DE1001354C2

DE1001354C2 - Verfahren zur UEbertragung von Radar-Schirmbildsignalen ueber Pulsphasenmodulationssysteme

Info

Publication number: DE1001354C2
Application number: DE1955S0046304
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Arens
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-11-09
Filing date: 1955-11-09
Publication date: 1957-07-04
Also published as: DE1001354B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1 001

INTERNAT. KL. H 04 j ANMELDETAG: 9.NO VEMBER 1955

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER PATENTSCHRIFT:

24. JANUAR 19 5 7 4. JULI 1957

STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT

1 001 354 (S 46304 VIII a / 21 a ')

Zur Übertragung der Schirmbildsignale von. Radar-Panoramageräten über bestehende Weitverkehrssysteme wird im allgemeinen das Frequenzband der ursprünglichen Signale durch geeignete Speicherverfahren auf eine Breite von etwa 50 bis 100 kHz begrenzt. Der Übertragungskanal muß so beschaffen sein, daß innerhalb dieses Bandes die Dämpf ungsverzerriungen und besonders die Phasenverzerrungen nur ganz geringe Beträge aufweisen. Bei Trägerfrequenz-Fernsprechsystemen ist z. B. das 48 oder 96 kHz breite Band von ein oder zwei 12-Kanal-Gruppen, das in der - Mitte des hinreichend breiten Ubertragungsbandes liegt, für die Übertragung geeignet. Das Videoband wird mittels Amplitudenmodulation, aus seiner natürlichen, Lage in, die trägerfrequent© Lage verschoben, und zwar können beide Seitenbänder übertragen werden, oder es wird wie beim Fernsehen das zweite Seitenband teilweise unterdrückt. Bei Richtfunkübertragung wird mit dem gesamten Band ein hochfrequenter Träger frequenzmoduliert.

Auch Pulsmodulationssysteme, die an sich geringere Phasenverzerrungen als Trägerfrequenzsysteme¹ auf Kabeln aufweisen, sind zur Übertragung von, Schirmbildsignalen brauchbar; dabei können die Signalspannungen in ihrer ursprünglichen odisr in einer höheren Frequenzlage abgetastet werden. In, allen Fällen gehen aber die für die Schirmbildübertragung benutzten Kanalgruppen für die Sprachübertragung verloren.

Die Erfindung gibt ein, Verfahren an, nach dem über Mehrkanal-Pulsphasenmodulationssysteme gleichzeitig Sprache und Radar-Schirmbildsignale, deren Amplitudenisehwankungen gering sind, übertragen werden können, ohne daß ein Puls für die Sprach-Übermittlung verlorengeht. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die den verschiedenen, Sprachkanälen zugeordneten phasenmodulierten Pulse durch die Schirmbildsignale zusätzlich dauermoduliert werden, und zwar derart,, daß die zur Demodulation der Sprache nicht benutzte Impulsflanke zur Modulation durch die Schirmbildsignale benutzt wird.

Bei Pulsphasenmodulationssystemen, sind der mittlere Abstand der Impulse, die Impulsdauer und der Zeithub so . aufeinander abgestimmt, daß bei der größten Aussteuerung eine Überschneidung benachbarter Impulse und damit Nebensprechen zwischen benachbarten Kanälen mit.Sicherheit vermieden wird. Eine zusätzliche Dauermodulation der Pulse wäre daher nur mit sehr kleinem Zeithub möglich, was jedoch üblicherweise mit Nachrichtensignalen nicht erreicht werden kann.

Nun schwanken die Amplituden, der Schirmbildsignale in einem verhältnismäßig kleinen Bereich, so Verfahren zur übertragung

von Radar-Schirmbildsignalen

über Pulsphasenmodulationssysteme

Patentiert für:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft, Berlin und München

Dipl.-Ing. Walter Arens, München-Solln, ist als Erfinder genannt worden

daß ein kleiner Zeithub möglich wird. Außerdem ist " bei der Pulsphasenmodulation der Störabstand bei gleichem Zeithub unabhängig von der Breite des Frequenzbandes. So ist z. B. in einem 12-Kanal-System bei gleichem Zeithub der Störabstand in einem Sprachkanal von 4 kHz Bandbreite (Abtastfrequenz 8 kHz) der gleiche wie bei Zusammenfassung der Kanäle zu einem 48 kHz breiten Band (Abtastfrequenz 96 kHz). Pulsphasenmodulationssysteme sind daher zur Übertragung breiter Frequenzbänder mit kleinem Zeithub besonders geeignet. Die Forderung eines sehr kleinen Zeithubs läßt sich also bei der zusätzlichen Übertragung von Schirmbildsignalen durch Dauermodula.-tion von phasenmodulierten Pulsen mit Sicherheit erreichen.

