DE69118045T2

DE69118045T2 - Sender mit zweifacher Frequenzumsetzung

Info

Publication number: DE69118045T2
Application number: DE69118045T
Authority: DE
Inventors: Shinichi Ohmagari; Osamu Yamamoto
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-08-01
Also published as: CA2048148C; JP2595783B2; DE69118045D1; EP0469898A2; US5410747A; AU8151291A; JPH0487424A; EP0469898A3; EP0469898B1; AU635147B2; CA2048148A1

Description

Hintergrund der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sender und insbesondere einen Sender des Typs mit einem Zweifachumsetzungssystem, der ein moduliertes Signal zweimal einer Frequenzumsetzung unterwirft, um ein zu übertragendes Hochfrequenzsignal zu erzeugen.
Ein Sender mit einem Zweifachumsetzungssystem ist zum Beispiel in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 43609/1987 (JP-B2-62-43609) beschrieben. Der in dieser Patentveröffentlichung beschriebene Sender besitzt einen Einfachüberlagerungsoszillator. Insbesondere wird einem der beiden Frequenzwandler ein Überlagerungsoszillatorsignal von dem Einfachüberlagerungsoszillator zugeführt, während dem anderen ein multipliziertes Überlagerungsoszillatorsignal zugeführt wird. Ein derartiges Schema eines Einfachüberlagerungsoszillators verringert erfolgreich die Schaltungsgröße eines Senders.
Andererseits wird bei einem Anschlußsystem sehr kleiner Öffnung (VSAT-) ein zu verwendendes Frequenzband im voraus zugeteilt. Das zugeteilte Frequenzband wird in mehrere Frequenzbänder unterteilt und jedes dieser Frequenzbänder wird jeweils einer VSAT-Station zugewiesen. Eine Zentralstation steuert manchmal das jeder VSAT-Station zugewiesene Frequenzband abhängig von der Gesprächsdichte. Deshalb besitzt jede VSAT-Station einen durchstimmbaren Überlagerungsoszillator, so daß die Übertragungssignalfrequenz im voraus geändert werden kann.
Der herkömmliche Sender mit einem Zweifachumsetzungssystem und mit einem Einfachüberlagerungsoszillator, wie vorstehend erwähnt, ist auf das VSAT-System anwendbar. Jedoch wird an einer VSAT-Station ein moduliertes Signal aus einer Inneneinheit (IDU), die einen Modulationsabschnitt aufweist, über ein Kabel einer Außeneinheit (ODU) eingegeben. Da der Kabelverlust mit der Frequenzzunahme des modulierten Signals zunimmt, das durch das Kabel übertragen wird, sollte die Frequenz des modulierten Signals vorzugsweise niedrig sein. In diesem Zustand besitzt die Verlustkomponente des Überlagerungsoszillatorsignals eine Frequenz, die nahe der Frequenz eines frequenzumgewandelten Zwischenfrequenzsignals (IF-) liegt, wie später im Detail beschrieben werden wird. Außerdem liegt die Frequenz des frequenzumgewandelten IF-Signals nahe der Frequenzen der Störkomponenten. Ferner wird ein Bandpaßfilter mit einem breiten Durchlaßbereich verwendet, so daß mehrere Frequenzbänder verwendet werden können. Es folgt daraus, daß der mit dem Ausgang des Frequenzwandlers verbundene Bandpaßfilter mit einer festen Bandbreite eine scharfe Grenzfrequenzkennlinie für das Äußere des Bandes besitzen muß. Jedoch ist ein Bandpaßfilter mit einer scharfen Grenzfrequenzkennlinie teuer und überdies schwer herzustellen.
Eine andere Zweifachumsetzungsanordnung ist zum Beispiel aus FR-A-2 329 102 bekannt.

