NO772305L - RADIO LINK RELESTATION. - Google Patents

Description

Radio/link relestasjon.Radio/link relay station.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en radio link relestasjon i hvilken en gjenutsending iverksettes ved hjelp av to frekvens omformerkretser som er adskilt av et mellomliggende frekvenstrinn. The present invention relates to a radio link relay station in which a rebroadcast is implemented by means of two frequency converter circuits which are separated by an intermediate frequency step.

Ved kjente relestasjoner av denne type, som generelt anvendes for å sende frekvensmodulerte signaler, har hver frekvensomformerkrets sin egen lokalfrekvenssender. Ettersom oscillasjons frekvensene for de to lokalfrekvensgeneratorene i disse relestasjoner er av størrelsesorden på flere gigahertz og ettersom de må oppnås med et høyt stabilitetsnivå for å unngå uakseptabel drift i signalet som sendes av relestasjonen, er disse lokalfrekvensgeneratorer vanskelige og kostbare å konstruere, og i desto større grad i tilfellet med lokalfrekvensgeneratoren som anvendes for å endre fra mellomfrekvensen til sendefrekvensen idet omfang den må være i stand til modulering for sendeinforma-sjon avgitt fra stasjonen i hvilken relestasjonen er plassert. In known relay stations of this type, which are generally used to send frequency-modulated signals, each frequency converter circuit has its own local frequency transmitter. As the oscillation frequencies of the two local frequency generators in these relay stations are of the order of several gigahertz and as they must be achieved with a high level of stability to avoid unacceptable drift in the signal sent by the relay station, these local frequency generators are difficult and expensive to construct, and in the greater degree in the case of the local frequency generator used to change from the intermediate frequency to the transmission frequency, to the extent that it must be capable of modulation for transmission information emitted from the station in which the relay station is located.

Andre kjente relestasjoner gjør bruk av det faktum at i en relestasjon, uansett frekvensen for det mottatte signal, må frekvensforskjellen mellom det mottatte signal og det sendte signal forbli konstant på et nivå på noen hundre megahertz. Other known relay stations make use of the fact that in a relay station, regardless of the frequency of the received signal, the frequency difference between the received signal and the transmitted signal must remain constant at a level of a few hundred megahertz.

I disse relestasjoner virker en første frekvensgenerator hvis frekvens er av størrelsesorden på flere gigahertz, som en lokalfrekvensgenerator for en av de to frekvensomformerkretsene, mens en andre lokalfrekvensgenerator som er beregnet for den andre omformerkretsen omfatter en blander som mottar signalet fra den første frekvensgeneratoren og også signalet fra en tilleggsoscill-ator hvis frekvens er lik frekvensforskjellen mellom signalet som er mottatt og signalet som er sendt av relestasjonen. Relestasjoner av denne type har forskjellige fordeler overfor relestasjoner som omfatter to separate lokalfrekvensgeneratorer av hvilke hver nødvendiggjør en oscillator på en frekvens av flere gigahertz, nemlig: - at de kun nødvendiggjør en enkelt oscillator med en frekvens av flere gigahertz, - stabiliteten for denne oscillator ikke må være meget høy fordi nøyaktigheten med hvilken sendefrekvensen oppnås er kun avhengig av stabiliteten av tilleggsoscillatoren (forutsatt at de to frek-vensomformingene utføres på en slik måte at ustabiliteter som In these relay stations, a first frequency generator whose frequency is of the order of several gigahertz acts as a local frequency generator for one of the two frequency converter circuits, while a second local frequency generator intended for the second converter circuit comprises a mixer that receives the signal from the first frequency generator and also the signal from an additional oscillator whose frequency is equal to the frequency difference between the signal received and the signal sent by the relay station. Relay stations of this type have different advantages over relay stations comprising two separate local frequency generators, each of which requires an oscillator at a frequency of several gigahertz, namely: - that they only require a single oscillator with a frequency of several gigahertz, - the stability of this oscillator does not must be very high because the accuracy with which the transmit frequency is achieved depends only on the stability of the additional oscillator (provided that the two frequency conversions are performed in such a way that instabilities such as

kan tilskrives den felles oscillatoren kompenserer hverandre),can be attributed to the common oscillator compensate each other),

- i betraktning av dens frekvens, tilleggsoscillatoren ikke er vanskelig å konstruere, - informasjonen som skal sendes fra stasjonen i hvilken relestasjonen er plassert kan sendes ved hjelp av modulasjon av tilleggsoscillatoren. - considering its frequency, the additional oscillator is not difficult to construct, - the information to be sent from the station in which the relay station is located can be sent by means of modulation of the additional oscillator.

Men disse relestasjoner har også ulemper, nemlig:But these relay stations also have disadvantages, namely:

- at behovet for en blander og ytterligere hyperfrekvensfiltre som er ømtålige og besværlige elementer, - når tilleggsoscillatoren danner del av lokalfrekvensgeneratoren anvendt for endring til mellomfrekvensen og når, slik det vanlig-vis er tilfellet, relestasjonen omfatter en lytteanordning som demodulerer mellomfrekvenssignalet, må denne lytteanordning, for å sikre riktig lytting, bli tilegnet på en slik måte at det unngås mottagelse av informasjonen som innføres i relestasjonen ved modulasjon av tilleggsoscillatoren, når tilleggsoscillatoren danner del av lokalfrekvensgeneratoren for endring fra mellomfrekvensen til sendefrekvensen, denne lokalfrekvensgenerator generelt må omfatte en hyperfrekvens utgangsforsterker som er et relativt besværlig element. - that the need for a mixer and additional hyperfrequency filters which are delicate and cumbersome elements, - when the additional oscillator forms part of the local frequency generator used for changing to the intermediate frequency and when, as is usually the case, the relay station comprises a listening device which demodulates the intermediate frequency signal, this listening device must , in order to ensure correct listening, be appropriated in such a way as to avoid receiving the information introduced into the relay station by modulation of the additional oscillator, when the additional oscillator forms part of the local frequency generator for changing from the intermediate frequency to the transmission frequency, this local frequency generator must generally include a hyperfrequency output amplifier which is a relatively difficult element.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å unngå ulempene knyttet til de anordninger som er beskrevet ovenfor mens man på samme tid beholder deres fordeler. The purpose of the present invention is to avoid the disadvantages associated with the devices described above while at the same time retaining their advantages.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en radio link relestasjon som omfatter, koblet i serie, en frekvenseomformerkrets, et mellomfrekvenstrinn og en ytterligere frekvenseomformerkrets, og nevnte frekvenseomformerkretser har en og samme lokalfrekvensgenerator og hvor nevnte mellomfrekvenstrinn omfatter en frekvensomformer- According to the invention, a radio link relay station is provided which comprises, connected in series, a frequency converter circuit, an intermediate frequency stage and a further frequency converter circuit, and said frequency converter circuits have one and the same local frequency generator and where said intermediate frequency stage comprises a frequency converter

<I>anordning for å utføre en frekvensomformning som er en funksjon ; <I>device for performing a frequency conversion which is a function;

av forskjellen mellom mottagelse og sendefrekvensene i relestasjon-ene. of the difference between the reception and transmission frequencies in the relay stations.

Oppfinnelsen vil bedre forstås og andre trekk ved denne vil fremtre av den etterfølgende beskrivelse i forbindelse med vedlagte tegning. Fig. 1 er et blokkdiagram av en relestasjon ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser en variant av del av relestasjonen som er vist i fig. Fig. 1 viser en relestasjon hvor mottagerfrekvensen Fr og sendefrekvensen Fg hver er av størrelsesorden på flere gigahertz og er adskilt fra hverandre med flere hundre megahertz. En antenne 1 for mottagelse av signalene er koblet til en inngang av en The invention will be better understood and other features of it will emerge from the subsequent description in connection with the attached drawing. Fig. 1 is a block diagram of a relay station according to the invention. Fig. 2 shows a variant of part of the relay station shown in fig. Fig. 1 shows a relay station where the receiver frequency Fr and the transmission frequency Fg are each of the order of several gigahertz and are separated from each other by several hundred megahertz. An antenna 1 for receiving the signals is connected to an input of a

frekvensomformerkrets 2 i hvilken en annen inngang mottar et signal med frekvens F, hvor F også er av størrelsesorden på flere gigahertz, fra en lokalfrekvensgenerator 7. Utgangen fra frek-vensomf ormerkretsen 2 tilfører et signal med en første mellomfrekvens F^ av størrelsesorden et hundre megahertz som er lik frekvensforskjellen mellom frekvensene Fr og F. En forsterker frequency converter circuit 2 in which another input receives a signal with frequency F, where F is also of the order of several gigahertz, from a local frequency generator 7. The output of the frequency converter circuit 2 supplies a signal with a first intermediate frequency F^ of the order of one hundred megahertz which is equal to the frequency difference between the frequencies Fr and F. An amplifier

3 muliggjør at utgangssignalet fra frekvensomformerkretsen 23 enables the output signal from the frequency converter circuit 2

kan forsterkes før det påtrykkes en inngang av en annen frekvensomformerkrets 4. Funksjonen av omformerkretsen 4 er å utføre en frekvensomforming slik at det resulterende signal befinner seg på en andre mellomfrekvens Ftsom kan omformes til sendefrekvensen Fg i relestasjonen ved hjelp av en tredje frekvenseomformerkrets can be amplified before an input is pressed by another frequency converter circuit 4. The function of the converter circuit 4 is to carry out a frequency conversion so that the resulting signal is at a second intermediate frequency Fts which can be converted to the transmission frequency Fg in the relay station by means of a third frequency converter circuit

6 som mottar den samme lokalfrekvens F som omformerkretsen 26 which receives the same local frequency F as the converter circuit 2

og til hvilken krets 6 utgangen er koblet til sendeantennen 8and to which circuit 6 the output is connected to the transmitting antenna 8

for relestasjonen. I dette henseende må omformerkretsen 4 ut-føre en frekvensomforming som er lik i verdi med frekvensdifferansen mellom mottagelse og sendefrekvensene for relestasjonen fordi, ettersom frekvensomformerkretsene 2 og 6 opererer med den samme lokalfrekvens, frekvensomformingen må utføres mellom utgangen av kretsen 2 og inngangen av kretsen 6, dvs. til mellomfrekvens. for the relay station. In this respect, the converter circuit 4 must carry out a frequency conversion which is equal in value to the frequency difference between the reception and the transmission frequencies of the relay station because, as the frequency converter circuits 2 and 6 operate with the same local frequency, the frequency conversion must be carried out between the output of the circuit 2 and the input of the circuit 6 , i.e. to intermediate frequency.

Hvis man antar at Fr + FQ = Fe°9med Fr ^ F'kan de f0!9ende frekvensverdier oppnås på utgangene av frekvensomformerkretsene 2, 4 og 6 respektive. If one assumes that Fr + FQ = Fe°9with Fr ^ F', the following frequency values can be obtained at the outputs of the frequency converter circuits 2, 4 and 6 respectively.

Det skal påpekes at signalet med frekvensen F r+ F, som også frembringes ved blanding i omformerkretsen 2 og som har en frekvens på flere gigahertz, mens signalet F^= F^. - F har en frekvens av størrelsesorden på omlag 100 megahertz, ikke krever spesiell filtrering fordi dets frekvens er for høy til at det er i stand til å bli forsterket av forsterkeren 3 i betraktning av båndbredden for denne. I motsetning til dette omfatter om-formerkretsene 4 og 6 en forsterker og et utgangsfilter av båndpasstypen som er beregnet til å eliminere signalene med frekvensen Fq - F^og F - F , respektive, som stammer fra bland-ingen av signalene med forskjellige frekvenser som de mottar ved sine to innganger. It should be pointed out that the signal with the frequency F r+ F, which is also produced by mixing in the converter circuit 2 and which has a frequency of several gigahertz, while the signal F^= F^. - F has a frequency of the order of 100 megahertz, does not require special filtering because its frequency is too high to be able to be amplified by the amplifier 3 considering its bandwidth. In contrast, the converter circuits 4 and 6 comprise an amplifier and an output filter of the band-pass type intended to eliminate the signals of the frequency Fq - F^ and F - F , respectively, which originate from the mixing of the signals of different frequencies which they receive at their two entrances.

Et vesentlig krav for den riktige operasjon av relestasjonen som er vist i fig. 1 er at de harmoniske av signalet med frekvensen F^ frembragte innenfor f rekvensomf ormerkretsen 4 bør være i stand til å bli eliminert ved hjelp av utgangsbåndpassfilteret i den kretsen. Nå er dette ikke alltid mulig avhengig av de verdier som benyttes av forskjellen mellom mottagelse og sendefrekvensene og av verdien av den første mellomfrekvensen F^. Med en mellomfrekvens F^på 70 megahertz er dette tilfellet i 4 GHz båndet hvor, under CCIR standard, differansen mellom mottagelse og sendefrekvensene bør være 213 MHz som betyr at Fq = 213 MHz. I det tilfellet, i relestasjonen som er vist i fig. 1 er frekvensen F^av det brukbare signal på utgangen av omformerkretsen 4 enten 213 - 70 = 143 MHz eller 213 + 70 = 283 MHz, ifølge omformings-retningen. Ettersom imidlertid frekvensene av andre og fjerde harmoniske av den første mellomfrekvensen er henholdsvis 140 An essential requirement for the correct operation of the relay station shown in fig. 1 is that the harmonics of the signal of frequency F^ produced within f frequency converter circuit 4 should be able to be eliminated by means of the output bandpass filter in that circuit. Now this is not always possible depending on the values used of the difference between the reception and transmission frequencies and of the value of the first intermediate frequency F^. With an intermediate frequency F^ of 70 megahertz, this is the case in the 4 GHz band where, under the CCIR standard, the difference between the reception and the transmission frequencies should be 213 MHz, which means that Fq = 213 MHz. In that case, in the relay station shown in fig. 1, the frequency F^ of the usable signal at the output of the converter circuit 4 is either 213 - 70 = 143 MHz or 213 + 70 = 283 MHz, according to the conversion direction. Since, however, the frequencies of the second and fourth harmonics of the first intermediate frequency are respectively 140

og 280 MHz>vil det være praktisk talt umulig å separere det brukbare signalet med frekvensen F^_ fra det med disse to harmoniske som er nærmere det. and 280 MHz>it will be practically impossible to separate the usable signal with the frequency F^_ from that with these two harmonics closer to it.

Fig. 2 viser hvorledes frekvensomformeranordningen dannet av kretsene 4 og 5 i fig. 1 kan modifiseres for å forhindre filtreringspro-blemene angitt ovenfor fra å oppstå. Fig. 2 shows how the frequency converter device formed by circuits 4 and 5 in fig. 1 can be modified to prevent the filtering problems noted above from occurring.

Frekvensomformingen for endring fra frekvensen F^til frekvensen F i relestasjonen som vist i fig. 1 erstattes nå av to suksessive frekvensomforminger. Den første av disse to frekvensomforminger utføres ved hjelp av en frekvensomformerkrets 40 som, på sin ene av sine innganger mottar signalet med frekvensen F^og på sin andre inngang mottar signalet med frekvensen f^fra en tilleggsfrekvensgenerator 50 og som tilfører et signal med frekvens F . Den andre av disse frekvensomforminger utføres av en frekvensomformerkrets 41 som, på en av sine innganger, mottar utgangssignalet fra frekvensomformerkretsen 40 og på den andre av sine innganger signalet med frekvensen fra en tilleggsfrekvensgenerator 51 The frequency conversion for changing from the frequency F^ to the frequency F in the relay station as shown in fig. 1 is now replaced by two successive frequency conversions. The first of these two frequency conversions is carried out by means of a frequency converter circuit 40 which, on one of its inputs receives the signal with the frequency F^ and on its other input receives the signal with the frequency f^ from an additional frequency generator 50 and which supplies a signal with frequency F . The second of these frequency conversions is performed by a frequency converter circuit 41 which, on one of its inputs, receives the output signal from the frequency converter circuit 40 and on the other of its inputs the signal with the frequency from an additional frequency generator 51

og som tilfører signalet med frekvensen F^_.and which supplies the signal with the frequency F^_.

Ifølge hva som ble sagt med hensyn til relestasjonen som er vist i fig. 1, må frekvensomformeranordningen som er vist i fig. 2 kon-strueres på en slik måte at det frembringes en frekvensomforming som er lik frekvensdifferansen mellom signalene som er mottatt og sendt av relestasjonen, hvilket betyr at summen av eller differansen mellom frekvensene f^ og f^må være lik den differansen.Med andre ord, for å unngå skapning av forstyrrende harmoniske frekvenser, vil det alltid være differansen mellom f^ og f2 som vil bli valgt lik denne differanse mens f^ vil bli valgt høyere enn f2«Så langt som hva angår valget av frekvensene f^ og f2 m^ dette foretas på en slik måte at frekvensen F ikke er tilliggende en harmonisk av frekvensene F^og f^ og på en slik måte at frekvensen Ft , ikke er tilligJ gende en harmonisk av frekvensene Fm og f2. According to what was said with regard to the relay station shown in fig. 1, the frequency converter device shown in fig. 2 is constructed in such a way that a frequency conversion is produced that is equal to the frequency difference between the signals received and sent by the relay station, which means that the sum of or the difference between the frequencies f^ and f^ must be equal to that difference. In other words , to avoid the creation of disturbing harmonic frequencies, it will always be the difference between f^ and f2 that will be chosen equal to this difference while f^ will be chosen higher than f2"As far as the selection of the frequencies f^ and f2 m is concerned This is done in such a way that the frequency F is not adjacent to a harmonic of the frequencies F^ and f^ and in such a way that the frequency Ft is not adjacent to a harmonic of the frequencies Fm and f2.

