DE4129011A1 - Sendeanordnung mit mehreren sendern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sendeanordnung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Sendeanord­ nung ist aus der DE 38 34 732 A1 bereits bekannt.

Beim Betrieb mehrerer Sender in beengten räumlichen Ver­ hältnissen, beispielsweise auf Schiffen oder Flugzeugen, kann eine gegenseitige Beeinflussung derart erfolgen, daß Sendesignale eines Senders auf die Endstufe anderer Sender zurücklaufen und dort zu erhöhter Verlustleistung und ins­ besondere auch zu starken Intermodulationen führen. Diese nachteilige Beeinflussung wird noch verstärkt, wenn aus Platzgründen mehrere Sender an einer gemeinsamen Antenne betrieben werden sollen.

Während übliche sogenannte Sendefilter im Durchlaßbereich an die Nennimpedanz des Senderausgangs, z. B. 50Ω angepaßt sind und außerhalb des Durchlaßbereichs durch Kurz­ schließen einfallende Fremdsignale unschädlich machen, sind für die aus der DE 38 34 732 A1 bekannte Anordnung Bandfilteranordnungen mit außerhalb des Durchlaßbereichs möglichst hochohmigem antennenseitigem Anschluß vorgese­ hen. Die einzelnen Sender können dadurch ohne Zwischen­ schaltung von entkoppelnden Summierern oder dergleichen durch direkte Zusammenfassung der antennenseitigen Aus­ gänge der Bandfilter mit der Antenne verbunden werden. Die für einen Sender hochohmig erscheinenden Ausgänge der Bandfilter der anderen Sender stellen zwar eine Fehlanpas­ sung dar, diese ist aber gering im Vergleich zu der für die Antenne selbst zugelassenen Fehlanpassung. Um Impe­ danztransformationen durch Zuleitungen soweit wie möglich zu vermeiden, sind die Ausgänge der Bandfilter mit mög­ lichst kurzen Leitungslängen über Impedanztransformatoren an einen gemeinsamen Anschlußpunkt der Antennenzuleitung geführt und die Bandfilter alle am Fußpunkt der Antenne angeordnet.

Die Bandfilter selbst sind beispielsweise als Serienreso­ nanzkreise mit schrittweise umschaltbaren Induktivitäten und/oder Kapazitäten ausgeführt. Zur verbesserten Selekti­ vität der Bandfilter sind diese auf eine unter der Nennim­ pedanz der Senderausgänge liegende Impedanz ausgelegt und neben den antennenseitigen Impedanztransformatoren auch senderseitig Übertrager zur Impedanztransformation vorge­ sehen, wobei das Transformationsverhältnis durch umschalt­ bare Übertrageranschlüsse einstellbar ist. Für die Ein­ stellung der Induktivitäten, Kapazitäten und Übertrager in Abhängigkeit von der Frequenz sind Einstellwerte gespei­ chert. Bei Frequenzwechsel eines Senders werden die Ein­ stellelemente des zugehörigen Bandfilters nach Maßgabe der für diese Frequenz bzw. für einen benachbarten diskreten Frequenzwert der gespeicherten Werte eingestellt (Preset). Die Einstellwerte werden in an sich bekannter Weise in ei­ ner Adaptionsphase vor dem eigentlichen Sendebetrieb ge­ wonnen (vgl. z. B. DE 36 44 476 A1).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sendeanord­ nung der eingangs genannten Art zu schaffen, die möglichst einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und ein­ fach zu warten ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 wiedergege­ ben. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen beschrieben.

Ausgehend von einer Sendeanordnung mit mehreren Sendern, mit frequenzselektiven Mitteln und mit einer gemeinsamen Antenne, bei welcher Sendeanordnung zum einen die Sende­ frequenzen der verschiedenen Sender über gleiche oder zu­ mindest überlappende Frequenzbereiche durchstimmbar sind und zum anderen jedem Sender ein separates Bandfilter mit einstellbarem Durchlaßband zugeordnet ist, wobei die Band­ filter eingangs- und ausgangsseitig an umschaltbare Trans­ formatoren zur Impedanztransformation angeschlossen sind und außerdem am antennenseitigen Anschluß für die außer­ halb des eingestellten Durchlaßbandes liegenden Frequenzen hochohmig sind, wobei die einzelnen Sender über die ihnen jeweils zugeordneten Bandfilter und Transformatoren mit der gemeinsamen Antenne verbunden sind, wird gemäß der Er­ findung vorgeschlagen, daß die einzelnen Bandfilter vor­ zugsweise zusammen mit den zugehörigen eingangsseitig angeschlossenen, umschaltbaren Impedanztransformatoren je­ weils in Form eines separaten einstellbaren Antennenanpaß­ netzwerks realisiert sind.

