Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein frequenzmoduliertes Sende-
Empfangsgerät, wobei der Sender einen frequenzmodulierten
Hochfrequenz-Oszillator aufweist und der Empfänger in Reihe
geschaltet folgendes aufweist: eine
Hochfrequenz-Mischeinrichtung, deren Überlagerersignal ein moduliertes
Ausgangssignal des Hochfrequenz-Oszillators ist, und eine
Zwischenfrequenz-Mischeinrichtung, die ein
Zwischenfrequenz-Überlagerersignal hat, das die Übertragungsmodulation enthält.
Hintergrund der Erfindung
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Speziell bei Funkanlagen, die in Mikrowellenbereichen
(> 1 GHz) betrieben werden, beispielsweise bei
Richtfunkstrecken, ist es vorteilhaft, die Anzahl von
Hochfrequenzund Mikrowellen-Komponenten zu minimieren, da sie die
teuersten und häufig die kritischsten Komponenten in dem
System sind. Beispielsweise ist es bei einem
Gegensprechfunkgerät, das mit einer hohen Frequenz (Mikrowellen,
Millimeterwellen) betrieben wird, sehr teuer, gesonderte
Überlagerungsoszillatoren bzw. Überlagerer für den Sender und
den Empfänger herzustellen. Andererseits führt die Verwen
dung desselben Hochfrequenz-Oszillators sowohl für den
Sender als auch für den Abwärts-Umwandlungsteil des Empfängers
zu gewissen Problemen. Die am meisten bevorzugte Möglichkeit
zum Erzeugen des Übertragungssignals ist die
Frequenzmodulation des gemeinsamen Hochfrequenz-Oszillators, aber in einem
solchen Fall summiert sich die Übertragungsmodulation
ebenfalls zu dem Empfangssignal und muß auf irgendeine Weise
aufgehoben werden.
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Ein bekanntes Verfahren zum Aufheben der
Übertragungsmodulation in einem Empfangssignal ist die Addition eines
Basisbandsignals, das der Übertragungsmodulation mit einer
geeigneten Verzögerungs- und Phasenbeziehung entspricht, zu
einem Basisbandsignal des Empfängers, so daß die
Übertragungsmodulation in dem Empfangssignal aufgehoben wird.
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In der finnischen Patentschrift 80 549 wird die
Restmodulation eliminiert, indem in dem Empfänger eine zweite
Zwischenfrequenz-Mischstufe verwendet wird, in der der Über
lagerer ebenfalls mit einem Übertragungssignal moduliert
wird, so daß die Übertragungsmodulation in dem
Empfangssignal bei dem zweiten Mischvorgang aufgehoben wird.
Die vorgenannten Verfahren sind mit bestimmten Nachteilen
behaftet. Bei der erstgenannten Lösung muß der Detektor des
Empfängers die Modulationen sowohl in der Empfangs- als auch
in der Senderichtung durchführen, wodurch die erforderliche
Bandbreite vergrößert wird und damit die Selektivität des
Empfängers abnimmt.
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Außerdem weisen beide Verfahren das Problem der Anpassung
der Linearität von Modulation und Gegenmodulation auf, was
es schwierig macht, die Übertragungsmodulation vollständig
aus dem Empfangssignal zu eliminieren. Eine weitere
Komplikation ergibt sich dadurch, daß die Eigenschaften von
Oszillatoren je nach den Umgebungsbedingungen veränderlich
sind. Dieses Problem kann zwar in gewissem Maß durch eine
automatische Steuerung der Kompensation im Betrieb gemildert
werden, aber dadurch erhöht sich die Komplexität der
Vorrichtung.
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GB-A-2 122 456 zeigt ein Sende-Empfangsgerät, bei dem ein
Teil des Sender-Ausgangssignals dem Empfänger zugeführt
wird, um als ein Überlagerer zu wirken.
