DE68921580T2

DE68921580T2 - Schaltsystem für aktiven Reservesender.

Info

Publication number: DE68921580T2
Application number: DE68921580T
Authority: DE
Inventors: Akira Nishimura
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1995-08-31
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: EP0374882B1; JPH02166842A; JP2591129B2; CA2005655C; US5073974A; CA2005655A1; EP0374882A2; EP0374882A3; DE68921580D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Schalten eines aktiven (Hot-Standby) Reservesenders in einer Funkübertragungseinrichtung.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein Funkübertragungssystem ist allgemein mit einem Reservesender versehen, um die Betriebszuverlässigkeit des Systems zu verbessern. Für dieses Hilfs- oder Reservesystem gibt es zwei Typen, nämlich ein System mit einer Reserveroute und ein System mit einem Reservesender. In dem letzteren System gibt es ferner zwei Arten. Die eine Art ist ein aktiver Reservesender (im folgenden als Hot-Standby-Sender bezeichnet), wobei ein Reservesender in einem Bereitschaftszustand ist, wobei an ihn seine Energieguellenspennung angelegt ist, um den Reservesender in einem Betriebszustand zu halten, um irgendeine Drift in seinen Betriebseigenschaften zu vermeiden, die bei der Ahlegung seiner Betriebsspannung an den Reservesender auftritt, während ein Hauptsender gerade seine Energie abgibt. Die zweite Art ist ein Kaltersatz-System, bei dem der Reservesender in einem Bereitschaftszustand ist, wobei an ihn keine Energieguellenspannung angelegt ist.
Ein Hot-Standby-Sendersystem ist in Figur 1 gezeigt. In Figur 1 sei nun angenommen, daß ein #1 Sender 1 Energie an eine Antenne abgibt und ein #2 Sender 25 als ein arbeitender Hilfssender im Bereitschaftszustand ist und eine gleiche Frequenz und einen gleichen Energieausgangspegel wie derjenige des #1 Senders 1 ausgibt. Ein Funkfrequenzschalter 6 zum selektiven Verbinden eines der zwei Sender mit einer Antenne ist dann mit dem #1 Sender 1 verbunden.
In dieser Art von Hot-Standby-Sendersystem muß in dem Ausgang des Funkfrequenzschalters 6 ein Verhältnis D/U (benätigt/nicht benötigt) der Ausgangsenergie D von dem Hauptsender 1 zu der Energie U, die durch den Funkfrequenzschalter 6 von dem Hilfssender 25 leckt, größer als ein vorgegebener Wert sein. Wenn dieses D/U-Verhältnis klein ist, dann verschlechtert die aus dem Reservesender leckende Energie die Eigenschaften der Ausgangsenergie von dem Hauptsender, da die Frequenz und ihre Phase des Ausgangs der zwei Sender 1 und 5 nicht vollständig miteinander übereinstimmen.
Im folgenden werden Einzelheiten des Aufbaus aus Figur 1 beschrieben. Der #1 Sender 1 und der #2 Sender 25 sind identisch aufgebaut und arbeiten identisch. Deshalb wird eine Erläuterung von Einzelheiten des Senders nur für den #1 Sender durchgeführt.
Über eine Aufteilungsschaltung 22 wird ein Basisbandsignal dem #1 Sender 1 und dem #2 Sender 25 eingegeben. In einem Modulator 11 wird eine interne Frequenz von beispielsweise 70 MHz durch das eingegebene Basisbandsignal moduliert. In einem Mischer 12 wird das modulierte Signal von dem Modulazor 11 mit einem lokalen Oszillationssignal für den Sender jemischt, welches in einem lokalen Senderoszillator 14 erzeugt wird und eine Funkfrequenzwelle der Senderfrequenz f&sub1;, beispielsweise 6 GHz wird davon ausgegeben. Dieses Funkfrequenzsignal wird durch einen Hochleistungsverstärker 13 auf einen vorgegebenen Pegel verstärkt, beispielsweise 1 Watt und wird einem Funkfrequenzschalter 6 eingegeben. Eine automatische Verstärkungssteuerungs- (AGC) Schaltung 15 hält den Ausgangspegel des Verstärkers 13 auf einem vorgegebenen Pegel und gibt ein Alarmsignal aus, wenn der Ausgangspegel des Verstärkers 13 kleiner als ein vorgegebener Schwellwert wird.
