DE2213962C3

DE2213962C3 - Funkfeld in einem Richtfunksystem

Info

Publication number: DE2213962C3
Application number: DE2213962A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Kuenemund
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-03-22
Filing date: 1972-03-22
Publication date: 1979-01-18
Also published as: CH549910A; IL41631A; DK136198B; AU470724B2; JPS4915304A; DK136198C; US3865990A; GB1427629A; FI54665B; JPS5212045B2; AU5295973A; SE382731B; NL149347B; IT983568B; FR2176849B1; IL41631A0; FI54665C; FR2176849A1; DE2213962B2; CA998440A

Description

Die Erfindung betrifft ein Funkfeld in einer Richtfunkstrecke, bei dem sowohl in der Sendestelle als auch in der Empfangsstelle mehrere benachbarte hochfrequente Kanäle über eine Kettenschaltung von aus Zirkulatoren und Bandpässen bestehenden Kanalweichengleidern zu einem gemeinsamen hochfrequenten Bündel zusammengefaßt sind.

Bekanntlich sind bei der Übertragung von Nachrichtensignalen im Frequenzbereich der Mikrowellen Frequenzschemata vorgeschrieben, nach denen hochfrequente Bündel in einzelne Kanäle unterteilt sind. Beim Aufbau der ubertragungsstrecken kommt es nun darauf an, daß das gesamte hochfrequente Bündel über ein Funkfeld mit jeweils nur einer Sendeantenne und einer Empfangsantenne übertragen wird. Zur Speisung der Antenne werden dabei sendeseitig die einzelnen Frequenzkanäle über Weichenschaltungen zusammengefaßt und der Sendeantenne zugeführt, während empfangsseitig die einzelnen Kanäle über beispielsweise ähnlich aufgebaute Weichenschaltungen wieder getrennt werden. Wenn nun die einzelnen Kanäle ohne besondere Maßnahmen in der jeweiligen Weichenschaltung vereinigt werden bzw. voneinander getrennt werden, dann unterscheidet sich das Laufzeitverhalten der einzelnen Kanäle derart, daß zum I.aufzeitausgleich voneinander erheblich unterschiedliche Typen von Laufzeitentzerrern verwendet werden müssen. Um diese Schwierigkeiten wenigstens teilweise zu beheben, ist durch die deutsche Patentschrift 12 b0 562 bereits ein Funkfeld in einer Richtfunk .treckw bekanntgeworden.

bei dem darauf geachtet wird, daß die Anschaltung der einzelnen Kanäle an die sendeseitige und die empfangs seitige Weiche derart unterschiedlich hinsichtlich der Reihenfolge gewählt ist. daß für den einzelnen Kanal betrachtet, die Anzahl von Totalreflexionen und die Anzahl der hinsichtlich I.aufzeitverzerrungen mitbe stimmenden Filterflanken auf dem Übertragungsweg vom Sender /um F.mpfänger gleich der Anzahl von Totalreflexionen und der Anzahl von wirksamen Filterflanken in jedem anderen Kanal werden, und daß für jeden einzelnen Kanal ein I nt/errernet/werk vorgesehen ist.

Bei dieser speziellen Ausgestaltung eines \ unks> stern¹, sind zwar die I.auf/eitver/errungen der in der Freqiienzlage mittleren Kanäle untereinander gleich.

jedoch ist für die F.ckkanälc das l.aiifzeitverhalten nur näherungsweise gleich. Hs wird dies insbesondere dann als störend empfunden, wenn es darauf ankommt, für alle Kanäle identische Lauf/ei'cnt/crrer in der /wi schenfrequen/ebene einzusetzen.

Auch ist aus der DK PS 9 60 550 ein tragerfrequentes Nachrichtensystem für eine leitungsgebundene Signalübertragung bekannt, bei dem zum Ausgleich von Laufzeitunterschieden in Zwischenstationen die Reihenfolge der einzelnen Kanäle umgekehrt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer Richtfunkübertragungsstrecke in einem Funkfeld anzugeben, bei dem zum einen vollständige und einheitliche, die Laufzeitentzerrer mitenthaltende

Paugruppen verwendet werden können, ohne daß hierfür ein nachträglicher Abgleich auf der Richtfunkstrecke erforderlich ist, auch dann nicht, wenn derartige Baugruppen ausgetauscht werden müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe bestehen für das einleitend genannte Funkfeld zwei Möglichkeiten.

