DE19925868B4 - Diversity-TV-Empfangssystem - Google Patents

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Abstract

Bei einem TV-Empfangssystem mit mehreren Antennen für den Einsatz bei Kraftfahrzeugen werden Zwischenfrequenzsignale aus mehreren Empfangsteilen miteinander kombiniert. Das Diversity-TV-System besteht aus zwei oder mehr Antennen zum Empfangen von HF-Signalen mit einer gemeinsamen Frequenz, aber mit potentiell unterschiedlichen Phasen. Das System weist außerdem ein Empfangsteil für jede Antenne auf, wobei das Ausgangssignal dieser Empfangsteile auf einer Zwischenfrequenz liegt. Die Zwischenfrequenzen aus jedem Mehrfach-Empfangsteil werden aufaddiert, und die Phase des addierten Signals wird mit der Phase der einzelnen Zwischenfrequenzen verglichen. Ein dem Fehler zwischen den einzelnen ZF-Signalen und der Summe aller ZF-Signale entsprechendes Signal wird zum Steuern der Phase der ankommenden Signale so verwendet, daß die Phasen alle abgeglichen und die Signale kohärent kombiniert werden. Die Phasensteuerung der einzelnen Eingangssignale kann an der Bezugsfrequenz eines Quarzkristalls vorgenommen werden, wodurch eine Breitband-Phasenverschiebung bei minimaler Komplexität der Schaltung möglich wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein TV-Empfangssystem und insbesondere auf eine adaptive Steuereinrichtung zum Kombinieren der von mehreren Antennen empfangenen TV-Signale.
  • In Kommunikationssystemen im Mobilbetrieb werden seit langem Techniken des räumlichen Mehrfachempfangs (Raum-Diversity) eingesetzt. Insbesondere wurde viel Wert auf einen Mehrfachempfang bei FM-Radios gelegt, in erster Linie mit dem Ziel, die Auswirkungen der Mehrweg-Interferenz zu reduzieren. Weniger Wert wurde auf Mehrfach-Techniken beim TV-Empfang im Kraftfahrzeug gelegt, auch wenn unter vielen der Probleme, welche die Entwicklung von Diversity-Systemen beim FM-Empfang angeregt haben, auch der TV-Empfang leidet – nämlich einer Signalabschwächung infolge des Mehrwegeempfangs, der Kreuzpolarisierung und Richtwirkung der Antenne und Schattenbildung.
  • Infolgedessen wird ein System gebraucht, bei dem sich diese Fading-Effekte wirksam verringern lassen und das gleichzeitig kostengünstig und praktisch umzusetzen ist.
  • Eine Antenne für ein TV-Empfangssystem in einem Kraftfahrzeug muß mit Sicherheit die Form einer konformen Antenne aufweisen, also eine Konstruktion aufweisen, die sich an die Außenkontur des Fahrzeugs anpaßt und dabei nicht störend wirkt.
  • Auch wenn sich derartige konforme Antennen in vielen Formen ausbilden lassen, so wäre vielleicht die praktischste Lösung in Form eines in das Glas eingedruckten Musters. Zwar bieten derartige Antennen eine Vielzahl praktischer Vorteile (leichte Realisierung, günstige Kosten, verminderte Sichtbarkeit), doch gehen diese Vorteile mit Einschränkungen bei der Leistung einher. Insbesondere treten bei Antennen dieser Art im allgemeinen leicht eine Kreuzpolarisierung und Richtwirkung auf. Diese Einschränkungen lassen sich mittels eines Diversity-Systems ausgleichen, das mit mehreren Antennen arbeitet.
  • Raumdiversity-Systeme lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen, und zwar Schaltsysteme und Kombinationssysteme. Bei den Geräten der ersten Gruppe wird das Signal, das von einer von mehreren Antennen kommt, anhand spezieller Kriterien so ausgewählt, daß unter allen verfügbaren Signalen das günstigste vorliegt. Bei den System der zweiten Kategorie werden die Signale, die von mehr als einer Antenne kommen, in einer Weise kombiniert, die in Abhängigkeit vom gewählten Systemansatz bestimmt wird. Derartige Kombinationen lassen sich auf HF-Ebene, ZF-Ebene oder im Basisband vornehmen, und zwar analog oder digital. Auf die Komplexität und die Leistung des Systems wirkt sich der jeweils gewählte Lösungsansatz aus, auch wenn diese beiden Parameter nicht unbedingt in direktem Zusammenhang miteinander stehen. Eine praktische Lösung bestünde in einem System, das einen Ausgleich zwischen Leistung und Komplexität erreicht.