Der Funkfrequenzschalter 6 besteht beispielsweise aus ersten und zweiten Gruppen D&sub1; und D&sub2; von PIN-Dioden. Wenn der Funkfrequenzschalter 6 den #1 Sender mit der Antenne verbinden soll, wird ein DC (Gleichstrom) Strom durch die PIN-Dioden D&sub1; der ersten Gruppe abgeschaltet und ein DC-Strom wird an die PIN-Dioden der zweiten Gruppe angelegt, die jeweils durch ein Steuersignal von einer Schaltersteuerschaltung 21 gesteuert werden. Nicht benötigte Signalkomponenten in dem Ausgangssignal von dem Funkfrequenzschalter 6 werden durch ein Bandpaßfilter 24 gesperrt. Der Ausgang des Bandpaßfilters 24 wird an eine Antenne geliefert, die in der Figur nicht dargestellt ist. Andererseits wird ein Ausgangssignal von dem #2 Sender 25 durch die PIN-Dioden D&sub2; der zweiten Gruppe in dem Schalter 6 reflektiert und in einer Blindlast absorbiert, die in der Figur nicht dargestellt ist.
Wenn eine AGC-Schaltung 15 einen Abfall des Ausgangspegels des Verstärkers 13 detektiert, dann triggert ein davon ausgegebenes Alarmsignal die Schaltersteuereinrichtung 21. Dann gibt die Schaltersteuereinrichtung 21 das Schaltersteuersignal an den Funkfrequenzschalter 6 aus, so daß die Diodengruppen D&sub1; und D&sub2; geschaltet werden. Das heißt, die Dioden D&sub1; der ersten Gruppe erhalten einen DC-Strom und der DC-Strom in den Dioden D&sub2; der zweiten Gruppe wird ausgeschaltet, so daß das Ausgangssignal des #2 Senders durch den Senderschalter 6 läuft, während das Ausgangssignal des #1 Senders durch die PIN-Dioden D&sub1; in dem Funkfrequenzschalter 3 gesperrt wird.
Ausgangssignalpegel von dem Funkfrequenzschalter 6 werden durch ihre Isolationseigenschaften bestimmt, da die Ausgangspegel des #1 Senders und #2 Senders identisch sind. Andererseits muß das D/U-Verhältnis des Ausgangssignals von dem Funkfrequenzschalter 6 beispielsweise mehr als 40 dB sein. Um diese Anforderungen zu erfüllen müssen viele kostenaufwendige PIN-Dioden, beispielsweise drei PIN-Dioden in der einzelnen Gruppe verwendet werden, was die Kosten des Systems erhöht.
Um die Kosten des Funkfrequenzschalters 6 zu verringern, kann ferner ein anderes Verfahren angewendet werden, bei dem der Ausgangssignalpegel von dem Standby-Sender um einen vorgegebenen Betrag verringert wird, um so den Ausgangspegel des Funkfrequenzschalters 6 zu verkleinern. Dieses Verfahren ist funktionell äquivalent zu einer Erhöhung der Isolation des Funkfrequenzschalters 6, ohne die Anzahl der PIN-Dioden zu erhöhen. Bei diesem Verfahren muß ein Schwellpegel der AGC-Schaltung 15 zur Erfassung, ob der Sender einen normalen Energiepegel ausgibt, eingestellt werden, wenn der Signalpegel des Standby-Senders reduziert ist. Dieses Verfahren erfordert eine komplizierte Schaltungskonfiguration einer Ausgangspegel-Erfassungsschaltung in der AGC-Schaltung 15.
Mit anderen Worten besteht ein Problem darin, daß entweder der Funkfrequenzschalter teuer oder die Schaltungskonfiguration der Ausgangspegel-Erfassungsschaltung kompliziert wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hot- Standby-Sendersystem vorzusehen, welches einen kostengünstigeren RF-Schalter oder eine kostengünstigere Schaltung zur Erfassung eines Abfalls der Ausgangsenergie verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt jeder von identischen Sendern, wobei einer davon ein primärer Sender und ein anderer davon ein Standby-Sender ist, einen Mischer vom Spiegelbildbeseitigungstyp. Der Mischer vom Spiegelbildbeseitigungstyp gibt entweder eine Welle des oberen Seitenbands oder eine Welle des unteren Seitenbands eines lokalen Frequenzsignals aus, und zwar entsprechend einer Änderung der internen Verbindung des Mischers vom Spiegelbildbeseitigungstyp. Eine Sender- Schaltersteuereinrichtung steuert die interne Verbindung und einen RF-Schalter, der selektiv Ausgänge der Sender verbindet, so daß der primäre Sender eine vorgegebene primäre der zwei Seitenbandwellen ausgibt, der Standby-Sender ein anderes Seitenband, d.h. ein Spiegelbild der primären Welle ausgibt und der RF-Schalter selektiv den