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Die Erfindung betrifft einen Funkempfänger, insbesondere einen Ultrabreitband-Funkempfänger mit einer Antenne, einem Funk-Frontend, einer optischen Signalverarbeitungseinheit, einer Analog-Digital-Wandler-Einheit und einer digitalen Signalverarbeitungseinheit, wobei die optische Signalverarbeitungseinheit ein Lasermodul, ein optisches Beugungselement, eine erste optische Linsenanordnung, eine zweite optische Linsenanordnung, eine optische Filtervorrichtung und ein Photodetektormodul aufweist und so eingerichtet ist, dass eine optische spatial integrierende Korrelation eines Empfangssignals mit einer Referenzsignalform und/oder einem Referenzcode erfolgt.
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Es ist bekannt, Ultrabreitband-Funksysteme für eine robuste und hochbitratige Übertragung von zeitversetzten und/oder codebasierten Blöcken (TDMA- bzw. CDMA-Übertragung) einzusetzen.
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US 5 610 907 zeigt beispielsweise ein Ultrabreitband-Funksystem, welches solch eine Übertragung bietet, jedoch keine Übertragung von frequenzversetzten Blöcken unterstützt. Für die Erzeugung der Sendesignale und Synchronisation im Empfänger werden präzise Oszillatoren benötigt.
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Es ist ferner bekannt, die Signalverarbeitung in Ultrabreitband-Funksystemen teilweise durch optische Systeme zu realisieren.
EP 1 704 658 zeigt beispielsweise einen Breitband-Empfänger, in dem das Funk-Empfangssignal in ein optisches Signal umgewandelt und durch eine optische Fourier-Transformation in seine Spektralanteile aufgeteilt wird. Die weitere Signalverarbeitung, insbesondere die Dekodierung und Korrelation mit einem Referenzsignal bzw. -code, erfolgt jedoch elektronisch. Die elektronische, digitale Signalverarbeitung, insbesondere die Korrelation mit einem Referenzsignal oder -code, ist zeitaufwändig und bedeutend langsamer als eine weitere vergleichbare optische Signalverarbeitung. Dies führt unweigerlich zu längeren Latenzzeiten.
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Weiterhin ist bekannt, in Funknetzwerken eine Kombination aus FDMA-, TDMA- und/oder CDMA-Übertragung zu verwenden. In
DE 10 2006 032 354 ist beispielsweise ein Funk-Steuerungssystem gezeigt, welches eine TDMA-Übertragung innerhalb einzelner Sensormodulgruppen mit einer Übertragung auf jeweils verschiedenen Frequenzen (FDMA) kombiniert. Die dargestellte Basisstation verwendet jedoch mehrere Funktransceiver, wodurch überhaupt erst eine FDMA-Übertragung ermöglicht wird. Eine Korrelation der Empfangssignale mit einem Referenzsignal oder -code kann in der dargestellten Ausführung nur elektronisch erfolgen und erfordert daher einen hohen Synchronisations- und/oder Zeitaufwand, was wiederum zu langen Latenzzeiten führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Funkempfänger, insbesondere einen Ultrabreitband-Funkempfänger, mit einer Antenne, einem Funk-Frontend, einer optischen Signalverarbeitungseinheit, einer Analog-Digital-Wandler-Einheit und einer digitalen Signalverarbeitungseinheit, wobei die optische Signalverarbeitungseinheit ein Lasermodul, ein optisches Beugungselement, eine erste optische Linsenanordnung, eine zweite optische Linsenanordnung, eine optische Filtervorrichtung und ein Photodetektormodul aufweist und so eingerichtet ist, dass eine optische spatial integrierende Korrelation eines Empfangssignals mit mehreren Referenzsignalformen und/oder mehreren Referenzcodes parallel und/oder gleichzeitig erfolgt.
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Ein Ultrabreitband-Funkempfänger kann Funksignale mit Bandbreiten von bis zu mehreren GHz empfangen und weiterverarbeiten. Aufgrund der hohen Bandbreite und einer in der Regel geringen spektralen Leistungsdichte kann dabei eine hohe Stör- und Abhörsicherheit ebenso wie eine hohe Robustheit einer Datenübertragung mittels Funksignale erreicht werden.
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Unter Verwendung einer optischen Signalverarbeitungseinheit, die eine optische spatial integrierende Korrelation eines Empfangssignal mit wenigstens einem entsprechenden Referenzsignal durchführt, kann eine hohe Signalverarbeitungsgeschwindigkeit realisiert werden. Ferner lassen sich eine sehr kurze Synchronisationsdauer und eine hohe Robustheit und Empfängerempfindlichkeit erreichen, um sehr geringe Latenzzeiten erhalten zu können.
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Durch die optische spatial integrierende Korrelation kann ein zeitlich lang dauernder Synchronisationsvorgang vermieden und der Beginn eines Empfangsdatenblockes direkt durch Überschreiten eines festgelegten oder variablen Wertes eines Korrelationsergebnisses erkannt und gegebenenfalls angezeigt werden. Ebenso kann hierdurch auf präzise Oszillatoren und Mischer im Funkempfänger verzichtet werden.