  • Anerkanntermaßen gibt es viele verschiedene Arten von Diversity-Systemen, die sich zur Verbesserung des Signalempfangs im Mobilbetrieb heranziehen lassen. Eine Möglichkeit besteht in der Polarisations-Diversity, wobei die Polarisierungs-Charakteristika der mehreren bzw. Mehrfach-Antennen komplementäre Diagramme bieten und mit einer Kombination dieser Antennen alle möglichen Polarisierungen des empfangenen Signals abgedeckt werden können. Ein anderer möglicher Diversity-Ansatz besteht in der Verwendung von komplementären Antennen, die auf E- oder H-Felder des empfangenen Signals ansprechen.
  • Auch wenn bei den vorgenannten Lösungsansätzen Mehrfachantennen eingesetzt werden, welche Signale mit einer gemeinsamen Frequenz empfangen, lassen sich Diversity-Konzepte auch im Frequenzbereich insofern realisieren, als eine oder mehrere Antennen eingesetzt werden und das System die Wahl zwischen Signalen trifft, die mit verschiedenen Frequenzen gesendet werden. In vielen Gebieten auf der Erde und insbesondere in Europa wird die Frequenz-Diversity nicht nur für den FM-Stereo-Empfang, sondern auch für den TV-Empfang realisiert, wo derselbe Programminhalt gleichzeitig über mehrere Sender mit unterschiedlichen Frequenzen gesendet wird. Damit wird eine Erweiterung des Sendegebiets eines bestimmten Programms über ein viel größeres Gebiet möglich, als dies mit nur einem einzigen Sender möglich wäre. Durch Frequenzumschaltung bei Bedarf kann der Empfänger dasselbe Programm empfangen und dabei ein größeres Gebiet durchfahren, als es dem Sendegebiet eines einzigen Senders entspricht. Um diese Möglichkeit zu bieten, muß das System in der Lage sein, die Signalqualität und die Identität jedes empfangbaren Kanals zu einem gegebenen Zeitpunkt zu bestimmen und die Qualität der Signale eines Senders mit derselben Programmausstrahlung wie die augenblicklich empfangene Qualität zu vergleichen. Wird eine Ausweichfrequenz mit demselben Programm geortet, muß das System die Möglichkeit haben, auf diese Ausweichfrequenz in dem Fall umzuschalten, daß die Signalqualität besser ist. Dieser Übergang muß mit geringstmöglichem Einfluß auf das empfangene Signal vor sich gehen. Gleichzeitig muß das System in der Lage sein, zufällig auftretende Schwankungen in der Signal stärke zu integrieren, so daß das System nicht wiederholt zwischen den Frequenzen hin- und herschaltet.
  • Bereits aus der DE 37 41 698 C2 ist ein Empfangssystem bekannt, das insbesondere für den mobilen Empfang ausgelegt ist. Dabei werden mehrere, über einzelne Antennen empfangene Signale auf ZF-Lage gemischt und innerhalb eines Signalsummierers zu einem Summensignal addiert. Innerhalb der ZF-Signalpfade sind Steuereinrichtungen angeordnet, die die Phasenlagen der jeweiligen ZF-Signale in Abhängigkeit der Phasendifferenz zwischen dem jeweiligen ZF-Signal und dem Summensignal steuern. Somit werden die einzelnen Phasenfehler korrigiert. Die Phasenregelung der bekannten Anordnung findet in der ZF-Lage statt, wodurch es zu Beeinflussungen durch Störsignale, wie z.B. Laufzeitunterschiede der Signale, kommt.
  • Aus der DE 38 28 817 A1 ist eine Diversity-Empfängerschaltung bekannt, bei der ebenfalls mehrere Empfangssignale innerhalb eines Signalsummierers zu einem Summensignal zusammengeführt werden. Es sind Phasenschieber vorgesehen, die eine Phasenregelung im HF-Signalpfad oder im ZF-Signalpfad durchführen. In einer weiteren Ausführung wird ein Phasenschieber im Oszillatorsignal angeordnet. Innerhalb der Empfangspfade sind Mittel vorhanden, welche jeweils den Empfangspfad mit zu schlechter Empfangsqualität vom Signalsummierer abschalten. Auch bei dieser bekannten Anordnung wird die Phasenregelung durch Störeinflüsse beeinflußt. Außerdem schwächt eine Abschaltung einzelner Empfangspfade (bei zu schlechter Empfangsqualität) die Ausgangs-Signalstärke zu sehr ab.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein TV-Mehrwegeempfangssystem, dessen Phasenregelung frei von Störeinflüssen erfolgt, anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch eine TV-Empfangsanordnung nach Patentanspruch 1 sowie durch ein TV-Empfangssystem nach Patentanspruch 7 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird eine TV-Empfangsanordnung mit einer Vielzahl von Antennen neben einem Verfahren zum Abgleich der Phasen aller Eingangssignale, die von mehreren Antennen kommen, vor Eingang in den Addierblock vorgeschlagen. Bei dieser Anordnung und dem Verfahren werden die Phasenfehler zwischen allen Eingangssignalen am Signalkombinierer beseitigt. Außerdem sieht die vorliegende Erfindung die Möglichkeit eines Frequenz-Diversity-Empfangs vor, indem eine Einrichtung zum Bestimmen der Signalqualität und gegebenenfalls der Programmkennung aller empfangbarer Kanäle realisiert wurde.