Ausgang des primären Senders mit der Außenseite verbindet. Der Standby-Sender, der geschaltet wurde, um die Spiegelbildwelle aus zugeben, gibt theoretisch Null aus, jedoch tatsächlich auch einen niedrigen Pegel der primären Welle. Die von dem Standby-Sender ausgegebene Primärwelle mit niedrigem Pegel ermöglicht eine Herabsetzung des Isolationsbetrags des RF-Schalters, während das Verhältnis des Pegels des Primärseitenbands von dem Primärsender zu dem Pegel der Komponente des primären Seitenbands von dem Standby-Sender höher als ein vorgegebener geforderter Pegel gehalten wird. Ferner kann die Schaltung zur Detektion eines Anfalls des Senderausgangsenergiepegels wegen der identischen Ausgangsenergiepegel der beiden Sender einfach sein.
Die voranstehend erwähnten Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend zusammen mit anderen Aufgaben und Vorteilen, die sich daraus ergeben, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, die einen Teil davon bilden und in denen gleiche Bezugszeichen überall gleiche Teile bezeichnen, näher beschrieben.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines Standby-Sendersystems;
Figur 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung;
Figur 3 eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 4 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Funktion des Mischers vom Spiegelbildbeseitigungstyp, der darin einen Signalschalter aufweist; und
Figur 5 Pegel des an den Eingangsanschlüssen und an den Ausgangsanschlüssen des Funkfrequenzschalters gemessenen Signals.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezugnahme auf ein Blockschaltbild der Figur 2 wird das Prinzip der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Bezugszeichen 41 und 51 bezeichnen jeweils erste und zweite Mischer vom Spiegelbildbeseitigungstyp, die im wesentlichen identisch zueinander sind. Ein Eingangssignal einer inneren Frequenz fIF (im folgenden als IF bezeichnet) von beispielsweise 70 MHz wird dem ersten Mischer 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp eingegeben. Ein Signal mit lokaler Frequenz einer Frequenz fLO, beispielsweise 6000 MHz wird dem Mischer 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp ebenfalls eingegeben. Der Mischer 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp mischt seine Eingangssignale der Frequenz fIF und der lokalen Frequenz fLO, um so eine Welle des oberen Seitenbandes, d.h. eine addierte Frequenz (fLO + fIF) = 6000 MHz + 70 MHz = 6070 MHz oder eine Welle des unteren Seitenbandes, d.h. eine subtrahierte Frequenz (fLO - fIF) = 6000 MHz - 70 MHz = 5930 MHz aus zugeben. Ein Signalschalter 416 in dem Mischer 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp wählt aus, ob der Mischer 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp die Welle des oberen Seitenbandes oder die Welle des unteren Seitenbandes ausgibt. Eine Konfiguration und Betrieb des Mischers vom Spiegelbildbeseitigungstyp wird nachstehend noch eingehend beschrieben.
Eine Sender-Schaltersteuereinrichtung 3 gibt Steuersignale an einen Signalschalter 416 und einen Signalschalter 516 in dem zweiten Mischer 51 vom Spiegelbildbeseitigungstyp und an einen Funkfrequenzschalter (im folgenden als RF-Schalter bezeichnet) 6 aus. Eingangsanschlüsse und des RF- Schalters 6 sind jeweils mit den ersten und zweiten Mischern 41 und 51 vom Spiegelbildbeseitigungstyp verbunden. Ein Ausgangsanschluß des RF-Schalters 6 ist mit einer Antenne verbunden, die in Figur 2 nicht gezeigt ist. Steuersignale, die von der Sender-Schaltersteuereinrichtung 3 ausgegeben werden, bestimmen daß: ein primärer Mischer 41 (oder 51) vom Spiegelbildbeseitigungstyp von den beiden Mischern vom Spiegelbildbeseitigungstyp eine vorgegebene primäre Welle der Wellen des oberen oder unteren Seitenbandes ausgibt und ein anderer Mischer 51 (oder 41) vom Spiegelbildbeseitigungstyp als eine Reserve, d.h. als Standby-Einrichtung eine Welle eines anderen Seitenbandes ausgibt, als die des primären Mischers vom Spiegelbildbeseitigungstyp, und daß der RF- Schalter 6 selektiv den Ausgang des primären Mischers vom Spiegelbildbeseitigungstyp mit der Antenne verbinden. Mit anderen Worten ausgedrückt wird die primäre Welle von einem primären Sender an die Antenne ausgegeben und ein Spiegelbild der primären Welle wird von dem Standby-Sender ausgegeben und dann bestimmt die Sender-Schaltersteuereinrichtung 3, welcher der primäre Sender ist.