Als Antennenanpaßnetzwerke können beispielsweise herkömm­ liche Peitschenantennen-Anpaßgeräte als Moduln eingesetzt werden. Neben den Kostenvorteilen (Verwendung von kommer­ ziell erhältlichen Standard-Anpaßgeräten anstelle von spe­ ziellen, nur für Sendeanordnungen dieser Art gefertigten Bandfilter/Übertrager-Anordnungen) und der einfacheren Fertigung ist als weiterer wesentlicher Vorteil die einfa­ chere Wartung zu nennen, da im Störfall das defekte Anpaß­ gerät komplett gegen ein intaktes ausgetauscht werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bandfilter und/oder den einzelnen Bandfiltern ausgangsseitig jeweils nachgeschaltete und vorzugsweise ebenfalls im jeweils zugehörigen Antennenan­ paßnetzwerk enthaltene zusätzliche Kondensatoren und/oder die eingangsseitig angeschlossenen Impedanztransformatoren der einzelnen Antennenanpaßnetzwerke und/oder die aus­ gangsseitig angeschlossenen Impedanztransformatoren stufenweise einstellbar sind, wobei die zusätzlichen Kon­ densatoren vorzugsweise mit einer Stufenschrittweite von jeweils einer Oktave einstellbar sind.

Mit dieser Maßnahme können die diversen Einstellungen für die Bandfilter bzw. Übertrager reproduzierbar durchgeführt werden.

In einer besonderen Ausbildung der Antennenanpaßgeräte ist vorgesehen, daß die Bandfilter der einzelnen Antennenan­ paßnetzwerke mehrere durch erste elektromechanische HF-Re­ lais überbrückbare Kondensatoren und/oder mehrere durch zweite elektromechanische HF-Relais überbrückbare Spulen enthalten.

HF-Relais haben den Vorteil, daß sie robuster, zuverlässi­ ger und billiger sind als entsprechende andere HF-Schalter wie z. B. Pin-Dioden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dieser Aus­ bildung ist vorgesehen, daß in den einzelnen Bandfiltern jeweils die Kondensatoren in Reihe geschaltet sind und je­ dem dieser Kondensatoren jeweils eines der ersten elektromechanischen HF-Relais parallelgeschaltet ist und/oder daß die Spulen in Reihe geschaltet sind und jeder dieser Spulen jeweils eines der zweiten elektromechani­ schen HF-Relais parallelgeschaltet ist.

Mit dieser Maßnahme ist es auf besonders einfache Weise möglich, durch individuelles Zu- und Abschalten der ein­ zelnen Kondensatoren bzw. Spulen die jeweils erforderli­ chen Spezifikationen der einzelnen Bandfilter zu realisie­ ren.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, daß minde­ stens eines, vorzugsweise jedoch alle der verwendeten er­ sten und/oder zweiten elektromechanischen HF-Relais Reed- Relais sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß zu jedem Sender mit zugehörigem Antennenanpaßnetzwerk in Abhängigkeit von der Frequenz Einstellwerte für die einstellbaren Elemente der Antennen­ anpaßnetzwerke (gegebenenfalls auch die der separaten ein­ gangsseitigen Impedanztransformatoren bzw. der separaten zusätzlichen Kondensatoren) gespeichert sind und die Antennenanpaßnetzwerke bei Einstellung einer neuen Sende­ frequenz auf die zugehörigen gespeicherten Werte einge­ stellt werden. Analog hierzu kann auch vorgesehen werden, daß zu jedem Sender mit zugehörigem Antennenanpaßnetzwerk in Abhängigkeit von der Frequenz auch Einstellwerte für die einstellbaren Elemente der ausgangsseitig angeschlos­ senen Impedanztransformatoren gespeichert werden und die ausgangsseitig angeschlossenen Impedanztransformatoren bei Einstellung einer neuen Sendefrequenz auf die zugehörigen gespeicherten Werte eingestellt werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zu­ mindest ein Teil der ausgangsseitig angeschlossenen Impe­ danztransformatoren der einzelnen Sender zu einen gemein­ samen Impedanztransformator zusammengefaßt sind.