  • Bei einer Ausführungsform umfaßt die Erfindung ein TV-Empfangssystem mit zwei Antennen, zwei Empfangsteilen, eine Einrichtung zum Addieren der Ausgangssignale der beiden Empfangsteile und eine Einrichtung zum Erfassen des Phasenfehlers, dessen Größe mit der Größe des Phasenfehlers zwischen den beiden Signalen zusammenhängt. Beide Empfangsteile arbeiten zwischen dem Summensignal und dem Ausgang eines der Empfangsteile, das als Neben-Empfangsteil bezeichnet wird; und einer steuerbaren Phasenschieber-Einrichtung. Der Ausgang der Phasendetektor-Schaltung ist mit dem Eingang eines Integrators verbunden, wobei das Ausgangssignal ein Gleichstrom-Steuersignal ist, das die identische Bezugsfrequenz für Abstimmzwecke darstellt, wobei die Ausgangsphasen deshalb in konstanter Beziehung zueinander stehen. Das Ausgangssignal des Integrators wird an den Eingang der steuerbaren Phasenschieber-Einrichtung angelegt, die mit dem Frequenz-Referenzsignal für den Neben-Empfänger in Verbindung steht.
  • Die sich dabei ergebende Phasenverschiebung zwischen den beiden Referenzfrequenzen der Empfangsteile führt zu einer Phasenverschiebung zwischen den Ausgangssignalen der beiden Empfangsteile. Da die von den beiden Antennen empfangenen HF-Signale potentiell unterschiedliche Phasen aufweisen, läßt sich die Phasenbeziehung zwischen den beiden Abstimm-Referenzfrequenzen so einregeln, daß die Ausgangssignale beider Empfangsteile phasengleich sind. Diese phasengleichen Signale lassen sich dann kohärent kombinieren.
  • Des weiteren umfaßt eine Ausführungsform eine separate Antenne, die an ein zusätzliches Abtast-Empfangsteil angeschlossen ist, wobei die Abstimmsteuerung für das Abtast-Empfangsteil separat von der Abstimmsteuerung der Diversity-Empfangsteile ausgeführt ist. Dieses zusätzliche Empfangsteil läßt sich kostengünstig realisieren, wobei eine Möglichkeit in einem Ansatz besteht, der ein Breitband-Empfangsteil mit doppelter Umsetzung vorsieht, da die Leistungsparameter dieses Empfangsteils nicht kritisch sind. Dieses Empfangsteil wird dazu verwendet, alle verfügbaren Kanäle über das gesamte Frequenzband abzutasten. Durch Verarbeitung des Ausgangssignals dieses Abtast-Empfangsteils erhält man die Kennung des Senders oder gegebenenfalls des Programms sowie einen Hinweis auf die Signalstärke, die dann in integraler digitalisierter Form zusammen mit der Kennung für einen Vergleich mit der augenblicklich empfangenen Frequenz abgespeichert werden. Es sind außerdem Möglichkeiten vorgesehen, die Diversity-Empfangsteile auf Wunsch auf Ausweichfrequenzen umzuschalten.
  • Eine Minimierung der Auswirkungen auf das empfangene Signal während des Übergangs zwischen Frequenzen ist ein erwünschtes Merkmal des Systems. Ein möglicher Ansatz besteht darin, während eines Zeitraums in der Signalmodulation, in dem die Synchronisation des Signals nicht verlorengeht, beispielsweise während des Schwarzschulter-Intervalls, zwischen den Frequen zen umzuschalten. Wenn die Einschwingzeit der in den Empfängern vorgesehenen PLL-Schaltungen kürzer als die Dauer dieses Intervalls ist, so ist es möglich, ein System aufzubauen, das ohne merkliche Unterbrechung im Bildsignal zwischen den Frequenzen umschalten kann. Während des Übergangs kann in den Toninformationen eine einfache Stummschaltung oder eine Sample&Hold-Funktion ausgeführt sein.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß eine adaptive Steuerung für einen TV-Empfänger mit mehreren Antennen vorgesehen ist, bei dem der Empfang während des Mehrwegempfangs verbessert wird. Ungeachtet des Abstands der Mehrweg-Nullpunkte im Frequenzspektrum führt die Addition der Signale von den mehreren vorgesehenen Antennen insgesamt zu einer Verbesserung der Empfangsqualität im Vergleich zu einem Signal von einer einzigen Antenne. Darüber hinaus erbringt die kohärente Synchronisierung des Signals von mehreren Antennen ein Richtdiagramm für das Gesamtdiagramm des Antennensystems. Dieses Richtdiagramm zeigt tendentiell in die Empfangsrichtung des interessierenden Signals. Da die Richtung, in der die Mehrweg-Echos eintreffen, eher anders als die Richtung des Hauptsignals ist, verringert diese inhärente Richtwirkung im Richtdiagramm der Antenne die Auswirkungen dieser Echosignale.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß während der Kombination innerhalb des Systems die Signalstärken kohärent addiert werden, wohingegen die Rauschstärken inkohärent addiert werden, was zu einem besseren Rauschverhalten führt.
