DE2628906B1

DE2628906B1 - Funkfeld in einer richtfunkstrecke

Info

Publication number: DE2628906B1
Application number: DE19762628906
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl-Ing Vollhardt; Hans-Werner Ing Weber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-06-28
Filing date: 1976-06-28
Publication date: 1977-11-10
Also published as: JPS5739096B2; FI771995A; IL52391A; BE856218A; CA1090885A; AU2649377A; FR2357117B1; IT1081268B; IN147841B; GB1542033A; SE7707399L; AU500585B2; BR7704188A; NL7707118A; IL52391A0; CH617552A5; JPS533011A; US4161694A; DK285577A; FR2357117A1

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 Kanalweichengliedern zu einem gemeinsamen hochfrequenten Bündel zusammengefaßt sind.

Bei der Übertragung von Nachrichtenkanälen im Frequenzbereich der Mikrowellen sind bekanntlich Frequenzschemata vorgeschrieben, nach denen hochfrequente Bündel in einzelne Kanäle unterteilt sind. Wesentlich für den Aufbau der Übertragungsstrecken ist es nun, daß das gesamte hochfrequente Bündel über ein Funkfeld mit jeweils nur einer Sendeantenne und einer Empfangsantenne übertragen wird. Zur Speisung der Antenne werden dabei im allgemeinen 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 Vereinigung bzw. die Trennung der einzelnen Kanäle in den jeweiligen Weichenschaltungen ohne besondere Maßnahmen vorgenommen wird, ergibt sich ein unterschiedliches Laufzeitverhalten für die einzelnen Kanäle, so daß zum Laufzeitausgleich voneinander erheblich unterschiedliche Typen von Laufzeitentzerrern verwendet werden müssen. Um diese Schwierigkeiten wenigstens teilweise zu beheben, ist durch die DT-PS 12 60 562 bereits ein Funkfeld in einer Richtfunkstrecke bekanntgeworden, bei dem darauf geachtet wird, daß die Reihenfolge der Anschaltung der einzelnen Kanäle bei der empfangsseitigen Kanalweichenkette umgekehrt gewählt ist wie bei der zugehörigen sendeseitigen Kanalweichenkette. Dadurch wird für den einzelnen Kanal betrachtet, die Anzahl von Totalreflexionen und die Anzahl der hinsichtlich Laufzeitverzerrungen mitbestimmenden Filterflanken auf dem Übertragungsweg vom Sender zum Empfänger gleich der Anzahl von Totalreflexionen und der Anzahl von wirksamen Filterflanken in jedem anderen Kanal.

Bei dieser speziellen Ausbildung des Funksystems sind zwar die Laufzeitverzerrungen der in der

ίο Frequenzlage mittleren Kanäle untereinander gleich, jedoch ist für die Eckkanäle das Laufzeitverhalten nur näherungsweise gleich. Es wird dies insbesondere dann als störend empfunden, wenn es darauf ankommt, für alle Kanäle identische Laufzeitentzerrer in der Zwischenfrequenzebene einzusetzen. Zur Behebung dieser Schwierigkeiten ist durch die DT-OS 22 13 962 ein Funkfeld in einer Richtfunkstrecke bekanntgeworden, bei dem eine bestimmte Reihenfolge der einzelnen, den jeweiligen Hochfrequenzkanälen zugeordneten Kanalweichengliedern vorgesehen ist, bei dem ferner der Umlaufsinn zweier Zirkulatoren entgegengesetzt gewählt ist zum Umlaufsinn der übrigen Zirkulatoren und bei dem ferner ein Resonator vorgesehen ist, der im Frequenzbereich des tiefsten bzw. höchsten Frequenzkanals spiegelbildlich zu dessen Bandmittenfrequenz das Laufzeitverhalten nachbildet, das von dem in der Frequenzlage jeweils benachbarten Kanalweichenglied verursacht wird.

