DE3903262C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Empfangsanordnung für ein Satellitenrundfunksystem mit einem Fernsehempfänger und einer Antenne zum Empfangen eines von einem Satelliten übertragenen Rundfunksignals.

In herkömmlicher Weise setzt sich ein bekanntes Satellitenrundfunksystem in Europa so zusammen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Aus dieser Figur ergibt sich, daß ein solches System aufgeteilt ist in einen ortsfesten Satellitendienst FSS, der im Frequenzbereich zwischen 10,95 und 11,7 GHz arbeitet und einen Rundfunksatellitendienst BSS, der im Frequenzbereich zwischen 11,7 und 12,5 GHz arbeitet. Um ein Rundfunksignal vom Satelliten zu erhalten, sind rauscharme Blockumsetzer 10, 20 erforderlich, die jeweils das SHF-Signal in ein ZF-Signal umwandeln, wobei zur Auswahl des betreffenden SHF-Signalbandes eine Spannung von logisch niedrig/hoch (d. h. 0/12 Volt) an einen FSS/BSS-Wählanschluß SW eines Satellitenrundfunkempfängers 30 angelegt wird, so daß entweder der rauscharme BSS-Blockumsetzer 10 oder der rauscharme FSS-Blockumsetzer 20 für den Empfang ausgewählt wird.

Aus UKW-Berichte 3/86 Seiten 130 bis 149 und UKW-Berichte 4/86 Seiten 194 bis 215 ist eine Empfangsanlage für Fernsehsatelliten bekannt, bei der mit einer Parabol-Antenne ein rauscharmer Vorverstärker verbunden ist, der unmittelbar hinter dem Antennenerreger installiert ist, um verlustreiche und teure Mikrowellenleitungen zu vermeiden. Die übrigen Baugruppen der Empfangsanlage können daher entfernt davon montiert sein. Sie umfassen einen zweiten, abstimmbaren Umsetzer für die Kanalwahl, einen zweiten ZF-Verstärker mit FM-Videomodulator, ein Ton-ZF-Teil mit Demodulator, einen AM-Modulator zum Erzeugen eines Standardfernsehsignals sowie ein Netzteil für die ganze Anlage. Der rauscharme Empfangskonverter besteht aus einem rauscharmen Verstärker für den Frequenzbereich von 10,95 bis 11,7 GHz, einem Mischer mit Festfrequenzoszillator und einem ZF-Verstärker für ein Frequenzband von 0,85 bis 1,6 GHz.

Aus der DE 35 05 183 A1 ist eine Anlage zur Frequenzumsetzung von Rundfunkempfangskanälen im terrestrischen Funkbereich bekannt, bei der über die Normzwischenfrequenz von 38,9 MHz für den Fernsehumsetzer und 10,7 MHz für den UKW-Umsetzer Eingangs- und Ausgangsumsetzer verwendet werden. Die zur Umsetzung erforderlichen zwei voneinander unabhängigen Mischfrequenzen werden von spannungsgesteuerten Oszillatoren erzeugt, deren Frequenzen von programmierbaren PLL-Schaltungen kontrolliert werden. Für die verschiedenen Umsetzer werden die Oszillatorfrequenzen eines einzigen Bezugsquarzes verwendet. Die als Frequenzsyntheseschaltung verwendete PLL-Schaltung erlaubt, die Mischfrequenzen in einem bestimmten Raster zu programmieren.

Die Fig. 2(A) und 2(B) zeigen jeweils im einzelnen einen rauscharmen FSS-Blockumsetzer und einen rauscharmen BSS-Blockumsetzer, wie sie, mit den Bezugszeichen 20 bzw. 10 in Fig. 1 bezeichnet, in einer Satellitenempfangsanlage gemäß Fig. 1 verwendet werden. Im rauscharmen FSS-Blockumsetzer gemäß Fig. 2(A) verstärkt ein rauscharmer Verstärker 21 ein SHF-Signal im Frequenzband zwischen 10,95 und 11,7 GHz, das an einem HF-Signaleingang RFI1 empfangen wird. Das verstärkte Signal gelangt durch ein Bandpaßfilter 22 zu einer Mischstufe 23, indem es mit einem Oszillatorsignal der Frequenz 10 GHz eines Überlagerungsoszillators 24 gemischt wird. Anschließend wird das gemischte Signal durch einen ZF-Verstärker 25 verstärkt und steht am ZF-Ausgang IF01 mit einer Frequenz zwischen 0,95 und 1,7 GHz an. Dieses wird zur Bildübertragung auf eine Kabelfernsehstation oder dgl. verwendet.

