DE3024277A1

DE3024277A1 - Senderempfaenger fuer frequenzmodulationsbetrieb

Info

Publication number: DE3024277A1
Application number: DE3024277A
Authority: DE
Inventors: Christopher Keith Richardson
Original assignee: PLESSEY HANDEL und INVESTMENTS AG ZUG (SCHWEIZ); Plessey Handel und Investments AG
Current assignee: Plessey Overseas Ltd
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1981-01-22
Also published as: GB2064271A; FR2461410A1; GB2064271B; KR830003995A; IL60202A; US4349919A; FR2461410B1; IN153080B; KR830001769B1; NL8003751A; IL60202A0

Description

Senderempfänger für Frequenzmodulationsbetrieb

Die Erfindung bezieht sich auf einen Senderempfanger für Frequenzmodulationsbetrieb nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.

Mit der Erfindung soll ein Senderempfänger, wie er in der Patentanmeldung P 27 11 746.7 der Anmelderin beschrieben ist, weiterentwickelt werden.

Der in der genannten Patentanmeldung beschriebene Senderempfänger kann nur beschränkt für den Nachrichtenverkehr zwischen mehr als zwei Senderempfängern eingesetzt werden, da hier ein Ubertönungseffekt auftritt, durch den ein starkes Signal gegenüber einem schwachen Signal bevorzugt angenommen und behandelt wird.

Gemäß der Erfindung ist ein Senderempfänger für Frequenzmodulationsbetrieb gekennzeichnet durch eine Oszillator/Modulatorschaltung zur Winkelmodulation, die ein auszusendendes Signal abgibt und deren Phasenhub bzw. Phasenabweichung 9 nicht merklich übersteigt, durch eine Antennenanordnung zum Aussenden des Ausgangssignals und zum Empfangen von Signalen, durch zwei Mischer zum Mischen des auszusendenden Signals von der Oszillator/Modulatorschaltung mit dem empfangenen Signal, durch eine Phasenschieberanordnung, die so ausgebildet ist, daß eines der dem einen Mischer zugeführten Signale in 9 0°-Phase mit dem korrespondierenden, dem zweiten Mischer zugeführten Signal ist, und durch eine von dem Mischer gespeiste Demodulatorschaltung, die zwei, jeweils von einem der Mischer gespeiste Bandpässe, eine Phasenschieberschaltung

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zum Erzeugen eines etwa 9 0° betragenden Phasenunterschieds zwischen den Ausgangssignalen der Bandpässe sowie ein Kopplungsglied aufweist, das mit den Ausgangssignalen der Phasenschieberschaltung gespeist ist und ein demoduliertes Ausgangssignal liefert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die beiden Bandpässe jeweils zwei in Serie geschaltete Bandfilter auf, von denen ein Bandfilter ein Tiefpaß und das andere Bandfilter ein Hochpaß ist. Die Tiefpässe werden jeweils von einem Mischer gespeist und sind jeweils über einen Verstärker mit dem zugeordneten Hochpaß verbunden.

Der Durchlaßbereich der Bandpässe liegt etwa im Bereich zwiscl 3 00 Hz bis 3 kHz, so daß bei Verwendung eines Tief- und eines Hochpasses für jeden Bandpaß die Grenzfrequenz des Tiefpasses ungefähr bei 3 kHz und diejenige des Hochpasses bei etwa 3 00 Hz liegt.

Die Phasenschieberschaltung weist vorzugsweise zwei Phasenschieber auf, die jeweils von einem der Mischer gespeist sind und deren Phasenverschiebung zusammen einen Phasenwinkel von 9 0° ergibt ·. Es können zwei Phasenschieber verwendet werden, von denen der eine eine Phasenverschiebung um 45° in positivei Richtung und der andere eine Phasenverschiebung um 45° in negativer Richtung erzeugt. Das von den Phasenschiebern gespeiste Kopplungsglied ist vorzugsweise ein Summierglied.

Die Oszillator/Modulatorschaltung weist einen winkelmodulierbaren Oszillator auf. Die Modulation des empfangenen Signals von der Demodulatorschaltung ist zu der Oszillator/ Modulatorschaltung rückgeführt, um eine Relais-Senderfunktion zu erzielen.