Zusammenfassung der Erfindung:

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen billigen Sender bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sender bereitzustellen, der mit einem Filter ausgeführt ist, das keine scharfe Grenzfrequenzkennlinie für das Äußere des Bandes besitzt.
Gemäß der Erfindung, die in den angehängten unabhängigen Patentansprüchen 1 und 5 bestimmt ist, besitzt ein Sender ein spannungsgesteuertes Filter, das mit dem Ausgang eines Mischers verbunden ist, der ein moduliertes Signal oder erstes IF-Signal mit einem Überlagerungsoszillatorsignal mischt, um ein zweites IF-Signal zu erzeugen. Die Mittenfrequenz des spannungsgesteuerten Filters wird gemäß einer Anpassungsbeziehung auf die Frequenz des Überlagerungsoszillatorsignals geändert. Der Sender entfernt überflüssige Wellen, die nahe der Frequenz des zweiten IF-Signals liegen, durch ein durchstimmbares Bandpaßfilter, das keine scharfe Grenzfrequenzkennlinie für das Äußere des Bandes besitzt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen; es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das einen erfindungsgemäßen Sender schematisch zeigt;
Fig. 2 die Frequenzverteilung der Eingangs- und Ausgangssignale verschiedener in Fig. 1 gezeigter Schaltungen; und
Fig. 3 die Frequenzverteilung mehrerer erster IF-Signale.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform:

