DE69022389T2 - Verteilungssystem für Signale sehr hoher Frequenz. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein System zum Senden sehr hochfrequenter Signale und insbesondere audiovisueller, von Satelliten kommender Signale.
• Im allgemeinen werden die von den Satelliten mit sehr hoher Frequenz, beispielsweise mit 10 bis 15 GHz, ausgestrahlten Signale von einer Antenne, beispielsweise einer Parabolantenne, aufgefangen, in Signale niedrigerer Frequenz (in der Größenordnung von 1 bis 2 GHz) umgewandelt und dann in der Regel per Kabel zu einem Sendesystem geleitet, im Falle des kollektiven Sendens (siehe Nachrichtentechnische Zeitschrift - Vol. 40, 1987, S. 646-652).
• Das Sendesystem umfaßt im wesentlichen eine Gruppe von Empfänger-Modulator-Einheiten, die den einzelnen Fernsehkanälen entsprechen, wobei die verschiedenen Radiofrequenzsignale, die von den Modulatoren gemäß den geltenden Richtlinien ausgestrahlt werden (beispielsweise AM Audio und Video oder AM Video/FM Audio), über ein koaxiales Kabel über einen Diplexer auf U.H.F. oder V.H.F. zu den Fernsehempfängern geschickt werden.
• In der meisten Zahl der Fälle werden die Einheiten im Werk auf die jeweils zu empfangende Frequenz fest eingestellt. Die aktiven Elemente, die ein Positionieren der Frequenz jeder Einheit ermöglichen, können Frequenzaufbereitungsteile sein, die Befehle von einer Zentraleinheit empfangen, die in Anweisungen zur Positionierung der Lokaloszillatoren umgewandelt werden. Diese Frequenzaufbereiter können selbst aus einer Phasenverriegelungsschleife (phase locked loop oder P.L.L.) bestehen.
• Nach einer allgemein verwendeten Technik modulieren die von dem Modulator empfangenen Audio- und Videosignale eine Zwischenfrequenz in der Größenordnung von 30 MHz, werden die Zwischenfreguenzsignale gefiltert, um die Bandbreite der in Amplitudenmodulation ausgestrahlten Signale zu verringern, übertragen (Frequenzvervielfachung), dann verstärkt und schließlich auf der Frequenz des gewählten Kanals gefiltert, d.h. zwischen 470 und 860 MHz bei einer Bandbreite nicht über 8 MHz. Mit anderen Worten nimmt man bei diesen Systemen von der Zwischenfrequenz aus eine Frequenzvervielfachung bis zu dem Frequenzwert des gewählten Kanals vor. Eines der Hauptprobleme dieser Systeme besteht im Filtern der aus dieser Frequenzvervielfachung resultierenden Signale auf genau den gewünschten Wert, beispielsweise 500 MHz, sowohl dadurch, daß Signale mit 500 MHz von Störsignalen schwacher Frequenzdifferenz, beispielsweise zwischen 470 und 530 MHz, begleitet sind, als auch dadurch, daß pro Kanal (oder Frequenz) der Einsatz eines Filters erforderlich ist.
• Die Erfindung schlägt somit ein System zum Senden sehr hochfrequenter Signale und insbesondere von Audio- und Videosignalen, die von Satelliten kommen, vor, wobei man mit diesem System sowohl genau die gewünschte Frequenz (F) ohne Störsignale schwacher Frequenzdifferenz als auch mehrere Frequenzen erhält, ohne daß pro Kanal oder Frequenz jeweils ein Filter eingesetzt werden muß.
• Dieses Sendesystem für hochfrequente Signale, das eine Empfangsantenne, einen Empfänger, einen Modulator und geeignete Vorrichtungen zur Verbindung der Antenne mit dem Empfänger und des Systemausgangs mit einer Ausgangsvorrichtung (13) aufweist, wobei die von dem Modulator empfangenen Signale mit Zwischenfrequenz FI ausgestrahlt und die so empfangenen modulierten Signale mit der gewählten Frequenz F übertragen, verstärkt, gefiltert und zur Ausgangsvorrichtung geschickt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator umfaßt:
• - einen ersten Lokaloszillator (6),
• - einen ersten Frequenzumformer (5), der das von dem ersten Lokaloszillator gelieferte Signal empfängt und die in Zwischenfrequenz FI emfangenen modulierten Signale mit einer festen Freqenz F&sub1; übertragen soll, die über dem Frequenzbereich F des Ausgangskanals des Systems liegt, wobei die Frequenz FI niedriger ist als die feste Frequenz F&sub1;;
• - einen ersten Filter (7) zum Empfang des Ausgangssignals des ersten Umformers und Ausschalten der Frequenz des ersten Lokaloszillators (6) und der in dem Ausgangssignal des ersten Umformers enthaltenen Frequenzen, die unter der festen Frequenz F&sub1; liegen;
• - einen zweiten Frequenzumformer (8), der den Ausgang des ersten Filters (7) mit der Frequenz F&sub1; empfängt und mit einem zweiten Lokaloszillator (9) verbunden ist, der von einem Aufbereitungsteil (10) gesteuert wird, um ihn von einer Frequenz F&sub2; zu übertragen, wobei F&sub2; die Frequenz des Ausgangssignals des zweiten Lokaloszillators ist, die gleich F&sub1; + F ist;
• - einen zweiten Filter (11), der das Ausgangssignal des zweiten Umformers empfängt und nur die zur Ausgangsvorrichtung (13) gesendete Frequenz F überträgt.
• Zur Vereinfachung werden die Vorrichtungen, die sich zwischen dem Modulator (diesen eingeschlossen) und dem Endfilter befinden, "Modulator" genannt.
• Im Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen System können die Frequenzbereiche der Signale mit Hilfe der ersten Umformung mit einer höheren als der für die Ausgangssignale gewollten Frequenz im Hinblick auf die Vereinfachung der Filterung auf ein Maximum ausgeweitet werden. Wie dies schon gesagt wurde, führt nämlich ein Übertragen von 30 auf 500 MHz zum Entstehen von Signalen mit 470 MHz und Signalen mit 530 MHz (zusätzlich zu Signalen mit 500 MHz) und ist das Herausfiltern der richtigen Frequenz schwierig. Außerdem sollte für jede gewünschte Frequenz ein Filter vorgesehen werden. Die Verwendung einer Frequenz, die um vorzugsweise mindestens 100 MHz höher liegt als die gewünschte Frequenz, beispielsweise einer Frequenz von 1 GHz für die gleiche gewollte Frequenz von 500 MHz, führt zu Signalen mit 500, 1500 und 2500 MHz, deren Trennung durch Filtern erheblich einfacher ist.