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Für den Empfang und die Weitersendung können entweder zwei Antennen oder aber eine gemeinsame Antenne verwendet werden.

Die Phasenschieberanordnung erzeugt entweder eine 9 0°-Phasenbeziehung zwischen den den Mischern von der Empfangsantenne zugeführten Signalen oder eine 90°-Phasenverschiebung zwischen den den Mischern von der Oszillator/Modulatorschaltung zugeführten Signalen.

Modifikationen der Erfindung sind selbstverständlich möglich. So sind entsprechende Senderempfänger gemäß der genannten

Patentschrift (Patentanmeldung P 27 11 467.7)

verwendbar, bei denen die Oszillator/Modulatorschaltung einen Empfangsoszillator für die Mischer aufweist, der einen etwa 9 0° nicht übersteigenden Phasenhub liefert, und bei denen die Mischer des Senderempfängers eine Demodulatorschaltung speisen, die zwei Bandpässe, eine Phasenschieberschaltung zum Erzeugen eines 9 0°-Phasenunterschieds zwischen den Ausgangssignalen der Bandpässe woei ein Signalkopplungsglied aufweist.

Mit einem Gleichkanal-Duplexsenderempfänger-System gemäß der Erfindung kann gleichzeitig ein Nachrichtenverkehr zwischen mehr als zwei Senderempfängern erfolgen, da der unerwünschte Ubertöneffekt nicht auftritt, weil die maximale Phasenmodulation auf vorzugsweise 9 0° oder weniger begrenzt ist.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur näher erläutert, in der ein schematisch.es Blockdiagramm eines Gleichkanal-Duplexsenderempfängers gemäß der Erfindung dargestellt ist.

Ein Gleichkanal-Duplexsenderempfänger weist eine Empfangsantenne 1 auf, die über eine Signalweiche 2 mit zwei Mischern 3 und 4 verbunden ist. Den Mischern 3 und 4 werden von einer Oszillator/Modulatorschaltung 5 Empfangs -

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Oszillatorsignale zugeführt, wobei die Schaltung 5 einen Oszillator aufweist, dessen Signale durch der Oszillator/ Modulatorschaltung 5 über eine Leitung 6 zugeführte Signale frequenz- oder phasenmoduliert sind. Die Empfangs-Oszillatorsignale für die Mischer 3 und 4'w~erden von der Oszillator/ Modulatorschaltung 5 über eine Leitung 7 zugeführt. Außerdem ist ein 90°-Phasenschieber 8 vorgesehen, mit dem eine 90°- Phasenverschiebung zwischen den den Mischern 3 und 4 zugeführten Empfangs-Oszillatorsignalen erreicht wird. Eine solch 90^Phasenverschiebung muß zwischen zwei korrespondierenden, den Mischern 3 und 4 zugeführten Signalen bestehen; so kann als andere Möglichkeit die Signalweiche 2 so aufgebaut werden daß zwischen den den Mischern 3 und 4 von der Empfangsantenne zugeführten Signalen eine 9O°-PhasenverSchiebung besteht. In diesem Fall kann die Signalweiche einen9 0°-Hybrid-Koppler aufweisen, wodurch der 90°-Phasenschieber 8 nicht mehr benötigt würde.

Die Ausgangssignale der Mischer 3 und 4 werden einer Demodulatorschaltung zugeführt, die innerhalb der gebrochenen Linie dargestellt ist und zwei Tiefpässe 10 und 11, zwei Verstärker 12 und 13, zwei Hochpässe 14 und 15 sowie zwei Phasenschieber 16 und 17 aufweist, welche zusammen einen. Phasenwinkelunterschied von 9 0° bewirken. Die Ausgangssignale der Phasenschieber 16 und 17 werden einem Summierglied 18.': zugeführt. Die Bandpässe 10 und 14 haben einenDurchlaßbereich, der sich charakteristisch zwischen 300 Hz und 3 kHz bewegt; die korrespondierenden Bandpässe 11 und 15 weisen den gleichen Durchlaßbereich auf. Obwohl in dem Ausführungsbeispiel getrennte Tief- und Hochpässe, so die Bandpässe 10 und 14 oder die Bandpässe 11 und 15 verwendet sind, kann selbstverständlich auch ein einziger Bandpaß verwendet werden, der den gewünschten Durchlaßbereich aufweist, wobei dann diese Bandpässe von den Mischern 3 bzw. 4 gespeist werden. Die Charakteristik der Hochpässe ist so gewählt, daß Überlagerungs-

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frequenzen zwischen der Trägerfrequenz der Oszillator/ Modulatorschaltung , d.h. der Empfangs-Oszillatorfrequenz und der empfangenen Trägerfrequenz nicht auftreten. Zu diesem Zweck ist die erwähnte untere Grenze von 300 Hz für den Durchlaßbereich eine praktikable Größe.

Die Phasenschieber 16 und 17 sind, wie oben erläutert, so gewählt, daß sie zusammen eine Phasenverschiebung von 90° bewirken;beim Ausführungsbeispiel wird mit dem Phasenschieber die Phase der von dem Bandpaß 14 kommenden Signale um 45° in positiver Richtung verschoben, wohingegen mit dem Phasenschieber 17 die Phase der von dem Bandpaß 15 kommenden Signale um 45° in negativer Richtung verschoben wird; selbstverständlich sind auch andere Phasenwinkel möglich, wenn nur der gesamte Phasenunterschied ungefähr 90° beträgt. Die Ausgangssignale des Summiergliedes 18 können über eine Leitung entlang der gebrochen dargestellten Leitung 20 zu der Oszillator/Modulatorschaltung 5 zur Phasenmodulation zurückgeführt werden. Die Signale, die in der Leitung 19 geführt werden, weisen eine Modulation auf, die derjenigen der an der Empfangsantenne 1 empfangenen Signale entspricht. Durch die Rückführung der in der Leitung 19 anliegenden Signale über die Leitung 20 zur Modulation des Oszillator/Modulators werden die empfangenen Signale von einer Sendeantenne 21 weitergesendet, welche ihrerseits mit der Oszillator/Modulatorschaltung 5 verbunden ist. Auf diese Weise wird die Funktion eines Relais-Senders erreicht.

Bei dem beschriebenen System ist die Spitzenphasenabwexchung durch die Modulation des Oszillator/Modulators 5 immer geringer als 90° und zudem ist die Bandbreite der empfangenen Signale mittels der Bandpässe 10 und 14 bzw. 11 und 15 begrenzt. Damit ist ein System geschaffen, mit dem der gleich-

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zeitige Nachrichtenverkehr hinsichtlich Aussendung und Empfang zwischen mehr als zwei Senderempfängern erleichtert wird.

Für das System kann jede Oszillator/Modulatorschaltung verwendet werden, in· der die maximale Modulation 90° nicht übersteigt. Diese Forderung wird von den meisten Phasenmodulationsanordnungen erfüllt, da es normalerweise einen speziellen Schaltungsaufbau erfordert, um Phasenverschiebungen über 9 0° vorzunehmen. Obwohl auch in beschränktem Umfang Phasenverschiebungen um wenig mehr als 90° toleriert werden können, werden durch solche Überschreitungen Störungen erzeugt, die , auch wenn sie für einige Anwendungsgebiete annehmbar sind, in der Regel unerwünscht sind.

Das beschriebene und dargestellte System kann selbstverständlich in verschiedenerweise modifiziert werden. So können z.B. die Empfangs- und Sendeantenne 1 bzw. 21 zusammengefaßt werden, so daß eine einzige Antenne für einen Gleichkanal-Senderempfänger verwendet wird. Ein derartiges System ist in der oben erwähnten DE-OS 27 11 476 beschrieben. Der beschriebene Senderempfänger gemäß der Erfindung ist in der einfachsten Form dargestellt. So bestünde z.B. die Möglichkeit, daß der innerhalb der gebrochenen Linie 9 dargestellte Demodulator von zwei Hauptmischern gespeist wird, wie sie in den Ausführungsbeispielen zu der erwähnten Offenlegungsschrift gezeigt sind.

