DE3508069C2

DE3508069C2 - Gleichwellenfunkgerät mit nachgeregelter Senderfrequenz

Info

Publication number: DE3508069C2
Application number: DE19853508069
Authority: DE
Inventors: Hans Ing Grad Buerk; Horst Dipl Ing Jesse; Hans-Peter Dipl Ing Roll
Original assignee: AEG Mobile Communication GmbH
Current assignee: AEG Mobile Communication GmbH
Priority date: 1985-03-07
Filing date: 1985-03-07
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2005-03-08
Also published as: DE3508069A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleichwellenfunknetz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches ist aus der DE-PS 29 28 514 bekannt.

Gleichwellenfunknetze sind zur Versorgung von Rundfunkhörern, die in einem Empfangsgebiet ansässig sind, das von einer ein zelnen Rundfunkstation nicht vollständig abgedeckt werden kann, bekannt. Sie verlangen die Synchronisierung der Sendefrequenzen der am Gleichwellenfunkbetrieb teilnehmenden Sender. Aus der DE-PS 7 15 017 ist hierzu bekannt, die Frequenz eines Oszil lators auf die eines zweiten Oszillators einzuregeln, indem aus dem ermittelten Frequenzversatz beider Oszillatoren ein Regel kriterium zum Nachregeln des einen Oszillators abgeleitet wird.

Gleichwellenfunknetze mit mehreren ortsfesten Sendeempfangs stationen, die auf Duplexfrequenzen zur Versorgung von schnell beweglichen Sendeempfangsstationen arbeiten, werden insbeson dere bei Bahnbetrieben eingerichtet, um größere Streckenlängen mit der gleichen Frequenz zu versorgen. Dadurch werden häufige Kanalwechsel vermieden, und der Frequenzbedarf wird verringert. Die ortsfesten Sender weisen hochgenaue frequenzstabilisie rende Einrichtungen, z. B. Frequenznormale auf, um die (quasi-) synchrone Aussendung zu gewährleisten. Bei den beweglichen Stationen ist der Einsatz der verhältnismäßig teuren Frequenznormale bisher nicht üblich, weil zu einem bestimmten Zeitpunkt immer nur eine bewegliche Station sendet und auf der ortsfesten Seite Maßnahmen zur Empfängerauswahl getroffen werden.

Bei den im Bahnfunk verwendeten Frequenzen mit Wellenlängen von z. B. 0,7 m und den hohen, bereits jetzt auf Schnellfahr strecken gefahrenen und zukünftig noch gesteigerten Geschwin digkeiten wird die Frequenzverschiebung durch den Dopplereffekt für den Gleichwellenfunk zu einem besonderen Problem.

Fig. 1 zeigt ein Triebfahrzeug TF, das sich zwischen zwei ortsfesten Sendeempfangsstationen SE-01 und SE-02 bewegt, die im Gleichwellenfunk senden. In einem gewissen Strecken bereich empfängt der Empfänger E des Triebfahrzeugs TF beide ortsfesten Sender. Aus der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs, der Lichtgeschwindigkeit c und der Funküber tragungsfrequenz f errechnet sich die Dopplerverschiebung Δf der Frequenz:

Bei einer Fahrgeschwindigkeit von z. B. 150 km/h (42 m/s) und einer Wellenlänge von 0,7 m ergibt sich eine Doppler verschiebung von 2×60 Hz, das heißt eine Frequenzdifferenz von 120 Hz an der Fahrzeugantenne zwischen den Aussen dungen der beiden ortsfesten Stationen. Für einen störungs freien Gleichwellenfunk darf aber der Frequenzunterschied höchstens 25 Hz betragen.

Aus der eingangs genannten DE-PS 29 28 514 ist ein Gleich wellenfunknetz bekannt, bei welchem ein Feldstärkemaximum auf die Empfangsantenne der mobilen Station nachgeführt wird. Die mobile Station sendet Steuersignale aus nach Maßgabe der Änderung des Betrags der Empfangsspannung am Empfangsgerät. Aus den Steuersignalen leitet mindestens eine der ortsfesten Stationen ein Kriterium ab zum Nach regeln ihrer Sendefrequenz. Nachteilig bei dieser bekannten Anordnung ist, daß sie einen sehr störanfälligen Regelkreis darstellt. Außerdem sind in gut ausgelegten Gleichwellen funknetzen gewisse Schwankungen des Frequenzversatzes erträglich, solange der obengenannte Grenzwert einge halten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Gleichwellenfunk netz der eingangs genannten Art eine einfache und sichere Möglichkeit zur Kompensation der Dopplerverschiebung anzugeben.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Ausführungen der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren weiter erläutert.

Gemäß der Erfindung ist im Sender S der beweglichen Sende empfangsstation TF, vergleiche Fig. 2, eine Oszillator schaltung OF vorgesehen, die von einem hochkonstanten Frequenznormal FN stabilisiert wird, wie sie bei den Gleichwellensendern der ortsfesten Stationen bereits üb lich sind. Unter Voraussetzung dieser hohen Frequenzkonstanz des beweglichen Senders ist es möglich, bei der ortsfesten Station SE-0 mit Hilfe einer Frequenzdiskriminatorschal tung FD die durch den Dopplereffekt bewirkte Frequenzver schiebung zu messen. Um eine ausreichend hohe Meßgenauig keit zu erzielen, wird der Empfängeroszillator der orts festen Station SE-0 ebenfalls an das dort bereits für den Sender vorhandene Frequenznormal FN angeschlossen. Aus der gemessenen Dopplerverschiebung wird ein Steuerkriterium SK zum Nachregeln der Gleichwellensenderfrequenz abgeleitet.