Durch diese spezielle Ausgestaltung eines Funksystems wird zwar eine für alle Kanäle gleiche und symmetrische Laufzeit- und Dämpfungsverzerrung erreicht, jedoch unterscheiden sich die Kanalweichenglieder für die Eckkanäle von den übrigen Kanalweichengliedern, so daß keine einheitlichen Baugruppen verwendet werden können. Außerdem ergibt sich durch den Mikrowellen-Resonator sowie durch den hierfür erforderlichen Abgleich ein im allgemeinen unerwünscht hoher Aufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorstehenden erwähnten Schwierigkeiten abzuhelfen und eine weitere Lösung anzugeben, durch die eine für alle Kanäle gleiche und insbesondere für die Eckkanäle symmetrische Laufzeit- und Dämpfungsverzerrung bei gleichzeitiger Verringerung des bisher erforderlichen Aufwands erreicht wird.

Ausgehend von einem 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 Kanalweichengliedern zu einem gemeinsamen hochfrequenten Bündel zusammengefaßt sind, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem einen der beiden, am oberen und unteren Rand des zu übertragenden Frequenzbereiches vorgesehenen Eckkanäle sendeseitig das vom Antennenanschluß am weitesten entfernt angeordnete Kanalweichenglied zugeordnet ist, daß dem anderen Eckkanal empfangsseitig das vom Antennenanschluß am weitesten entfernt angeordnete Kanalweichenglied zugeordnet ist und daß die Bandpässe der sende- und empfangsseitig von den jeweiligen Antennenanschlüssen am weitesten entfernt angeordneten Kanalweichenglieder hinsichtlich ihrer Mittenfrequenz gegenüber der Mittenfrequenz der ihnen zugeordneten Eckkanäle um einen Betrag Af in Richtung der Mittenfrequenz der in der Frequenzlage jeweils benachbarten Kanäle verstimmt sind.

Nachstehend wire, die Erfindung anhand eines

Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

Es zeigen in der Zeichnung:

F i g. 1 den Kanalplan eines Richtfunkbereiches,

F i g. 2 den schematischen Aufbau von Kanalweichenketten eines Funkfeldes,

F i g. 3 ein Schema der Kanalaufteilung und der Abstimmung der Bandpaßmittenfrequenzen nach der Erfindung für ein Funkfeld gemäß F i g. 1,

F i g. 4 die Laufzeitverzerrung pro Funkfeld für einen der Mittelkanäle und einen nicht korrigierten Eckkanal von Kanalweichenketten eines gebräuchlichen Systems,

F i g. 5 die Laufzeitverzerrung eines Eckkanals für die Kanalaufteilung und Abstimmung der Bandpaßmittenfrequenzen nach der Erfindung.

F i g. 1 zeigt den Kanalplan eines Richtfunkbereiches, wie es für ein System im Bereich um 6 GHz gebräuchlich ist. Ein Frequenzband von etwa 5900 bis etwa 6400 MHz enthält acht hochfrequente Kanäle 1 bis 8 mit den Mittenfrequenzen /1 bis /8, von denen jeder Kanal eine Breite von etwa 32 MHz hat und deren gegenseitiger Mittenfrequenzabstand je etwa 59 MHz beträgt. Innerhalb eines Funkfeldes werden im allgemeinen nur Kanäle entweder aus der Gruppe der unteren vier oder aus der Gruppe der oberen vier Kanäle benutzt. Bei Richtfunksystemen, die aus mehreren Funkfeldern bestehen, wird eine unerwünschte Schleifenbildung in der aufeinanderfolgende Funkfelder verbindenden Relaisstelle im allgemeinen dadurch vermieden, daß für das in Übertragungsrichtung erste Funkfeld beispielsweise die vier frequenztieferen Kanäle angewendet werden, im darauffolgenden Funkfeld die vier frequenzhcheren Kanäle, im nächstfolgenden Funkfeld wiederum die vier niedrigsten Kanäle usw. Zur zusätzlichen Entkopplung zwischen einzelnen Kanälen wird häufig auch noch eine Entkopplung durch unterschiedliche Polarisationsrichtungen, beispielsweise für die Kanäle Γ bis 8' der F i g. 1 angewendet.