In bezug auf die Art der gemeinsamen Antenne hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Breitbandantenne, vorzugs­ weise in Form einer Reusen- oder Fächerantenne oder einer gedämpften Dipolantenne mit einem Stehwellenverhältnis von maximal 5:1, vorzugsweise maximal 3:1 vorzusehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Sendeanordnung mit ei­ nem selektiven Multikoppler für die Anwendung auf einem Schiff;

Fig. 2 eine erste vorteilhafte Ausführungsform des selek­ tiven Multikopplers aus der erfindungsgemäßen Sen­ deanordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine zweite vorteilhafte Ausführungsform des se­ lektiven Multikopplers aus der erfindungsgemäßen Sendeanordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 das Beispiel einer möglichen Impedanztransforma­ tion (in Form eines Smithdiagramms), welche durch den selektiven Multikoppler gemäß Fig. 2 oder 3 bewirkt wird;

Fig. 5 eine vorteilhafte Ausführungsform der einzelnen Bandfilter des selektiven Multikopplers gemäß Fig. 2 oder 3.

Die erfindungsgemäße Sendeanordnung in Fig. 1 ist für die Anwendung auf einem Schiff vorgesehen. Drei Kurzwellensen­ der S_I, S_II und S_III mit Modulationssignalanschlüssen MOD_I, MOD_II und MOD_III sind über HF-Leitungen HF_I, HF_II und HF_III und über selektive Koppler in Form von Antennenanpaßgeräten APG_SI, APG_SII, APG_SIII mit einer ge­ meinsamen Kombinieranordnung in Form eines Impedanzüber­ tragers Ü_A verbunden; der Impedanzübertrager Ü_A wiederum ist mit einer für alle Sender S_I, S_II, S_III gemeinsamen Breitbandantenne z. B. in Form einer Fächerantenne A ver­ bunden. Die selektiven Koppler APG_SI, APG_SII und APG_SIII und der Impedanzübertrager Ü_A bilden zusammen einen selek­ tiven Multikoppler SMK. Die Sender S_I, S_II und S_III sind über Steuerleitungen ST_I, ST_II und ST_III zum einen mit dem selektiven Multikoppler SMK und zum anderen mit einer zen­ tralen Steuerung in Form eines Computers STC verbunden.

Zwei bevorzugte Ausführungsformen des selektiven Multi­ kopplers SMK in Fig. 1 sind in den Fig. 2 und 3 ge­ zeigt.

Gemäß Fig. 2 ist die von einem Sender S_I abgegebenen Sen­ deleistung einem ersten senderseitigen Breitbandübertrager Ü_SI zugeführt. Der Übertrager Ü_SI weist sekundärseitig mehrere, mittels des Umschalters M_SI wählbare Abgriffe auf, mittels derer eine umschaltbare Impedanztransforma­ tion möglich ist. Das im weiteren Signalweg liegende schaltbare Bandfilter B_SI ist - ebenso wie der dem Band­ filter B_SI (optional) in Reihe nach geschaltete zusätzli­ che Kondensator C_SI - über eine Steuerleitung ST_I auf die zu der momentanen Sendefrequenz des Senders S_I im Speicher abgelegten Einstellwerte eingestellt. Der Kondensator C_SI ist dabei in seinen Kapazitätswerten vorzugsweise in gro­ ben Stufen einstellbar, z. B. entsprechend einer möglichen Einteilung des zu nutzenden Frequenzbereiches in Oktaven (z. B. 1.5-3, 3-6, 6-12, 12-24 MHz) mit binär gewichteten Stufenwerten C₀, C₀/2, C₀/4, C₀/8). Dadurch ist gewährlei­ stet, daß das (i.a. Spulen und weitere Kondensatoren ent­ haltende) Anpaßgerät die optimalen L- und C-Werte durch iteratives Abstimmen automatisch findet und die Se­ lektionswirkung erreicht ist. Kondensator C_SI, Bandfilter B_SI und Übertrager Ü_SI sind dabei Bestandteil des Anten­ nenanpaßgeräts APG_SI. Ein antennenseitiger Breitbandüber­ trager Ü_AI weist wiederum mehrere, mittels eines Umschal­ ters M_AI wählbare Abgriffe auf. Der Signalweg des Senders S_II (und eventueller weiterer Sender) ist gleich aufge­ baut. Die antennenseitigen Anschlüsse der Übertrager Ü_AI, Ü_AII sind über kurze Leitungsstücke in einem Verbindungs­ punkt Z der Zuleitung zur breitbandigen Antenne A, z. B. einer Fächer- oder Reusenantenne oder einer gedämpften Di­ polantenne zusammengefaßt. Der Anschluß weiterer Sender ist durch die gestrichelte Linie bei Z angedeutet. Bei den Einstellwerten für die Kapazitäten, Induktivitäten und Um­ schalter in Abhängigkeit von der momentanen Sendefrequenz des jeweils zugehörigen Senders ist die frequenzabhängige Impedanz der Antenne mit berücksichtigt.

