NO791526L - Anordning ved automatisk omkobling av parallelt drevne retningsradioanlegg - Google Patents

Description

Anordning ved automatisk omkobling av parallelt drevne retningsradioanlegg.

Oppfinnelsen vedrorer en anordning for automatisk omkobling av parallelt drevne retningsradioanlegg, hvor det benyttes uavhengige logaritmiske forsterkere for avveining av mottakerstoyandelen.

Som kjent oppnås ved retningsradioanlegg stor redundans- og fadingsikkerhet ved parallelldrift av to sender/mottakeranord-ninger (f.eks. rom- hhv. frekvensulikhet). Fig. 1 viser et kjent utforelseseksempel av denne driftstype som er blitt ut-provet i praksis (bare mottakersiden): I addisjonsnettverket 1 med utgangen Ag sammenfattes utgangs-signalet fra mottakerne A og B. For nyttesignalet utgjor for-sterkningen etter addisjonen 6 dB (= firedobbelt effekt). Stoy-signalene som kommer fra mottakerne A og B vil/da de ikke er korrelert, bare utsettes for en effektaddisjon/dvs. stoynivået stiger bare med 3 dB. Ved utgangen av 1 oppnår man således et 6 dB - 3 dB = 3 dB bedre stoyforhold enn ved demodulatorutgan-gen for mottakerne A hhv. B. Denne forsterkning går dog tapt, hvis signal-stoyforholdet for en av de to mottakere blir dras-tisk dårligere, f.eks. som folge av en selektiv fading. I dette tilfelle er det gunstigere å kople ut den forstyrrede mottaker fra addisjonsnettverket 1 ved hjelp av brytere Sl hhv. S2. Be-tjeningen av disse brytere skjer som regel ved en-omkoblings-automatikk/som utleder sine ordre fra ekstra informasjoner fra mottakerne A og B. Oppfinnelsen vedrorer en særlig gunstig anordning for styring av bryterne Sl og S2.

' jNevnte fordel ved parallelkobling av to mottakere ved hjelp av |

addisjonsnettverket 1, dvs. okning i signal/stoyforholdet, fordi nytteeffekten etter addisjon firedobles, mens stoyeffekten bare dobles, går forst tapt, når stoyeffekten av en av de to mottakerne oker, og fra et bestemt stoynivå er parallellkoblin-gen endog skadelig. Dette "omslagspunkt" (break-even-punkt) er lett å bestemme: dersom en av mottakerne avgir en 3 ganger storre stoyeffektandel enn den andre, er hele stoyeffekten fire ganger storre enn den beste mottakerens og svarer til okningen i nytteeffekt. Fra dette kan man for betjening av bryterne Sl og S2 utlede folgende regel: "Ved storre differanse mellom stoyeffektene av mottakerne A og B enn faktoren 3 (=4,77 dB), må mottakeren med den storste stoy-andel koples ut"

For å finne en elektronisk kopling som registrerer og vurderer disse kriterier, går man frem i flere trinn. Til å atskille stoyandelen fra nyttesignalet, brukes en filterkrets ifolge fig. 2a,b. Filtrene F1Aog Flg (fig. 2a) tar ut stoyandelen G (fig. 2b) ovenfor nyttebåndet og leder den til en egnet komparator-kobling 2, som i tilslutning genererer koblingskriteriene for Sl og S2. I fig. 2b er SN nyttesignalets spektrum og f er fre-kvensen.

Komparatorkoblingen 2 er dog ikke enkel å realisere, fordi sam-menligningen for bestemmelse av 4,77-dB-differansepunktet må skje i et stort dynamikområde på ca. 50 dB. En komparatorkob-ling, som bare sammenligner den absolutte verdi av to spennin-ger, egner seg derfor ikke.