Gemäß Fig. 1 der Zeichnungen ist ein erfindungsgemäßer Sender gezeigt und besteht im allgemeinen aus einer IDU 100, einem Kabel 103, einer ODU 110 und einer Antenne 123. Der Betrieb der Ausführungsform wird beschrieben werden, wobei ebenfalls auf Fig. 2 Bezug genommen wird.
In der IDU 100 moduliert ein Modulator 101 durch Phasenmodulation oder ein ähnliches Modulationsschema eine Trägerwelle aus einem Überlagerungsoszillator 102 mit einem Datensignal. Das entstehende modulierte Signal oder erste Zwischenfrequenzsignal (IF-) 1 besitzt eine Bandbreite von einigen Hundert kHZ Die Mittenfrequenzen dieses Signals 1 sind in einem relativ niedrigen Frequenzband von 180 ± 18 MHz in einem Intervall angeordnet, das größer als dessen Bandbreite ist, so daß der Kabelverlust des Kabels 103 verringert werden kann. Insbesondere, wie in Fig. 3 gezeigt, beträgt die niedrigste Mittenfrequenz 162 MHz, während die höchste Mittenfrequenz 198 MHz beträgt. Die einzelnen IF-Signale, von denen jedes eine Bandbreite von einigen Hundert kHz besitzt, sind in einem Intervall angeordnet, das größer als deren Bandbreite ist. In Fig. 2 ist die Frequenzverteilung des IF-Signals 1 durch ein einfaches Quadrat dargestellt und lediglich die minimalen und maximalen Mittenfrequenzen sind gezeigt, wobei die Bandbreiten weggelassen sind. Die folgende Beschreibung sei ebenfalls auf die Mittenfrequenzen gerichtet.
Das Kabel 103 führt aus der IDU 100 das erste IF-Signal, dessen Mittenfrequenz f&sub1; ist, einem in der ODU 110 enthaltenen Dämpfungsregler 111 zu. Der Dämpfungsregler 111 regelt die Amplitude des ersten IF-Signals 1 auf einen bestimmten Wert, um ein amplitudengesteuertes erstes IF-Signal 2 zu erzeugen. Ein erster Verstärker 112 empfängt das amplitudengesteuerte erste IF-Signal 2 und verstärkt es, um ein verstärktes erstes IF- Signal 3 auszugeben. Ein durchstimmbarer Überlagerungsoszillator oder Synthetisierer 113 erzeugt erste Überlagerungsoszillatorsignale (Lo-) 4. Die ersten Lo-Signale 4 werden in einem Bereich von 2764 bis 2864 MHz in einem Intervall von 4 MHz angeordnet, und eine Frequenz (fLO) wird durch ein erstes Steuersignal 5 ausgewählt, das aus einer Steuereinrichtunq 114 dem Synthetisierer 113 zugeführt wird. Ein erster Mischer 115 mischt das verstärkte erste IF-Signal 3 mit einem ersten Lo- Signal 4, um ein zweites IF-Signal 6 zu erzeugen, dessen Mittenfrequenz f&sub1; + fLO ist. Das zweite IF-Signal 6 liegt in dem Bereich von 2926 bis 3062 MHz. Der erste Mischer 6 gibt zusammen mit dem zweiten IF-Signal 6 die Verlustkomponente fLO des ersten LO-Signals und Störkomponenten aus. Bezüglich der Störkomponenten, die nahe dem Frequenzband des zweiten IF-Signals 6 liegen, können sie die Mischung eines Signals mit einer zweifach höheren Frequenz als das erste IF-Signal und das erste Lo- Signal enthalten, d.h. fLO + 2f&sub1; (3088 bis 3260 MHz). Ein spannungsgesteuertes Filter (V.C.F.) 116 entfernt derartige Verlustkomponenten und Störkomponenten. Das V.C.F. 116 besitzt die Mittenfrequenz seines Durchlaßbereichs, der durch ein von der Steuereinrichtung 114 zugeführtes zweites Steuersignal 7 gesteuert wird. Unter der Annahme, daß die Frequenz des ersten Lo-Signals 4 durch das erste Steuersignal 5 von der Steuereinrichtung 114 auf 2764 MHz gesteuert wird, liegt die Mittenfrequenz des zweiten IF-Signals 6 dann in dem Bereich von (2944-18) bis (2944+18) MHz. Zu diesem Zeitpunkt wird der Durchlaßbereich des V.C.F. 116 durch das zweite Steuersignal 7 von der Steuereinrichtung 114 auf 2944 ± 18 MHz geregelt. Da der Durchlaßbereich des V.C.F. 116 von der Mittenfrequenz (2764 MHz) der Verlustkomponenten der ersten Lo-Signale 4 und der Störkomponenten (3088 bis 3160 MHz) ausreichend entfernt liegt, muß die Grenzfrequenzkennlinie des V.C.F. 116 für das Äußere des Bandes nicht scharf sein. Unter der Annahme, daß die Frequenz des ersten Lo-Signals 4 durch das erste Steuersignal 5 auf 2768 MHz gesteuert wird, liegt die Mittenfrequenz des zweiten IF-Signals 6 dann in dem Bereich von (2948-18) bis (2948+18) MHz. Zu diesem Zeitpunkt wird der Durchlaßbereich des V.C.F. 116 auf 2948 ± 18 MHz geregelt. Unter der weiteren Annahme, daß die Frequenz des ersten Lo-Signals 4 durch das erste Steuersignal 5 auf 2864 MHz geregelt wird, liegt die Mittenfrequenz des zweiten IF-Signals 6 dann in dem Bereich von (3044-18) bis (3044+18) MHz. Ein derartiger Durchlaßbereich (3026 bis 3062 MHz) ist ausreichend weit von den Verlustkomponenten (2864 MHz) der ersten Lo-Signale und der Störkomponenten (3188 bis 3260 MHz) entfernt. Die Störkomponenten treten unter den obigen Voraussetzungen in einem Bereich von 3124 ± 36, 3128 ± 36 und 3224 ± 36 MHz auf. Auf diese Weise ist der Durchlaßbereich des V.C.F. 116 in der Anpassungsbeziehung auf die Frequenz des ersten Lo-Signals 4 variabel.
Es ist üblich gewesen, ein Bandpaßfilter (B.P.F.) mit einem festen Durchlaßbereich mit dem Ausgang des ersten Mischers 6 zu verbinden. Bei einer derartigen Struktur ist der Durchlaßbereich des B.P.F. ohne Berücksichtigung der Frequenz des Lo- Signals auf 2926 bis 3062 MHz festgelegt. Folglich liegen die Störkomponenten (3088 bis 3160 MHz), die erscheinen, wenn die Frequenz des LO-Signals 2764 MHz beträgt, und die Verlustkomponente, die erscheint, wenn sie 2864 MHz beträgt, nahe dem Durchlaßbereich des B.P.F.. Derartige Störkomponenten oder Verlustkomponenten können nicht entfernt werden, bis das B.P.F. eine scharfe Grenzfrequenzkennlinie für das Äußere des Bandes besitzt. Ein Filter mit einer scharfen Grenzfrequenzkennlinie ist teuer und schwierig herzustellen.
Unter dem obigen Aspekt ändert die veranschaulichte Ausführungsform den Durchlaßbereich des V.C.F. 116, dessen Breite des Durchlaßbereichs identisch mit dem Frequenzband des modulierten Signals oder ersten IF-Signals ist, gemäß einer Anpassungsbeziehung auf die Frequenz des ersten Lo-Signals. Dies entfernt erfolgreich die Störkomponenten und Verlustkomponenten, obwohl das Filter keine scharfe Grenzfrequenzkennlinie besitzt.
Ein zweiter Verstärker 117 empfängt das zweite IF-Signal 8 von dem V.C.F. 116, von dem überflüssige Wellen entfernt worden sind, und verstärkt es, um ein verstärktes zweites IF-Signal 9 auszugeben. Ein Multiplizierer 118 multipliziert die Frequenz des Eingangssignals mit N (ganze Zahl größer als 1). Im allgemeinen ist die Struktur eines Multiplizierers einfacher, wenn N eine gerade Zahl ist, als wenn es eine ungerade Zahl ist, wie auf dem Stand der Technik gut bekannt ist. Das Übertragungsfrequenzband ist das 14 GHz-Band, wie beschrieben werden wird. Unter der Annahme, daß N = 2 ist, liegt das zweite IF-Signal in einem Hochfrequenzband von 6 GHz und deshalb wird das V.C.F. oder der Verstärker teuer. Andererseits, unter der Annahme, daß N = 6 ist, sollte die Bandbreite, die für mehrere zweite IF- Signale notwendig ist, verbreitert werden, was zu der Zunahme der Bandbreite des V.C.F. führt. Vorzugsweise sollte deshalb die ganze Zahl N = 4 sein. Der Multiplizierer 118 multipliziert das erste Lo-Signal 4 mit 4, um ein zweites Lo-Signal 10 zu erzeugen, dessen Frequenz von 11056 bis 11456 MHz reicht. Ein dritter Verstärker 119 verstärkt das zweite Lo-Signal 10, um ein verstärktes zweites Lo-Signal 11 auszugeben. Ein zweiter Mischer 120 mischt das verstärkte zweite IF-Signal 9 mit dem verstärkten zweiten LO-Signal 119, was ein Hochfrequenzübertragungssignal (RF-Signal) 12 erzeugt. Die Frequenz des RF- Signals 12 beträgt 13982 bis 14518 MHz. Unter der Annahme, daß das zweite Lo-Signal 10 11056, 11072 oder 11456 MHz beträgt, beträgt das RF-Signal 12 14000 ± 18, 14020 ± 18 oder 14500 ± 18 MHz. Ein Bandpaßfilter (B.P.F.) 121 besitzt einen Durchlaßbereich von 13982 bis 14518 MHz, um dabei von dem RF-Signal 12 verschiedene überflüssige Wellen zu entfernen. Da die überflüssigen Wellen, d.h. die Verlustkomponenten der zweiten Lo-Signale und die Störkomponenten von dem Frequenzband des RF-Signals entfernt liegen, ist es nicht notwendig, ein V.C.F. zu verwenden. Ein vierter Verstärker 122 verstärkt das RF-Signal 13 von dem B.P.F. 121, um ein verstärktes RF-Signal 14 auszugeben. Das verstärkte RF-Signal 14 wird von der Antenne 123 ausgestrahlt.
Zusammenfassend wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein spannungsgesteuertes Filter mit einer variablen Mittenfrequenz mit dem Ausgang eines Mischers verbunden, der ein moduliertes Signal oder erstes IF-Signal mit einem Überlagerungsoszillatorsignal von einem Synthetisierer mischt, um dabei ein zweites IF-Signal zu erzeugen. Die Mittenfrequenz des spannungsgesteuerten Filters wird gemäß einer Anpassungsbeziehung auf die Frequenz des Überlagerungsoszillatorsignals verändert, wobei Störkomponenten und Verlustkomponenten nahe der Frequenz des zweiten IF-Signals entfernt werden. Ferner führt die vorliegende Erfindung einen billigen Sender aus, da das spannungsgesteuerte Filter keine scharfe Grenzfrequenzkennlinie für das Äußere des Bandes besitzen muß.