In der F i g. 2 ist ein unter anderem möglicher Aufbau eines Funkfeldes schematisch dargestellt, wie es durch die einleitend erwähnte DT-PS 12 60 562 prinzipiell bereits bekanntgeworden ist. Bei diesem Funkfeld werden die von einer Modulationseinrichtung bzw. von den Sendern 51 bis 54 kommenden, den Senderanschlüssen SAl bis SAA entsprechenden Kanälen 1, 2, 3 und 4 mit den Bandmittenfrequenzen /1, /2, /3 und /4 zu einem hochfrequenten Bündel zusammengefaßt, das vom Antennenanschluß 10 einer Sendeantenne 15 zugeführt wird. Die Zusammenfassung erfolgt dabei über einzelne Kanalweichenglieder I, II, III und IV, die für sich aus einem Bandpaß BPi und einem Zirkulator Z bestehen. Zweckmäßig ist dem Bandpaß jeweils noch eine Richtungsleitung R vorgeschaltet. Demzufolge enthält also das Kanalweichenglied I den auf die Kanalfrequenz /1 des Kanals 1 abgestimmten Bandpaß BPl, dessen Ausgang einem Zirkulator Zl zugeführt wird. In genau der gleichen Weise sind auch die übrigen Kanalweichenglieder II, III und IV aufgebaut, so daß also der Bandpaß BPl auf die Frequenz /2 des Kanals 2, der Bandpaß BP3 auf die Frequenz ß des Kanals 3 und der Bandpaß BPA auf die Frequenz /4 des Kanals 4 abgestimmt ist Der Umlaufsinn der einzelnen Zirkulatoren Zl bis Z4 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 entsprechender Weise ist die Empfangsstation aufgebaut, bei der die Bezugszeichen der der Sendestation entsprechenden Baugruppen mit einer Apostrophierung versehen sind. Durch die auf der Empfangsseite vorgenommene Trennung der Kanäle steht somit am Ausgang des Kanalweichengliedes Γ der Kanal 1 und entsprechend an den Ausgängen der übrigen Kanalweichenglieder die Kanäle 2, 3 und 4 zur Verfügung. Von dort aus wird in die Zwischenfrequenzebene in den jeweiligen Empfängern Ei bis EA umgesetzt.

Um die Durchlaßdämpfung zwischen dem jeweiligen Senderausgang SA und dem zugehörigen Empfängereingang EE möglichst klein zu halten, werden die Laufzeitverzerrungen Δτ_ζ erst nach der Umsetzung der hochfrequenten Kanäle 1 bis 4 in der Zwischenfrequenzebene ausgeglichen. Auf dem Übertragungsweg vom Sender zum Empfänger werden die hochfrequenten Signale der Mittelkanäle der Kanalweichenkette sowohl an einem frequenzmäßig oberhalb als auch an einem frequenzmäßig unterhalb benachbarten Bandpaß reflektiert. Für die am oberen bzw. unteren Ende des genutzten Frequenzbereiches vorgesehenen Eckkanäle 1 und 4 liegen alle benachbarten Bandpässe hinsichtlich ihrer Mittenfrequenz unterhalb bzw. oberhalb der Mittenfrequenzen /1 und Ά der Eckkanäle. Das hochfrequente Band jedes Kanales erhält beim Durchlaufen der zugehörigen Bandpaß-Durchlaßbereiche eine zur Mittenfrequenz symmetrische Laufzeit- und Dämpfungsverzerrung, während bei der Reflektion an der Filterflanke eines benachbarten Kanales eine zu seiner Mittenfrequenz unsymmetrische Laufzeit- und Dämpfungsverzerrung entsteht. Durch die Überlagerung der gegenläufigen Schräglagen entsteht bei den mittleren Kanälen eine symmetrische Laufzeit- und Dämpfungsverzerrung. Bei den Eckkanälen ergibt sich jedoch wegen der frequenzmäßig nur auf einer Seite liegenden reflektierenden Nachbarkanäle eine in Richtung der Frequenz der Nachbarkanäle hin ansteigende Laufzeit- und Dämpfungsschräglage, die sich zu der symmetrischen Verzerrung der Bandfilterdurchlaßbereiche addiert.