En mulig losning fremkommer av fig. 3: dersom man mellom kompa-ratoren 5 og filtrene Fl^og F1Bkobler inn hver sin logaritmiske forsterker 3 hhv. 4 med et dynamikområde på 50 dB, vil det innenfor dette område til enhver tid opptre samme spennings-differanse for en stoyeffektdifferanse på 4,77 dB ved kompara-torinngangene E,. og E^. Forutsetningen er at utgangsspenningen Ua, for de logaritmiske forsterkere 3 hhv. 4 eksakt folger logaritmen av inngangsspenningen ue(A)/ Ue(B)*

|Det fins noen kjente metoder for realisering av en logaritmisk |

forsterker. Avhengig av den nodvendige presisjon varierer om-kostningene for den innen vide grenser. Ved noyaktige måleap-parater, som f.eks. spektrumanalyseapparat m.v. kreves stor innsats, men når det dreier seg om en retningsradio-byggestein blant mange andre,må prisen for forsterkeren ikke overstige en bestemt andel av totalomkostningene, dersom retningsradioan-legget skal kunne tilbys til en konkurransedyktig pris.

En mulig losning er beskrevet i tidsskriftet "Electronic Design", 3, februar 1974, s. 52-59. Her realiseres den logaritmiske ka-rakteristikk ved den ikke lineære karakteristiske kurve for en halvlederdiode. Men som det fremgår av formel (1), s. 52, er denne karakteristiske kurve temperaturavhengig, slik at de inn-stilte parametre bare er stabile innenfor et snevert område av omgivelsestemperaturen. Hvis man - som vist i fig. 3 - benytter to separate logaritmiske forsterkere, er termisk synkronisering ikke sikret, og automatikkens omslagspunkt forblir ikke kons-tant ved varierende temperatur.

Fig. 4a og 4b viser, hvordan disse i og for seg kjente vanske-ligheter overvinnes ved en retningsradioanordning som er på mar-kedet i dag.

Båndpassene 6 og 7 for uttagning av stoyandelen har forskjelli-ge båndområder (skraverte flater i fig. 4b), om stoyandelen for hver mottaker kan registreres frekvensselektivt (SN i 4b viser igjen spektret av nyttesignalet). Via en kopler 8 ledes stoy-spenningene til en felles logaritmisk forsterker 9 og atskilles ved utgangen ved hjelp av filtere 11 og 12. Deretter folger sammenligning ved komparatorén 13. Denne losning kan modifise-res ytterligere, f.eks. ved en frekvensomforming i en mikser.

Denne anordning krever åpenbart stor innsats når det gjelder filtere og er dermed kostbar.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å unngå ulempene ved de kjente anordninger. Dette oppnås ved at de logaritmiske forsterkere er utfort som monolitiske enheter og befinner seg på en liten felles silisium-plate (chip) for termisk synkroni-(sering.

Oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til fig. 5.

Med utgangspunkt i basiskoblingen ifolge fig. 3 benyttes igjen to uavhengige logaritmiske forsterkere, dog med fblgende til-leggsbetingelser: - de logaritmiske forsterkerne er monolitiske integrerte kob-linger, - begge forsterkere befinner seg på samme silisiumplate (chip). Da det som kjent er jevn temperaturfordeling på denne lille plate som bare er få mm 2stor, er problemet i forbindelse med termisk synkronisering eliminert.

Ved utgangen for hver logaritmisk forsterker foreligger en vek-selspenning, som må likerettes for ytterligere bearbeiding.

Til det brukes de aktive likerettere i7, som av ovennevnte grun-ner likeledes plasseres på den felles chip. Deretter folger kom-paratoren 18, som leverer styringskriteriene for styrelogikken 19.

Anordningen ifolge oppfinnelsen som vist i fig. 5, forer til be-tydelig kostnadsbesparelse sammenlignet med de kjente losninger.

Claims (3)

1. Anordning for automatisk omkobling av parallelt drevne retningsradioanlegg, hvor det til avveiing av mottakerstoyandelen benyttes uavhengige logaritmiske forsterkere, karakterisert ved at de logaritmiske forsterkerne (16, fig.

5) er utfort som monolittiske enheter og for termisk synkronisering befinner seg på en liten felles silisiumplate ("chip").

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de aktive likerettere (17), som brukes til likeret-ting av vekselspenningene som opptrer ved utgangen for de logaritmiske forsterkerne (16) for videre bearbeiding, likeledes er anbrakt på de felles silisiumplater.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de aktive komponentene er anordnet på liten romavstand på et hybridsubstrat (kobling med tykt sjikt eller tynn film).