Kurzwellen-Dipolgruppen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine HF-Sendevorrichtung mit Kurzwellendipolgruppen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] In dem Aufsatz "Rundfunk-Sendeantennen im Lang-, Mittel- und Kurzwellenbereich" von Fritz Behne in der Funkschau, Heft 26-1975, Seiten 44 bis 47, wurden Kurzwellenantennen beschrieben, die aus einer Vielzahl von in einer Ebene übereinander und nebeneinander angeordneter Einzeldipole aufgebaut sind. Die gesamte Senderenergie wird zum Fußpunkt der Antenne geführt. Dort wird die Leistung auf einzelne Gruppen der Antennen, die sogenannten bays, aufgeteilt. Die Hauptstrahlrichtung derartiger Kurzwellen-Vorhangantennen kann in azimutaler Richtung dadurch geschwenkt werden, daß benachbarte Dipole bzw. Dipolgruppen mit Strömen unterschiedlicher Phase und gleicher Amplitude gespeist werden. Die dazu erforderliche Veränderung der Speisestromphase wird durch einschaltbare Umwegleitungen oder motorgetriebene Posaunen-Leitungen stufenweise oder kontinuierlich bewirkt.
Die hierfür erforderlichen Schalteinrichtungen, die Umwegleitungen bzw. die Posaunen-Leitungen sind relativ aufwendige Bauteile. Die Abstrahlleistung der Antenne ist begrenzt und hängt von der maximal möglichen Leistung des Hochfrequenzsenders (HF-Sender) ab.

[0003] Aus dem Patent Abstract of Japan, Band 4, Nr. 56,25; April 1980 (E8-538); JP-A-5526708 (Nippon, Denshin Denwa Kosha) 26.02.1980 ist eine Sendevorrichtung bekannt, die eine Vielzahl von Antennen aufweist. Jeder Antenne ist die Reihenschaltung aus einem Oszillator, einem Modulator und einem Filter vorgeschaltet. Jeder Oszillator ist über einen Phasenschieber an einen Standardoszillator angeschlossen. Die Phasenschieber dienen zur Korrektur von Phasendifferenzen zwischen den einzelnen Oszillatoren.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, Kurzwellen-Dipolgruppen der eingangs genannten Art anzugeben, bei denen eine Erhöhung der Sendeleistung bei Verwendung üblicher HF-Sender erzielbar ist, und bei der auf die Schalteinrichtungen, die Umwegleitungen bzw. Posaunen-Leitungen, die der Veränderung der Speisestromphase dienen, verzichtet werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird durch Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

[0006] Um die Sender zu synchronisieren, werden sie zweckmäßigerweise durch einen gemeinsamen Referenzoszillator gesteuert. Es werden zur Einstellung der unterschiedlichen Phasenlagen vorzugsweise Phasendrehglieder verwendet. Hierbei handelt es sich um elektronische Bauteile, die entsprechend eines vorgebbaren Sollwertes die Phasenlage des Referenzoszillator-Signals drehen. Werden n HF-Sender mit unterschiedlicher Phasenlage betrieben, so sind wenigstens n-1-Phasendrehglieder einzusetzen.

[0007] Einer Weiterbildung der Erfindung zufolge, wird die Phasendifferenz anhand eines Regelkreises aufrechterhalten. Durch eine Phasenvergleichseinrichtung wird die Phasenabweichung zwischen zwei Speisestromleitungen der Dipolgruppen gemessen. Dieser Phasen-Istwert wird in einem Komparator mit einem vorgebbaren Sollwert verglichen. Liegt eine Abweichung zwischen Soll- und Istwert vor, so beeinflußt der Komparator das Phasendrehglied derart, daß der Phasenfehler ausgeglichen wird.

[0008] Die Befehlseingabe (Sollwertvorgabe) für die Steuerung der Phasendrehglieder übernimmt in vorteilhafter Weise ein Prozeßrechner. Dem Prozeßrechner werden die unterschiedlichen Abstrahlwinkel (entsprechend den Sendezielgebieten), die im Ablauf eines Tages eingestellt werden, vorgegeben. Der Prozeßrechner berechnet zu jedem Zeitpunkt die für die Abstrahlwinkel erforderlichen Sollphasendifferenzen der einzelnen Dipolteilgruppen und gibt entsprechend Steuerbefehle an die Komparatoren ab.