Der in Fig. 2(B) gezeigte rauscharme BSS-Blockumsetzer verstärkt in einem SHF-Verstärker 31 das SHF-Signal im Frequenzbereich zwischen 10,7 und 12,5 GHz, das an einem Signaleingang RFI2 eingegeben wird. Das verstärkte Signal gelangt durch ein Bandpaßfilter 32 zu einer Mischstufe 33, in der es mit einem Oszillatorsignal einer Frequenz von 10,75 GHz eines Überlagerungsoszillators 34 gemischt wird. Das entstehende ZF-Signal einer Frequenz von 0,95 bis 1,75 GHz wird über einen ZF-Verstärker 35 an den ZF-Ausgang IF02 gegeben. Dieses Signal wird zur Übertragung des direkten Satellitenrundfunkdienstes in den Empfängerhaushalt verwendet.

Um die Satellitenrundfunksignale der beiden genannten Frequenzbänder zu empfangen, sollen die beiden Blockumsetzer getrennt eingesetzt werden, und im Satellitenrundfunkempfänger 30 sollen die Niedrig/Hoch-Spannungen an den Auswahlanschluß SW zum Auswählen eines der beiden rauscharmen Umsetzer 10 und 20 angelegt werden, damit das Satellitenrundfunksignal des ausgewählten Frequenzbandes empfangen wird. Bei der bekannten Empfangsanordnung ergibt sich daraus ein komplizierter Aufbau hinsichtlich des Kabelanschlusses wegen der Verwendung mehrerer rauscharmer Blockumsetzer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Empfangsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der alle alle Signale im Frequenzbereich zwischen 10,95 und 12,5 GHz bei Verwendung eines einzigen rauscharmen Breitbandverstärkers verstärkt werden, bei der einer der beiden Überlagerungsoszillatoren mit den Frequenzen 10 GHz und 10,75 GHz in Abhängigkeit von dem Wählsteuersignal ausgewählt wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch den Aufbau einer bekannten Satellitenrundfunkempfangsanordnung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer bekannten Satellitenrundfunkempfangsanordnung, wobei in Fig. 2(A) ein rauscharmer BSS-Blockumsetzer und in Fig. 2(B) ein rauscharmer FSS-Blockumsetzer dargestellt sind;

Fig. 3 schematisch den Aufbau einer Satellitenrundfunkempfangsanordnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines rauscharmen Block­ umsetzers als Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung; und

Fig. 5 einen detaillierten Schaltplan eines rausch­ armen Blockumsetzers als Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die Figuren wird die Erfindung nunmehr noch näher erläutert.

Die Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau einer Satelliten­ rundfunkempfangsanordnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist. Diese Anordnung enthält eine Antenne 101 zum Empfang eines Signals, das von einem Satelliten ausgesendet wird, einen zweifach verwendbaren rauscharmen Blockumsetzer 102 zum Auswählen eines der beiden Überlagerungsoszillatoren in Abhängigkeit von einem FSS/BSS-Wählsignal, so daß die beiden Satellitenrundfunksignale der FSS/BSS-Fre­ quenzbänder von der Antenne 101 empfangen werden können, und einen Satellitenrundfunkempfänger 30, der das FSS/BSS-Wählsteuersignal, das von einem Teilnehmer bestimmt wird, erzeugt, das entsprechende Zwischenfrequenzsignal, das vom zweifach verwendbaren rauscharmen Blockumsetzer 102 ausgegeben wird, empfängt und das empfangene Zwischen­ frequenzsignal erfaßt und anschließend das Satelliten­ zwischenfrequenzsignal in ein Hochfrequenzsignal umwandelt, so daß das umgewandelte Signal an einen Fernsehmonitor aus­ gegeben wird.