Die von dem Übertrager Ü_AI zum Verbindungspunkt Z geführ­ ten Sendesignale gelangen zum einen über den Übertrager Ü_AII des anderen Signalwegs an den Kondensator C_SII bzw. das Bandfilter B_SII und werden dort reflektiert, zum ande­ ren an die Antenne A, wo ein Teil abgestrahlt und ein Teil reflektiert wird. Die reflektierten Leistungsanteile wer­ den zum Sender S_I zurückgeleitet. Entsprechendes gilt für die Sender S_II abgegebenen Sendesignale. Durch die Band­ filter B_SI und B_SII gelangen aber keine bedeutenden Si­ gnalanteile von jeweils anderen Sendern (sogenannte "Fremdleistung") auf die Endstufe eines Senders, so daß keine Intermodulationen in nennenswertem Umfang auftreten.

Damit die Fremdleistung die Nutzleistung nicht beeinflussen kann, sind für die verwendeten Sender vorzugsweise soge­ nannte selektive Leistungssensoren vorgesehen. Solch ein Sensor z. B. in Form eines selektiven Richtkopplers mißt die eigene vor- und rücklaufende Welle auf der Antennenzu­ leitung (die von der Antenne zum Sender bzw. vom benach­ barten Sender zurücklaufende Fremdleistungs-Welle (abwei­ chender Frequenz) wird nicht gemessen). Sollte die Höhe der Fremdleistung einen bestimmten Bruchteil der Nennlei­ stung (z. B. 5%) überschreiten, ist es zweckmäßig, weitere Sensoren vorzusehen, welche den Sender in einem solchen Fall abschalten und dadurch vor bleibendem Schaden bewah­ ren.

Die Anordnung in Fig. 3 unterscheidet sich von der in Fig. 2 skizzierten dadurch, daß nur ein gemeinsamer antennen­ seitiger Übertrager Ü_A vorgesehen ist, an dessen Abgriffen M_AI bzw. M_AII die verschiedenen Signalwege nach Bedarf an­ schaltbar sind. Es können auch beide bzw. mehrere Signal­ wege an denselben Abgriff angeschlossen sein.

Fig. 4 illustriert am Beispiel einer Impedanztransforma­ tion (in Form eines Smithdiagramms), welche durch den zusätzlichen Kondensator C_SII (Fig. 2 bzw. 3) und das Bandfilter B_SII (Fig. 5) bewirkt wird, den langen Trans­ formationsweg, durch den die gewünschte Selektion erreicht wird (die Selektionswirkung ist um so größer, je länger der Transformationsweg im Smithdiagramm ist). Im Diagramm entspricht der Punkt M_AII der Impedanz der Antenne, bezo­ gen auf die gewählte Anzapfung des Impedanzübertragers Ü_AII (Fig. 2) bzw. Ü_A (Fig. 3). Der Weg von M_AII nach M beschreibt die Transformation durch den zusätzlichen Kon­ densator C_SII; der Weg 23 von M nach E und der Weg 22 von E′ nach E beschreiben die Transformation durch die paral­ lel geschalteten Induktivitäten 23 ₀-23 ₂ (allgemein 23 ₀-23 _m) und durch die in Reihe geschalteten Kapazitäten 22 ₀-22 _n des Bandfilters B_SII gemäß Fig. 5. Der Punkt E (auf dem VSWR 3:1-Kreis) ist reell und niederohmig (z. B. 0,3·50Ω= 16Ω); der Weg von E nach S_II beschreibt die Transformation durch den Breitbandübertrager Ü_SII (Fig. 2 bzw. 3) auf die Nennimpedanz (z. B. 50Ω reell).