• Außerdem kann man nach dem Filtern, mit dem die unter der gewählten festen Frequenz (F&sub1;) liegenden Frequenzen (in diesem Beispiel 1 GHz) ausgeschaltet werden, mit einem Aufbereitungsteil, das von einer Zentraleinheit gesteuert ist, die mit einer einfachen Tastatur verbunden und mittels dieser gesteuert werden kann, die Ausgangsfrequenz direkt wählen, wobei die Frequenz F&sub1; selbst durch den Bandfilter ausgeschaltet wird.
• Mit anderen Worten kommt man mit diesem System nicht nur problemlos zur gewünschten Frequenz, beispielsweise durch einfache Betätigung des zweiten Umformers mit einer Digitaltastatur, sondern kann man auch nach Belieben die gewollte Frequenz steuern, ohne in den Kreis die Filter einbauen zu müssen, die den jeweiligen gewollten Frequenzen entsprechen. Auf diese Weise und im Unterschied zu den herkömmlichen Systemen kann die Regelung des Sendesystems, d.h. die Wahl der einzelnen Ausgangsfrequenzen (die beispielsweise den einzelnen Fernsehkanälen entsprechen) nicht nur durch den Hersteller, d.h. im Werk, sondern direkt am Einsatzort erfolgen.
• Bei dem vorstehend beschriebenen System werden Aufbereitungsteile, Filter, Verstärker, Empfänger, Modulatoren, Frequenzumformer und Lokaloszillatoren verwendet, die im einzelnen bekannt sind und keine getrennten Gegenstände der Erfindung darstellen.
• Die Erfindung besteht nämlich in dieser Kombination aus Vorrichtungen und genauer in der Verwendung von Umformern unter den vorstehend genannten Bedingungen.
• Zur reinen Anschauung zeigt die Abbildung ein Installationsschema dieser einzelnen Elemente.
• Auf dieser Abbildung haben die Symbole und Bezugsnummern folgende Bedeutungen:
• 1. Videofrequenzzugang
• 2. Audiofrequenzzugang
• 3. Zwischenfrequenzmodulator
• 4. Filter erste Zwischenfrequenz
• 5. erster Frequenzumformer
• 6. dem ersten Frequenzumformer zugeordneter Oszillator
• 7. Filter zweite Zwischenfrequenz
• 8. zweiter Frequenzumformer
• 9. dem zweiten Frequenzumformer zugeordneter Oszillator
• 10. Frequenzaufbereitungsteile
• 11. Ausgangsfilter
• 12. Verstärker
• 13. Endempfänger (beispielsweise Fernsehgerät)
• 14. Zentraleinheit
• 15. Programmiertastatur
• Die vorstehenden Angaben betreffen den "Modulator" (in dem oben genannten Sinn). Dies bedeutet, daß das Sendesystem beidseits dieses "Modulators" herkömmliche Geräte aufweisen kann. Mit anderen Worten kann man dem Modulator vorgeschaltet eine klassische Empfangsantenne, insbesondere eine Parabolantenne, einen Umformer, der selbst auch ein herkömmlicher ist, sowie einen klassischen Empfänger verwenden. Ebenso können jenseits des "Modulators" die Signale zu einem herkömmlichen Diplexer geschickt werden, bevor sie zum Endempfänger weitergeleitet werden, gegebenenfalls zusammen mit den von den klassischen Antennen aufgefangenen Signalen.
• Man kann jedoch dem "Modulator", und dies stellt eine Variante des erfindungskonformen Sendesystems dar, auch einen ebenfalls "agilen" Empfänger zuordnen, d.h., der Frequenzaufbereitungsteile umfaßt, die aus einer Phasenverriegelungsschleife (P.L.L.) bestehen und ihre Befehle von einer Zentraleinheit erhalten. Bei einem solchen System werden die mit sehr hoher Frequenz (beispielsweise 10 bis 15 GHz) zur (Parabol-) Antenne gelangenden Signale in einen Frequenzumformer und einen Verstärker geführt und dann in Zwischenfrequenz übertragen, die von cem durch die Zentraleinheit gesteuerten Aufbereitungsteil auf die gewünschte Frequenz positioniert wird, werden dann gefiltert und demoduliert, damit Video- und Audiosignale herausgezogen werden können. Wie schon gesagt, ist der erfindungskonforme "Modulator" ein Mittel zum Erzeugen von Signalen mit einer gewollten Frequenz (Ausgangsfrequenz), das gleichzeitig sehr effizient im Hinblick auf die Ausschaltung der Störsignale und einfach ist, sowohl dadurch, daß darauf verzichtet werden kann, für jede Ausgangsfrequenz einen Filter vorzusehen, als auch durch die eröffnete Möglichkeit des Regelns der Frequenzen direkt vor Ort, während die herkömmlichen Systeme im Werk Frequenz für Frequenz voreingestellt werden müssen und im Störungsfall die Vorhaltung voreingestellter Modulatoren erfordern, die dem defekten Modulator entsprechen.
• Mit anderen Worten ermöglicht der neue "Modulator" bei einem Sendesystem für mehrere Dutzend Kanäle den Austausch eines beliebigen defekten Modulators, ohne daß so viele Ersatzmodulatoren, wie Modulatoren im Betrieb eingesetzt sind, auf Lager gehalten werden müßten.
• Falls der agile "Modulator" mit einem agilen Empfänger verbunden ist, so wie vorstehend beschrieben, stellt man fest, daß man mit einem einzigen Empfänger-Modulator-Modell durch einfache Steuerung mit beispielsweise einer Tastatur alle Frequenzen senden kann, die den oben erwähnten Dutzenden von Kanälen entsprechen.
• Der "Modulator" (und der Empfänger) wurden vorstehend genauer im Hinblick auf ihre Anwendung auf die von Satelliten ausqestrahlten Fernsehsignale beschrieben. Natürlich kann das System selbst auch andere Arten von Signalen wie beispielsweise digitale Informationen empfangen und senden, und die Erfindung erstreckt sich selbstverständlich auf alle anderen Anwendungsfarmen dieses Systems.