Die erste Lösungsmöglichkeit ist darin zu sehen, daß vom sende- bzw. empfangsseitigen Antennenanschluß aus betrachtet, die Reihenfolge der einzelnen, den jeweiligen Hochfrequenzkanälen zugeordneten Kanalweichenglieder auf der Sendeseite umgekehrt gewählt ist und zu der auf der Empfangsseite, daß das Kanalweichenglied für die höchste Kanalfrequenz dem Antennenanschluß benachbart und das Kanalweichenglied für die tiefste Kanalfrequenz vom Antennenanschluß am weitesten entfernt b.'.w. umgekehrt angeordnet ist, daß der Umlaufsinn des von dem Antennenanschiuß am weitesten entfernten Zirkulators entgegengesetzt gewählt ist zum Umlaufsinn der übrigen Zirkulatoren, und daß an den am weitesten vom Ap.tennenanschiiiü entfernt angeordneten Zirkulator ein Resonator angeschlossen ist, der im P-equeuzbereich des tiefsten bzw. höchsten Frequenzkanals spiegelsymmetrisch zu dessen Bandmittenfrequenz das Laufzeitverhalten nachbildet, das von dem in der Frequenzlage jeweils benachbarten Kanalweichenglied verursacht wird.

Die zweite Lösungsmqglichkeit besteht darin, daß vom sende- bzw. empfangsseitigen Antennenanschluß aus betrachtet, die Reihenfolge der einzelnen, den jeweiligen Hochfrequenzkanälen zugeordneten Kanalweichenglieder auf der Sendeseite umgekehrt gewähli ist zu der auf der F.mpfangsseite. daß das Kanalweichenglied für die höchste Kanalfrequenz dem Antennenanschluß benachbart und das Kanalweichenglied fur die tiefste Kanalfrequenz vom Antennenanschluß am weitesten entfernt bzw. umgekehrt angeordnet ist. daß sämtliche Zirkulatoren den gleichen Umlaufsinn haben, und daß an den am weitesten vom Antennenanschluß entfernt ar geordneten Zirkulator ein Resonator angeschlossen ist. der an dem dem Ausgangsarm dieser Zirkulatoren vorausgehenden Anschlußarm liegt und der im Frequenzbereich des tiefsten bzw. höchsten Frequen/kanals spiegelsymmetrisch zu dessen Bandmit tenfrcqucnz das l.aufzeitverhalten nachbildet, das von dem in ds.r Frequen/Iage jeweils benachbarten Kanalweichenglied verursacht wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels noch naher erläutert.

F.s zeigt in der Zeichnung F i g. 1 den Aufbau eines bekannten t unkfcldes.

F i g. 2 Jen Aufbau eint.·* erfindiingsgemäßen Funkfcldes.

Zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Funkfeldes ist in Fig. I ein unter anderem möglicher Aufbau eines Funkfcldes dargestellt, wie es durch die einleitend bereits erwähnte deutsche Patentschrift 12 60 562 prinzipiell bereits bekanntgeworden ist. Bei diesem Funkfeld werden die von einer Modulationsein richtung kommenden, den Senderanschlüssen SA 1 bis 5/4 3 entsprechenden Kanäle I₁ 2 und 3 mit den Bandmitlenfrequenzen /i, /2 und /j zu einem hochfrequenten Bündel zusammengefaßt, das am Antennenanschluß 10 der Sendeantenne 15 zugeführt wird. Die Zusammenfassung erfolgt dabei über einzelne Kanalweichenglieder I, II und 111, die für sich aus einem Bandpaß und einem Zirkulator bestehen. Zweckmäßig ist dem Bandpaß jeweils noch eine Richtungslcitung RL vorgeschaltet. Demzufolge enthalt also das Kanalweichenglied I den auf die Kanalfrequen/ /Ί des Kanals 1 abgestimmten Bandpaß BPl, dessen Ausgang dem Zirkulator Z\ zugeführt wird. In genau der gleichen Weise sind auch die übrigen Kanalweichenglieder Il und III aufgebaut, so daß also der Bandpaß BP2 auf die Frequenz fi des Kanals 2 und der Bandpaß BPZ auf die Frequenz f% des Kanals 3 abgestimmt ist. Der Umlaufsinn der einzelnen Zirkulatoren ZX bis Z3 ist durch die mit der Bezugsziffer 12 bezeichneten Pfeile kenntlich gemacht und derart gewählt, daß der einzelne Kanal jeweils an den Ausgängen der nachgeschalteten Bandpässe total reflektiert wird. Am freien Anschluß des von der Antenne am weitesten entfernten Zirkulators ist ein Absorber A angeschlossen.

