Nachstimmeinrichtung für Lang- und Längstwellenantennen

Abstract

 Die Einrichtung ermöglicht ein Nachstimmen von Antennen im Lang- und Längstwellenbereich während eines Frequenzumtastbetriebes (F1B).
Der am Ausgang des Schalters (13) einer Auswerteeinrichtung (8) anstehende Blindanteil der Rücklaufspannung (U_R) wird über einen Tiefpaß (14) auf zwei Komperatoren (15, 16) gegeben, von denen ein Komparator (15) negative und der andere Komparator (16) Positive Blindanteile durchschaltet. Mit den Schaltspannungen der Komparatoren (15, 16) werden zwei Schalter (17, 18) gesteuert, auf welche die im Gleichrichter (23) gleichgerichtete und im Tiefpaß (24) gesiebte Rücklaufspannung (U_R) geschaltet ist und an deren Schalterausgängen (19, 20) die den Tastlagen des Senders entsprechenden Rücklaufspannungen (U_R+, U_R-) als Signale für die Einstellung eines Nachstimmvariometers (4) der Antenne (2) zur Verfügung stehen.
Die Nachstimmung basiert auf einer Messung der auf der Übertragungsleitung zwischen Sender und Antenne auftretenden Kabel (U_K)- und Rücklaufspannung (U_R). Der Blindanteil der Rücklaufspannung (U_R) wird mittels eines Schalters gewonnen, über welchen die Rücklaufspannung geführt wird und der von einer Rechteckspannung gesteuert wird, die mittels eines Komparators aus der um 90-Grad phasenverschobenen Kabelspannung erzeugt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Nachstimmeinrichtung für Lang- und Längstwellenantennen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Aufgrund ihrer im Vergleich zur Wellenlänge geringen Abmessungen sind Antennen im Lang- und Längstwellenbereich extrem schmalbandig. Dies hat zur Folge, daß der Abstimmzustand der Antenne empfindlich gegenüber Witterungseinflüssen, wie z.B. Vereisung, Nebel und Wind, ist sowie vom Temperaturgang des Abstimmittels beeinflußt werden kann. Insbesondere bei Frequenzumtastbetrieb (F1B) ist jedoch eine Abstimmung der Antenne bei Mittenfrequenz Voraussetzung. Erfolgt keine Nachstimmung der durch die verschiedenen Einflüsse verursachten Fehlanpassung der Antenne, so ist je nach Höhe der Fehlanpassung bei Mittenfrequenz mit der Abstrahlung eines unsymmetrischen Signals, einer Überlastung des Senders bzw. einer Abschaltung des Senders infolge Überschreitung von Grenzwerten zu rechnen.
Um dies zu vermeiden war bisher eine regelmäßige Kontrolle des Abstimmzustandes der Antene und ggf. eine manuelle Nachstimmung erforderlich.

[0003] Aus der DE-A-34 03 557 ist für die Abstimmung von Antennen eine Meßanordnung bekannt, in der durch einen Vergleich der Phasenlage von Kabelspannung und Rücklaufspannung eine Aufspaltung der rücklaufenden Spannung in ihren Wirk- und Blindanteil erfolgt. Durch diese Aufspaltung ist die Anzeigeempfindlichkeit in der bekannten Meßanordnung verbessert.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die ein Nachstimmen von Antennen im Lang- und Längstwellenbereich während eines Frequenzumtastbetriebes (F1B) ermöglicht.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0006] Die erfindungsgemäße Nachstimmeinrichtung verwendet in vorteilhafter Weise die bei einer auf Mittenfrequenz (F1B-Betrieb) abgestimmten Antenne vorliegende Übereinstimmung der tastlagenbezogenen Rücklaufspannungen als Abstimmkriterium. Zur Gewinnung der tastlagenbezogenen Rücklaufspannungen wird vorteilhaft das physikalische Merkmal ausgenutzt, daß der Blindanteil der Rücklaufspannung seine Polarität mit der Tastlage des F1B-Betriebes ändert.