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf Figur 5 Signalpegel, die von den ersten und zweiten Mischern vom Spiegelbildbeseitigungstyp ausgegeben werden, erläuert, wobei angenommen wird, daß der primäre erste Mischer 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp gewählt ist, um durch den RF- Schalter 6 die Welle LSB des unteren Seitenbandes aus zugeben, während der zweite Standby-Mischer 51 vom Spiegelbildbeseitigungstyp gewählt ist, um die Welle USB des höheren Seitenbandes, welches die Spiegelfrequenz des unteren Seitenbandes LSB ist, auszugeben.
Figur 5 zeigt Signalpegel, die an einem Ausgangsanschluß des ersten Mischers 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp gemessen sind. Figur 5 zeigt Signalpegel, die an einem Ausgangsanschluß des zweiten Mischers 51 vom Spiegelbildbeseitigungstyp gemessen werden. Figur 5 zeigt Signalpegel, die an einem Ausgangsanschluß eines RF- Schalters 6 gemessen werden. In Figur 5 bezeichnen gestrichelte Linien zum einfacheren Verständnis Referenzsignalpegel, die tatsächlich an jedem Meßpunkt nicht auftreten. In den Figuren 5 und 5 ist der Pegel LT1 des LSB und der Pegel Li2 des USB 3 dB höher als der Ausgangspegel Ls der lokalen Mischer 412 und 413 in dem Mischer vom Spiegelbildbeseitigungstyp, da der Pegel LT1 und Li2 jeweils eine Summe der Ausgänge der ersten und zweiten Mischer 412 und 413 ist, wie nachstehend noch in den Formeln (3) und (6) beschrieben wird. Obwohl der Restbetrag der Spiegelfrequenzwelle USB des primären Mischers vom Spiegelbildbeseitigungstyp theoretisch Null sein sollte, wie nachstehend beschrieben, existiert noch ein gewisser Restspiegelbildpegel in der praktischen Schaltungsstruktur, wie mit dem Pegel Li1 in Figur 5 angezeigt ist. Das heißt, der Pegel Li1 des USB ist durch den Spiegelbildbeseitigungsbetrag Lc, beispielsweise 20 dB unter den Mischerausgangspegel Ls gedrückt. Wegen dem gleichen Grund umfaßt der Ausgang des Standby-Mischers 51 vom Spiegelbildbeseitigungstyp seine Spiegelbildfrequenzwelle LSB mit einem Pegel Li2.
Wie somit aus Figur 5 ersichtlich ist, erscheint auf den Eingangsanschlüssen des RF-Schalters 6 eine gewünschte Welle (D), d.h. LSB in diesem Fall, mit einem Pegel LT1 von dem primären Mischer 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp und eine unerwünschte LSB-Welle (U) mit dem Pegel LT2 von dem Standby- Mischer 51 vom Spiegelbildbeseitigungstyp. Infolgedessen wird das an den Eingangsanschlüssen des RF-Schalters gemessene D/U-Verhältnis zu (Lc + 3) dB. Das D/U-Verhältnis in der in Figur 1 gezeigten herkömmlichen Konfiguration beträgt 0 dB, da in der herkömmlichen Konfiguration in Figur 1 die Signalpegel der an den Eingangsanschlüssen des RF-Schalters gemessenen Wellen mit gewünschter Frequenz gleich sind. Dies bedeutet, daß die vorliegende Erfindung die Isolation des RF- Schalters tatsächlich um (Lc + 3) dB erhöht. Deshalb kann dieser Betrag der Isolation eines RF-Schalters 6 kleiner sein als derjenige des herkömmlichen RF-Schalters 23, und zwar um die Menge, um die die tatsächliche Isolation ansteigt, nämlich (Lc + 3) dB.
Figur 5 zeigt ein Ausgangsspektrum des RF-Schalters 6, wobei die Pegel der beiden Ausgangsspektren LSB und USB von dem Standby-Mischer vom Spiegelbildbeseitigungstyp jeweils durch den Isolationsbetrag LISO unter die Pegel Li2 und Lt2 mit gestrichelten Linien, entsprechend der in Figur 5 (2) gezeigten Eingangspegel, auf die mit durchgezogenen Linien gezeigten Pegel Li21 und LT21 verkleinert sind. Demzufolge wird das abschließende D/U-Verhältnis, welches an dem Ausgang des RF-Schalters gemessen wird, zu (Lc + 3 + LISO) dB.