Offenbarung der Erfindung
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Die vorstehenden Probleme werden mit einem
frequenzmodulierten Sende-Empfangsgerät der eingangs angegebenen Art
vermieden. Dieses Sende-Empfangsgerät ist gemäß der
Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß es eine dritte
Mischeinrichtung aufweist, um das Zwischenfrequenz-Überlagerersignal
aus einem modulierten Ausgangssignal des Hochfrequenz-
Oszillators zu erzeugen.
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Bei dem Sende-Empfangsgerät gemäß der Erfindung weist der
Empfangsteil wenigstens drei Mischstufen auf. In der ersten
Mischstufe ist das Überlagerersignal ein Übertragungssignal,
und in der zweiten Zwischenfrequenz-Mischstufe, die die
Übertragungsmodulation aus dem Empfangssignal entfernt, wird
das Überlagerersignal durch Mischen aus dem
Übertragungssignal erzeugt.
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Bei der Lösung gemäß der Erfindung ist die Kompensation der
Übertragungsmodulation des Empfangssignals wirkungsvoller
als bei den bekannten Verfahren, weil bei der Erfindung das
Überlagerersignal in der zweiten Mischstufe, d. h. das
Kompensationssignal, aus dem zu kompensierenden Signal gewonnen
wird, und daher sind die Eigenschaften der Signale in guter
Entsprechung zueinander. Beispielsweise wirkt sich die
Nichtlinearität der Modulation nicht auf die resultierende
Kompensation aus.
Kurze Erläuterung der Zeichnungen
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Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen anhand von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung erläutert, wobei die Figuren 1 und 2
Blockschaltbilder von zwei Sende-Empfangsgeräten sind, die die Erfin
dung verkörpern.
Genaue Beschreibung der Erfindung
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Bei den Sende-Empfangsgeräten der Fig. 1 und 2 wird das
Modulationssignal des Senders dem Modulationseingang eines
Hochfrequenz-Oszillators 1 zugeführt. Vom Ausgang des
Hochfrequenz-Oszillators 1 wird das mit der Sendefrequenz
frequenzmodulierte Signal durch eine Verzweigungseinrichtung 11
entweder direkt oder über einen eventuellen Hochfrequenz-
Verstärker (nicht gezeigt) einer Antenne zugeführt. Das
Modulationssignal ist bevorzugt ein Digitalsignal. In diesem
Zusammenhang bezieht sich "Hochfrequenz" insbesondere,
jedoch nicht ausschließlich auf Mikrowellen-Frequenzen
(> 1 GHZ).
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Der Empfänger weist, in Reihenschaltung in der nachstehenden
Reihenfolge, eine Hochfrequenz-Mischeinrichtung 2, einen
Zwischenfrequenz-Abschnitt 3 (der charakteristisch Filter
und Verstärker aufweist) und eine
Zwischenfrequenz-Mischeinrichtung 4 auf. Diesen nachgeschaltet sind gewöhnlich ein
zweiter Zwischenfrequenz-Abschnitt und ein Detektor, die in
den Figuren nicht gezeigt sind. Das Empfangssignal wird von
der Antenne der Mischeinrichtung 2 zugeführt. Ein
frequenzmoduliertes Ausgangssignal des Oszillators 1 wird über die
Verzweigungseinrichtungen 11 und 12 dem Überlagerereingang
der Mischeinrichtung 2 zugeführt. Die Mischeinrichtung 2
wandelt das Empfangssignal in die erste Zwischenfrequenz um,
während sie gleichzeitig den Modulationsanteil des
Ausgangssignals des Oszillators 1 einführt. Das Zwischenfrequenz-
Ausgangssignal der Mischeinrichtung 2 wird von dem ersten
Zwischenfrequenz-Abschnitt 3 bevorzugt bandpaßgefiltert und
verstärkt und der Zwischenfrequenz-Mischeinrichtung 4
zugeführt.
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Die Verzweigungseinrichtung 12 verzweigt das Ausgangssignal
des Oszillators 1 auch zum Eingang einer Mischeinrichtung 5.