Aus der Figur geht deutlich hervor, daß allein schon durch den zusätzlichen Kondensator C_SII ein langer Transformati­ onsweg erzwungen werden kann, wenn die Kapazität des Kon­ densators entsprechend klein gewählt wird (dergestalt, daß beispielsweise in einem 50Ω-Systems |1/(ωC_SII)| etwa 300Ω beträgt).

In Fig. 5 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der einzelnen Bandpaßfilter B_SI bzw. B_SII nach Fig. 2 oder 3 am Beispiel des Bandpaßfilters B_SII gezeigt.

Das Bandfilter B_SII des Antennenanpaßnetzwerks APG_SII be­ steht beispielhaft aus einer Reihenschaltung von n+1 Kon­ densatoren 22 ₀, 22 ₁, 22 ₂. . . 22 _n, die in ihren Kapazitäten C, 2C, 4C. . . . 2ⁿC binär gestaffelt sind, und aus einer Rei­ henschaltung von beispielhaft drei (allgemein: m) Spulen 23 ₀, 23 ₁, 23 ₂, die in ihren Induktivitäten L, L/2, L/4 (allgemein: L, L/2, C/4,. . .L/2^m) binär gestaffelt sind.

Die Kondensatoren-Reihenschaltung 22 ₀-22 _n ist in Reihe mit der Antenne geschaltet, die Spulen-Reihenschaltung 23 ₀-23 ₂ ist parallel zur Antenne geschaltet.

Die Kondensatoren 22 ₀-22 _n sind durch parallelgeschaltete erste elektromechanische HF-Relais 20 ₀-20 _n überbrückbar; die Spulen 23 ₀-23 ₂ sind durch parallelgeschaltete zweite elektromechanische HF-Relais 21 ₀-21 ₂ überbrückbar, und zwar kann jeder einzelne dieser Kondensatoren 22 ₀-22 _n bzw. jede einzelne dieser Spulen 23 ₀-23 ₂ unabhängig von den je­ weils übrigen Kondensatoren bzw. Spulen durch Einschalten des jeweils diesem Kondensator bzw. dieser Spule par­ allelgeschalteten ersten bzw. zweiten HF-Relais überbrückt werden: der Kondensator 22 ₂ beispielweise durch Einschal­ ten des Relais 20 ₂, die Spule 23 ₁ beispielweise durch Ein­ schalten des Relais 21 ₁ usw.

Damit lassen sich die geforderten Selektions- und Anpaßei­ genschaften der Bandfilter durch Zu- bzw. Abschalten be­ stimmter Kondensatoren bzw. Spulen realisieren.

Das Management dieser Prozesse, insbesondere der Ansteue­ rung der ersten bzw. zweiten HF-Relais 20 ₁-20 _n bzw. 21 ₀-21 ₂ (allgemein: 21 ₀-21 _m) übernimmt dabei die (nicht ge­ zeigte) Steuerung. Die Einstellparameter werden vorteil­ hafterweise in EEPROMs bzw. in "Frequenzkanalspeichern" gespeichert und von der Steuerung abgerufen.

Im Hinblick auf Robustheit und möglichst kurze Schaltzei­ ten (z. B. < 3 ms) eignen sich insbesondere Reed-Relais für den Einsatz in HF-Anwendungen dieser Art.

Dies wirkt sich insbesondere im Hinblick auf die Fremdlei­ stungsfestigkeit aus. Bei Reed-Relais sind 3·10⁷ Schaltzy­ klen mit z. B. 60 Watt HF-"Fremdleistungsbelastung" ohne merkbare Veränderung der elektrischen Kenngrößen der Re­ lais möglich. Gemessen an der Belastungsgrenze von z. B. 300 W (bezogen auf ein 50Ω-System mit 1KW-Sendern) für ein typisches Reed-Relais entspricht das immerhin einer zulässigen Fremdleistung von etwa 20%, was einer Sender­ kopplung von etwa -7dB entspricht.