Ein Anstieg in dem virtuellen Isolationsbetrag ist der gleiche, selbst wenn die Mischer 41 und 51 vom Spiegelbildbeseitigungstyp und der RF-Schalter 6 umgeschaltet werden, so daß der erste Mischer 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp den Ausgang des oberen Seitenbandes USB wählt und der zweite Mischer 51 vom Spiegelbildbeseitigungstyp das untere Seitenband LSB wählt, da der erste Mischer 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp und der zweite Mischer 51 vom Spiegelbildbeseitigungstyp identisch und der RF-Schalter symmetrisch ist.
Unter Bezugnahme auf ein Blockschaltbild der Figur 3 wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nachstehend eingehend beschrieben. Wie voranstehend beschrieben wurde ist der zweite Sender 5 identisch zu dem ersten Sender 4. Deshalb hat die Beschreibung des ersten Senders 4 auch Gültigkeit für die Beschreibung des zweiten Senders 5. Der erste Sender 4 umfaßt: einen Vorverstärker 47; einen Mischer 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp; ein Bandsperrenfilter 43; einen Leistungsverstärker 44; eine AGC (automatische Verstärkungssteuerungs-) Schaltung 45; und einen lokalen Frequenzoszillator 46. Der Mischer 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp umfaßt einen ersten Signalteiler 411; einen Signalschalter 416; einen zweiten Signalteiler 414; einen ersten lokalen Mischer 412; einen zweiten lokalen Mischer 413; und ein Hybridschaltung 415. Ein IF-Signal von beispielsweise 70 MHz, welches mit einem Basisbandsional moduliert ist (im folgenden einfach als IF-Signal bezeichnet) wird dem Vorverstärker 47 eingegeben. Die Funktionen der voranstehend beschriebenen Komponenten in dem ersten Sender 4 werden nachstehend noch beschrieben. Ausgänge des ersten Senders 4 und des zweiten Senders 5 werden über einen Zirkulator 47 bzw. 48 einem RF-Schalter 6 eingegeben. Der RF- Schalter 6 wird durch eine Senderschalter-Steuereinrichtung 3 gesteuert, um so selektiv einen geeigneten der Ausgänge von den beiden Sendern wie voranstehend beschrieben an einen dritten Zirkulator 51 auszugeben. Ein Ausgang des dritten Zirkulators 51 wird einem Bandpaßfilter 7 eingegeben. Ein Ausgang des Bandpaßfilters 7 wird typischerweise an eine Antenne gesendet, die in der Figur nicht dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf Figur 4 wird nachstehend der Aufbau und der Betrieb des Mischers 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp beschrieben, der einen Signalschalter 416 wie voranstehend erwähnt umfaßt. Ein Ausgangssignal des Vorverstärkers 47 wird einem ersten 90º-Teiler 411 eingegeben. Es sei angenommen, daß das Eingangssignal an dem ersten 90º-Teiler 411 sinωIFt ist und ein Eingang eines lokalen Frequenzsignals an einen zweiten 90º-Teiler 414 von dem lokalen Oszillator cosωLOt ist. Das Eingangssignal sinωIFt wird durch den ersten 90º- Teiler 411 in sinωIFt geteilt, ein Gleichphasensignal B, und cosωIFt, welches ein zu dem Eingang sinωIFt um 90º verzögertes Signal A ist. Bei dem 90º-Teiler 411 handelt es sich um einen weitläufig bekannten und kommerziell erhältlichen Teiler. Der Signalschalter 416 ist ein zweipoliger Umschalter, der aus Halbleiterelementen aufgebaut sein kann, beispielsweise Dioden oder Transistoren gemäß einer weitverbreiteten Technik. Nun befindet sich der Schalter 416 auf der in Figur 4 (a) gezeigten Position, wobei das Signal A über einen Anschluß A' mit dem ersten Mischer 412 verbunden ist und das Signal B über den Anschluß B' mit dem zweiten Mischer 413 verbunden ist. Der zweite Teiler 414 ist ein 90º-Teiler eines weitläufig bekannten und kommerziell verfügbaren Typs und teilt das eingegebene Signal mit der lokalen Frequenz 6000 MHz und gibt ein gleichphasiges lokales Frequenzsignal cosωLOt an den ersten Mischer 412 und ein um 90º verzögertes lokales Frequenzsignal sinωLOt an den zweiten Mischer 413 ab.