Die Fig. 4 zeigt im einzelnen ein Blockschaltbild des zwei­ fach verwendbaren rauscharmen Blockumsetzers 102 der Fig. 3, der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist. Dieser enthält einen Wellenleiter/Mikrostrip-Leitungsumsetzer 100 zur Erfassung des SHF- Signals, das von der Antenne 101 empfangen wird mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Ankoppelsonde, über den Wellenleiter, einen SHF-Breitbandverstär­ ker 200 zur Verstärkung der SHF-Signale, die durch den Wellenleiter/Mikrostrip-Leitungsumsetzer 100 zugeführt werden, wobei gewährleistet ist, daß der SHF-Breit­ bandverstärker innerhalb einer Bandbreite von 1,55 GHz bei einer Mittenfrequenz von 11,725 GHz rauscharme Charakteristi­ ken hat. Ein erstes Bandpaßfilter 300 läßt von den vom SHF-Breitbandverstärker 200 kommenden Signalen nur die Signale innerhalb eines 10,95-12,5 GHz-Frequenzbandes hindurch, so daß alle anderen Signale unterdrückt werden. Ein Wählschalter 1200 nimmt an seinen Eingängen 1211 und 1212 das FSS/BSS-Wählsteuersignal entgegen und veranlaßt einen von ersten und zweiten dielektrischen Resonanzoszillatoren 700 und 800 zur Erzeugung eines jeweils vorbestimmten Überlagereroszil­ latorsignals in Abhängigkeit von der Vorspannung, die vom Wählschalter 1200 ausgegeben wird. Ein zweites Bandpaß­ filter 500 filtert das Oszillatorsignal des ersten dielektrischen Resonanzoszillators 700 im 10 GHz- Frequenzband, ein drittes Bandpaßfilter 600 filtert das Oszillatorsignal des zweiten dielektrischen Resonanz­ oszillators 800 im 10,75 GHz-Frequenzband, eine Leistungsaddierstufe 1300 gibt eines der beiden Oszillatorsignale, die durch das zweite und dritte Band­ paßfilter 500 und 600 abgegeben werden, aus, und eine Mischstufe 400 mischt das Signal der Leistungsaddierstufe 1300 mit dem Signal des ersten Bandpaßfilters 300, so daß die Diffe­ renz zwischen dem angelegten SHF-Signal und dem Oszillator­ signal abgegeben wird. Ein viertes Bandpaßfilter 900 filtert das Ausgangssignal der Mischstufe 400 im 0,95-1,75 GHz-Frequenzband, einen Zwischenfrequenzverstärker 1000 verstärkt das Ausgangssignal des vierten Band­ paßfilters 900, und eine Leistungsschaltung 1100 erzeugt die Vorspannungs­ versorgungssignale für die jeweiligen Bauteile.

Anhand der Fig. 4 wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung noch näher erläutert. Ein Hochfrequenzeingangs­ signal wird von der Antenne 101 empfangen und durch die Bandkopplungssonde, welche durch den Wellenleiter gelegt ist, erfaßt und über den Wellenleiter/Mikrostrip-Leitungs­ umsetzer 100 dem SHF-Breitbandverstärker 200 zu­ geführt. Der SHF-Breitbandverstärker 200 besitzt um die Mittenfrequenz von 11,725 GHz eine Bandbreite von 1,55 GHz und hat rauscharme Eigenschaften. Zur Ausfilterung der Signale mit Ausnahme des gewünschten Hochfrequenzsignals wird das erste Bandpaßfilter 300 unter Ausnützung der Mikro­ stripleitung zum Einsatz gebracht. Die gefilterten Ausgangs­ signale werden der Mischstufe 400 zugeführt. Andererseits wird im Verstärker 30 die Vorspannung an eines der beiden Kabel geliefert, während ein Nullvolt- oder logisch Hoch- Signal (d. h. 12 Volt - im folgenden mit "+V" bezeichnet) entsprechend der Auswahl von FSS/BSS am anderen Kabel geliefert wird. Die Vorspannung wird als konstante Spannung über die Leistungsschaltung 1100 geliefert, und es wird 0 Volt oder +V Volt dem Wählschalter eingegeben, so daß für den Fall von 0 Volt die Vorspannung nur dem ersten dielektrischen Resonanzoszillator 700 und im Fall von +V Volt die Vorspannung nur dem zweiten dielek­ trischen Resonanzoszillator 800 zugeführt wird. Im ersten und zweiten dielektrischen Resonanzoszillator 700 und 800 wird die Frequenzstabilisierung mit Hilfe eines dielektrischen Resonators erhalten. Das zweite und dritte Bandpaßfilter 500 und 800 sorgen dafür, daß nur die Oszillatorsignale der ersten und zweiten dielektrischen Resonanzoszillatoren 700 und 800, die daran an­ geschlossen sind, hindurchgehen. Die Leistungsaddierstufe 1300 führt eines der beiden Oszillatorsignale an die Mischstufe 400 weiter. Der Unterschied zwischen dem Hochfrequenzsignal, welches vom ersten Bandpaßfilter 300 geliefert wird, und dem Oszillatorsignal, welches von der Leistungsaddierstufe 1300 abgegeben wird, wird als Zwischenfrequenzsignal erhalten. Das Spiegelsignal wird im vierten Bandpaßfilter 900 aus­ gefiltert und das Nutzsignal im Zwischenfrequenzverstärker 100 ver­ stärkt werden soll. Demgemäß kann der Zwischenfrequenz­ verstärker 100 zwei Signale im 0,95-1,75 GHz-Frequenzbandes auswählen.