Abgesehen davon, daß die verwendeten elektromechanischen HF-Relais eine erheblich höhere Fremdleistungsfestigkeit aufweisen als beispielsweise die bislang verwendeten PIN- Dioden, was eine relative hohe Zuverlässigkeit und Be­ triebssicherheit der erfindungsgemäßen Sendeeinrichtung zur Folge hat, ist als weiterer Vorteil zu nennen, daß die verwendeten elektromechanischen HF-Relais bzw. die ent­ sprechenden Relais-Treiber-Schaltungen weitaus billiger sind als die bisher verwendeten PIN-Dioden bzw. die ent­ sprechenden PIN-Dioden-Ansteuerschaltungen.

Eine bevorzugte konkrete Ausführungsform des selektiven Multikopplers SMK nach Fig. 1 ermöglicht den Simultanbe­ trieb von bis zu drei HF-Sendern mit jeweils bis zu 1 kW- Leistung bzw. bis zu fünf 100 Watt-Sendern an einer ge­ meinsamen Antenne und ist für den Einsatz in ortsfesten Stationen, auf Fahrzeugen und auf Schiffen bestimmt.

Der Koppler erlaubt jede im HF-Bereich übliche Modulati­ onsart der Sender, insbesondere Dauerbetrieb mit voller Leistung. Um ausreichende Unterdrückung von Intermodulati­ onsprodukten zu erreichen, ist ein relativer Frequenzab­ stand von 10% von Sender zu Sender einzuhalten.

Folgende Merkmale bzw. Optionen können bei diesem Koppler vorgesehen werden:

• - Entkopplung der Sender durch Selektion
• - Durchlaß-Verlust 1 dB
• - Automatisch adaptierend (VSWR besser 1,5:1)
• - Presetfähig, auch unter Leistung des jeweils ande­ ren Senders
• - VSWR der gemeinsamen Sendeantenne bis 3:1, in Grenzfällen bis zu 5:1 zulässig
• - Digitale Steuerung, keine motorisch bewegten Teile
• - Automatik der Abstimmung durch Mikroprozessortech­ nik
• - Abgesetzter Betrieb mittels Fernsteuer-Schnitt­ stelle
• - Schutzeinrichtung gegen unbeabsichtigten Gleich­ wellenfunk
• - Keine Beeinflussung der Sendeleistung bis Last- VSWR 2:1 am Sender (passive Verkopplung bei Fre­ quenzwechsel)
• - Ausreichend geringe Zahl von berechenbaren Inter­ modulationsprodukten.

Auch der Simultanbetrieb von Sendern und Empfängern auf kleinem Raum (z. B. auf Schiffen) ist mit der erfindungsge­ mäßen Anordnung, insbesondere wegen des selektiven Multi­ kopplers SMK ohne weiteres möglich.

Hierzu verwendet man Breitband-Antennen, deren Stehwellen­ verhältnis bezogen auf Nennimpedanz (50Ω) nicht größer als 3:1 ist. Solche Breitbandantennen decken häufig nur einen Teilbereich des HF-Bandes ab, z. B. 2 bis 6 MHz.

Die Zusammenschaltung mehrerer Sender bis 1 kW Leistung erfolgt über den verlustarmen Koppler SMK, der hinsicht­ lich des Aufwandes für die Entkopplung der Sender einen für die Praxis ausreichenden Kompromiß darstellt. Dieser Kompromiß besteht darin, die Intermodulationston(IM)-Bil­ dung der Sender untereinander soweit zuzulassen, daß ei­ nerseits noch genügend freie Empfangskanäle verfügbar sind und andererseits diese durch IM belegten Frequenzkanäle mit Hilfe eines Rechners aus den Sendefrequenzen berechen­ bar sind. (Frequenzmanagement).

Für reine Sendeanlagen beispielsweise genügt eine Unter­ drückung von Nebenwellen/IM-Produkten unter 10 mW (50-60 dB unter 1 kW PEP bzw. 40-50 dB unter 100 mW PEP; PEP (Peak-Envelope-Power) = Spitzenleistung des Sendesignals).