Wenn die ersten und zweiten Mischer 412 und 413 jeweils die voranstehend beschriebenen Signale erhalten, gibt der erste Mischer 412 aus:
Sm&sub1; = -1/2[cos(ωIFt + ωLOt) + cos(ωLOt - ωIFt)] (1)
und der zweite Mischer 413 gibt aus:
Sm2 = -1/2[cos(ωIFt + ωLOt) - cos(ωLOt - ωIFt) (2)
Diese beiden Signale werden in einer gleichphasigen Hybridschaltung 415 aufsummiert, die dann ausgibt:
-cos(ωLOt + ωIFt (3)
Dies ist eine Welle USB des unteren Seitenbandes der lokalen Frequenz f&sub0; und umfaßt die Welle LSB des oberen Seitenbandes cos(ωLOt - ωIFt) nicht, welche eine Spiegelbildfrequenz des ersten Senders 4 ist. Deshalb wird dieser Typ von Mischerschaltung als Mischer vom Spiegelbildbeseitigungstyp bezeichnet. Die gleichphasige Hybridschaltung 415 ist eine weit1äufig bekannte und kommerziell verfügbare Schaltung.
Wenn als nächstes die Verbindung eines Signalschalters 416 wie in Figur 4 (b) geschaltet wird, dann wird ein Signal A mit dem Anschluß B' verbunden und das Signal B mit dem Anschluß A', wobei der erste Mischer 412 folgendes Signal ausgibt:
Sm&sub1;' = 1/2[sin(ωIFt + ωLOt) - sin(ωLOt - ωIFt) (4)
und der zweite Mischer 413 gibt folgendes Signal aus:
Sm&sub2;' = 1/2[sin(ωIFt + ωLOt) + sin(ωLOt - ωIFt) (5)
Dann gibt die gleichphasige Hybridschaltung 416 folgendes Signal aus:
sin(ωLOt - ωIFt (6)
Dies ist eine Welle LSB des unteren Seitenbandes der lokalen Frequenz f&sub0; und umfaßt das obere Seitenband USB sin(ωLot + ωIFt) nicht.
Somit wird entsprechend dem Status des Signalschalters 416 die Ausgangsfrequenz des Mischers vom Spiegelbildbeseitigungstyp, d.h. der Ausgang des Senders auf ein geeignetes Seitenband des oberen oder unteren Seitenbandes geschaltet.
Das Bandsperrfilter 43 sperrt die Komponente f&sub0; der lokalen Frequenz, die in unerwünschter Weise in dem Ausgang des Mischers 41 vom Spiegelbildbeseitigungstyp enthalten ist. Der Leistungsverstärker 44 verstärkt den Ausgang des Bandsperrenfilters 43 einschließlich des primären unteren Seitenbandes und irgendein unerwünscht bleibendes oberes Seitenband USB auf bis zu beispielsweise 1 Watt.
Der RF-Schalter 6 umfaßt typischerweise erste und zweite PIN- Dioden 6-1 und 6-2, die angeschlossen sind, um einen Nebenschluß der jeweiligen von dem ersten Sender 4 und dem zweiten Sender 5 ankommenden Übertragungsleitungen vorzusehen. Wenn eine DC-Sperrspannung an die erste PIN-Diode 6-1 gelegt wird, dann stört die PIN-Diode das Senden des Signals von dem ersten Sender 4 durch den RF-Schalter 6 nicht. Dann wird ein DC-Strom an die zweite PIN-Diode 6-2 angelegt, so daß das Signal von dem zweiten Sender 5 durch die zweite PIN-Diode 6-2 reflektiert wird. Die reflektierte Signalenergie wird durch eine Blindlast 50 absorbiert, die mit einem zweiten Zirkulator 50 verbunden ist, der zwischen den zweiten Sender 5 und den RF-Schalter 6 geschaltet ist und bei dem es sich um einen weitläufig bekannten und kommerziell verfügbaren Typ handelt. Wenn der RF-Schalter 6 geschaltet wird, um die Energie von dem ersten Sender 4 zu reflektieren, dann wird die reflektierte Energie durch die Blindlast 49 absorbiert, die mit einem ersten Zirkulator 47 verbunden ist, der zwischen den ersten Sender 4 und den RF-Schalter 6 geschaltet ist. Der RF-Schalter 6, der nur eine einzige PIN- Diode in jeder Eingangsleitung aufweist, kann einen Isolationsbetrag LISO von typischerweise 20 dB bei 6 GHz vorsehen. Deshalb erreicht das in dem Ausgangsanschluß des RF-Schalters 6 gemessene D/U-Verhältnis (Lc + 3 + LISO) dB typischerweise 20 + 3 + 20 = 43 dB, was ausreichend ist, um die Anforderung 40 dB zu erfüllen.
Der RF-Schalter 6 unter Verwendung von nur einer einzigen PIN-Diode in jeder Ausgangsleitung ersetzt somit den kostenintensiven herkömmlichen RF-Schalter 23, der in jeder Eingangsleitung zwei PIN-Dioden verwendet und trägt zu einer Reduzierung der Kosten des Hot-Standby-Sendersystems bei.