Zur Laufzeitentzerrung werden im allgemeinen in der ZF-Ebene der Empfänger liegende Entzerrer verwendet. Diese mußten jedoch bisher für die Mittel- und Eckkanäle unterschiedlich abgestimmt werden. Um dies zu vermeiden, soll eine für alle Kanäle gleiche und symmetrische Laufzeit- und Dämpfungsverzerrung erzielt werden.

In der F i g. 3 ist ein die F i g. 2 ergänzendes Schema gezeigt, in dem mehrere Möglichkeiten der Aufteilung der einzelnen Kanäle für die Kanalweichenglieder angegeben sind sowie die dazu jeweils erforderliche Abstimmung der Mittenfrequenz derjenigen Bandpässe, die in den von den Antennenanschlüssen am weitesten entfernt angeordneten Kanalweichengliedern enthalten sind, damit die erfindungsgemäße Lehre erfüllt ist.

In der ersten Zeile des Schemas ist eine erste Möglichkeit der Kanalverteilung angegeben, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit der F i g. 2 erläutert ist und bei der der untere Eckkanal 1 sendeseitig dem vom Antenneneingang am weitesten entfernt angeordneten Kanalweichenglied I und empfangsseitig der obere Eckkanal 4 dem ebenfalls vom Antennenanschluß am weitesten entfernt angeordneten Kanalweichenglied IV zugeordnet ist. Die Verteilung der mittleren Kanäle ist bei dieser ersten Möglichkeit gemäß der DT-PS 12 60 562 so gewählt, daß die Reihenfolge der Kanäle bei der empfangsseitigen Kanalweichenkette umge-

kehrt ist wie bei der zugehörigen sendeseitigen Weichenkanalkette. So durchläuft das Signal jedes dieser Kanäle die gleiche Anzahl von Zirkulatoren und erhält dadurch die gleiche Dämpfung. Bei dieser ersten Möglichkeit sind die Kanäle sendeseitig in frequenzmäßig aufsteigender Reihenfolge auf die Kanalweichenglieder aufgeteilt. Die Bandpaß-Mittenfrequenzen der den Mittenkanälen 2 und 3 zugeordneten Kanalweichenglieder II und III sind hierbei exakt auf die Mittenfrequenzen /2 und /3 der Mittenkanäle 2 und 3 eingestellt. Dagegen ist zur Erfüllung der erfindungsgemäßen Lehre der Bandpaß BPX des sendeseitigen Kanalweichengliedes I gegenüber der Mittenfrequenz f\ des Kanales 1 um einen Betrag Afm Richtung auf die Mittenfrequenz /2 des frequenzbenachbarten Kanales 2 verstimmt. In gleicher Weise ist auch der Bandpaß BP4' des empfangsseitig vom Antennenanschluß am weitesten entfernten Kanalweichengliedes IV gegenüber der Mittenfrequenz /4 des höchsten Eckkanales 4 um einen Betrag Afm Richtung auf die Mittenfrequenz /3 des dem Kanal 4 frequenzbenachbarten Kanales 3 verstimmt. Dadurch wird die Laufzeit- und Dämpfungsschräglage der Eckkanäle weitgehend kompensiert und die resultierende Laufzeit- und Dämpfungsverzerrung wird auf diese Weise symmetrisch zur jeweiligen Kanalmittenfrequenz gemacht.

In der zweiten Zeile der Fig.3 ist gegenüber der vorstehend angegebenen ersten Möglichkeit die Zuordnung der Kanäle 2 und 3 auf die Kanalweichenglieder II und III bzw. ΙΓ und ΙΙΓ vertauscht. In der dritten Zeile jo sind die für die ersten beiden Kanalaufteilungsmöglichkeiten erforderlichen Abstimmfrequenzen der in den Kanalweichengliedern enthaltenen Bandpässe angegeben.