For illustrasjonens skyld og for å gå tilbake til verdiene i det numeriske eksempel som angitt ovenfor, nemlig: For the sake of illustration and to return to the values in the numerical example given above, namely:

- en mellomfrekvens F^ på 70 MHz og- an intermediate frequency F^ of 70 MHz and

- en omformerfrekvens på 143 MHz eller 283 MHz,- a converter frequency of 143 MHz or 283 MHz,

kan f^ og f2anta de følgende verdier:f^ and f2 can assume the following values:

f1 = 320 MHz og f2= 107 MHz,f1 = 320 MHz and f2= 107 MHz,

med F m = 320 - 70 = 250 MHz hvor Ft, er lik 143 MHz, og medwith F m = 320 - 70 = 250 MHz where Ft, is equal to 143 MHz, and with

Fm = 320 + 70 = 390 MHz hvor F. er lik 283 MHz.Fm = 320 + 70 = 390 MHz where F. is equal to 283 MHz.

m t etc

Det skal bemerkes at i en relestasjon ifølge den foreliggende oppfinnelse kan informasjonen som skal sendes fra stasjonen i hvilken relestasjonen er plassert sendes ved modulasjon av til- leggsfrekvensgeneratoren i tilfellet for fig. 1 eller ved i modulasjon av en av tilleggsfrekvensgeneratorene i tilfellet i fig. 2. It should be noted that in a relay station according to the present invention, the information to be sent from the station in which the relay station is located can be sent by modulation of the additional frequency generator in the case of fig. 1 or by in modulation of one of the additional frequency generators in the case of fig. 2.

Claims (3)

1. Radio link relestasjon, karakterisert ved at den omfatter koblet i serie, en frekvensomformerkrets, et mellomfrekvenstrinn og en ytterligere frekvensomformerkrets, hvor nevnte frekvensomformerkretser har en og samme lokalfrekvensgenerator og hvor nevnte mellomfrekvenstrinn omfatter en frekvensomformeranordning for å utføre en frekvensomforming som er en funksjon av differansen mellom mottagelse og sendefrekvensene for relestasjonen. . 1. Radio link relay station, characterized in that it comprises, connected in series, a frequency converter circuit, an intermediate frequency stage and a further frequency converter circuit, where said frequency converter circuits have one and the same local frequency generator and where said intermediate frequency stage comprises a frequency converter device to perform a frequency conversion which is a function of the difference between the reception and transmission frequencies for the relay station. . 2. Relestasjon som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte frekvensomformeranordning omfatter en frekvensomformerkrets som har en lokalfrekvensgenerator.hvis frekvens har en verdi som er lik den absolutte verdi av differansen mellom mottagelse og sendefrekvensene for relestasjonen.2. Relay station as specified in claim 1, characterized in that said frequency converter device comprises a frequency converter circuit which has a local frequency generator whose frequency has a value equal to the absolute value of the difference between the reception and transmission frequencies for the relay station. 3. Relestasjon som angitt i krav 1, karakterisert ved at frekvensomformeranordningen omfatter, koblet i serie, en første frekvensomformerkrets som har en lokal frekvensgenerator hvis frekvens har en verdi f^ og en andre frekvensomformerkrets som har en lokal frekvensgenerator hvis frekvens har en verdi f2, og at de absolutte verdier av differansen mellom ^1 °^ ^2°^ mellom mottagelse og sendef rekvensene for relestasjonen er like.3. Relay station as specified in claim 1, characterized in that the frequency converter device comprises, connected in series, a first frequency converter circuit which has a local frequency generator whose frequency has a value f^ and a second frequency converter circuit which has a local frequency generator whose frequency has a value f2, and that the absolute values of the difference between ^1°^ ^2°^ between receiving and sending frequencies for the re-station are equal.