Es ist vorteilhaft, in allen ortsfesten Stationen, die die Sendungen der beweglichen Station empfangen, die Sende frequenz im gleichen Maße in positiver bzw. negativer Richtung (je nach relativer Fahrtrichtung) nachzuregeln und so die Dopplerverschiebung zu kompensieren. Soll nur immer ein ortsfester Sender nachgeregelt werden (dann um den doppelten Betrag der gemessenen Dopplerverschiebung), so ist eine Ortsbestimmung der beweglichen Station erforder lich.

Da die Aussendungen der beweglichen Sendeempfangsstationen TF moduliert sein können, ist gemäß einer Ausführung der Erfindung bei der ortsfesten Station SE-0 im gleichstrom durchlässigen Signalweg nach dem Frequenzdiskriminator FD eine Integrationsstufe IS vorgesehen, die den Mittelwert aus dem Frequenzhub der empfangenen Sendung bildet, Fig. 2.

In einer anderen Ausführung der Erfindung, Fig. 3, ist dem Frequenzdiskriminator FD ein Schwellenwertschalter SS und ein Speicher SP (z. B. eine Tastspeicher-Schaltung) nachgeschaltet. Mit dieser Einrichtung kann vermieden werden, daß während der Aussendung eines hohen Modula tionspegels (durch die Station TF), der möglicherweise unsymmetrisch begrenzt wird, eine falsche Mittenfrequenz festgestellt wird. Für die Zeitdauer einer Übermodulation spricht der Schwellenwertschalter SS an und im nachgeschal teten Speicher SP wird der vorher festgestellte Mittelwert der Frequenzabweichung festgehalten. Aus diesem wird weiterhin das Steuerkriterium SK abgeleitet.

In Weiterbildung dieser Ausführung der Erfindung ist beim Sender der beweglichen Sendeempfangsstation TF, vergleiche Fig. 4, eine Einrichtung MT zur Erzeugung von kurzen Modulationspausen vorgesehen. So ist es möglich, in der ortsfesten Station auch während längerer Funkgespräche, bei denen eine Übermodulation nicht immer verhindert werden kann, eine Bestimmung der mittleren Frequenzab weichung sicherzustellen. Bei Übermodulation spricht in der ortsfesten Station der Schwellenwertschalter SS an. Werden jedoch bei der beweglichen Station TF kürzere Modulationspausen eingelegt, so liegt bei der ortsfesten Station SE-0 der unmodulierte Träger an, aus dem die unverfälschte Dopplerverschiebung ermittelt und im Spei cher SP festgehalten werden kann.

Claims

1. Gleichwellenfunknetz mit mindestens zwei ortsfesten Sendeempfangsstationen, deren Sender im Gleichwellenfunk senden und hochgenaue frequenzstabilisierende Einrich tungen aufweisen, wobei mindestens einer der Sender abhängig von einem Steuerkriterium in seiner Sende frequenz nachregelbar ist, sowie mit schnell beweglichen Sendeempfangsstationen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- die Sender (S) der beweglichen Sendeempfangsstationen (TF) weisen ebenfals hochgenaue frequenzstabilisierende Einrichtungen (OF, FN) auf;
- die Frequenzaufbereitungen der Empfänger (E) der orts festen Sendeempfangsstationen (SE-0) sind an die bereits vorhandenen frequenzstabilisierenden Einrichtungen (FN) angeschlossen und die Empfänger enthalten eine Frequenz diskriminatorschaltung (FD) mit Mittelwertbildung, mit der die Dopplerverschiebung der Empfangsfrequenz gemessen wird, die von der Bewegung einer beweglichen Sendeempfangsstation (TF) herrührt;
- aus der gemessenen Dopplerverschiebung wird ein Steuer kriterium (SK) zum Nachregeln der Sendefrequenz der ortsfesten Sendeempfangsstation (SE-0) abgeleitet.

2. Gleichwellenfunknetz nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß jeweils in allen ortsfesten Sendeempfangsstationen (SE-01, SE-02), die ein Signal von einer beweglichen Sendeempfangsstation (SE-0) empfangen, die Sendefrequenz in positiver bzw. negativer Tendenz, je nach Fahrtrichtung der beweglichen Sendeempfangsstation (TF), nachgeregelt wird.

3. Gleichwelllenfunknetz nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Frequenzdiskriminatorschaltung (FD) eine Integrationsstufe (IS) nachgeschaltet ist.

4. Gleichwelllenfunknetz nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Frequenzdiskriminatorschaltung (FD) ein Schwellwertschalter (SS) und ein Speicher (SP) nachge schaltet ist.

5. Gleichwelllenfunknetz nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die beweglichen Sendeempfangsstationen (TF) eine Einrichtung (MT) zur Erzeugung von kurzen Modulationspausen während ihres Sendebetriebs aufweisen.