DE3735839A1 - Anordnung zur uebertragung von funksignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Funksignalen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.

Anordnungen dieser Art werden üblicherweise immer dann eingesetzt, wenn ein Funksystem auf einem begrenzten Gebiet (Gebäude, Schiffe, unterirdische Anlagen, wie z. B. Tunnel, Bergwerke, Höhlen, unterirdische Lager bzw. Kom­ mandostände, Luftschutzanlagen, unterirdische Verkehrsan­ lagen (U-Bahnhöfe) usw.) zu realisieren ist und eine direkte Übertragung von Funksignalen auf herkömmliche Art nicht möglich oder nicht erwünscht ist (beispielsweise aus Sicherheitsgründen, wie Abhörschutz usw.).

Um auch in diesen Fällen Wechselsprechverkehr zwischen mobilen Teilnehmern in dem Funkgebiet und einer Zentrale bzw. Gegensprechverkehr zwischen den mobilen Teilnehmern untereinander zu ermöglichen, werden üblicherweise im ge­ samten Funkgebiet strahlende Kabel (auch Schlitz- oder Leckkabel genannt) verlegt, die als Sende- bzw. Empfangs­ antennen dienen und an eine Sende/Empfangszentrale ange­ schlossen sind. Die herkömmlichen Funksysteme arbeiten dabei im Duplex- oder Semiduplex-Betrieb. Diese bekannten Systeme erfordern zur Übertragung der Funksignale zwei verschiedene Frequenzen, was wegen der Knappheit an freien Frequenzen heute in vielen Fällen Schwierigkeiten bereitet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die Wechselsprechverkehr im Simplex-Betrieb, d. h. auf einer einzigen Übertragungs­ frequenz, ermöglicht und die darüber hinaus die Möglichkeit eröffnet, ggf. auch Gegensprechverkehr auf zwei Übertra­ gungsfrequenzen zu führen.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist im Patentan­ spruch 1 beschrieben. Die übrigen Ansprüche enthalten vor­ teilhafte Aus- und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sowie bevorzugte Anwendungen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Empfänger der Zentrale eingangsseitig an ein als Empfangsantenne dienendes erstes strahlendes Kabel angeschlossen ist und der Sender der Zentrale ausgangsseitig an ein als Sendeantenne dienendes zweites strahlendes Kabel. Der Sender ist ein­ gangsseitig (vorzugsweise NF-mäßig) mit dem Ausgang des Empfängers verbunden. Die Übertragung der Funksignale im Sende- und im Empfangsteil erfolgt bei gleicher Frequenz.

Der minimale Abstand des Empfängers von dem Sender bzw. des ersten Kabels von dem zweiten Kabel ist dabei so gewählt, daß der Überkopplungsgrad von Sende- und Empfangsteil der Anordnung geringer ist als die Ansprechschwelle des Empfän­ gers, damit die Anordnung nicht zum Schwingen angeregt werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden Funksignale, die beispielsweise ein sich im Funkgebiet aufhaltender mobiler Teilnehmer auf der Frequenz f ₁ aussendet, von dem als Emp­ fangsantenne dienenden ersten Kabel empfangen und an den Empfänger weitergeleitet. Das Signal wird dort in üblicher Weise demoduliert und anschließend über eine NF-Verbindung (in einer bevorzugten Ausführungsform über eine NF-Verbin­ dung mit Signalverstärker) dem Sender und ggf. der Kommuni­ kationseinrichtung der Zentrale zugeleitet. Im Sender wird das Signal der gleichen Trägerfrequenz f ₁ aufmoduliert und über das als Sendeantenne dienende zweite Kabel ausge­ strahlt, so daß neben der Zentrale auch weitere mobile Teilnehmer in dem Funkgebiet das Signal empfangen können. Gleichermaßen können in der Kommunikationseinrichtung der Zentrale Signale in einer bevorzugten Ausführungsform er­ zeugt werden, die ebenfalls über eine NF-Verbindung in den Sender eingespeist und dort auf der Trägerfrequenz f ₁ aufmo­ duliert werden und anschließend über das zweite Kabel im Funkgebiet ausgestrahlt werden.

Der Vorteil der Erfindung gegenüber den herkömmlichen, im Duplex- bzw. Semiduplex-Betrieb arbeitenden Funksystemen besteht darin, daß Wechselsprechen auf einer einzigen Über­ tragungsfrequenz f ₁ bzw., falls gewünscht, auch Gegenspre­ chen auf zwei Übertragungsfrequenzen f ₁ und f ₂ möglich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 die Grundform der erfindungsgemäßen Anordnung.