In der vierten Zeile des Schemas ist für eine dritte a Kanalaufteilungsmöglichkeit die Lage der Eckkanäle gegenüber derjenigen der ersten beiden Zeilen des Schemas vertauscht. Es ist in diesem Falle der obere Eckkanal 4 dem sendeseitig am weitesten vom Antennenanschluß entfernt angeordneten Kanalweichenglied I zugeordnet. Zur Erfüllung der erfindungsgemäßen Lehre ist hier der Bandpaß des Kanalweichengliedes I hinsichtlich seiner Mittenfrequenz gegenüber der Kanalmittenfrequenz Ά des Kanales 4 um den Betrag Af zu erniedrigen, während der Bandpaß des sendeseitigen Kanalweichengliedes IV gegenüber der Kanalmittenfrequenz /1 des Kanales 1 um den Betragt/ zu erhöhen ist.

In der fünften Spalte des Schemas ist eine vierte Kanalaufteilungsmöglichkeit angegeben, bei der gegenüber der dritten Möglichkeit wiederum die mittleren Kanäle 2 und 3 vertauscht sind. Es ändert sich dadurch nur die Abstimmung der der mittleren Kanalweichenglieder II und III bzw. IΓ und III', während die Abstimmung der übrigen Kanalweichenglieder gegenüber der dritten Möglichkeit unverändert bleibt.

In der F i g. 4 ist die Laufzeitverzerrung für einen der Mittelkanäle und einen der Eckkanäle ohne Frequenzkorrektur von Kanalweichenketten eines gebräuchlichen Richtfunksystems im Bereich von 6 GHz angegeben. Die symmetrisch zur Mittenfrequenz /_M liegende Laufzeitverzerrung des Mittelkanales ist ausgezogen dargestellt, während die entsprechende Laufzeitverzerrung für den Eckkanal gestrichelt gezeichnet ist. Wie aus der Figur zu entnehmen ist, ist die Laufzeitverzerrung für den unkorrigierten Eckkanal gegenüber der zur Mittenfrequenz symmetrischen Lage des Mittelkanales um etwa 2 MHz verschoben.

F i g. 5 zeigt die Laufzeitverzerrung eines Eckkanals entsprechend der F i g. 4, bei dem eine erfindungsgemäße Frequenzkorrektur um den Betrag Af — 2,8 MHz vorgenommen wird. Dadurch stimmt die Laufzeitverzerrung des Eckkanals praktisch mit der entsprechenden Kurve für die Mittelkanäle überein. Da sich die Dämpfungskurven entsprechend den Laufzeitkurven verhalten, wurde die Erfindung lediglich anhand von Laufzeitkurven erläutert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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 Kanalweichengliedern zu einem gemeinsamen hochfrequenten Bündel zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem einen der beiden, am oberen und unteren Rand des zu übertragenden Frequenzbereiches vorgesehenen Eckkanäle (1, 4) sendeseitig das vom Antennenanschluß (10) am weitesten entfernt angeordnete Kanalweichenglied (I) zugeordnet ist, daß dem anderen Eckkanal empfangsseitig das vom Antennenanschluß (10') am weitesten entfernt angeordnete Kanalweichenglied (IV) zugeordnet ist, und daß die Bandpässe (BPi, BPV) der sende- und empfangsseitig von den jeweiligen Antennenanschlüssen (10, 10') am weitesten entfernt angeordneten Kanalweichenglieder (I, IV) hinsichtlich ihrer Mittenfrequenz gegenüber der Mittenfrequenz der ihnen zugeordneten Eckkanäle um einen Betrag Afm Richtung der Mittenfrequenz der in der Frequenzlage jeweils benachbarten Kanäle verstimmt sind.

2. Funkfeld in einer Richtfunkstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag Af der Verstimmung kleiner gewählt ist als die genutzte Bandbreite der betreffenden Eckkanäle.