Besonders günstig ist es, die Sprachschwingungen zu kompandieren, um eine störende Beeinflussung durch die Schirmbildsignale zu verhindern. Durch eine Verkleinerung und Kompandierung des Zeithubs für. die Phasenmodulation läßt sich der Zeithub für die Dauermodulation vergrößern.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erklärt werden, das sich jedoch in vielen Einzelheiten variieren läßt. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 das Übersichtsschaltbild der Sende-und, Empfangseinrichtungen,

Fig. 2 das Blockschaltbild des Demodulators für die Schirmbildsignale.

In Fig. 1 ist ein PPM-Systeni mit zwölf Sprachkanälen von je 4 kHz Bandbreite dargestellt. Die Synchronisierung von Sende- und Empfangsteil kann in üblicher Weise, z. B. mit Hilfe des Pulsrahmens und eines Kenntons oder auch unter Verwendung eines Doppelimpulses erfolgen. Die Dauer der Impulse betrage 0,6 με, ihr größter Zei.thub ± 4 μ$. Die phasen-

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modulierten Pulse werden einem Modulator M zugeleitet, der sie mit den Schirmbildsignalen SB zusätzlich dauermoduliert. Die überträgbare Bandbreite der Schirmbildsignalei ist durch das PPM-System gegeben, sie beträgt 48 kHz.

Für die Dauermodulation der Impulse sind viele Verfahren bekannt. Als Modulator M eignet sich z. B. ein monostabiler Multivibrator, wenn im Brnpfangsteil des PPM-Systems für die Demodulation, der Sprache die Vorderflanke der Impulse benutzt wird. Der Kippvorgang des Multivibrators wird hierbei von den Vorderflanken der ankommenden phasenmodulierten Impulse ausgelöst, die Rückkehr in den stabilen Zustand soll nach einer Zeit erfolgen, die proportional der Augenblicksspannung des Schirmbildsignals ist. Der größte Zeitbub betrage etwa 0,4 μβ, so daß die Dauer der von den unipolaren Schirmbildsignalen modulierten Impulse zwischen 0,6 und 1 \is schwankt. Die »Abtastung« der Schirmbildsignal.e, erfolgt entsprechend der Lage der ankommenden phasen-; modulierten Impulse in ungleichen Zeitabständen. Am Ausgang des Modulators M-- erscheinen Impulse mit gegenüber den Eingängsimpülsen unveränderter Vorderflanke und zusätzlich modulierter Rückflanke.·-' Diese Impulsfolgen gelangen'über den Sender 5¹ und die Richtfunkstrecke zum Empfänger";!;, der sie dem Demodulator DM für die Schirmbildsignale und dem Empfangsteil des PPM-Systems zuführt.

Der Demodulator DM muß so arbeiten, daß er nur den in der Dauermodulation der Pulse gelegenen Nachrichteninhalt für die Schirmbildsignale gewinnt. Eine einfache Ausführungsform soll an Hand des Blockschaltbildes in Fig. 2 beschrieben werden. Die ankommenden, phasen- und dauermodulierten Impulse gleicher Amplitude werden zunächst in einer Integrationsschaltung IS in sägezahriförmige Impulse umgeformt, deren zeitliche Lage mit den ursprünglichen Impulsen übereinstimmt und deren Amplitude der Impulsdauer proportional ist. Diese Impulse gleicher Polarität laden über eine Kathodenstufe K als Quelle geringen, Innenwiderstandes und einen, als Ventil wirkenden, Gleichrichter Gl den Speicherkondensator C auf ihren. Scheitelwert auf. Der Kondensator C wird kurz vor Aufladung durch den nächsten Impuls über einen elektronischen Schalter 5* entladen, der z. B. von Schaltimpulsen gesteuert werden kann, die aus den Vorderflanken der ankommenden Impulse a%g.^- leitet werden. Am Kondensator C entsteht so eine Treppenspannung, deren Stufen, entsprechend der sendeseitigen Abtastung ungleiche Länge haben. Aus dieser Treppenspannung lassen sich über den Verstärker V, der im Ausgang einen Tiefpaß T enthält, die ursprünglichen Schirmbildsignale SB unverzerrt zurückgewinnen.