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Der Funkempfänger ermöglicht durch die optische Signalverarbeitungseinheit insbesondere einen gleichzeitigen Empfang und eine gleichzeitige parallele Verarbeitung von Datenblöcken mehrerer Funksignale bei einer Kombination von Frequenz- und/oder Codemultiplex-Übertragungsverfahren (FDMA-, CDMA-Übertragung) bei reduziertem digitalen Signalverarbeitungsaufwand.
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Durch den Einsatz einer Analog-Digital-Wandler-Einheit lassen sich die Korrelationsergebnisse zeitlich und in der Amplitude diskretisieren und in einer digitalen Signalverarbeitungseinheit weiter verarbeiten.
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Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einem Funkempfänger eine Vorrichtung zur Nutzbarmachung wenigstens eines Funksignales, welches auf ihn einwirkt, verstanden. Ferner kann der Funkempfänger Funksignale in elektrische Signale umwandeln. Insbesondere kann ein Funkempfänger eine Antenne, ein Funk-Frontend sowie eine analoge, digitale, akustische und/oder optische Signalverarbeitungseinheit aufweisen.
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Ein Funksignal ist als eine Kombination elektromagnetischer Wellen mit Freiraum-Wellenlängen zwischen 1 mm und 100.000 km, respektive mit Frequenzen zwischen 3 Hz und 300 GHz, zu verstehen. Hierbei werden die elektromagnetischen Wellen zum Zwecke der Informations- und/oder Datenübertragung technisch erzeugt und von einer Antenne insbesondere in einen freien Raum abgestrahlt. Insbesondere weist ein Funksignal einen zeitlichen Beginn und ein zeitliches Ende auf und damit verschiedene Frequenzen, auf welche sich die Leistung des Funksignales gleichmäßig oder ungleichmäßig anteilig verteilt.
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Unter einer Antenne versteht man ein Mittel zur Umwandlung elektromagnetischer Wellen, die sich im freien Raum ausbreiten, in geführte elektromagnetische Wellen, die sich in einem Material oder einer Materialstruktur ausbreiten (Empfangsfall). Ebenso ist als Antenne auch ein Mittel zur Umwandlung geführter elektromagnetischer Wellen, die sich in einem Material oder einer Materialstruktur ausbreiten, in elektromagnetische Wellen, die sich im freien Raum ausbreiten, zu verstehen (Sendefall). Insbesondere kann eine Antenne als Monopolantenne, als Dipolantenne oder als Fraktalantenne ausgeführt sein.
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Unter Bandbreite im Zusammenhang mit der Erfindung versteht man die Differenz der beiden am weitesten auseinanderliegenden Frequenzen, auf denen die anteilige Leistung des Funksignales jeweils 10% der maximalen anteiligen Leistung des Funksignales auf einer Frequenz dazwischen beträgt.
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Unter einem Ultrabreitband-Funksignal ist ein Funksignal mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz zu verstehen. Dementsprechend ist ein Ultrabreitband-Funkempfänger als ein Funkempfänger zu verstehen, der zum Empfang von Ultrabreitband-Funksignalen geeignet ist.
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Als Funk-Frontend versteht man den Teil eines Funkempfängers hinter der Antenne, welcher die empfangenen geführten elektromagnetischen Wellen üblicherweise filtert, verstärkt und einer folgenden Signalverarbeitungseinheit aufbereitet zur Verfügung stellt. Insbesondere weist ein Funk-Frontend ein Frequenzfilter zur Unterdrückung unerwünschter Funksignale benachbarter und/oder weiter entfernterer Frequenzen und einen rauscharmen Verstärker zur Vergrößerung der Amplituden empfangener Funksignale auf. Je nach Anwendungszweck kann ein Funk-Frontend auch zusätzlich einen Mischer und einen Oszillator aufweisen.
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Unter einer optischen Signalverarbeitungseinheit ist eine Vorrichtung zu verstehen, welche ein oder mehrere elektrische Signale in Lichtsignale bzw. optische Signale, d. h. Signale mit einer Freiraum-Wellenlänge zwischen 200 nm und 50 μm, respektive einer Frequenz zwischen 6 THz und 1500 THz, umwandelt, mit Hilfe physikalischer Gesetze und Effekte verändert und wieder in elektrische Signale umwandelt. Insbesondere weist eine optische Signalverarbeitungseinheit wenigstens eine optische Signalquelle, insbesondere ein Lasermodul, und wenigstens eine optische Signalsenke, insbesondere einen Photodetektor, auf.
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Unter einem Lasermodul versteht man eine optische Signalquelle und eine Vorrichtung, die mittels eines physikalischen Effekts einer Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung (englisch: light amplification by stimulated emission of radiation) ein optisches Signal erzeugt, dessen Signalform und/oder Bandbreite und/oder Intensität von einem elektrischen Signal gesteuert werden kann.