[0007] Die erfindungsgemäße Nachstimmeinrichtung hat den Vorteil, daß sie für eine automatische Antennenabstimmung verwendbar ist. Damit ist der Abstimmzustand der Antenne unabhängig von sich ändernden äußeren Einflüssen aufrechterhaltbar, ohne daß manuelle Kontroll- und Abstimmvorgänge erforderlich sind. Eine derartige Ausbildung der Nachstimmeinrichtung ist in den Unteransprüchen angegeben. Zur Abgleichung von Zeitkonstanten des Antennenkreises ist in einem Unteranspruch eine Lösung angegeben, die dazu in vorteilhafter Weise die Zwischenschaltung von Spitzenspannungsmessern verwendet.

[0008] Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Fig.1

zeigt einen Antennenkreis mit einer bekannten Meßwerterfassung der Kabel- und Rücklaufspannung,

Fig.2

zeigt eine Einrichtung zur Ermittlung der tastlagenbezogenen Rücklaufspannungen und

Fig.3

zeigt eine ausgangsseitige Signalaufbereitungseinrichtung für die Einbindung des Nachstimmvariometers.

[0009] In Fig. 1 ist eine Übertragungsleitung 3 mit einem U_K-Sensor 6, einem U_R-Sensor 7 und einem Nachstimmvariometer 4 gezeigt. Die Übertragungsleitung 3 verbindet den Sender 1 mit der Antenne 2.

[0010] Mit den Sensoren 6,7 werden die auf der Übertragungsleitung 3 auftretenden Kabelspannungen U_K und Rücklaufspannungen U_R erfaßt. In dem U_K-Sensor 6 wird in bekannter Weise ein kapazitiver Spannungsteiler mit einer Parallelschaltung eines Widerstandes verwendet. Gewonnen wird mit diesem Sensor 6 ein der tatsächlichen Kabelspannung proportionaler Spannungswert, der hier vereinfacht als Kabelspannung U_K bezeichnet ist, da erfindungsgemäß nicht die Größe, sondern nur die Phasenlage der Kabelspannung ausgewertet wird.

[0011] Für den Abgriff der Rücklaufspannung U_R wird in bekannter Weise ein Stromwandler in Kombination mit einem kapazitiven Spannungsteiler und einer Widerstandsbeschaltung verwendet. Eine der tatsächlichen Rücklaufspannung proportionale Spannung, die hier als Rücklaufspannung U_R bezeichnet ist, ist an der Wicklung des Stromwandlers abgreifbar, die wie vorangehend beschrieben beschaltet ist.

[0012] Die in Fig. 2 gezeigte Ermittlung der tastlagenbezogenen Rücklaufspannungen erfolgt in einer Auswerteeinrichtung 8, bestehend aus einem 90-Grad-Phasenschieber 11, drei Komparatoren 12, 15, 16, drei Schaltern 13, 17, 18, zwei Tiefpassen 14, 24, einem Gleichrichter 23 und zwei Spitzenspannungsmessern 21, 22.

[0013] Dabei wird die auf der Übertragungsleitung 3 gemessene Rücklaufspannung U_R auf den Eingang 10 gegeben und liegt am Schalter 13 und Gleichrichter 23 an, die parallel zueinander geschaltet sind. Der Schalter 13 wird von der ausgangsseitigen Rechteckspannung des Komparators 12 gesteuert. Diese Rechteckspannung ist im Komparator 12 aus der Kabelspannung U_K gewonnen. Bevor die Kabelspannung U_K dem Komparator 12 zugeführt ist, ist sie mit Hilfe des vorgeschalteten 90-Grad-Phasenschiebers 11 gegenüber der am Eingang 9 vorliegenden Phasenlage phasenverschoben.