  • Des weiteren bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß ein TV-Empfangssystem vorgesehen ist, bei dem der Empfang an den Bereichsgrenzen verbessert ist.
  • Außerdem ist mit der Erfindung die Möglichkeit zum Frequenz-Diversity-Empfang geboten, wobei eine automatische Auswahl von Ausweichfrequenzen möglich wird, um den Empfangsbereich für ein bestimmtes Programm bzw. einen bestimmten Sender zu erweitern.
  • 1 zeigt ein erstes erfindungsgemäßes TV-Empfangssystem mit mehreren Antennen im Blockschaltbild;
  • 2 ist ein Blockschaltbild eines anderen erfindungsgemäßen TV-Empfangssystems mit mehreren Antennen;
  • 3 stellt ein weiteres erfindungsgemäßes TV-Empfangssystem mit mehreren Antennen im Blockschaltbild dar;
  • 4 ist ein Blockschaltbild eines weiteren erfindungsgemäßen TV-Empfangssystems mit zwei Antennen;
  • 5 zeigt das Blockschaltbild eines alternativen erfindungsgemäßes TV-Empfangssystems mit zwei Antennen; und
  • 6 stellt das Blockschaltbild eines Abtastsystems für die erfindungsgemäße Möglichkeit für den Mehrfrequenzbetrieb.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Mehrantennensystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die von N Antennen 4, 5 und 6 empfangenen Signale jeweils als Eingangssignale an N Empfangsteile 1, 2 und 3 angelegt. Eines der Empfangsteile (Tuner) ist das als Referenz-Empfangsteil 1 bezeichnete System, während die übrigen ((N-1)) Tuner bzw. Empfänger als Slave- oder Neben-Empfangsteile bezeichnet werden. Die Ausgangssignale von den ((N-1)) Neben-Empfangsteilen werden über Phasenschieber 7 und 8 in ihrer Phase geregelt, ehe alle N Ausgangssignale im Kombinierer 12 aufaddiert bzw. kombiniert werden. Das Ausgangssignal aus dem Kombinierer 11, das aufaddierte Signal, wird in den Phasenfehlerdetektoren 9 und 10 hinsichtlich seiner Phase mit den einzelnen Ausgangssignalen aus den ((N-1)) Neben-Empfangsteilen verglichen. Die Phasenfehlerdetektoren 9 und 10 erzeugen ein Steuersignal, dessen Größe abhängig vom Phasenfehler zwischen den einzelnen Ausgangssignalen und dem aufaddierten Ausgangssignal ist. Dieses Steuersignal wird an die Phasenschieber 7 und 8 angelegt, wodurch der Phasenfehler zwischen den N Ausgangssignalen beseitigt wird und es möglich ist, die Signale im Kombinierer 11 kohärent zu addieren. Wichtig ist hierbei, daß die Phase jedes Signals aus den (N-1) Neben-Empfangsteilen in der Phase mit der Summe aller Signale verglichen wird. Wenn ein oder mehr Signale entfernt werden, werden bei diesem Ausführungsbeispiel die übrigen Signale immer noch kohärent aufaddiert. Deshalb ist die kohärente Addition bei diesem System nicht von einem einzelnen Signal abhängig. Im Extremfall, daß alle Signale bis auf eines entfernt werden, ist die Phase des einen verbleibenden Signals willkürlich und wirkt sich nicht auf den Empfang aus. Sobald ein oder mehr weitere Signale angelegt sind, werden alle Ausgangssignale aus den Empfangsteilen automatisch phasenkohärent miteinander kombiniert.
