DE2227633C2 - Nachrichten-Transponder zum Umsetzen von Frequenzlagen empfangener und ausgesendeter Frequenzbänder - Google Patents

Description

a) erste Umsetzer (10,16,18:12,16,18; 14,16,18)

zum Verlegen jedes Teilfrequenzbands der Signalgemische (A. B, C) in ein gesondertes, nicht überlapptes Frequenzband, ts

b) Filter (24) zum Aufteilen des Frequenzbands, das von der Vielzahl der Signalgemische (A, B, C) nach der Verlegung ihrer Teilfrequenzbänder eingenommen wird, in voneinander getrennte Frequenzbereiche, μ

c) zweit·.· Umsetzer (26, 28) für die Verlegung eines jeden Frequenzbereichs in ein für die Übertragung geeignetes Frequenzband, wobei sich die für die Übertragung bestimmten Frequenzbänder überlappen und wobei die Einfügung eines jeweiligen Teilfrequenzbands in einen ausgewählten Frequenzbereich durch die Verlegung des Teillrequenzbands in eine diesen Frequenzbereich zugeordnete Stelle des nicht überlappten Frequenzbands bestimmt ist.

2. Transponder nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Umsetzer aus Filtern (10, 12, 14) für die Aufteit ag der empfangenen Vielzahl von Signalgen.isrhen (A. B. C) in Teilfrequenzbänder und aus Oszillai· en (18) zur Erzeugung einer Vielzahl von Trägerfrequenzen sowie aus Mischanordnungen (16) bestehen, mit denen die Trägerfrequenzen und die die Teilfrequenzbänder belegenden Signale jeweils gemischt und in ein von den Signalgemischen (A. B. C) eingenommenes Frequenzband verlegt werden, das keine sich überlappenden Frequenzen aufweist.

3. Transponder nach Anspruch I und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Mischanordnungen (16) jeweils einzelne Mischer (16a. 166.16c. 16c/. 16c; für jedes der Teilfrequenzbänder aufweisen, wobei jedem Mischer (16a bis \%e) über einen ersten Eingang die ein gegebenes Teilfrequenzband belegenden Signale und über einen zweiten Eingang eine so der Oszillatorfrequenzen zugeführt werden.

4. Transponder nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Mischanordnungen (16) aufweisen:

stimmbaren Filter (48) aus einem YIG-Filter besteht 6. Transponder nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Normalfrequenz-Generator aus einem stabilen Frequenzgenerator (40) und einem Speicher-Schalt-Dioden enthaltenden Generator (42) für die Erzeugung diskreter Frequenzen, die im Verhältnis von Harmonischen zueinander stehen, besteht, die zusammen Mn Frequenzspektrum erzeugen, bei dem jede Frequenz von den benachbarten Frequenzen durch eine konstante Frequenzdifferenz getrennt ist,

b) daß der Generator (42) mit dem Leistungsteiler (46) verbunden ist, an dem das Spektrum an N-Ausgängen abgreifbar ist, und daß

c) eine Anzahl N von elektronisch abstiinmbaren YIG-Filtern (48) mit den /V-Ausgängen in Verbindung stehen, wobei jedes YIG-Filter (48) dazu geeignet ist, elektronisch gesteuert wahlweise eine der Frequenzen oder einen der Frequenzbereiche des Spektrums durchzulassen

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■)

einen mit einem Generator (40, 42) verbundenen Leistungsteiler (46), der gedämpfte Nachbildungen der Vielzahl von Trägerfrequenzen an Vielfach-Ausgängen erzeugt und t>) eine Vielzahl von elektronisch abstimmbaren Filtern (48) mit hohem Gütefaktor, die mit einem Eingang jeweils an einen der Ausgänge des Leistungsteilers (46) und mit dem Ausgang an einen zweiten Eingang eines jeweiligen Mischers(16abis 16e,}angeschlossen sind.

5. Transponder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der elektronisch ab- Die Erfindung bezieht sich auf einen Transponder zum Umsetzen von Frequenzlagen empfangener und ausgesendeter Frequenzbänder für den Empfang einer Vielzahl von Signaigemischen, die je eine Vielzahl von Teilfrequenzbändern aufweisen, die Frequenzbänder belegen, welche sich mit von Teilfrequenzbändern anderer Signalgemische belegten Frequenzbändern überlappen.

Eine Technik zur Erhöhung der Informationskapazi tat pro Bandbreite in einem Nachrichtensatellitensystem besteht darin, den Satelliten-Transponder mit zahlreichen Antennen auszurüsten, die für den Empfang und das Senden von Signalen vorgesehen sind, die von oder zu festgelegten Regionen auf der Erde übertragen werden. Die Richtstrahlen der Antennen ermöglichen ein Raumdiversity und Vielfach-Übertragungen innerhalb des gleichen Bandes. Aufgrund der Richtstrahlverbindungen zwischen den Erdestationen und dem Satelliten-Transponder kann z. B. das für die Übertragung zwischen zwei Erdestationen verwendete Frequenzband auch für die Übertragung zwischen zwei anderen Erdestatkxien ausgenutzt werden.

Bekannt ist ein Radiotelephoniesystem. bei dem zahlreiche Übertragungskanäle für die Verbindung zwischen verschiedenen Teilnehmern verwendet werden. Das von Telephoniesystem benutzte Frequenzspektrum ist in eine obere und eine untere Hälfte mit jeweils gleicher Anzahl von Übertragungskanälen eingeteilt. Auch die Teilnehmerstationen sind in zwei Gruppen aufgeteilt. Jede Teilnehmerstation der ersten Gruppe sendet auf einem oder auf mehreren Übertragungskanälen der unteren Hälfte des Frequenzbandes und empfängt Signale, die auf entsprechenden Kanälen der oberen Hälfte des Frequenzbandes gesendet v/erden. Bei den Teilnehmerstationen der /.weiten Gruppe liegen die Sende- und Empfangskanäle umgekehrt dazu. Weiterhin bildet jede Teilnehmerstation in der ersten Gruppe mit einerTeilnehmerstation in der zweiten Gruppe ein Paar in dem Sinne, daß bei einer Nachrichtenübertragung von einer Station in der einen

Gruppe zu einer beucoigen Station in der anderen Gruppe die Verbindung über die in der anderen Gruppe liegende Station des jeweiligen Paars verlaufen muß (US-PS 28 48 545).

Es ist ferner ein Antennensystem bekannt, das zahlreiche Antennenelemente aufweist und eine Richtcharakteristik hat, die von der Richtung der einfallenden elektromagnetischen Wellen abhängt. Die beispielsweise von einer östlich und einer westlich angeordneten Station vom Antennensystem empfangenen Signale werden in einem Abzweigfilter in Informations- und Richi-i-iy^.igi.ak· getrennt Die Richtungssignale werden in Mischern den Signalen eines Oszillators überlagert In den Mischern durch Frequenzmodulation erzeugte Seitenbänder werden weiteren Mischern zusammen mit den jeweiligen Informationssignalen und den durch Frequenzmodulation erzeugten Seitenbändern des anderen Kanals zugeführt. Die in den Mischern erzeugten Seitenbänder der Modulation werden nach Verstärkung in der richtigen Phasenlage in die Antennenelemente eingespeist, um die gerichtete Übertragung zu der anderen Station zu bewirken (US-PS32 73 151).

Schließlich ist eine Relaisstation für den Empfang und die Aussendung von nach dem Frequenzdiversityprinzip übertragenen Signalen bekannt In der Relaisstation iind alle Sender und Empfänger doppelt vorhanden, um bei Ausfall eines Elements die Übertragung mit Hilfe des entsprechenden anderen Elements aufrecht zu erhalten (US-PS 30 45 185).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transponder der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln, daß alle oder ein Teil der Frequenzbänder in jedem empfangenen Signalgemisch in wählbarer Weise auf die ausgesandten Signalgemisehe verteilt und in deren Frequenzbänder eingefügt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

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a) erste Umsetzer zum Verlegen jedes Teilfrequenzbands der Signalgemische in ein gesondertes, nicht überlapptes Frequenzband.

b) Filter zum Aufteilen des Frequenzbands, das von der Vielzahl der Signalgemische nach der Verlegung ihrer Teilfrequenzbänder eingenommen wird.

in voneinander getrennte Frequen. bereiche.

c) zweite Umsetzer für die Verlegung eines jeden Frequenzbereichs in ein für die Übertragung geeignetes Frequenzband, wobei sich die für die Übertragung bestimmen Frequenzbänder überlappen und wobei die Einfügung eines jeweiligen Teilfreqpenzbands in »-inen ausgewählten Frequenzbereich durch die Verlegung des Teilfrequenzbands in eine diesen Frequenzbereich zugeordnete Stelk des nicht überlappten Frequenzbands bestimmt ist.

Mit diesen Maßnahmen läßt sich die vorhandene Übertragungskapazität, insbesondere bei e.ner Raumdiversity I Ibertragung. besser ausnutzen. Es ist auf einfache Weise möglich, jedes Teilfrequenzband eines empfangenen Signalgemischs an jede gewünschte Teilfrequen/bandstelle eines Sendesignalgemischs zu verlegen. .

Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorstehend beschriebenen Maßnahmen sind in den Ansprüchen 2 bis 6 erläutert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des frequenzurr.ietzenden uiid frequenzlagenverändernden Transponders und

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines Synthesizers für die L, beugung von lokalen Oszillatorfrequenzen, die den Mischern in dem Transponder zugeleitet werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden in der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels bestimmte Frequenzen angeführt, jedoch wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung keineswegs auf die erwähnten Frequenzen oder Frequenzbänder beschränkt ist Es wird davon ausgegangen, daß der Satelliten-Transponder in F i g. 1 drei Richtstrahlen empfängt von denen jeder das 5,9- bis 6,4-GHz-Band belegt und des weiteren drei Richtstrahlen aussendet von denen jeder das 3,7- bis 4,2-Ghz-Band belegt. Des weiteren wird noch angenommen, daß 0,1 GHz oder 100 MHz die kleinste Bandbreite darstellt, die noch getrennt weitergeleitet wenden kann. Die Empfangs-Richtstrahlen werden als η . B- und C- und die Sendestrahlen als AA-. BB- und CC-Strahlen bezeichnet

Die Empfangsstrahlen werden aufgenommen und ihre entsprechenden Signale, die die 5,9- bus 6,4-GHz-Bandbreiie belegen, N-stufigen Filtern 10, 12 und 14 zugeleitet. Das am Eingang jedes Filters 10, 12 und 14 auftretende Signal ist ein Signalgemisch von A, B oder C. das aus Signalen besteht, denen verschiedene Teilfrequenzbänder innerhalb des 5,9- bis 6,4-GHz-Frequenzbandes zugeordnet sind. In dem beschriebenen Beispiel ist Ngleich fünf. Jedes /V-stufiges Filter teilt das empfangene Frequenzband in Teilfrequenzbänder, von denen jedes für sich weitergeleitet werden kann und die nachstehend als Banddurchlaßbereiche oder Durchlaßbereiche (Bandschlitze oder Schlitze) bezeichnet werden. Wie in F i g. 1 dargestellt, belegt jeder Durchlaßbereich eine 100-MHz-Bandbreite zwischen 5.9 und

6.4 GHz. Jeder Banddurchlaßbereich wird einem der Mischer 16 zugeführt und mit einem Signal 18 eines lokakn Oszillators gemischt. Jedem Mischer wird eine verscniedene Os/illatorfrequenz zugeleitet, und die Frequenzen werden so ausgewählt, daß die fünfzehn Durchlaßbereiche von den drei Filtern 10,12 und 14 alle fünfzehn 100-MHz-DurchlaDbereiche in einem Ge^amtband zwischen 8,0 und 9.5 GHz belegen.

Die in der frequenzumgesetzten Durchlaßbereiche werden in einem Leistungskombinierer 20 so kombiniert daß ein zusammengesetztes Signal der Bandbreite von 8.0 bis 9.5 GHz an einem Ausgang 22 erhalten wird. Das zusammengesetzt Signal wird in einem frequenzselektiven Leistungsteiler 24 in Frequenzbereiche von 0,5GHz Bandbreite gefiiiert. Wie gezeigt sind drei Frequenzbereiche vorgesehen, die die entsprechenden Bänder 8,0 bis 8.5GHz. 8.5 bis 9.0GHz und 9.0 bis

9.5 GHz belegen, leder dieser Frequenzbereiche wird einem der Mischer 26a. 266 bzw. 26c zugeleitet, wo er mit einer Frequenz des lokalen Oszillators 28a. 28i> bzw. 28c gemischt wird, um den Frequenzbereich in das Übertragungsband 3.7 bis 4.2 GHz zu übersetzen. Die Ausgänge der Mischer 26/? bis 26c werden mittels der Übertragungsstrahlen AA. ßßund CCübertragen.

Die Weiterleitung wird durch die Einheitsfrequenz, die den Mischern 16 zugeleitet wird, überwacht. Nachfolge;.·' wird beispielsweise davon ausgcgjn^on, daß es erwünscht ist. den 6.2- bis 6,3-GHz-Durchlaßbereich im EniDfanesstrahl A auf den 4.0- bis 4,1-Durchlaß-

bereich des Sendestrahis Uli zu übertragen. Diese Weiterleitung ist bewerkstelligt, wenn die an den Mischer 16cangelegte Frequenz des lokalen Oszillators 14,9GHz beträgt. Das von dem Ausgangssignal des Mischers belegte Frequenzband liegt im Bereich 8,6 bis 8.7GHz. Dieser Durchlaßbcrcich ist Teil des 8.5 bis 9,0 GHz breiten Frequenzbereichs, der durch den Teiler 24d zu dem Mischer 26b gefiltert wird, wo er mit einer 12,7-GHz-F.mpfangsfrcquenz gemischt wird. Der Mischer übersetzt den interessierenden Durchlaßbereich in das 4,0- bis 4.1 -GHz-Band des .Sendestrahls BB.