Claims

1. Sender mit einem Zweifachumsetzungssystem, der ein moduliertes Signal zweimal einer Frequenzumsetzung unterwirft, um ein zu übertragendes Hochfrequenzsignal zu erzeugen, mit:

einem durchstimmbaren Überlagerungsoszillator zum Erzeugen mehrerer erster Überlagerungsoszillatorsignale, von denen jedes eine bestimmte Frequenz besitzt;

einer ersten Mischeinrichtung zum Mischen jedes der ersten überlagerungsoszillatorsignale mit einem ersten Zwischenfrequenzsignal (IF-), das das modulierte Signal darstellt, um ein zweites IF-Signal zu erzeugen;

einer Bandpaßfiltereinrichtung mit einer veränderlichen Mittenfrequenz zum Durchlassen des zweiten IF-Signals, während überflüssige Frequenzkomponenten entfernt werden, um dabei ein zweites IF-Signal ohne überflüssige Frequenzkomponenten zu erzeugen;

einer Multipliziereinrichtung zum Multiplizieren der Frequenz des ersten Überlagerungsoszillatorsignals, um ein zweites Überlagerungsoszillatorsignal auszugeben; einer zweiten Mischeinrichtung zum Mischen des zweiten IF- Signals ohne überflüssige Frequenzkomponenten mit dem zweiten Überlagerungsoszillatorsignal, um das Hochfrequenzsignal zu erzeugen; und

einer Steuereinrichtung zum Steuern der Frequenz des ersten Überlagerungsoszillatorsignals und der Mittenfrequenz des Bandpaßfilters.

2. Sender nach Anspruch 1, bei dem der Bandpaßfilter einen spannungsgesteuerten Filter aufweist.

3. Sender nach Anspruch 1, bei dem die Multipliziereinrichtung das erste Überlagerungsoszillatorsignal mit 4 multipliziert.

4. Sender nach Anspruch 1, bei dem die Mittenfrequenz des ersten IF-Signals, das Frequenzband des Hochfrequenzsignals und das Frequenzband des ersten Überlagerungsoszillatorsignals in dem Bereich von (180 - 18) bis (180 + 18) MHz, 13982 bis 14518 MHz bzw. 2764 bis 2864 MHz liegen.

5. Sender mit einem Zweifachumsetzungssystem, der ein moduliertes Signal zweimal einer Frequenzumsetzung unterwirft, um ein zu übertragendes Signal zu erzeugen, mit einer Inneneinheit und einer Außeneinheit,

wobei die Inneneinheit aufweist:

eine Modulationseinrichtung zum Modulieren einer Trägerwelle mit einem Datensignal, um ein erstes IF-Signal zu erzeugen, das das modulierte Signal darstellt;

wobei die Außeneinheit aufweist:

einen durchstimmbaren Überlagerungsoszillator zum Erzeugen mehrerer Überlagerungsoszillatorsignale, von denen jedes eine bestimmte Frequenz besitzt;

eine erste Mischeinrichtung zum Mischen eines aus den mehreren Überlagerungsoszillatorsignalen ausgewählten ersten Überlagerungsoszillatorsignals mit dem ersten IF-Signal, um ein zweites IF-Signal zu erzeugen;

eine Bandpaßfiltereinrichtung mit einer darin liegenden Mittenfrequenz, die auf der Grundlage der Frequenz des ersten Überlagerungsoszillatorsignals gesteuert wird, und die das zweite IF-Signal empfängt, um ein zweites IF-Signal ohne überflüssige Frequenzkomponenten zu erzeugen;

eine Multipliziereinrichtung zum Multiplizieren der Frequenz des ersten Überlagerungsoszillatorsignals, um ein zweites Überlagerungsoszillatorsignal zu erzeugen; und eine zweite Mischeinrichtung zum Mischen des zweiten IF- Signals ohne überflüssige Frequenzkomponenten mit dem zweiten Überlagerungsoszillatorsignal, um das Hochfrequenzsignal auszugeben.

6. Sender nach Anspruch 5, bei dem die Inneneinheit und die Außeneinheit durch ein Kabel verbunden sind.

7. Sender nach Anspruch 5, bei dem die Bandpaßfiltereinrichtung einen spannungsgesteuerten Filter aufweist.