[0009] Durch die erfindungsgemäße Lösung kann die der Antenne zugeführte Trägerleistung erheblich gesteigert werden, ohne daß standardisierte Baugruppen des Systems (z.B. Energieleitungen, HF-Sender) modifiziert werden müssen, da nunmehr anstelle nur eines HF-Senders mehrere HF-Sender die Antenne speisen. Die Schwenkung der Hauptkeule ist kontinuierlich in weiteren Winkelbereichen, z.B. plus/minus 0 und plus/minuns 30° einstellbar. Sie wird durch einen Phasenvergleich der (am Fußpunkt der Teilgruppen ausgekoppelten) vorlaufenden Welle eingestellt. Die Phaseneinstellung erfolgt bei niedrigem Leistungspegel, da das Phasendrehglied jeweils vor dem HF-Sender angeordnet ist. Die mechanisch aufwendigen Umwegleitungen bzw. Posaunen-Leitungen können entfallen und die Umschaltzeiten können wesentlich verkürzt werden. Die Phaseneinstellung ist ferner eine elektronischen Regelung und einer Steuerung durch einen elektronische Datenverarbeitungsanlage zugänglich.

[0010] Anhand der einzigen Figur soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden.

[0011] Die schematisch angedeutete Kurzwellen-Dipolgruppe (Kurzwellen-Vorhangantenne) besteht aus zwei Dipolteilgruppen 10, 11, die aus jeweils zwei Dipolen aufgebaut sind. Die beiden Dipole einer Dipolteilgruppe 10,11 sind jeweils über eine Verzweigung 12 parallelgeschaltet. Jede der beiden Dipolteilgruppen 10,11 wird durch einen eigenen, zugehörigen HF-Sender 13, 14 gespeist. Die beiden HF-Sender 13,14 werden mit demselben Informationssignal eines Niederfrequenzsignalgebers 15 angesteuert.

[0012] Ein gemeinsamer Referenzoszillator 16, der beiden HF-Sendern, 13, 14 vorgeschaltet ist, sorgt für den Simultanbetrieb beider HF-Sender 13, 14. Ein HF-Sender 13 ist unmittelbar an den Ausgang des Referenzoszillators 16 angeschlossen, während in der Verbindungsleitung zwischen Referenzoszillator 16 und dem anderen HF-Sender 14 ein Phasendrehglied 17 angeordnet ist. Es kann zweckmäßig sein, jedem HF-Sender 13, 14 ein eigenes Phasendrehglied 17 vorzuschalten.

[0013] Das Phasendrehglied 17 wird durch einen Komparator 18 gesteuert. Der Komparator 18 enthält einen Sollwerteingang 19, an dem eine Phasensollwertvorgabe vorgenommen werden kann. Ferner enthält der Komparator einen Istwerteingang 20. Der Istwerteingang 20 des Komparators 18 ist mit einer Phasenvergleicheinrichtung 21 verbunden, welche die Phasenunterschiede mißt, die zwischen den Strömen in den Speisestromleitungen 22,23 auftreten. Die Phasenvergleichseinrichtung 21, der Komparator 18, das Phasendrehglied 17 und der HF-Sender 14 sind als Regelkreis geschaltet. Die Phasenvergleichseinrichtung 21 mißt den Phasenunterschied der Ströme in den Speisestromleitungen 22, 23. Der Meßwert (Istwert) wird in dem Komparator 18 mit einem vorgebbaren Phasensollwert verglichen. Der Komparator 18 steuert das Phasendrehglied 17 derart, daß eine Abweichung zwischen Istwert und Sollwert ausgeglichen wird.

[0014] In der Figur sind lediglich zwei Dipolteilgruppen mit jeweils zwei Dipolen dargestellt. Prinzipiell können jedoch bei Kurzwellen-Dipolgruppen eine Vielzahl von Dipolteilgruppen angeordnet werden, wobei jede Dipolteilgruppe einen bzw. mehrere Dipole enthält. Jede Dipolteilgruppe wird dabei über einen eigenen HF-Sender gespeist. Zur Einstellung der Phasenlage ist jedem der HF-Sender ein Phasendrehglied vorgeschaltet. Lediglich bei einem der HF-Sender kann auf das Phasendrehglied verzichtet werden (Phasenlage = null).