  • 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, bei welchem bei den N Empfangsteilen 1, 2 und 3, die über ihre Eingänge die Signale von den Antennen 4, 5 und 6 empfangen, ein Abstimmsystem mit phasenstarrer Schleife (PLL) eingesetzt wird, in dem die Frequenzreferenz für die PLL-Schaltung von den N Empfangsteilen gemeinsam verwendet wird. Da alle Empfangsteile mit derselben Frequenzreferenz für den PLL-Abstimmkreis aus 12 arbeiten, haben alle Empfangsteile Oszillatorsignale mit identischer Frequenz und mit einer festgelegten Phasenbeziehung. Verändert man die Phase des Frequenz-Referenzsignals am Eingang eines Empfangsteils gegenüber den anderen Signalen, verändert sich auch die Phasenbeziehung des Ausgangssignals dieses Empfangsteils gegenüber den Ausgangssignalen der anderen Empfangsteile um einen Betrag, der zu dem Teilungsverhältnis und damit zu der im Abstimmsystem verwendeten Vergleichsfrequenz in Beziehung steht. Da in der Regel die Vergleichsfrequenz innerhalb der PLL-Schleife viel niedriger ist als die tatsächliche Oszillatorfrequenz, ist auch der Betrag der Phasenverschiebung, die bei der Referenzfrequenz zur Einstellung der Ausgangsphase um mehr als 360 Grad erforderlich ist, größenmäßig viel kleiner als in dem Fall, daß die Phasenverschiebung direkt im Signalweg vorgenommen wird, wie dies in 1 der Fall ist. Mit diesem Ansatz wird ein kostengünstiges und einfacheres Verfahren zur Phasenverschiebung bei den Ausgangssignalen aus den (N-1) Neben-Empfangsteilen möglich. Deshalb befinden sich die Phasenschieber 13 und 14 an den Referenzfrequenz-Eingängen an den (N-1) Neben-Empfangsteilen.
  • Die bei diesem System eingesetzten Empfangsteile bzw. Tuner können je nach Systemaufbau unsymmetrische oder symmetrische Ausgänge aufweisen. 2 zeigt die Empfangsteile mit symmetrischen Ausgängen. In diesem Fall werden zwei Kombinierer 15 und 16 eingesetzt, um die Ausgangssignale symmetrisch miteinander zu verbinden. Die Ausgangssignale der Kombinierer 15 und 16 können dann als Eingangssignale an ein SAW-Filter 17 mit symmetrischem Eingang angelegt werden. Deshalb ist bei diesem Ausführungsbeispiel für N Empfangsteile nur ein SAW-Filter erforderlich, was zu geringeren Kosten führt.
  • Die Ausgangssignale aus den Phasenfehlerdetektoren 9 und 10 werden als Eingangssignale an Integratoren 18 und 19 angelegt, deren Ausgangssignal eine Gleichstrom-Steuerspannung ist, deren Größe vom Phasenfehler zwischen den kombinierten Ausgangssignalen aus den N Empfangsteilen und dem Ausgangs signal des an den jeweiligen Phasenfehlerdetektor angeschlossenen Neben-Empfangsteils abhängt. Die Ausgangssignale der Integratoren 18 und 19 werden als Steuereingangssignale an die Phasenschieber 13 und 14 angelegt. Die (N-1) Phasenschieber 13 und 14 steuern die Phase des Frequenzreferenz-Eingangssignals von 12 an den (N-1) Neben-Empfangsteilen 2 und 3. Die aus den Phasenfehlerdetektoren 9 und 10, den Integratoren 18 und 19 und den Phasenschiebern 13 und 14 bestehenden Regelschleifen sind so ausgelegt, daß der Phasenfehler zwischen den Ausgängen der N Empfangsteile 1, 2 und 3 beseitigt und die Signale phasenkohärent in den Kombinierern 15 und 16 miteinander verknüpft werden können.