Die AGC-Schaltung 45 ist eine weitläufig bekannte Schaltung zur Steuerung des Ausgangspegels des Verstärkers 45 auf einen vorgegeben Pegel, 1 Watt, und detektiert ferner einen Abfall des Ausgangsenergiepegels, der typischerweise durch einen Fehler des Senders verursacht wird. Wenn die AGC-Schaltung 45 erfaßt, daß der Ausgangspegel des primären Senders, d.h. des ersten Senders 4 in diesem Fall, niedriger wird als ein vorgegebener Schwellpegel, dann wird als ein Alarm ein Signal davon an die Sender-Schaltersteuereinrichtung 3 ausgegeben. Dann bestätigt die Sender-Schaltersteuereinrichtung 3, daß kein Signal von einer AGC-Schaltung (in der Figur nicht dargestellt) in dem Standby-Sender, d.h. dem zweiten Sender 5 in diesem Fall empfangen wird und sendet Schaltersteuersignale an den ersten Sender 4 zur Auswahl der Welle USB des oberen Seitenbandes, an den zweiten Sender 5 zur Auswahl der Welle LSB des unteren Seitenbandes und an den RF-Schalter 6, um zu ermöglichen, daß das von dem zweiten Sender 5 ausgegebene Signal dadurch läuft und um das von dem ersten Sender 4 ausgegebene Signal zu reflektieren. Dann werden die Welle LSB und USB des unteren bzw. oberen Seitenbandes , die jeweils von dem zweiten Sender und dem ersten Sender gesendet werden, im wesentlichen identisch zu denjenigen des vorangehenden Schalterzustands.
Obwohl in der voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ein Oszillator mit lokaler Frequenz in jedem Sender vorgesehen ist, kann das Signal mit lokaler Frequenz von einem sich außerhalb des Senders befindlichen Oszillators zugefügt werden.
Obwohl in der voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform eine einzige PIN-Diode für jede Eingangsleitung des RF-Schalter 6 verwendet wird, ist ersichtlich, daß die Anzahl der PIN-Dioden entsprechend der Isolationsanforderungen erhöht werden kann. Wenn eine Vielzahl von PIN-Dioden verwendet werden, werden die PIN- Dioden vorzugsweise in einem Abstand einer Viertelwellenlänge angeordnet.
Obwohl in der voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform das Schalten der Sender entsprechend einer Signalerfassung eines Abfalls der Ausgangsenergie des Verstärkers ausgeführt wird, ist ersichtlich, daß das Senderumschalten entsprechend einem manuellen Befehl ausgeführt werden kann.
Obwohl in der voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der RF-Schalter aus PIN-Dioden aufgebaut ist, ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung in einem System verwirklicht werden kann, welches einen anderen Typ von RF-Schaltern als derjenige, der PIN-Dioden verwendet, verwendet.
Die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung können folgendermaßen zusammengefaßt werden: im Vergleich mit einem hohen Isolationsbetrag, der bei einem Verfahren in Figur 1 benötigt wird, bei dem der Standby-Sender die primäre Welle mit einem genauso hohen Pegel wie der primäre Sender ausgibt, ermöglicht die Komponente der primären Welle mit niedrigem Pegel in dem Ausgang des Standby-Senders eine Verkleinerung des Isolationsbetrags des RF-Schalters, während das Verhältnis des Signalpegels von dem primären Sender zu dem Signalpegel von dem Standby-Sender höher als ein vorgegebener erforderlicher Pegel gehalten wird. Obwohl eine komplexe Schaltung zur Erfassung eines Abfalls des Ausgangsenergiepegels in einem Verfahren benötigt wird, bei dem der Standby-Sender die primäre Welle mit einem geringeren Signalpegel als der primäre Sender ausgibt, kann die Schaltung in der vorliegenden Erfindung einfach sein.
Die vielen Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der ausführlichen Beschreibung ersichtlich und somit wird mit den beigefügten Ansprüchen beabsichtigt, alle derartigen Merkmale und Vorteile des Systems abzudecken, die in die Erfndung fallen.