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PatentanwälteDipl.-lng. .Dipl.-lng.Dipl.-Chem.G, LeiserE. PrinzDr. G. HauserErnsbergerstrasse 198 München 6027. Juni 1980>EY HANDELUND INVESTMENTS AG Gartenstraße 2 6300 Zug / Schweiz unser Zeichen: P 2432 Senderempfänger für Frequenzmodulationsbetrieb Patentansprüche

1.) Senderempfänger für Frequenzmodulationsbetrieb, gekennzeichnet durch eine Oszillator/Modulatorschaltung (5) zur Winkelmodulation, die ein auszusendendes Signal abgibt und deren Phasenhub bzw. Phasenabweichung 90° nicht merklich übersteigt, durch eine Antennenanordnung (1, 21) zum Aussenden des Ausgangssignals und zum Empfangen von Signalen, durch zwei Mischer (3, 4) zum Mischen des auszusendenden Signals von der Oszillator/Modulatorschaltung mit dem empfangenen Signal, durch eine Phasenschieberanordnung, die so ausgebildet ist, daß eines der dem einen Mischer zugeführten Signalein 90° Phase mit dem korrespondierenden, dem zweiten Mischer zugeführten Signal ist, und durch eine von den Mischern gespeiste Demodulatorschaltung (9), die zwei, jeweils von einem der Mischer (3 bzw. 4) gespeiste Bandpässe (10, 14 bzw. 11, 15) , eine Phasenschieberschaltung (16, 17) zum Erzeugen eines etwa 9 0° betragenden Phasenunterschiedes zwischen den Ausgangssignalen der Bandpässe sowie ein Kopplungsglied (i8) aufweist, das mit den Ausgangssignalen der Phasenschieberschaltung gespeist ist und ein demoduliertes Ausgangssignal liefert.

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2. Senderempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bandpässe (10, 14; 11, 15) jeweils zwei in Serie geschaltete Bandfilter aufweisen, von denen ein Bandfilter ein Tiefpaß (10, 11) und das andere Bandfilter ein Hochpaß (14, 15) ist.

3. Senderempfanger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefpässe (10, 11) jeweils von einem Mischer (3 bzw. 4) gespeist werden und jeweils über einen Verstärker (12, 13) mit dem zugeordneten Hochpaß (14, 15) verbunden sind.

4. Senderempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßbereich der Bandpässe (10, 14) etwa im Bereich zwischen 300 Hz bis 3 kHz liegt.

5. Senderempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieberschaltung zwei Phasenschieber (16, 17) aufweist , die jeweils von einem der Mischer (3 bzw. 4) gespeist sind und deren Phasenverschiebung zusammen einen Phasenwinkel von 9 0° ergeben.

6. Senderempfänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenschieber (16) eine Phasenverschiebung um 45° in positiver Richtung und der andere Phasenschieber (17) eine Phasenverschiebung um 45° in negativer Richtung erzeugen.

7. Senderempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied ein Summierglied (18) ist.

8. Senderempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillator/Modulatorschaltung (5) einen winkelmodulierbaren Oszillator aufweist.

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9. Senderempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation des empfangenen Signales von der Demodulatorschaltung (9) zu der Oszillator/ Modulatorschaltung (5) rückgeführt ist, um eine Relais-Senderfunktion zu erzielen.

10. Senderempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieberanordnung (8) eine 90°-Phasenbeziehung zwischen den, den Mischern (3, 4) von der Empfangsantenne (1) zugeführten Signalenerzeugt.

11. Senderempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieberanordnung (8) eine 90°-Phasenverschiebung zwischen den den Mischern (3, 4) von der Oszillator/Modulatorschaltung (5) zugeführten Signalen erzeugt.

12. Senderempfänger nach Anspruch 1, insbesondere nach Patent (Patentanmeldung P 27 11 476.7), dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillator/Modulatorschaltung (5) einen Empfangsoszillator für die Mischer (3 und 4) aufweist, der einen etwa 90° nicht übersteigenden Phasenhub liefert, und daß die Mischer des Senderempfängers eine Demodulatorschaltung (9) speisen, die zwei Bandpässe (10_f 14; 11, 15), eine Phasenschieberschaltung (16, 17) zum Erzeugen eines 9 0°- Phasenunterschiedes zwischen den Ausgangssignalen der Bandpässe sowie ein Signalkopplungsglied (18) aufweist.

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