[0014] Am Ausgang des Schalters 13 steht, wegen der um 90 Grad gegenüber der Kabelspannung U_K verschobenen Taktung, der Blindanteil der Rücklaufspannung U_R zur Verfügung. Nach Siebung in einem Tiefpaß 14 ist dieser Blindanteil, der seine Polarität mit der F1B-Tastung ändert, auf zwei parallel geschaltete Komparatoren 15, 16 gegeben. Je nach Polarität des Blindanteiles schaltet der eine oder der andere Komparator 15, 16 durch. Damit sind die an den Ausgängen der Komparatoren 15, 16 anstehenden Rechteckspannungen gegenphasig, entsprechend der F1B-Tastung, ausgebildet. Diese Rechteckspannungen werden erfindungsgemäß für eine tastlagenbezogene Selektion der Rücklaufspannung U_R verwendet. Die Rücklaufspannung U_R wird dazu auf zwei parallele Schalter 17, 18 gegeben, wobei jeder Schalter 17, 18 von einer der ausgangsseitigen Rechteckspannungen der Komparatoren 15, 16 gesteuert ist. Vor der Aufschaltung auf die Schalter 17,18 ist die Rücklaufspannung U_R in einem Gleichrichter 23 und einem Tiefpaß 24 gleichgerichtet und gesiebt. An den Schalterausgängen 19, 20 der Schalter 17, 18 stehen die tastlagenbezogenen Rücklaufspannungen U_R+ und U_R- an. Diese Spannungen werden in je einem Spitzenspannungsmesser 21, 22 ausgewertet und stehen danach für die Antennenabstimmung zur Verfügung. Mit den für die Meßwerterfassung eingesetzten Spitzenspannungsmessern wird zusätzlich zum Auswertungsvorgang eine im Antennenkreis immer auftretende Zeitkonstante kompensiert.

[0015] Als Abstimmungskriterium wird das physikalische Merkmal verwendet, daß die Amplitudenwerte der tastlagenbezogenen Rücklaufspannungen U_R+ und U_R- für eine abgestimmte Antenne übereinstimmen müssen. Mittels des Nachstimmvarometers 4 wird die Antenne solange korrigiert, bis diese Übereinstimmung erreicht ist.

[0016] Fig. 3 zeigt eine Signalaufbereitungseinrichtung 25 mit der eine automatische Nachstimmung der Antenne 2 möglich ist. Dazu sind die tastlagenbezogenen Rücklaufspannungen U_R+ und U_R- als Steuersignale für das Nachstimmvariometer 4 verwendet. In der Signalaufbereitungseinrichtung 25 erfolgt für die tastlagenbezogenen Rücklaufspannungen U_R+ und U_R- in je einem zugeordneten Komparator 30, 31 eine Auswahl ihres Durchschaltbereiches mit Hilfe von Referenzspannungen U_Ref,1 und U_Ref,2, die in den Komparatoren 30, 31 als Ansprech- und Abfallschwelle dienen. Damit ist gewährleistet, daß die Nachstimmung nicht bei jeder geringfügigen Änderung des Abstimmzustandes aktiviert ist. Die jedem Komparator 30, 31 zugeführten Referenzspannungen U_Ref,1, U_Ref,2 sind in einem Referenzglied 29 gebildet, dem wiederum dazu der arithmetische Mittelwert der tastlagenbezogenen Rücklaufspannungen U_R+, U_R-aus einem Mittelwertglied 28 heraus zugeführt ist. Die so ausgewählten Rücklaufspannungen U_R+, U_R- sind der Rechts- Linkslaufsteuerschaltung 32 zugeführt, an deren Ausgängen 33, 34 Steuersignale für den Verstellmotor 5 des Nachstimmvariometers 4 zur Verfügung stehen.