  • 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem anstelle der Phasenfehler-Detektorblöcke die Kombination aus einem Breitband-Verzögerungsblock 20 mit 90° Verzögerung und (N-1) Quadraturdetektoren 21 und 22 eingesetzt wird. Der 90°-Verzögerungsblock befindet sich am Ausgang eines der Kombinierer 15 und 16. Diese um 90 Grad verzögerte Form des kombinierten Signals aus N Empfangsteilen wird als Eingangssignal an die (N-1) Quadraturdetektoren angelegt. Die Ausgangssignale der (N-1) Quadraturdetektoren 21 und 22 sind bei Integration mit den (N-1) Integratoren 18 und 19 Gleichspannungen, deren jeweilige Größe den Phasenfehlern zwischen den einzelnen Ausgangssignalen aus den (N-1) Neben-Empfangsteilen und den kombinierten Ausgangssignalen aus N Empfangsteilen 1, 2 und 3 entspricht. Die Ausgangssignale der Integratoren 18 und 19 werden als Steuereingangssignale an die Phasenschieber 13 und 14 angelegt. Die (N-1) Phasenschieber 13 und 14 steuern die Phase des Frequenzreferenz-Eingangssignals aus 12 an den (N-1) Empfangsteilen 2 und 3. Die aus den Quadraturdetektoren 21 und 22, den Integratoren 18 und 19 und den Phasenschiebern 13 und 14 bestehenden Regelschleifen sind so ausgelegt, daß der Phasenfehler zwischen den Ausgangssignalen der N Empfangsteile 1, 2 und 3 beseitigt wird und die Signale phasenkohärent in den Kombinierern 15 und 16 miteinander verbunden werden können.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das zwei Empfangsteile aufweist und in dem von den Antennen 4 und 5 kommende HF-Signale an die Eingänge der Empfangsteile 1 bzw. 2 angelegt werden. Die Ausgangssignale der Empfangsteile 1 und 2 werden in den Kombinierern 15 und 16 aufaddiert und dann an das SAW-Filter 17 angelegt, dessen Ausgang als Systemausgang bezeichnet wird. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal eines der Kombinierer 16 mittels eines Verzögerungsblocks 20 um 90° verzögert und dann als Eingangssignal an den Quadraturdetektor 21 angelegt. Der andere Eingang am Quadraturdetektor 21 ist der jeweilige Ausgang aus dem Neben-Empfangsteil 2. Bei Integration mittels des Integrators 18 ist das Ausgangssignal des Quadraturdetektors 21 eine Gleichspannung, deren Größe den Phasenfehlern zwischen dem Einzelausgangssignal des Neben-Empfangsteils 2 und den kombinierten Ausgangssignalen aus den Empfangsteilen 1 und 2 entspricht. Die Ausgangssignale des Integrators 18 werden als Steuereingangssignale an den Phasenschieber 13 angelegt. Der Phasenschieber 13 regelt die Phase des Frequenzreferenz-Eingangssignals aus 12 an das Nebenempfangsteil 2. Die aus Quadraturdetektor 21, Integrator 18 und Phasenschieber 13 bestehende Regelschleife ist so ausgelegt, daß der Phasenfehler zwischen den Ausgangssignalen der Empfangsteile 1 und 2 beseitigt wird und die Signale phasenkohärent in den Kombinierern 15 und 16 miteinander kombiniert werden können.
  • 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit 2 Empfangsteilen, das mit dem System aus 4 identisch ist, allerdings mit dem Unterschied, daß der Verzögerungsblock mit Phasenverzögerung um 90° im Ausgangssignal aus dem Neben-Empfangsteil 2 statt in dem kombinierten Ausgangssignal aus den Empfangsteilen 1 und 2 realisiert ist. Die Ausgangssignale aus den Empfangsteilen 1 und 2 werden in gleicher Weise wie bei dem System aus 4 phasenkohärent miteinander kombiniert.
  • 6 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Frequenz-Diversity-Systems für die Einbeziehung bei der vorliegenden Erfindung dar, bei welchem sowohl die Antenne als auch das Empfangsteil getrennt von jenen Baugruppen sind, die in dem Mehrempfangssystem verwendet werden. Dabei ist die Antenne 25 mit dem Eingang des Empfangsteils 26 verbunden, welches seinerseits getrennt von den Diversity-Empfangsteilen abgestimmt wird, wobei das Empfangsteil 26 dem Zweck dient, wiederholt und rasch eine Abtastung durch alle empfangbaren Kanäle vorzunehmen. Das Ausgangssignal des Empfangsteils 26 wird als Eingangssignal an eine Verarbeitungsstufe 27 für ZF-Signale angelegt, deren Ausgangssignale einen Hinweis auf die Signalstärke des Eingangssignals am Empfangsteil 26 sowie ein Signal enthalten, welches Informationen zur Kennung des Senders enthält. Gemäß der Darstellung wird dieses Signal in Block 30 weiterverarbeitet, woraufhin das Ausgangssignal eine digitalisierte Kennungs-Information ist, das vom Mikroprozessor 31 gelesen werden kann. Das die Signalstärke angebende Ausgangssignal 27 wird so integriert und digitalisiert, daß über den Mikroprozessor 31 ein Hinweis auf die Signalstärke ablesbar ist.