In der Fig. 5 ist ein genaues Schaltbild für das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Fig. 4 dargestellt. Wie die Fig. 5 zeigt, enthält der SHF-Breitbandverstärker 200 einen Konden­ sator C1, GaAs-FETs Q1 und Q2, Impedanz-Anpaßleitungen 210, 220, 230 und 290, Vorspannungsdrosseln 240, 250, 280 und Widerstände R1-R4. Das erste Bandpaßfilter 300 enthält eine verlängerte Stichleitung 342, die sich von der Impedanz-An­ paßleitung 230 des SHF-Breitbandverstärkers 200 erstreckt, eine Stichleitung 311, die im Abstand von der erweiterten Stichleitung 342 und parallel zu dieser angeordnet ist, sowie eine Stichleitung 312, die im Abstand von der Stichleitung 311 und parallel zu dieser angeordnet ist. Die Mischstufe 400 enthält einen Teil der Stichleitung 312 als Impedanzanpassungsleitung, die sich vom ersten Bandpaß­ filter 300 erstreckt. Ferner enthält die Mischstufe eine Stichleitung 313, einen GaAs-FET Q3 und einen Widerstand R6. Der erste dielektrische Resonanzoszillator 700 enthält Stichleitungen 319-321, 331 und 588, Widerstände R8-R10, einen GaAs-FET Q4 und einen dielektrischen Resonator 318. Der zweite dielektrische Resonanzoszillator 800 enthält Stichleitungen 325-328 und 330, einen GaAs-FET Q5, Widerstände R11, R12 und R101 und einen dielek­ trischen Resonator 329. Zusätzlich enthält die Leistungsaddierstufe 1300 Stichleitungen 316 und 317 sowie einen Widerstand R15. Das zweite Bandpaßfilter 500 enthält einen Teil der erweiterten Stichleitung 319, die sich vom ersten dielektrischen Resonanzoszillator 700 erstreckt, und einen anderen Teil der erweiterten Stich­ leitung 316, die sich von der Leistungsaddierstufe 1300 aus erstreckt. Diese beiden Stichleitungsteile sind im Ab­ stand voneinander angeordnet. Das vierte Bandpaßfilter 900 enthält die beiden Stichleitungen 322 und 323. Die in der Fig. 5 noch gezeigten Bauteile mit den Bezugsziffern 100, 1200, 1100 und 1000 sowie L1, die hier nicht beschrieben sind, bezeichnen die gleichen Bauteile, wie sie in der Fig. 4 gezeigt sind. Die Gate-Vorspannungen VG1-VG5 betragen etwa -0,5 Volt, und die Drain-Vorspannungen VD1-VD2 betragen etwa 2,5-3 Volt.

Der Betrieb bzw. die Arbeitsweise des beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiels wird im einzelnen wie folgt beschrieben. Die Signale mit 10,95-11,7 GHz, die über die Antenne empfangen werden, werden über den Wellenleiter/Mikrostrip-Leitungs­ umsetzer 100 dem SHF-Breitbandverstärker 200 zu­ geführt. Der SHF-Breitbandverstärker 200 wird durch die beiden Stufen der GaAs-FETs Q1 und Q2 zum Einsatz gebracht, wobei mit den Bezugsziffern 210, 220 und 230 die Impedanz- Anpassungsleitungen für die GaAs-FETs Q1 und Q2 bezeichnet sind. Die Signale werden breit­ bandverstärkt. Die verstärkten Signale werden über das erste Bandpaßfilter 300 der Mischstufe 400 zugeführt. Für die Mischstufe 400 wird der FET Q3 verwendet. In Abhängig­ keit von dem Signal zur Auswahl des Frequenzbandes, das vom Empfänger empfangen werden soll, wird einer von den beiden dielektrischen Resonanzoszillatoren 700 und 800 ausgewählt. Die dielektrischen Resonanz­ oszillatoren 700 und 800 verwenden GaAs-FETs Q4 und Q5, und ihre dielektrischen Resonatoren 318 und 329 haben hohe Stabilität. Das zweite und das dritte Bandpaßfilter 500 und 600 lassen nur das Signal mit der Oszillatorfrequenz hindurch und liefern das Signal, das durch die gekoppelte Mikrostrip-Leitung umgekehrt ist, über die Leistungsaddierstufe 1300 zur Mischstufe 400. Die Mischstufe 400 mischt das Hochfrequenzsignal mit dem Oszillatorsignal und gibt das Zwischenfrequenzsignal ab, dessen Frequenz der Differenz der Frequenzen der beiden Signale ent­ spricht. Das Zwischenfrequenzsignal wird verstärkt, wobei das Spiegelfrequenzsignal im vierten Bandpaßfilter 400 ausgefiltert wird. Anschließend wird das Signal über das Kabel dem Empfänger zugeleitet.