Claims (5)

1. Sendesystem für Signale, die mit sehr hoher Frequenz ausgestrahlt werden, umfassend eine Empfangsantenne, einen Empfänger, einen Modulator und geeignete Vorrichtungen zur Verbindung der Antenne mit dem Empfänger und des Systemausgangs mit einer Ausgangsvorrichtung (13), wobei die von dem Modulator empfangenen Signale mit Zwischenfrequenz (FI) ausgestrahlt und die so empfangenen modulierten Signale mit der gewählten Frequenz F übertragen, verstärkt, gefiltert und zur Ausgangsvorrichtung geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator umfaßt:

- einen ersten Lokaloszillator (6),

- einen ersten Frequenzumformer (5), der das von dem ersten Lokaloszillator gelieferte Signal empfängt und die in Zwischenfrequenz FI emfangenen modulierten Signale mit einer festen Freqenz F&sub1; übertragen soll, die über dem Frequenzbereich F des Ausgangskanals des Systems liegt, wobei die Frequenz FI niedriger ist als die feste Frequenz F&sub1;;

- einen ersten Filter (7) zum Empfang des Ausgangssignals des ersten Umformers und Ausschalten der Frequenz des ersten Lokaloszillators (6) und der in dem Ausgangssignal des ersten Umformers enthaltenen Frequenzen, die unter der festen Frequenz F&sub1; liegen;

- einen zweiten Frequenzumformer (8), der den Ausgang des ersten Filters (7) mit der Frequenz F&sub1; empfängt und mit einem zweiten Lokaloszillator (9) verbunden ist, der von einem Aufbereitungsteil (10) gesteuert wird, um ihn von einer Frequenz F&sub2; zu übertragen, wobei F&sub2; die Frequenz des Ausgangssignals des zweiten Lokaloszillators ist, die gleich F&sub1; + F ist;

- einen zweiten Filter (11), der das Ausgangssignal des zweiten Umformers empfängt und nur die zur Ausgangsvorrichtung (13) gesendete Frequenz F überträgt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Frequenz F&sub1; um mindestens 100 MHz höher liegt als die maximal gewünschte Ausgangsfrequenz.

3. System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger Frequenzaufbereitungsteile aufweist, die aus einer Phasenverriegelungsschleife (P.L.L.) bestehen und über eine Zentraleinheit gesteuert werden.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsfrequenz des Modulators und eventuell des Empfängers mit einer digitalen Tastatur gesteuert wird.

5. Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Senden von von einem Satelliten kommenden Audiound Videosignalen.