  • 1, 2, 3; 26
    Empfangsteil (Tuner)
    4, 5, 6; 25
    Antenne
    7, 8, 13, 14
    Phasenschieber
    9, 10
    Phasenfehlerdetektor
    11, 15, 16
    Kombinierer (Einrichtung zum Addieren)
    11a, 17
    Bandpaßfilter (SAW-Filter)
    12
    Oszillator (Frequenzreferenz)
    18, 19; 28
    Integrator
    20
    90°-Verzögerungsblock
    21, 22
    Quadraturdetektor
    27
    2F-Stufe bzw. deren Ausgangssignal
    29
    A/D-Wandler
    30
    Teletext-Block
    31
    Mikroprozessor

Claims (8)

  1. TV-Empfangsanordnung, welche umfaßt: zwei oder mehr Antennen (4, 5, 6) zum Empfangen jeweiliger HF-Signale mit einer gemeinsamen Frequenz, aber potentiell unterschiedlichen Phasen, gekennzeichnet durch – zwei oder mehr TV-Empfangsteile (1, 2, 3), von denen jedes mit einer mit einer gemeinsamen Referenzfrequenz (12) arbeitenden Schaltung abgestimmt ist und jedes ein eigenes Zwischenfrequenz-Ausgangssignal hat, dessen Frequenz über den Empfangskreis bestimmt wird, wobei ein Empfangsteil in diesem System willkürlich als Bezugsempfangsteil gewählt ist, wohingegen das bzw. die andere(n) Empfangsteil e) als Neben-Empfangsteil e) bezeichnet ist bzw. sind, – eine Einrichtung (11, 15, 16) zum Addieren der Ausgangssignale, – Phasenfehlerdetektoren (9, 10) zum Vergleichen der Phasen zwischen dem summierten Ausgangssignal und einzelnen Ausgangssignalen jedes Neben-Empfangsteils und zum Erzeugen separater Steuersignale anhand des Phasen fehlers zwischen jedem einzelnen Ausgangssignal und dem kombinierten Ausgangssignal, – eine Phasenschiebereinrichtung (7, 8; 13, 14) zum Steuern der Signalphase jedes Neben-Empfangsteils vor der Aufaddierung, wobei die Phasenschiebereinrichtung (7, 8; 13, 14) auf die Anlegung eines Steuersignals an sie anspricht, und eine Steuereinrichtung (9, 10; 18, 19, 21, 22), welche an einen Ausgang zur Erfassung eines Phasenfehlers des TV-Empfängers und an die steuerbare Phasenschiebereinrichtung angeschlossen ist, wobei die Steuereinrichtung ein Steuersignal erzeugt, welches den Phasenfehler zwischen den HF-Signalen widerspiegelt, – eine gemeinsame PLL-Referenzfrequenz (12), die an jeder Abstimmschaltung für jedes Empfangsteil im System vorgesehen ist, und – eine Einrichtung (13, 14) zur steuerbaren Phasenverschiebung der PLL-Referenzfrequenz für jedes Nebenempfangsteil im Ansprechen auf das Signal, das den Fehler bei der Erfassung der Phasendifferenz repräsentiert, wodurch eine ausreichende Phasenverschiebung erzeugt wird, um den Phasenfehler zwischen den einzelnen HF-Signalen zu beseitigen.
  2. Empfangsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung folgendes umfaßt: einen Quadraturdetektor (21, 22) zum Multiplizieren des ausgegebenen Summensignals mit dem Ausgangssignal des Neben-Empfangsteils und zum Erzeugen eines Produktsignals am Ausgang, welches proportional zum Phasenfehler der Signale ist; und einen an den Ausgang des Quadratur-Detektors angeschlossenen Integrator (18, 19), welcher zur Erzeugung des Steuersignals den Wechselstromanteil aus dem Produktsignal entfernt.
  3. Empfangsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren folgendes aufweist: einen separaten zusätzlichen parallelen Empfänger (26) zum Empfangen eines Signals von einer separaten zusätzlichen Antenne (25), wobei der zusätzliche Empfänger dazu herangezogen wird, die Möglichkeit für Mehrfachfrequenz-Betrieb zu schaffen, und eine Einrichtung (31) zum Abtasten aller empfangbaren Kanäle mit dem parallelen Empfänger, wobei sowohl die Signalqualität als auch die gegebenenfalls vorhandenen Programmkennungsdaten erfaßt werden.
  4. Empfangsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal aus dem parallelen Empfänger (26) zur Bestimmung der Signalqualität analysiert wird, wozu eine Einrichtung (27) zum Messen der Signalstärke der Kanäle vorgesehen ist, und wobei die Signalstärke über eine vorgegebene Zeitdauer integriert (28) wird, um kurzzeitige Schwankungen im Signalpegel zu entfernen, und die integrierte analoge Signalstärke in einen der Signalstärke entsprechenden digitalen Wert umgewandelt wird.
  5. Empfangsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Identität des Senders für einen bestimmen Kanal durch eine Vorrichtung (30, 31) bestimmt wird, welche folgendes umfaßt: eine Einrichtung (30) zum Messen und Dekodieren der in das modulierte Signal kodierten digitalen Modulationssignale, wobei die Modulation Teletext oder ähnliche Textübertragungssysteme umfaßt, und Mittel (31) zum Ermitteln der Identität des Senders anhand der demodulierten Informationen und unter Abspeicherung der Kennung zusammen mit den Meßwerten für die Signalstärke.
  6. Empfangsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Abstimmen der Diversity-Empfangsteile auf eine Ausweichfrequenz mit Mitteln vorgesehen sind, welche den Einfluß der dekodierten Signale aus dem Diversity-System beseitigen oder auf ein Mindestmaß reduzieren, wobei der Übergang in der Abstimmung insbesondere mit Hilfe von Einrichtungen zum Abstimmen der Diversity-Empfangsteile während solcher Perioden in der Modulation, daß die Synchronisierung des empfangenen Signals nicht verlorengeht, und von Einrichtungen zum Stummschalten des Tonausgangssignals bzw. zur Erzielung einer Abtast-Haltefunktion zur Reduzierung von Audio-Effekten beim Übergang in der Abstimmung auf ein Mindestmaß verringert ist.
  7. TV-Empfangssystem, welches aufweist: zwei Antennen (4, 5) zum Empfangen jeweils von HF-Signalen mit einer gemeinsamen Frequenz, aber potentiell verschiedener Phase, die als Eingangssignale an zwei TV-Empfangsteile (1, 2) mit gemeinsamer Abstimm-Referenzfrequenz angelegt sind, eine Phasenschieber-Einrichtung (13) zur Phasenverschiebung der Abstimm-Referenzfrequenz des ersten als Neben-Empfangsteil bezeichneten Empfangsteils an die Abstimm-Referenzfrequenz des zweiten, als Referenz-Empfangsteil bezeichneten Empfangsteils um einen Betrag, der ausreicht, um Phasenfehler zwischen den beiden Eingangssignalen der Empfangsteile zu korrigieren, wobei die Phasenverschiebung an einer an jedes Neben-Empfangsteil zugeführten PLL-Referenzfrequenz ausgeführt wird. eine Einrichtung (15, 16, 20) zum Aufaddieren der Ausgangssignale der Empfangsteile und zum Verzögern des Summensignals um einen Betrag, der einer Phasenverschiebung um 90° äquivalent ist, eine Einrichtung (21) zur Quadratur-Erkennung, wodurch das verzögerte Additionssignal und das Ausgangssignal des Neben-Empfangsteils multipliziert werden, wobei das Signal an einem Ausgang abhängig von der Phasenverschiebung zwischen Eingangssignalen an den Empfangsteilen ist, eine Einrichtung (18) zur Integration, die an den Ausgang des Quadratur-Detektors angeschlossen ist und den Wechselstromanteil aus dem Produktsignal zur Erzeugung des Steuersignals entfernt, wobei das Steuersignal an die Phasenschieber-Einrichtung in der Art einer Regelschleife so angelegt ist, daß das angelegte Steuersignal die Phase des Ausgangssignals des Neben-Empfangsteils mit Hilfe der Phasenverschiebung der Abstimm-Referenzfrequenz für das Neben-Empfangsteil in der Weise einstellt, daß die Ausgangssignale aus beiden Empfangsteilen kohärent aufaddiert werden.
  8. TV-Empfangssystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine dritte Antenne (25), die an ein drittes Empfangsteil (26) angeschlossen ist, wobei die Abstimmsteuerung des dritten Empfangsteils von der Abstimmsteuerung der Diversity-Empfangsteile (1, 2) getrennt ist, eine Einrichtung (30) zum Bestimmen von Ausweichfrequenzen, welche für einen mit der augenblicklich empfangenen Frequenz identischen Programmempfang sorgen, mit Hilfe des dritten Empfangsteils, wobei die Kennung des Programms durch Demodulieren kodierter Informationen erzielt wird, welche insbesondere Teletext-Informationen enthalten, eine Einrichtung (27) zum Ermitteln der Signalstärke des Senders der Ausweichfrequenz und zum Integrieren der Signalstärke über einen Zeitraum, der zur Beseitigung zufällig auftretender Signalschwankungen erforderlich ist, Mittel (29) zum Digitalisieren der Information über die Signalstärke und zum Abspeichern der Information zusammen mit einer entsprechenden Information über Ausweichfrequenzen, Mittel (31) zum Vergleichen der Signalstärke des augenblicklich empfangenen Signals mit dem Signal auf der Ausweichfrequenz und eine Einrichtung (31) zum Abstimmen der Diversity-Empfangsteile auf die ausgewählte Ausweichfrequenz, wenn der Übergang auf die Ausweichfrequenz einen besseren Empfang erbringt, während die negativen Auswirkungen des Empfangs während des Übergangs in der Abstimmung auf ein Mindestmaß reduziert werden.
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