Fig. 2 eine vorteilhafte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Anordnung für ein räumlich ausge­ dehntes Funkgebiet.

Fig. 3-4 zwei weitere Details der vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung für ein räumlich ausgedehntes Funkgebiet.

Fig. 5 eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der die Kommu­ nikationseinrichtung der Zentrale NF-mäßig an den Sende/Empfangsteil der Zentrale angekoppelt ist.

Fig. 6 eine dritte vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem weiteren Sende/Empfangsteil.

Fig. 7 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Anordnung, die sich als Gleichwellenfunkan­ lage eignet.

Die in Fig. 1 gezeigte Grundform der erfindungsgemäßen Anordnung besteht aus einem zentralen Empfänger 1, der über eine NF-Verbindung 10 mit dem Eingang eines Signal­ verstärkers 3 verbunden ist, dessen Ausgang über eine weite­ re NF-Verbindung 20 mit einem zentralen Sender 2 verbunden ist. Der Empfänger 1 ist eingangsseitig an ein Ende eines strahlenden Kabels 4 angeschlossen, der Sender 2 ausgangs­ seitig an ein Ende eines zweiten strahlenden Kabels 5.

Sendet ein Teilnehmer (beispielsweise die Zentrale oder ein mobiler Teilnehmer A) ein Funksignal auf der Frequenz f ₁ aus, wird das Signal von dem ersten Kabel 4 empfangen und an den Empfänger 1 weitergeleitet, dort wird es demoduliert und über die NF-Verbindungen und den Signalverstärker 3 in verstärkter Form in den Sender 2 eingespeist und dort auf die gleiche Frequenz f ₁ aufmoduliert und anschließend über das zweite Kabel 5 im Funkgebiet wieder ausgestrahlt, so daß weitere Funkteilnehmer B, C in diesem Gebiet die Funksignale empfangen können.

Die beiden Kabel haben vorzugsweise die gleiche Länge L und den gleichen Abstand, der geringfügig größer oder gleich ist einem vorgewählten minimalen Abstand D, der sich aus der Forderung ergibt, daß der Überkopplungsgrad vom Sende- und Empfangsteil der Anordnung geringer sein muß als die An­ sprechschwelle des Empfängers 1. (Bei einer Ansprechschwelle eines herkömmlichen Empfängers von etwa 1 µV, einer Sende­ leistung des Senders von etwa 10 mW beträgt der minimale Abstand D der beiden Kabel ca. 2 m). Auch zwischen Sender 2 und Empfänger 1 ist ein entsprechender Minimalabstand einzu­ halten, der i. a. aber geringer ist als der Abstand D der beiden Kabel, da sowohl Sender als auch Empfänger zweckmäßi­ gerweise HF-dicht ausgeführt werden.

In weiträumigen Gebieten, wie z. B. mehrstöckigen Gebäu­ den, ergeben sich mit der Grundform der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Fig. 1 übermäßig lange Kabel 4 und 5 und damit verbunden übermäßig hohe Längsdämpfungswerte der Kabel, die höhere Sendeleistungen des Senders 1 und damit größere Minimalabstände D der beiden Kabel 4 und 5 bzw. den Einbau zusätzlicher Zwischenverstärker (71-74 in Fig. 4) erforderlich machen.

Diese Schwierigkeiten werden mit der in den Fig. 2 und 3 gezeigten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Anordnung vermindert bzw. vermieden.

Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Kabel 4 und 5, ausgehend vom Empfänger 1 bzw. Sender 2, jeweils an minde­ stens einer Stelle, die gleich hinter dem Empfänger 1 bzw. Sender 2 liegen kann (Fig. 2) oder an einer vom Empfänger 1 bzw. Sender 2 entfernteren Stelle der Kabel 4, 5 (Fig. 3), mittels Verteiler 61-64 baumartig in mehrere Stränge (41-43, 51-53; 44-46, 54-56) verzweigt, welche unterschiedliche Teilgebiete des Funkgebietes versorgen. In einem mehrstöckigen Gebäude beispielsweise würde man zweckmäßigerweise die einzelnen Stockwerke mittels separa­ ter Kabelstrangpaare gemäß Fig. 2 bzw. 3 versorgen, wobei in den Figuren beispielhaft drei dieser Strangpaare 41, 51; 42, 52; 43, 53 gezeigt sind. Bei bestimmten räumlichen Gegebenheiten (z. B. in langen Gängen oder Tunnels) kann es dabei außerdem erforderlich sein, gemäß Fig. 4 in den einzelnen Kabelsträngen 47-49, 57-59 zusätzliche Zwischenverstärker 71-74 zur Kompensation der Längsdämp­ fung in die Kabel einzubauen.

Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Anordnung, bei der die Zentrale mit ihrer Kommunikationseinrichtung 8 (z. B. Mikrophon/Lautspre­ cher-Einrichtung) nicht, wie in den vorangegangenen Bei­ spielen, in gleicher Weise wie die mobilen Funkteilnehmer Signale sendet und/oder empfängt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Kommunikationseinrichtung 8 in zweckmäßiger Weise über NF-Verbindungen 10, 20 NF-mäßig direkt mit dem Empfänger 1 bzw. Sender 2 der Zentrale verbunden, so daß zusätzliche Modulations/Demodulations- Vorgänge in der Kommunikationseinrichtung 8 entfallen.

Zur Erhöhung der Verfügbarkeit der Anordnung auch bei Störungen (z. B. bei Kabelbruch) kann es von Vorteil sein, gemäß Fig. 6 die freien Enden 40, 50 der Kabelstränge 4, 5 mittels weiterer Empfänger 12, weiterer NF-Leitungen 102, 202, weiterer Signalverstärker 32 sowie weiterer Sender 22 miteinander zu verbinden. Aus Redundanzgründen können diese weiteren Sende/Empfänger 22, 12 an die Kommunika­ tionseinrichtungen 82 beispielsweise von anderen Zentralen angeschlossen werden.

Fig. 7 schließlich zeigt eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, die sich als Gleichwellen­ funkanlage eignet.

Beispielhaft sind hier zwei unverzweigte Kabel 4 und 5 gezeigt, die an ihren beiden Enden jeweils mit einem Sender 21 und 22 (Kabel 5) bzw. jeweils mit einem Empfän­ ger 11 und 12 (Kabel 4) verbunden sind. Die Empfänger 11, 12 sind ausgangsseitig über NF-Verbindungen 101, 102 mit einer Empfängerauswahleinrichtung 9 verbunden, die ihrer­ seits über einen Signalverstärker 3 an die Eingänge der beiden Sender 21 und 22 angeschlossen ist. Die Verbindun­ gen 103, 201-203 sind dabei NF-Verbindungen. Die Kommu­ nikationseinrichtung 8 der Zentrale ist in der bereits weiter oben diskutierten Weise (Fig. 5) über NF-Verbindun­ gen 103, 201-203 an die Empfängerauswahleinrichtung 9 als auch an Sender 21, 22 angeschlossen.

Die beiden Sender 21 und 22 arbeiten in Gleichwellentech­ nik auf das als Sendeantenne dienende strahlende Kabel 5, womit eine Verdopplung der Längsreichweite der strahlenden Kabel (bei gleichen Längsdämpfungswerten) erzielt wird. Die Empfängerauswahleinrichtung 9 wählt dabei in bekannter Weise nach zuvor festgelegten Kriterien, wie z.B. Signal/- Rausch-Verhältnis usw., den an der Übertragung der Funksi­ gnale zu beteiligenden Empfänger 11 oder 12 aus.

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Lösung mit fachmännischem Wissen aus- und weitergebildet bzw. für die verschiedenen Anwendungen abgewandelt werden kann, ohne daß dies hier näher erläutert werden müßte.

So ist es z. B. möglich, daß die Kommunikationseinrichtun­ gen der Zentrale und/oder die Kommunikationseinrichtungen weiterer Zentralen der erfindungsgemäßen Anordnung zusätz­ lich mit mindestens einer weiteren Anordnung zur Übertra­ gung von Funksignalen verbunden ist/sind.

Zweckmäßigerweise arbeiten die beiden Anordnungen dabei mit unterschiedlichen Übertragungsfrequenzen f ₁ und f ₂.

Hierdurch eröffnet sich die Möglichkeit, mehrere voneinan­ der unabhängige begrenzte Funkgebiete miteinander zu verkoppeln.

Ferner ist es möglich, die beiden Kabel nicht nur baumar­ tig zu verzweigen, sondern die einzelnen Stränge der Verzweigungen in Form von Maschen wieder zusammenzuführen. Schließlich ist es denkbar, die zur Kompensation der Längsdämpfung in den Kabeln zusätzlich anzuschließenden Zwischenverstärker nicht wie in Fig. 4 als Einwegverstär­ ker, sondern als Zweiwegverstärker auszuführen und damit gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 4 die Anzahl der Zwischenverstärker auf die Hälfte zu reduzieren.

Claims (21)

1. Anordnung zur Übertragung von Funksignalen im Wechsel­ prechverkehr zwischen mobilen Teilnehmern und einer Zentrale und/oder im Gegensprechverkehr zwischen den mobilen Teilnehmern untereinander, mit einer einen Sender, einen Empfänger und eine Kommunikationseinrichtung ent­ haltenden Zentrale und mit an die Zentrale angeschlossenen strahlenden Kabeln als Sende/Empfangsantennen, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Empfänger (1) der Zentrale eingangsseitig an ein als Empfangsantenne dienendes erstes strahlendes Kabel (4) angeschlossen ist;
• - daß der Sender (2) der Zentrale ausgangsseitig an ein als Sendeantenne dienendes zweites strahlendes Kabel (5) angeschlossen ist;
• - daß der Sender (2) eingangsseitig mit dem Ausgang des Empfängers (1) verbunden ist;
• - daß die Übertragung der Funksignale im Sendeteil (2, 5) und Empfangsteil (1, 4) der Anordnung bei gleicher Frequenz erfolgt;
• - daß der minimale Abstand des Empfängers (1) von dem Sender (2) bzw. der minimale Abstand (D) des ersten Kabels (4) von dem zweiten Kabel (5) so gewählt sind, daß der Überkopplungsgrad vom Sendeteil (2, 5) und Empfangsteil (1, 4) der Anordnung geringer ist als die Ansprechschwelle des Empfängers (1).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kabel (4) ausgehend von dem Empfänger (1) bzw. das zweite Kabel (5) ausgehend von dem Sender (2) sich an mindestens einer Stelle in mehrere Stränge (41-43, 51- 53; 44-46, 54-56) baumartig verzweigt.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einer oder mehreren Stellen der beiden Kabel (47-49, 57-59) jeweils ein Zwischenver­ stärker (71-74) eingebaut ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Kabel (4, 5; 41 -49′; 51-59) geringfügig größer oder gleich ist dem vorgewählten minimalen Abstand (D) der beiden Kabel (4, 5; 41-49; 51-59).

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den nicht mit dem Empfänger (1; 11) bzw. Sender (2; 21) der Zentrale verbundenen freien Enden (40 bzw. 50) der beiden Kabel (4, 5) jeweils ein weiterer Empfänger (12) und Sender (22) auf die gleiche Weise wie der Empfänger (1; 11) und Sender (2; 21) der Zentrale an die Kabel (4, 5) angeschlossen sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (1; 11) und der Sender (2; 21) der Zentrale bzw. die weiteren Empfänger (12) und Sender (22) jeweils über einen Signalverstärker (3; 31, 32) miteinander verbunden sind und daß die jeweiligen Verbindungen NF-Verbindungen (10, 20; 101, 201; 102, 202) sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationseinrichtung (8; 81) der Zentrale eingangsseitig an den Ausgang des Empfängers (1) und ausgangsseitig an den Eingang des Senders (2) der Zentrale angeschlossen ist und daß die Verbindungen NF-Verbindungen (10, 20; 101, 201) sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Kommunikationseinrichtungen (82) mit ihrem Eingang jeweils an den Ausgang eines der weiteren Empfänger (12) und mit ihrem Ausgang jeweils an den Eingang des zu dem jeweils weiteren Empfänger (12) zugehörigen weiteren Senders (22) angeschlossen sind und daß die Verbindungen jeweils NF-Verbindungen (102, 202) sind.

9. Anordnung nach Anspruch 5 in ihrer Ausbildung als Gleichwellenfunkanlage, dadurch gekennzeichnet, daß alle Empfänger (11, 12) ausgangsseitig mit einer Empfängeraus­ wahleinrichtung (9) verbunden sind, daß die Empfängeraus­ wahleinrichtung (9) über einen Signalverstärker (3) mit allen Sendern (21, 22) verbunden ist und daß die Verbin­ dungen NF-Verbindungen (101-103; 201-203) sind.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationseinrichtung (8; 81) der Zentrale bzw. die weiteren Kommunikationsein­ richtungen (82) zusätzlich mit mindestens einer weiteren Anordnung zur Übertragung von Funksignalen verbunden ist/sind.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anordnungen mit unterschiedlichen Übertra­ gungsfrequenzen arbeiten.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekenn­ zeichnet durch ihre Anwendung in Gebäuden oder Werks­ hallen.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekenn­ zeichnet durch ihre Anwendung in Schiffen.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekenn­ zeichnet durch ihre Anwendung in unterirdischen Anlagen.

15. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in Tunneln.

16. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ihre Anwendung im Bergbau.

17. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in Höhlen.

18. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in unterirdischen Lagern.

19. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in unterirdischen Kommandoständen.

20. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in Luftschutzeinrichtungen.

21. Anordnung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in unterirdischen Verkehrsanlagen.