Der Ausgang eines Oszillators 6 ist mit dem
Überlagerereingang der Mischeinrichtung 5 verbunden. Die
Mischeinrichtung
5 bildet aus dem eingegebenen modulierten
Übertragungssignal ein Zwischenfrequenz-Signal, das durch ein
Zwischenfrequenz-Filter 7 dem Überlagerereingang der
Mischeinrichtung 4 zugeführt wird. Infolgedessen enthält das
Überlagerersignal der Mischeinrichtung 4 mit gleicher Phase eine
Modulation gleich derjenigen des speziellen Senders in dem
Eingangssignal der Mischeinrichtung 4. Die Filterfunktionen
der Zwischenfrequenz-Abschnitte 3 und 7 und die
Mischrichtungen der Mischeinrichtungen 2 und 5 sind so gewählt, daß
die durch den speziellen Sender in dem Empfangssignal
bewirkte Modulation kompensiert wird, wenn die
Mischeinrichtung 4 das Empfangssignal in die zweite Zwischenfrequenz
umwandelt. Daher sollte in dem Ausgangssignal der
Mischeinrichtung 4 keine Restmodulation des speziellen Senders
auftreten.
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Das einzige, wodurch die Kompensation nichtideal gemacht
wird, sind die lineare Verzerrung und die verschiedenen
Verzögerungen in den Zwischenfrequenz-Abschnitten 3 und 7.
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Da jedoch die Zwischenfrequenz-Abschnitte 3 und 7 relativ
breitbandig und nahezu identisch miteinander sein können,
können keine die Kompensation behindernden signifikanten
Fehler auftreten.
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Die Lösung gemäß der Erfindung ist auch insofern
vorteilhaft, als im allgemeinen das erforderliche Mischen zur
Bildung des Kompensationssignals, d. h. des Überlagerersignals
der Mischeinrichtung 4, und das erforderliche
Oszillatorsignal in dem Sender im Phasenverriegelungskreis des Hochfre
quenz-Oszillators 1 bereits existieren. Fig. 2 zeigt die
Anwendung der Erfindung bei einem solchen
Sende-Empfangsgerät, das einen Phasenregelkreis aufweist. Der
Phasenregelkreis weist einen Phasenvergleicher 8 auf, der die Phase
des Ausgangssignals eines Referenzoszillators 9 mit dem
Zwischenfrequenz-Filter 7 vergleicht und ein Ausgangssignal
bildet, das die Phasendifferenz darstellt. In einer
Summiereinrichtung 10 wird ein Modulationssignal MOD IN des Senders
zu dem Ausgangssignal des Phasenvergleichers 8 summiert. Mit
dem resultierenden Summensignal wird die Frequenz des
Oszillators 1 moduliert. Diese Ausführungsform der Erfindung
hat den Nachteil, daß die Frequenz des Signals, das von dem
Zwischenfrequenz-Filter 7 den Phasenregelkreisen 8, 9 und 10
zugeführt wird, auf die Frequenzdifferenz zwischen dem
Sender und dem Empfänger fixiert ist. Die Kanalumschaltung kann
aber durch Modulation der Frequenz des Oszillators 6
durchgeführt werden.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können
die Eingangs- und Überlagerer-Kanäle der Mischeinrichtung 5
von Fig. 1 vertauscht sein. Die Mischeinrichtung 5 ist
bevorzugt eine subharmonische Mischeinrichtung.
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Der Oszillator 6 kann beispielsweise aus einem
Quarzoszillator und einer Vervielfacherschaltung bestehen. Das ist
eine vorteilhafte Realisierung, denn der erforderliche
Signalpegel an dem Überlagerereingang der Mischeinrichtung 5
ist relativ niedrig. Eine andere Möglichkeit zur
Realisierung des Oszillators 6 ist die Verwendung von verschiedenen
Phasenregelkreisen.
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Die anhängenden Figuren und die zugehörige Beschreibung
sollen die Erfindung nur veranschaulichen. In Einzelheiten
kann ein Sende-Empfangsgerät gemäß der Erfindung im Rahmen
der anhängenden Ansprüche unterschiedlich ausgebildet sein.