Die Frequenzen des lokalen Oszillators auf der Empfangsseite des Transponders können von einzelnen lokalen Oszillatoren erhalten werden, jedoch zwingen Gewichtsbeschränkungen zu einer anderen Technik für die Erzeugung der Einheitssignale. Des weiteren kommt noch hinzu, daß es von Vorteil ist, variable Einhcitssigna-Ie zu erhalten, die eine Änderung in dem Leitschema erlauben.

F.in dafür geeigneter Synthesizer ist in F i g. 2 dargestellt und umfaßt einen stabilen Frequenz-Generator 40. einen Speicher-Schalt-Dioden aufweisenden Generator 42 für die Erzeugung diskreter Frequenzen, die im Verhältnis von Harmonischen zueinander stehen, einen Leistungsteiler 46 und eine Vielzahl von YIG-Filtern 48, von denen der Einfachheit halber nur eines gezeigt ist. Der Generator 40 erzeugt eine stabile Frequenz mit der niedrigsten Durchlaßbereich-Trennung, die 0,1 GHz beträgt. Der Generator 42 ist ein leistungsstarker Frequenz-Vervielfacher mit einem Ausgangsfrequenzspektrum 44. Der Ausgang besteht aus einer Vielzahl von Einheitsfrequenzen, die voneinander durch den Abstand 0,1 GHz getrennt sind. Der Leistungsteiler 46 arbeitet in bekannter Weise, um das gleiche Spektrum mit herabgesetzter Leistung an einer Vielzahl von Ausgängen zu erhalten. Bei dem vorliegenden Beispiel sind es fünfzehn Ausgänge entsprechend den fünfzehn Mischern auf der Empfangsseitc des Transponders.

leder Ausgang des l.eislungstcilers 46 ist mit einem

^r) YIG-Filter 48 verbunden. Der Ausgang jedes YIG-FiI-ters 48 ist an einen bestimmten Mischer angeschlossen, um diesen mit dem Einheitssignal zu versorgen. Die YIG-Filter 48 sind bekannte leichtgewichtige, elektronisch abstimmbare φ-Filter hoher Güte. Der Wert der

in Abglcichspannting steuert die Zentralfrequenz der YIG-Filterbandbreite, und so kann die gewünschte F.inhcitsfrequenz an jeden Mischer gelangen durch geeignete Einstellung der Abgleicherspannung für das YIG-Filter, das andern Mischer angeschlossen ist.

π Es ist offensichtlich, daß bei von Hand eingestellten Abgleichspannungen im Transponder die Signalweiterleitung fixiert ist. Zum Erreichen einer variablen Weiterleitung können die Abgleichspannungen durch einen digitalen Regler gesteuert werden, der entweder vorprogrammiert ist oder durch Signale von der Erde aus gesteuert wird. Ais einfache Äusführungsform wäre beispielsweise ein Speicher mit fünfzehn digitalen Wortspeicherplätzen verwendbar, leder Speicherplatz könnte beispielsweise mit einem Digital/Analog-Converter verbunden sein, dessen Ausgang die Abgleichspannung für eines der YIG-Filter ergibt. Unterschiedliche Weiterleitung könnte in einfacher Weise dadurch verwirklicht werden, daß das gespeicherte Wort in einer Speichorstelle geändert wird.

jo In der voranstehenden Beschreibung wurden alle Durchlaßbereiche (Schlitze) mit gleicher Bandbreite angenommen, was jedoch keineswegs notwendig ist. Die Bandbreite dor Durchlaßbereiche kann variieren, wodurch jedoch die Möglichkeit, einen Durchlaßbereich

zu irgendeinem Sendestrahler zu übertragen, nicht beeinflußt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Transponder zum Umsetzen von Frequenzlagen empfangener und ausgesendeter Frequenzbänder für den Empfang einer Vielzahl von Signalgemi- schert, die je eine Vielzahl von Teilfrequenzbändern aufweisen, die Frequenzbänder belegen, welche sich mit von Teilfrequenzbändern anderer Signalgemische belegten Frequenzbändern überlappen, gekennzeichnet durch