In ähnlicher Weise ist die Empfangsstation aufgebaut, bei der die Bezugszeichen der der Sendestation entsprechenden Baugruppen mit einer Aposirophierung versehen sind. Durch die auf der Empfangsseite vorgenommene Trennung der Kanäle steht somit am Ausgang der Kanalweichengliedcb Γ der Kanal 1 und entsprechend an den Ausgängen der üorigen Kanalweichenglieder die Kanäle 2 und 3 zur Verfügung. Von dort aus wird in die Zwischenfrequenz in den jeweiligen Empfängern EE1 bis EE3 umgesetzt.

Damit die Durchlaßdämpfung zwischen dem jeweiligen Senderausgang SA und dem zugehörigen Empfängereingang EE so klein wie möglich bleibt, werden die Laufzeitverzerrungen Jr, erst nach der Umsetzung der hochfrequenten Kanäle 1 bis 3 in der Zwischenfrequenzebene ausgeglichen. Zur besseren Übersicht sind in F i g. 1 die von den einzelnen Weichengliedern verursachten Beiträge der Laufzeitverzerrung Δτ sowie ihre Summe Jr, für jeden hochfrequenten Kanal in Abhängigkeit von der Frequenz f mit dargestellt. Als Summenkurven ergeben sich für die Eckkanäle, d. h. also für den innerhalb eines hochfrequenten Bündels jeweils frequenztiefsten und frequenzhöchsten Kanal 1 bzw. 3 unsymmetrische Laufzeitverzerrungen, für den mittle ren Kanal 2 hingegen eine symmetrische Laufzeitverz. rrung. Zur einfacheren Darstellung ist in Fig. 1 bzw. später in Fig. 2 lediglich eine Anordnung mit nur drei Kanälen gezeichnet. Selbstverständlich können in genau der gleichen Weise eine größere Anzaiil einzelner Kanäle sendeseitig zusammengefaßt und empfangsseitig aufgetrennt werden. Für diesen Fall gelten dann für alle mittleren Kanäle die in Fig. I für den Kanal 2 gezeichneten Verhältnisse.

Wie einleitend bereits erwähnt, wird diese unsymmetrische Laufzeitverzerrung in den F.ckkanälen insbesondere dann als störend empfunden, wenn die gesamten, die Fntzerrernetzwerke mitenthaltenden Baugruppen ausgetauscht werden sollen, was bei der Anordnung nacti Fig 1 zur Folge hat. daß in diesem Fall die Laufzeitentzerrer auf der Übertragurgsstreckc mit abgeglichen werden müssen.

Durch den in F 1 g. 2 dargestellten Aufbau eines Funkfeldes werden diese Schwierigkeiten in verhältn-s mäßig einfache Weise vermieden. Der Aufbau der ein/einen Baugruppen ist dabei weitgehend genauso gewählt, wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel, weshalb wirkungsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind, so daß insoweit die zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gegebene Beschreibung auch für d<t3 Ausführungsbeispiel nach Fig.2 Gültigkeit hat. Erfindungsgemäß ist dabei darauf zu achten, daß, vom sende- bzw. empfangsseitigen Antennenanschluß 10,10' aus betrachtet, die Reihcnfol·

