anschließend ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Antennendiagramms für den Empfangsfall ein vom Satelliten abgestrahltes Testsignal von der während des Meßvorgangs schwenkenden Antenne (1) der Erdefunkstelle als Meßsignal und von der feststehenden, zweiten Antenne (2) als amplitudenstabiles Referenzsignal empfangen wird, daß anschließend die von den beiden Antennen empfangenen Signale kohärent in einem Zweikanal-Umsetzer (4, 5) auf eine niedrigere Frequenz umgesetzt und darauffolgend den beiden Eingängen des das Referenz- und das Meßsignal auf die Zwischenfrequenzebene umsetzenden, mit dem frequenzstabilen Referenzoszillator (6) betriebenen Zweikanal-PLL (Phase-Lock-Loop = Phasenregelschleife)-Empfängers (3) zugeführt werden, wobei das Meßsignal an diese Phasenregelschleife so angebunden wird, daß es auf der Zwischenfrequenzebene die Frequenzstabilität des PLL-Referenzoszillators (6) aufweist, daß die Pegelauswertung des auf die Zwischenfrequenzebene umgesetzten Meßsignales darauffolgend in einer Meßeinrichtung (7) erfolgt, und daß die gemessenen Pegelwerte anschließend angezeigt und/oder mit einem Schreiber (8) aufgezeichnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Antennendiagramms für den Sendefall ein vor der während des Meßvorgangs schwenkenden Antenne (1) der Erdefunkstelle abgestrahltes Testsignal als Meßsignal zum Satelliten hin abgestrahlt und von der feststehenden, zweiten Antenne (2) zusammen mit einem von dieser Antenne gleichzeitig zum Satelliten gesendeten, aber frequenzmäßig gegenüber dem Meßsignal versetzten Referenzsignal nach satellitenseitiger Umsetzung und Wiederabstrahlung empfangen wird, wobei das abgestrahlte Meßsignal und das abgestrahlte Referenzsignal von derselben frequenzstabilen Schwingungsquelle (9) synchronisiert werden, daß nach einer gemeinsamen empfangsseitigen Frequenzumsetzung des von der feststehenden Antenne empfangenen Meßsignals und des amplitudenstabilen Referenzsignals auf jeweils eine niedrigere Frequenz das Referenzsignal ausgefiltert und mit Hilfe der Schwingungsquelle auf die Meßsignalfrequenz umgesetzt wird, so daß das ebenfalls ausgefilterte Meßsignal und das auf die Meßsignalfrequenz umgesetzte Referenzsignal kohärent sind, daß die beiden kohärenten Signale anschließend den beiden Eingängen des mit dem frequenzstabilen Referenzoszillator (6) betriebenen Zweikanal-PLL(Phase- Lock-Loop = Phasenregelschleife)-Empfängers (3) zugeführt und dort auf die Zwischenfrequenzebene umgesetzt werden, wobei das Meßsignal an diese Phasenregelschleife so angebunden wird, daß es auf der Zwischenfrequenzebene die Frequenzstabilität des Referenzoszillators (6) aufweist, daß die Pegelauswertung des auf die Zwischenfrequenzebene umgesetzten Meßsignales darauffolgend in einer Meßeinrichtung (7) erfolgt, und daß die gemessenen Pegelwerte anschließend angezeigt und/oder mit einem Schreiber (8) aufgezeichnet werden.