[0017] Die Nachstimmeinrichtung darf nur aktiviert werden, wenn auch tatsächlich vom Sender ein Frequenzumtastbetrieb durchgeführt wird. Diese Betriebserkennung kann durch eine hier nicht näher ausgeführte Auswertung des Blindanteils der Rücklaufspannung erfolgen, wobei die Erkennung auf der schon voranstehend genannten Polaritätsänderung des Blindanteiles der Rücklaufspannung U_R basiert. Auch läßt sich dazu in einfacher Weise ein Steuersignal aus dem Modulator des Senders 1 ableiten.

Ansprüche

1. Nachstimmeinrichtung für Lang- und Längstwellenantennen, die auf einer Messung der auf der Übertragungsleitung zwischen Sender und Antenne auftretenden Kabel (U_K)- und Rücklaufspannung (U_R) basiert und bei welcher der Blindanteil der Rücklaufspannung (U_R) mittels eines Schalters gewonnen wird, über welchen die Rücklaufspannung geführt ist und der von einer Rechteckspannung gesteuert ist, die mittels eines Komparators aus der um 90-Grad phasenverschobenen Kabelspannung erzeugt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1) im Frequenzumtastbetrieb (F1B) arbeitet, daß der am Ausgang des Schalters (13) einer Auswerteeinrichtung (8) anstehende Blindanteil der Rücklaufspannung (U_R) über einen Tiefpaß (14) auf zwei Komparatoren (15, 16) gegeben ist, von denen ein Komparator (15) negative und der andere Komparator (16) positive Blindanteile durchschaltet und daß mit den Schaltspannungen der Komparatoren (15, 16) zwei Schalter (17, 18) gesteuert sind, auf welche die im Gleichrichter (23) gleichgerichtete und im Tiefpaß (24) gesiebte Rücklaufspannung (U_R) geschaltet ist und an deren Schalterausgängen (19, 20) die den Tastlagen des Senders entsprechenden Rücklaufspannungen (U_R+, U_R-) als Signale für die Einstellung eines Nachstimmvariometers (4) der Antenne (2) zur Verfügung stehen.

2. Nachstimmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tastlagenbezogenen Rücklaufspannungen (U_R+, U_R-) einer Rechts-Linkslauf-Steuerschaltung (32) zugeführt sind, die auf den Verstellmotor (5) des Nachstimmvariometers (4) einwirkt.

3. Abstimmeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus den tastlagenbezogenen Rücklauf-Spannungen (U_R+, U_R-) in einer Signalaufbereitungseinrichtung (25) in einem Mittelwertglied (28) der arithmetische Mittelwert gebildet ist, daß aus diesem Mittelwert in einem Referenzglied (29) der Einrichtung (25) zwei verschiedene Referenzspannungen (U_Ref,1, U_Ref,2) erzeugt werden, daß diese beiden Referenzwerte jeweils zwei parallelgeschalteten Komparatoren (30, 31) zugeführt sind, wo sie in jedem der Komparatoren (30, 31) als Ansprech- und Abfallschwelle zum Durchschalten und Sperren jeweils einer der tastlagenbezogenen Rücklaufspannung (U_R+, U_R-) dienen und daß die in den Komparatoren (30, 31) ausgewählten Werte der Rücklaufspannungen (U_R+, U_R-) der Rechts-Linkslauf-Steuerschaltung (32) zugeführt sind.

4. Nachstimmeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung abgeschaltet ist, wenn der Sender (1) nicht in einem Frequenzumtastbetrieb (F1B) betrieben wird und daß dazu die bei F1B-Betrieb auftretende Polaritätsänderung des Blindanteiles der Rücklaufspannung U_R als Steuerkriterium verwendet ist.

5. Nachstimmeinrichtung nach einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Schalterausgängen (19, 20) anstehenden tastlagenbezogenen Rücklaufspannungen (U_R+, U_R-) jeweils über einen Spitzenspannungsmesser (21, 22) geführt sind, bevor sie für die Steuerung des Nachstimmvariometers (4) Verwendung finden.

Zeichnung