ge der einzelnen, den jeweiligen Hochfrequenzkanälen zugeordneten Kanalweichengliedcr auf der Scndescite umgekehrt gewählt ist, zu der auf der Empfangsseite gewählten Reihenfolge. Weiterhin muß dafür gesorgt sein, daß das Kanalweichenglied, im Ausführungsbeispiel das Kanalweichenglied III, für die höchste Kanalfrequenz /3, d. h. also den Kanal 3, dem Antennenanschluß 10 benachbart und das Kanalweichenglied für die tiefste Kanalfrequenz, nämlich den Kanal 1. mit der Frequenz /Ί, vom Antennenanschluß 10 am weitesten entfernt angeordnet ist. Diese spezielle Ausgestaltung ist in Fig.2 dargestellt. Die gleichen Verhältnisse lassen sich erreichen, wenn man für die Eckkanäle eine umgekehrte Anordnung verwendet, was dann zwingend bedingt, daß auch auf der Empfangsseite die entsprechende Anordnung umgekehrt gewählt werden muß. Wie Fig.2 ferner zu entnehmen, sind für die Zirkuistoren Z2 und Z3 b?w «jmnfangsseitigfürdie Zirkulatoren Z Γ und Z2' die Umlaufsinne in genau der gleichen Richtung wie beim Ausführungsbeispiel nach ;F i g. 1 gewählt, wie dies durch die Umlaufpfeile 12 bzw. 12' im einzelnen verdeutlicht ist. Wesentlich für die Anordnung nach Fig.2 ist nun weiterhin, daß die die Eckkanäle übertragenden Zirkulatoren Zl bzw. Z3' einen Umlaufsinn aufweisen, der entgegengesetzt ist zum Umlaufsinn der übrigen Zirkulatoren. Dies ist durch die mit 11 bzw. 11' bezeichneten Umlaufpfeile kenntlich gemacht. An den Zirkulator Zl ist nun ein Resonator R 0 an den Arm angeschlossen, der, in Umlaufrichtung betrachtet, dem zum Bandpaß BP1 führenden Anschlußarm benachbart ist. In genau der gleichen Weise ist empfangsseitig dem Zirkulator Z3' ein Resonator R 4' zugeordnet, der jedoch so geschaltet ist, daß er in Umlaufrichtung des Zirkulator Z3' betrachtet, dem zum Bandpaß BPZ' führenden Arm vorgeschaltet ist. Die gleiche Wirkungsweise läßt sich dann erreichen, wenn die Anschlüsse für Bandpaß und Resonator und zugleich die Umlaufrichtung der Zirkulatoren Zl und Z3' vertauscht werden. Für die Resonatoren RO und R 4' eignet sich an sich jeder Mikrowellenresonator, so

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30 daß im einzelnen nicht näher darauf eingegangen werden muß. Vorteilhaft verwendet man für die Resonatoren RO und R 4' jeweils einen Resonator, der zumindest ähnlich ausgebildel ist, wie der mit dem Zirkulator Zl bzw. Z3' verbundene Resonator der Bandpässe SPl bzw. BP3'. Bei der Abstimmung der Resonatoren R 0 und R 4' ist lediglich darauf zu achten, daß er im Frequenzbereich des tiefsten bzw. höchsten Frequenzkanals 1 bzw. 3 spicgelsymmetrisch zu dessen Bandmittenfrequenz /i bzw. Λ das Laufzeitvcrhalten nachbildet, das von dem in der Frequenzlagc jeweils benachbarten Kanalweichenglied Il bzw. 11' verursacht wird. Dies läßt sich erreichen, indem nämlich die Resonanzfrequenz des Resonators RQ auf eine Frequenz abgestimmt wird, die unterhalb der Frequenz f\ liegt und ungefähr den gleichen Frequenzabstand hat von der Frequenz /j wie die oberhalb f\ liegende Kanalfrequenz h. Entsprechendes gilt für den Resonator R 4', dessen Resonanzfrequenz somit höher sein muß, als die Frequenz Λ des Kanals 3 und deren Abstand ungefähr dem Frequenzabstand zwischen den Kanälen 2 und 3 entspricht.