Claims (2)

1. Empfangsanordnung für ein Satellitenrundfunksystem mit einem Fernsehempfänger und einer Antenne zum Empfangen eines von einem Satelliten übertragenen Rundfunksignals, enthalten:

   • - einen rauscharmen Blockumsetzer (102) zum Auswählen eines von zwei Oszillatoren abhängig von einem Wählsteuersignal, da über die Antenne den Empfang eines ortsfesten Satellitendienst-Frequenzbandes (FSS) oder eines Rundfunksatellitendienstbandes (BSS) ermöglicht; und
   • - einen zwischen den Blockumsetzer (102) und den Fernsehempfänger geschalteten Satellitenrundfunkempfänger (30) zum Erzeugen des FSS/BSS-Wählsteuersignals, das von einem Teilnehmer ausgewählt wird, und zum Aufnehmen eines entsprechenden Zwischenfrequenz-Signals (IF), das vom Blockumsetzer (102) ausgegeben wird, und zum anschließenden Umsetzen dieses Zwischenfrequenzsignals in ein Hochfrequenz-Signal (RF), das in einem Empfangsband des Fernsehempfängers liegt,
2. dadurch gekennzeichnet, daß der rauscharme Blockumsetzer (102) folgende Bauteile enthält:

   • - einen Wellenleiter/Mikrostrip-Leitungsumsetzer (100) zur Aufnahme eines von der Antenne (101) empfangenen SHF-Signals;
   • - einen an den Leitungsumsetzer (100) angeschlossenen SHF-Breitbandverstärker (200) zum Verstärken der durch den Leitungsumsetzer (100) geführten Zwischenfrequenzsignale von 10,95-11,7 GHz bzw. 11,7-12,5 GHz, so daß die rauscharmen Eigenschaften innerhalb eines Frequenzbandes von 1,55 GHz bei 11,725 GHz Mittenfrequenz erfüllt sind;
   • - ein erstes, an den SHF-Breitbandverstärker (200) angeschlossenes Bandpaßfilter (300), das nur Signale innerhalb des Frequenzbandes zwischen 10,95 GHz und 12,5 GHz durchläßt;
   • - einen Wählschalter (1200) zum Empfangen einer vorbestimmten Vorspannung an einem Vorspannungseingang (1211) zum Schalten der Vorspannung mit Hilfe des über einen Wählsignaleingang (1212) zugeführten FSS/BSS-Wählsteuersignals;
   • - einen ersten und einen zweiten dielektrischen Resonanzoszillator (700 und 800) als Oszillatoren, die jeweils an den Wählschalter (1200) angeschlossen sind und zum Erzeugen entsprechender vorbestimmter Überlagereroszillatorsignale dienen abhängig von der Vorspannung, welche durch den Wählschalter (1200) abgegeben wird;
   • - ein an den ersten Resonanzoszillator (700) angeschlossenes zweites Bandpaßfilter (500) zum Filtern des Oszillatorsignals des ersten Resonanzoszillators (700) in einem Frequenzband mit 10 GHz Mittenfrequenz;
   • - ein an den zweiten Resonanzoszillator (800) angeschlossenes drittes Bandpaßfilter (600) zum Filtern des Oszillatorsignals des zweiten Resonanzoszillators (800) in einem Frequenzband mit 10,75 GHz Mittenfrequenz;
   • - eine Leistungsaddierstufe (1400), die an das zweite und das dritte Bandpaßfilter (500 und 600) angeschlossen ist und eines der beiden von den Bandpaßfiltern gelieferten Oszillatorsignale abgibt;
   • - eine Mischstufe (400), die an das erste Bandpaßfilter (300) und die Leistungsaddierstufe (1300) angeschlossen ist und das Signal der Leistungsaddierstufe (1300) mit dem Signal des ersten Bandpaßfilters (30) mischt und ein der Differenz zwischen dem gelieferten Hochfrequenzsignal und dem Oszillatorsignal entsprechendes Ausgangssignal liefert;
   • - ein viertes Bandpaßfilter (900), das an die Mischstufe (400) angeschlossen ist und das Ausgangssignal der Mischstufe (400) in einem Frequenzband zwischen 0,95 GHz und 1,75 GHz filtert; und
   • - einen Zwischenfrequenzverstärker (1000), der an das vierte Bandpaßfilter (900) angeschlossen ist und das Ausgangssignal des vierten Bandpaßfilters (900) verstärkt.