Mit einer 3-Sender-Kombination mit je 150 Watt ( mit bei­ spielsweise folgenden Trägerfrequenzen: f₁= 2,733 MHz; f₂ = 3.089 MHz, f₃= 3,345 MHz) können ausreichende Dämpfung für IM-Produkte der Ordnung 8 und höher erzielt werden. Die Zahl der in das HF-Band (1.5-30 MHz) fallenden IM- Produkte liegen typisch im Bereich von 200, was bei 9500 verfügbaren Kanälen (3 KHz Bandbreite je Kanal) einem An­ teil von etwa 2% entspricht.

Die Zahl der IM-Frequenzen nimmt mit der Zahl der an einer Antenne zusammengefaßten Sender überproportional zu. Dies ist bei der Gesamtzahl der auf eine gemeinsame Antenne ar­ beitenden Sender zu beachten.

Sollen Sender unterschiedlicher Leistung an einer Antenne kombiniert werden, ist der Frequenzabstand entsprechend dem Leistungsunterschied höher zu wählen.

Mit der erfindungsgemäßen Sendeanordnung ist ein kontinu­ ierlicher Sendebetrieb auch während der Neuabstimmung (Frequenzwechsel) eines zweiten Senders an der gemeinsam genutzten Sende-Antenne möglich. Dies ist eine erhebliche Betriebserleichterung gegenüber herkömmlichem Gerät, in welchem mechanisch rotierende Teile verwendet werden.

Erreicht wird diese wichtige Eigenschaft durch Speicherung der Einstellwerte des Kopplers bei der gewünschten Be­ triebsfrequenz und Abruf dieser Werte bei Anwahl dieses Kanals (Preset).

Da die Impedanzwerte der gemeinsamen genutzten Breitband­ antenne bei Betrieb mit mehreren Sendern auch von diesen Sendern über den Koppelmechanismus beeinflußt werden, muß der jeweilige Sender während und nach Frequenzwechsel ei­ nes anderen eine Impedanzänderung tolerieren. Dies bedeu­ tet ein maximales Stehwellenverhältnis von 2:1.

Breitbandantennen decken meist nur einen Teilbereich des Kurzwellenbandes ab, z. B. 2 bis 8 MHz und 6 bis 20 MHz. Da der selektive Multikoppler modular aufgebaut ist, kann durch einfachen Austausch der zusätzlichen Serienkondensa­ toren (C_SI bzw. C_SII in Fig. 2 oder 3) eine individuelle Anpassung des Kopplers an die jeweilige Antenne vorgenom­ men werden.

Claims (12)

1. Sendeanordnung mit mehreren Sendern, mit frequenzse­ lektiven Mitteln und mit einer gemeinsamen Antenne, bei welcher Sendeanordnung zum einen die Sendefrequenzen der verschiedenen Sender über gleiche oder zumindest überlap­ pende Frequenzbereiche durchstimmbar sind und zum anderen jedem Sender ein separates Bandfilter mit einstellbarem Durchlaßband zugeordnet ist, wobei die Bandfilter eingangs- und ausgangsseitig an umschaltbare Transformatoren zur Im­ pedanztransformation angeschlossen sind und außerdem am antennenseitigen Anschluß für die außerhalb des einge­ stellten Durchlaßbandes liegenden Frequenzen hochohmig sind, wobei die einzelnen Sender über die ihnen jeweils zugeordneten Bandfilter und Transformatoren mit der ge­ meinsamen Antenne verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bandfilter (B_SI, B_SII) vorzugsweise zu­ sammen mit den zugehörigen eingangsseitig angeschlossenen, umschaltbaren Impedanztransformatoren (Ü_SI, M_SI; Ü_SII, M_SII) jeweils in Form eines separaten einstellbaren Anten­ nenanpaßnetzwerks (APG_SI, APG_SII) realisiert sind.

2. Sendeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bandfilter (B_SI, B_SII) und/oder die eingangs­ seitig angeschlossenen Impedanztransformatoren (Ü_SI, M_SI; Ü_SII, M_SII) der einzelnen Antennenanpaßnetzwerke (APG_SI, APG_SII) und/oder die ausgangsseitig angeschlossenen Impe­ danztransformatoren (Ü_AI, M_AI; Ü_AII, M_AII; Ü_A, M_AI′, M_AII) stufenweise einstellbar sind.

3. Sendeanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bandfilter (B_SI; B_SII) der einzelnen Antennenanpaßnetzwerke (APG_SI; APG_SII) jeweils mehrere durch erste elektromechanische HF-Relais 20 ₀-20 _n) überbrückbare Kondensatoren (22 ₀-22 _n) und/oder mehrere durch zweite elektromechanische HF-Relais (21 ₀-21 ₂) über­ brückbare Spulen (23 ₀-23 ₂) enthalten.

4. Sendeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß in den einzelnen Bandfiltern (B_SI; B_SII), jeweils die Kondensatoren (22 ₀-22 _n) in Reihe geschaltet sind und jedem dieser Kondensatoren (22 ₀-22 _n) jeweils eines der er­ sten elektromechanischen HF-Relais (20 ₀-20 _n) parallelge­ schaltet ist und/oder daß die Spulen (23 ₀-23 ₂) in Reihe geschaltet sind und jeder dieser Spulen (23 ₀-23 ₂) jeweils eines der zweiten elektromechanischen HF-Relais (21 ₀-21 ₂) parallelgeschaltet ist.

5. Sendeanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eines, vorzugsweise jedoch alle der verwendeten ersten und/oder zweiten elek­ tromechanischen HF-Relais (20 ₀-20 _n; 21 ₀-21 ₂) (ein) Reed- Relais sind (ist).

6. Sendeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Bandfiltern (B_SI; B_SII) ausgangsseitig jeweils ein vorzugsweise eben­ falls im zugehörigen Antennenanpaßnetzwerk (APG_SI; APG_SII) enthaltener zusätzlicher Kondensator (C_SI; C_SII) nachge­ schaltet ist und daß dieser zusätzliche Kondensator (C_SI; C_SII) einstellbar ausgeführt ist.

7. Sendeanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die zusätzlichen Kondensatoren (C_SI; C_SII) stu­ fenweise einstellbar sind mit einer Stufenschrittweite von vorzugsweise einer Oktave.

8. Sendeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Sender (S_I; S_II) mit zugehörigem Antennenanpaßnetzwerk (APG_SI, APG_SII) in Abhängigkeit von der Frequenz Einstellwerte für die ein­ stellbaren Elemente der Antennenanpaßnetzwerke (APG_SI, APG_SII), gegebenenfalls auch die der separaten eingangs­ seitigen Impedanztransformatoren (Ü_SI, M_SI; Ü_SII, M_SII) bzw. der separaten zusätzlichen Kondensatoren (C_SI, C_SII) gespeichert sind und die Antennenanpaßnetzwerke (APG_SI; APG_SII) bei Einstellung einer neuen Sendefrequenz auf die zugehörigen gespeicherten Werte, eingestellt werden.

9. Sendeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Sender (S_I; S_II) mit zugehörigem Antennenanpaßnetzwerk (APG_SI; APG_SII) in Abhängigkeit von der Frequenz Einstellwerte für die ein­ stellbaren Elemente (M_AI; M_AII) der ausgangsseitig ange­ schlossenen Impedanztransformatoren (Ü_AI, M_AI; Ü_AII, M_AII) gespeichert sind und die ausgangsseitig angeschlossenen Impedanztransformatoren (Ü_AI, M_AI; Ü_AII, M_AII) bei Ein­ stellung einer neuen Sendefrequenz auf die zugehörigen ge­ speicherten Werte eingestellt werden.

10. Sendeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der ausgangsseitig angeschlossenen Impedanztransformatoren (Ü_AI, M_AI; Ü_AII, M_AII) der einzelnen Sender (S_I; S_II) zu einem gemeinsamen Impedanztransformator (Ü_A, M_AI, M_AII) zusammengefaßt sind.

11. Sendeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Antenne (A) eine Breitbandantenne, vorzugsweise eine Reusen- oder Fächerantenne oder eine gedämpfte Dipolantenne mit einem Stehwellenverhältnis von maximal 5:1, vorzugsweise maximal 3:1 ist.

12. Sendeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß in den Sendern (S_I, S_II, S_III) selektive Richtkoppler zur Leistungsstellung der eigenen Nutzleistung vorgesehen sind.