Claims

1. Hot-Standby-Senderschaltsystem einer Funksendeeinrichtung, umfassend:

einen ersten Sender (4) und einen zweiten Sender (5), jeweils umfassend einen Mischer (41, 51) vom Spiegelbildbeseitigungstyp, der eine lokale Frequenz (fLO) und eine Signalfrequenz (fIF) mischt und eine Funkfrequenzwelle ausgewählt aus einer Welle des oberen Seitenbandes (fLO + fIF; USB) und einer Welle des unteren Seitenbandes (fLO - fIF; LSB) der lokalen Frequenz (fLO) ausgibt, wobei jeder Sender (4, 5) eine Ausgangswelle des jeweils darin angeordneten Mischers (41, 51) vom Spiegelbildbeseitigungstyp ausgibt, wobei der Mischer (41, 51) vom Spiegelbildbeseitigungstyp darin einen Signalschalter (416, 415) aufweist, um die Welle zu bestimmen, die von dem Mischer (41, 51) vom Spiegelbildbeseitigungstyp ausgegeben werden soll;

eine Sender-Schaltersteuereinrichtung (3) zum Ausgeben von Steuersignalen an jeden der Signalschalter (416, 516), so daß der zweite Sender (5) selektiv die Welle (LSB oder USB) des anderen Seitenbandes als das aus gibt, welches der erste Sender (4) ausgibt; und

einen Funkfrequenzschalter (6), der von der Schaltersteuereinrichtung (3) gesteuert wird, um selektiv eine Ausgangswelle von einem primären Sender (4 oder 5) aus zugeben, der eine primäre Welle (USB oder LSB) ausgibt, die eine vorgegebene Welle des oberen oder unteren Seitenbandes (USB, LSB) ist,

wobei während einer der Sender (4 oder 5) die primäre Welle (USB oder LSB) ausgibt, der andere Sender (5 oder 4) als ein Standby-Sender weiterarbeitet, um die Welle (LSB oder USB) des anderen Seitenbandes als die primäre Welle (USB oder LSB) aus zugeben.

2. Hot-Standby-Senderschaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (41, 51) vom Spiegelbildbeseitigungstyp ferner umfaßt:

einen ersten 90º-Signalteiler (411), an den ein Signal eines internen Frequenzträgers (IF = sinωIFt) geliefert werden soll und der ein erstes Signal (-cosωIFt), welches zu dem Eingangssignal (sinωIFt) um 90º verzögert ist, und ein zweites Signal (sinωIFt) mit zu dem Eingangssignal (sinωIFt) gleicher Phase ausgibt;

einen zweiten 90º-Signalteiler (414), der ein lokales Frequenzsignal (fIF = cosωLOt) erhalten soll und ein erstes lokales Frequenzsignal (cosωLOt) der gleichen Phase wie das eingegebene lokale Frequenzsignal und ein zweites lokales Frequenzsignal (sinωLOt), welches zu dem eingegebenen lokalen Frequenzsignal um 90º verzögert ist, ausgibt;

einen ersten Mischer (412), der das erste oder zweite Signal (-cosωIFt oder sinωIFt) und das erste lokale Frequenzsignal (cosωLOt) erhält und ein erstes gemischtes Signal (Sm1, Sm1') ausgibt;

einen zweiten Mischer (413), der das zweite oder erste Signal (sinωIFt oder -cosωIFt) und das zweite lokale Frequenzsignal (sinωLOt) erhält und ein zweite gemischtes Signal (sm2, Sm2') ausgibt; und

eine Hybridschaltung (415) zum Kombinieren des ersten gemischten Signals (Sm1, Sm1') und des zweiten gemischten Signals (Sm2, Sm2') und zum Ausgeben eines unteren Seitenbandes (LSB = sin(ωLOt - ωIFt)) oder eines höheren Seitenbandes (USB = -cos(ωIFt + ωLOt) des lokalen Frequenzsignals (fIF) entsprechend einer Verbindung der ersten und zweiten Signale (-cosωIFt, sin ωIFt) mit den ersten und zweiten Mischern (412, 413).

3. Hot-Standby-Senderschaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Sender (4, 5) ferner umfaßt:

eine AGC-Schaltung (45) zur Erfassung eines Abfalls des Ausgangsenergiepegels und zum Ausgeben eines Signals, um die Schaltersteuereinrichtung (3) zu schalten.

4. Hot-Standby-Senderschaltsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall der Ausgangsenergie durch Vergleich mit einem vorgegebenen Schwellpegel erfaßt wird.

5. Hot-Standby-Senderschaltsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall der Ausgangsenergie von einem Fehler in dem jeweiligen Sender (4, 5) herrührt.

6. Hot-Standby-Senderschaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Sender (4, 5) ferner einen Generator (46) für ein Signal mit lokaler Frequenz umfaßt, um das Signal mit lokaler Frequenz (fLO) auszugeben.

7. Hot-Standby-Senderschaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Sender (4, 5) ein Multikanal-Funksendetyp ist.

8. Hot-Standby-Senderschaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Funkfrequenzschalter (6) aus PIN-Dioden (6-1, 6-2) aufgebaut ist.