Bevor die phasenrriodulierten Impulse in den Empfangsteil des PPM-Systems geleitet werden, wird zweckmäßig ihre zusätzliche Dauermodulation gelöscht, um bei der Demodulation eine störende Beeinflussung der Sprachschwingungen durch die Schirmbildsignale sicher zu vermeiden. Besonders wertvoll ist diese Einrichtung auch auf Relaisstellen zur Abzweigung der Schirmbildsignale. Nach Demodulation der Schirmbildsignale wird die Dauermodulation ge^ löscht, und es kann ein anderes Schirmbild weitergegeben werden.

Die Löschung der zusätzlichen Dauermodulation ■ der pha-senmodulierten, Pulse kann mit Hilfe eines monostabilen Multivibrators konstanter Kippdauer vollzogen werden. Dabei wird der Kippvorgang wie bei dem beschriebenen Modulator M von den Vorderflanken der Impulse ausgelöst, die Rückkehr in den, stabilen Zustand erfolgt jedoch in konstanten. Zeitabständen. Am Ausgang des Multivibrators liegen also phasenmodulierte Impulse gleicher Dauer.
ίο Auch eine Pulsregeneration läßt sich auf Relaisstellen, durchführen, wenn vor der Regenerationsschaltung eine Demodulation und hinter ihr eine erneute Modulation mit den demodulierten Schirmbildsignalen erfolgt; v^;

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Übertragung von Radar-Schirmbildsignalen deren Amplitudenschwankungen gering sind über Mehrkanal-Pulsphasenmodulationssysteme, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Sprachkanälen zugeordneten phasen,-modülierten Pulse durch die Schirmbildsignale zusätzlich dauermoduliert werden, derart, daß die zur Demodulation der Sprache nicht benutzte Impulsflanke zur Dauermodulation durch die Schirm- :■·. bildsignale benutzt wird.

2. Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Modulator für die Schirmbildsignale ein monostabiler Multivibrator dient, dessen Kippzeitpunkt von den Vorderflanken der phasenimodiul'ierten Impulse bestimmt wird und dessen. Kippdauer proportional zur Augenblicksspannung des Si-.;··.-. gnals ist.

v. viV

3. Schaltungsanordnung zur Ausübung des Ver-, fährens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Demodulation der Schirmbildsignale, eine Integrationsschaltung benutzt ist, in, welcher die phasen- und dauermodulierten Impulse in Sägezahnimpulse umgeformt werden, deren, Amplitude der Impulsdauer proportional ist, und daß diese

. .·. ' Sägezahiiimpulse über eine Kathodenstufe und ../■'■ einen Gleichrichter einen Speicherkondensator auf ihren Scheitelwert aufladen, so ,daß. eine Treppenspannung·'entsteht, aus der^ber;;eiften Verstärker und einen,· Tfefp.a^ die ursprünglichen. Signale zurückgewbnnenv.werden. '■:>

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet;,· daß der Speicherkondensator kürz vor der Aufladung über einen elektronischen Schalter entladen wird, der von Schaltimpulsen gesteuert wird, die aus den Vorderflanken der ankommenden phasen- und dauermodulierten Impulse abgeleitet werden.

5. Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abzweigungen zur Löschung der Dauermodulation ein monostabiler Multivibrator dient, dessen Kippzeitpunkt von den Vorderflanken der phasenmodulierten Impulse bestimmt wird und dessen Kippdauer konstant ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch zusätzliche Mittel zur Verkleinerung und Kompandierung des Zeithubs der phasenmodulierten Pulse.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen