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Verfahren zur Beseitigung des Ubersprechens und von Kreuzmodulation
bei Vielfach-UKW-Verbindungen ' und Schaltung zur Ausübung des Verfahrens Für die
Übertragung von Nachrichten über ein Netz, das mit Ultrakurzwellen arbeitet, sind
für die einzelnen Nachrichten verschiedene Kanäle vorgesehen, die sich alle durch
eine einheitliche Modulationsbandbreite unterscheiden.
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Es wird andererseits verlangt, daß die Bandbreite, die von dem Netz
beansprucht wird, möglichst eng ist und daß ferner mehrere Sender niemals gleichzeitig
auf demselben Kanal arbeiten. Es ist aber durchaus der Fall, daß mehrere Sender
gleichzeitig auf verschiedenen Kanälen arbeiten.
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Die Aufgabe, einen störungsfreien Betrieb zu sichern, ist also von
der Aufgabe verschieden, bei der eine einzige Vielfachverbindung zwischen zwei festen
Stationen vorgesehen ist. Es ist klar, daß beim Betriebe von einem oder mehreren
benachbarten Sendern, die auf einem oder mehreren verschiedenen Kanälen arbeiten,
Kreuzmodulationen auftreten, die das Abhören eines benachbarten Senders stören können,
der auf- einem bestimmten Kanal arbeitet. Diese Kreuzmodulationen sind um so stärker,
je enger das zur Gesamtheit des Netzes zugewiesene Frequenzband ist.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Erscheinungen des Übersprechens
eines Kanals auf einen anderen zu beseitigen, trotz der Gegenwart unvermeidbarer
Kreuzmodulationen, die aus der Abwesenheit eines wirksamen Schutzes folgt, die in
der Schwierigkeit der Selektivität bei sehr hohen Frequenzen ihre Ursache hat.
Nach
der Erfindung ist jeder Kanal durch die Ausstrahlung einer Ultrakurzwelle mit der
Trägerfrequenz (F + P",,) gekennzeichnet, wo m den laufenden Index
aus der Vielzahl von n Kanäle bezeichnet, wobei der Träger in der Amplitude, Phase
oder in der Frequenz z. B. durch ein Tonspektrum moduliert wird, das seinerseits
mit der Frequenz 0m umgesetzt ist. Anders ausgedrückt, jedem Kanal entspricht ein
bestimmter Träger (F + P m) und eine Umsetzungsfrequenz 0m, die durch ein
Gesprächsspektrum moduliert ist.
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Die Demodulatiön des so zusammengesetzten Signals auf der Empfangsseite
wird entsprechend den verschiedenen Kanälen die Ausgangsspektren wiedergeben, die
viel weiter voneinander getrennt sind gegenüber den durch das zu empfangende Nutzspektrum
modulierten Wellen und gleichzeitig den Spektren, die durch die Wirkungen der Kreuzmodulation
verursacht sind. Eine selektive Verstärkung der verschiedenen Wellen wird die nichtgewünschten
Wellen auf ein geringes Niveau zurückführen, aber sie wird, wie bekannt, auf die
Kreuzmodulation ohne Wirkung sein. Diese wird aber nichtsdestoweniger nach der Gleichrichtung
in dem Augenblick beseitigt, wo die verschiedenen Gesprächskanäle wieder für den
Hörer herzustellen sind, und zwar dadurch, daß die Kreuzmodulationen sich am Ende
umsetzen werden durch Modulationen nach Frequenzen, die außerhalb der Durchgangsbänder
der Filter liegen, welche die verschiedenen umgesetzten Kanäle trennen.
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Für die praktische Verwirklichung der Erfindung ist der Gang der Frequenzumsetzung
durch das Block-Schema an Hand der Zeichnung dargestellt. Das Ultrafrequenzspektrum
besteht aus einem der beiden Seitenbänder eines Einseitenbandsenders, der durch
einen Quarz gesteuert und durch die Zwischenträger P1, P2...' -P7....' P," i
. . , P" moduliert wird, diese selbst in Amplitude, Phase oder in der Frequenz
durch das Tonfrequenzspektrum nach Umsetzung mittels @i . . . , 01---, Ok
... , om ... , on, moduliert. Wenn F die Steuerfrequenz des Einseitenbandsenders
bezeichnet, vermehrt oder vermindert um die Frequenz einer zusätzlichen Umsetzung,
welcher man das vorausgehende Spektrum unterwirft, um das Selektionsproblem zu vereinfachen,
so werden die mit dem oberen Seitenband ausgestrahlten Wellen die Frequenzen besitzen
(F + P1) , (F + P2) ... (F + P,.) ... (F +
P.).
Hierbei ist, wie bekannt, P2 - P, = P3 - P2 = . . . = P",,
+ i - P. = 4 F = Konstanz. Die Zwischenfrequenzträger P" können
ihrerseits durch einen Quarz stabilisiert sein.
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Auf der Empfangsseite wird man nach erfolgter Demodulation die folgenden
Frequenzen erhalten: F-H+Pi, moduliert mit dem Umsetzungsspektrum 01 Hz,
- F-H+P2, moduliert mit dem Spektrum von 02 Hz, F-H+Pm, moduliert mit dem
Spektrum von 0.z Hz, F-H + P., moduliert mit dem Spektrum von 0" Hz.
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Wenn man anschließend auf den allgemeinen Demodulator parallel n Demodulatoren
für die entsprechenden Zwischenträger P1, P2 ...' -P", P, anordnet, so wird man
für jeden der Kanäle die Zwischenfrequenz F-H=FI erhalten. Man erhält in der Tat
für den Kanal i (F- H) + P7-Pi=F-H, moduliert durch das Umsetzungsspektrum
von 0, Hz. Für den Kanal 2 wird man haben (F-H) + P2-P2=F-H, moduliert durch
das Umsetzungsspektrum von 02 Hz USW.
Auf diese Weise kann jede einzelne Zwischenfrequenzverstärkung
durch einen identischen selektiven Verstärker bewirkt werden, der auf die Zwischenfrequenz
F-H=FI abgestimmt ist und eine genügende Bandbreite besitzt, die durch die höchste
umgesetzte Frequenz und die möglicher Ableitungen der Sendefrequenzen bestimmt ist.
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Die Aufgabe der Selektion besteht darin, in den verschiedenen Zwischenfrequenzkanälen
die Verstärkung der unerwünschten Frequenzen, wie (F - H) + Plo
- P.. ,
zu unterdrücken. .
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Um Spiegelfrequenzen zu vermeiden, kann nach der folgenden Regel verfahren
werden
Auf jeden Zwischenfrequenzverstärker folgt ein Detektor, an dessen Ausgang für den
Kanal i die mit 01 umgesetzte Modulation auftritt und außerdem Glieder der Kreuzmodulation,
die den mit 02 ,
umgesetzten Modulationen entsprechen, und in gewissen
Fällen Glieder der Form Ok ± 0m Hz.
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Das gleiche gilt für den Kanal 2 für die mit 02 umgesetzte Modulation
usw. und für alle weiteren Kanäle.
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Am Schluß der Rückumsetzung des Kanals in bezug auf 0m werden die
Störglieder durch ein Filter beseitigt, besonders wenn, wie es wohl bekannt ist,
die verschiedenen Umsetzungen in dem Bande 1 bis 2 durchgeführt sind, d. h. mit
< @1 .
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Die verschiedenen Maßnahmen für eine Ausführungsform nach der Erfindung
sind in dem Blockschema der Fig. i mit numerischen Werten dargestellt, wobei zur
Vereinfachung vorausgesetzt ist, daß die Zwischenfrequenzträger in der Amplitude
moduliert sind. Mi ist z. B. ein Mikrophon.
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Jeder Kanal umfaßt auf der Sendestation eine Umsetzungsstufe T für
j edes zu übertragende Spektrum. Diese werden in üblicher Weise mittels der Trägerfrequenzen
umgesetzt. Für ein System von 12 Kanälen liegen die Kanäle z. B. bei 6o bis 64
... 104 kHz. Die Quarzfilter F«>1, F02..., FO., die vorzugsweise von n-Form
und hoher Flankensteilheit sind, umfassen die Bänder: F O, das Band 6ö bis 64 kHz
, F O, das Band 64 bis 68 kHz , F 0" das Band 104 bis 1o8 kHz. Die Zwischenfrequenzträger
P1, P2...' Pm können z. B. durch Quarze geliefert werden und die Werte haben: P1
= 6 MHz, 6, 5, 7 und so fort bis 11,5 MHz für den 12. Kanal.
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Mo ist ein Modulator, auf den der Träger und der umgesetzte Kanal
geschaltet wird.
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A ist ein Stufenverstärker, der gleichzeitig zur Mischung der verschiedenen
Kanäle dient.
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Der Aufbau des Einseitenbandsenders wird dadurch vereinfacht, daß
das Modulationsspektrum von 6 bis 11,5 MHz um 24 MHz in t umgesetzt wird, so daß
es nach der Umsetzung das Band 3o bis 35,5 MHz umfaßt. Dieses Spektrum moduliert
den EinseitenbandsenderA, der durch einen Quarz gesteuert werden kann und dessen
Frequenz man bis 27o MHz vervielfältigen kann. Das ausgestrahlte Spektrum umfaßt
alsdann die nachstehenden 12 in der Frequenz modulierten Kanäle: 300, 300,5, 3o1.
. . , 305,5 MHz, ohne den Träger von 27o MHz und das untere Seitenband. Auf
der Empfangsseite wird das gesamte Spektrum durch den Überlagerer H demoduliert,
dessen Frequenz 291 MHz beträgt, die von einem Quarz hergeleitet ist. Man erhält
so die Frequenzen 9, 9,5, 10 . . . , 14,5 MHz.
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Jeder Kanal umfaßt: 1. einen Demodulator DM, auf den der entsprechende
Zwischenträger, z. B. P1, geschaltet wird; so wird der Kanal 1 von 9 MHz durch den
Zwischenträger auf 6 MHz derart moduliert, um FI = 3 MHz zu erhalten; der Kanal
2 von 9,5 MHz wird durch seinen Zwischenträger auf 6,5 MHz demoduliert, um gleichfalls
FZ = 3 MHz zu erhalten, usw. ; 2. ein Filter F - FI für die Zwischenfrequenz
3 MHz und einer Bandbreite von :E 12o kHz., dieses Filter kann gleichfalls ein Quarzfilter
in z-Form sein; 3. einen Detektorverstärker AD für die Zwischenfrequenz von
3 MHz; 4. ein Filter F 0m, das identisch ist mit dem Filter des entsprechenden Kanals
auf der Sendeseite; 5. eine Umsetzungsstufe T für 0, welche das Tonfrequenzspektrum
wiederherstellt und unmittelbar z. B. auf den Kopfhörer C arbeitet.
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In dem Falle, daß an Stelle der Amplitudenmodulation eine Phasen-
oder Frequenzmodulation zur Anwendung käme, würden die verschiedenen Abänderungen
darin bestehen, daß auf der Sendeseite der Modulator Mo ein Phasen- oder Frequenzmodulator
und auf der Empfangsseite der Detektorverstärker ein Phasen- oder Frequenzdetektor
sein würde. Die Erfindung kann auf ein Sendenetz mit wenigstens zwei Sendern angewandt
werden, die auf verschiedene Stationen verteilt sind und die niemals gleichzeitig
auf einem gleichen Kanal arbeiten.