Die Wirkung dieser spc/iellen Zusammenschaltung isl in F i g. 2 am Ausgang der empfangsscitigen Aufteilungsschaltung mitgezeichnet, wobei wiederum die Laufzeitbeiträge Δτ der einzelnen das Laufzeitverhallen bestimmenden Elemente in Abhängigkeit von der Frequenz Γ aufgetragen ist. Wie den Kurven zu entnehmen ist, haben die einzelnen Bandpässe BPi, BP2 und BP3 ein Laufzeitverhallen, das einen etwa parabelförmigen Verlauf hat. In der gleichen Weise wirken auch die Bandpässe BPV bis BP3'. Durch die spezielle Abstimmung ist nun das Laufzeitverhallen der Resonatoren RO bzw. R 4' gegensinnig gerichtet zum Laufzeitbeitrag der Bandpässe BP2 bzw. BP2'. Als Summenkurve Δτ₅ ergibt sich somit für sämtliche Kanäle ein identischer Kurvenverlauf. Dies gilt auch für solche Weichen, bei denen mehr als drei Kanäle zu einem gemeinsamen hochfrequenten Bündel zusammengefaßt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Funkfeld in einer Richtfunkstrecke, bei dem sowohl in der Sendesteile als auch in der Empfangsstelle mehrere benachbarte hochfrequente Kanäle über eine Kettenschaltung von aus Zirkulatoren und Bandpässen bestehenden Kanalweichengliedern zu einem gemeinsamen hochfrequenten Bündel zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß, vom sende- bzw. empfangsseitigen Antennenanschluß (10, 10') aus betrachtet, die Reihenfolge der einzelnen, den jeweiligen Hochfrequenzkanälen (I₁ 2, 3) zugeordneten Kanalweichenglieder auf der Sendeseite (III, II, I) umgekehrt gewählt ist zu der auf der Empfangsseite (P, IP₁ IIP), daß das Kanalweichenglied (III) Tür die höchste Kanalfrequenz (3) dem Antennenanschluß (10) benachbart und das Kanalweichenglied (I) für die tiefsteK«inalfrequenz(l) vom Antennenanschluß (iö) am weitesten entfernt bzw. umgekehrt angeordnet ist, daß der Umlaufsinn (11, 11') des von dem Antennenanschluß (10, 10') am weitesten entfernten Zirkulators (Zl, ZV) entgegengesetzt gewählt ist zum llmlaufsinn (12, 12') der übrigen Zirkulatoren (Z2, ZV, ZV, Z2'), und daß in den am weitesten vom Antennenanschluß entfernt angeordneten Zirkulator (Zl, Z 3') ein Resonator 'RQ. R 4) angeschlossen ist, der im Frequenzbereich des tiefsten bzw. höchsten Frequenzkanals (1 bzw. 3) spiegelsymrt: irisch zu dessen Bandmittenfrequenz (f\ bzw. ft) das Laufzei'verhal'-n nachbildet, das von dem in der Frequenzlage jeweils benachbarten Kanalweichenglied(II, IP) verursacht wird.

2. Funkfeld in einer Richtfunkstrecke, bei dem sowohl in der Sendestelle als auch in der Empfangsstelle mehrere benachbarte hochfrequente Kanäle über eine Kettenschaltung von aus Zirkula loren und Bandpässen bestehenden Kanalweichen gliedern zu einem gemeinsamen hochfrequenten Bündel zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeich net, daß, vom sende- bzw. empfangsseitigen Antennenanschluß (10, 10') aus betrachtet, die Reihenfolge der einzelnen, den jeweiligen flochfre quenzkanälen (1, 2, 3) zugeordneten Kanalwei chenglieder auf der Sendeseite (III, II. I) umgekehrt gewählt ist /u der auf der Empfangsseite (P, IP. IIP), daß der Kanalweichenglied (III) für die höchste Kanalfrequenz (3) dem Antennenanschluß (10) benachbart und das Kanalweichenglied (I) für die tiefste Kanalfrequenz (1) vom Antennenanschluß (10) am weitesten entfernt bzw. umgekehrt angeord net ist. daß sämtliche Zirkulatoren (Z I, Z2. ZXZV. Zl', ZY) den gleichen Umlaufsinn (12, 12') haben, und daß an den am weitesten vom Antennenan Schluß entfernt angeordneten Zirkulator (Zl, Zi) ein Resonator (RO. R4) angeschlossen ist. der an dem dem Ausgangsarm dieser Zirkulatoren (Zl. ZV) vorausgehenden Anschlußarm liegt und der im Frequenzbereich des tiefsten bzw, höchsten Frequenzkanals (1 bzw. 3) spiegelsymmetrisch zu dessen Bandmittenfrequenz (Ti bzw. /j) das LäüfzeitVefhälten nachbildet, das von dem in der Frequenzlagc jeweils benachbarten Kanalweichenglied (H, IP) Verursacht wird.

3. Funkfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an die jeweiligen Zirkulaloren (Zi bzw. Z3') angeschlossenen Resonatoren (RQ bzw. /?4') einen ähnlichen, insbesondere den gleichen Aufbau haben wie die den Zirkulatoren (Z 1 bzw. Z3') zugewandten Endkreise der dort angeschalteten Bandpässe (BPl bzw. BPV),