Ansprüche

1. HF-Sendevorrichtung mit einer Kurzwellendipolgruppe, die n ≧2 Dipolteilgruppen (10, 11) aufweist, welche zur Schwenkung der Hauptstrahlrichtung mit Strömen unterschiedlicher Phase und gleicher Amplitude gespeist werden, wobei jede Dipolteilgruppe (10, 11) der Kurzwellendipolgruppe durch einen eigenen HF-Sender (13, 14) simultan und bei unterschiedlicher Trägerphasenlage gespeist wird, und wenigstens n-1 der HF-Sender (13, 14) ein Phasendrehglied (17) vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Phasenvergleichseinrichtung (21) zur Messung der Speiseströme der Dipolteilgruppen (10, 11) vorgesehen ist, und daß die unterschiedliche Phasenlage der Speiseströme durch einen Phasenregler, der die Phasendrehglieder steuert, aufrechterhalten wird.

2. HF-Sendevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle HF-Sender (13,14) durch einen gemeinsamen Referenzoszillator (16) gesteuert werden.

3. HF-Sendevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Phasenvergleichseinrichtung (21) mit dem Istwerteingang (20) eines das Phasendrehglied (17) steuernden Komparators (18) verbunden ist, der den Istwert mit einem vorgebbaren Phasensollwert vergleicht.

4. HF-Sendevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendrehglieder (17) durch einen Prozeßrechner gesteuert werden.

Claims

1. RF transmitter having a short-wave dipole array which has n ≧2 component dipoles arrays (10, 11) which, for the purpose of swivelling the direction of maximum radiation, are supplied with currents of different phase and the same amplitude, each component dipole array (10, 11) of the short-wave dipole array being supplied by its own RF transmitter (13, 14) simultaneously and at a different carrier phase angle, and a phase shifting element (17) being connected upstream of at least n-1 of the RF transmitters (13, 14), characterised in that at least one phase comparator (21) is provided for measuring the supply currents of the component dipole arrays (10, 11), and in that the different phase angle of the supply currents is maintained by a phase regulator which controls the phase shifting elements.

2. RF transmitting device according to Claim 1, characterised in that all the RF transmitters (13, 14) are controlled by a common reference oscillator (16).

3. RF transmitting device according to one of Claims 1 or 2, characterised in that the output of the phase comparator (21) is connected to the actual value input (20) of a comparator (18) which controls the phase shifting element (17) and compares the actual value to a prescribable desired phase value.

4. RF transmitting device according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the phase shifting elements (17) are controlled by a process computer.

Revendications

1. Dispositif d'émission HF comportant un groupe de dipôles pour ondes courtes qui présente n ≧ 2 sous-groupes de dipôles (10, 11) qui, pour dévier la direction de rayonnement principal, sont alimentés par des courants de phase différente et de même amplitude, chaque sous-groupe de dipôles (10, 11) appartenant au groupe de dipôles étant alimenté simultanément et avec une position de phase de porteuse différente par un émetteur HF (13, 14) propre et un dispositif de rotation de phase (17) étant monté en amont d'au moins n - 1 émetteurs HF (13, 14), caractérisé par le fait qu'il est prévu au moins un dispositif comparateur de phase (21) pour mesurer les courants d'alimentation des sous-groupes de dipôles (10, 11) et que la position de phase différente des courants d'alimentation est obtenue au moyen d'un régulateur de phase qui pilote les dispositifs de rotation de phase.

2. Dispositif d'émission HF selon la revendication 1, caractérisé par le fait que tous les émetteurs HF (13, 14) sont pilotés par un oscillateur de référence (16) commun.

3. Dispositif d'émission HF selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la sortie du dispositif comparateur de phase (21) est relié à l'entrée de valeur réelle (20) d'un comparateur (18) qui commande le dispositif de rotation de phase et compare la valeur réelle à une valeur théorique de phase prédéterminée.

4. Dispositif d'émission HF selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les dispositifs de rotation de phase (17) sont commandés par un calculateur.

Zeichnung