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Als optisches Beugungselement ist eine Vorrichtung zur Aufteilung eines optischen Signales in dessen einzelne Frequenzen mit Hilfe eines physikalischen Beugungseffektes zu verstehen. Hierbei werden die Welleneigenschaften des optischen Signales ausgenutzt und das optische Signal wird in unterschiedliche Winkel, die reziprok proportional zur jeweiligen Frequenz sind, aufgeteilt und abgelenkt. Insbesondere ist ein optisches Beugungselement ein optisches Beugungsgitter oder ein optisches Prisma.
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Günstig ist es, wenn das optische Beugungsgitter Stege oder Furchen auf einem lichtreflektierenden Material aufweist. Hierdurch lässt sich besonders effektiv eine Reflexionsanordnung des Beugungsgitters realisieren.
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Besonders günstig ist es, wenn das optische Beugungsgitter parallele, äquidistante Spalten in lichtundurchlässigem Material oder lichtundurchlässige Stege auf lichtdurchlässigem Material aufweist. Hierdurch lässt sich sowohl eine Transmissionsanordnung als auch eine Reflexionsanordnung des Beugungsgitters realisieren.
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Unter einer Linsenanordnung ist eine Vorrichtung zur Bündelung und/oder Aufweitung von Lichtstrahlen, d. h. von optischen Signalen, zu verstehen, welche wenigstens eine optische Linse umfasst. Insbesondere kann eine Linsenanordnung eine oder mehrere Linsen mit positiver Brennweite (sogenannte Kollimatorlinsen oder Sammellinsen) umfassen.
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In einer besonders bevorzugten weiteren Ausführungsform ist das optische Beugungselement als Beugungsgitter in Reflexions- oder in Transmissionsanordnung ausgeführt. Hierdurch lässt sich, insbesondere im Vergleich zu einem Prisma, eine besonders kompakte Bauweise erreichen.
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Bei einer anderen Ausführungsform ist die optische Filtervorrichtung als Array einzelner holographischer Filtermasken ausgeführt ist. Hierdurch lässt sich ein optisches Signal mit einem Referenzsignal in einer Amplitude und einer Phase korrelieren.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die optische Filtervorrichtung als Array einzelner veränderlicher und programmierbarer Filtermasken ausgeführt ist. Unter einer Filtermaske ist eine optische Modulationsvorrichtung zu verstehen, welche ein optisches Signal in Amplitude und/oder Phase verändert und in Transmissionsanordnung angeordnet ist. Als veränderliche und programmierbare Filtermaske versteht man eine Filtermaske, deren Veränderung des optischen Signal in Amplitude und/oder Phase elektronisch und/oder optisch steuerbar oder regelbar ist. Veränderliche und programmierbare Filtermasken sind insbesondere elektronisch ansteuerbare spatiale Licht-Modulatoren (EASLM) oder optisch ansteuerbare spatiale Licht-Modulatoren (OASLM).
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Bevorzugt ist in einer weiteren Ausführungsform die Analog-Digital-Wandler-Einheit in die digitale Signalverarbeitungseinheit und/oder in das Photodetektormodul integriert. Hierdurch kann das Bauvolumen des Ultrabreitband-Funkempfängers weiter verringert werden.
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In einer besonders bevorzugten weiteren Ausführungsform weist das Lasermodul einen Halbleiterlaser in Form einer kantenemittierenden Laserdiode oder einer VCSEL-Diode auf. Hierdurch lässt sich ein besonders kompakter und kostengünstiger Aufbau des Funkempfängers realisieren.
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Unter einem Halbleiterlaser ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von optischen Signalen mittels des physikalischen Effekts der Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung mittels eines dotierten oder teildotierten Halbleitermaterials zu verstehen.
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Insbesondere ist eine Laserdiode, bei welcher das optische Signal das Halbleitermaterial an dessen seitlicher Flanke quer zur elektrischen Stromrichtung (sogenannte kantenemittierende Laserdiode) oder senkrecht zur Ebene eines Halbleiterchips (sogenannte vertical cavity surface emitting Laser (VCSEL)) verlässt, ein Halbleiterlaser.
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Besonders bevorzugt sind in einer weiteren Ausführungsform das optische Beugungselement, die optischen Linsenanordnungen, die optische Filtervorrichtung und das Photodetektormodul in einer Bauweise einer planar-integrierten Freiraum-Optik (PIFSO) ausgeführt. Hierdurch lässt sich eine besonders kompakte Bauweise des Funkempfängers erreichen.
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Unter der Bauweise der planar-integrierten Freiraum-Optik versteht man eine Bauweise, in der optische Komponenten auf parallelen Ebenen angeordnet sind und die Führung der optischen Signale überwiegend in Zick-Zack-förmigen Bahnen in dem Volumen dazwischen erfolgt. Insbesondere kann die Bauweise der PIFSO in Form eines monolithischen Aufbau mit einem optisch transparenten Festkörper realisiert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist das Photodetektormodul aktive Pixel-Sensoren in komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter-Technik (CMOS-Technik) oder in einer Charge Coupled Device-Technik (CCD-Technik) aufweist. Hierdurch lässt sich das Photodetektormodul besonders einfach, besonders kostengünstig und kompakt mit mehreren Photodetektoren ausführen.
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Unter einem aktiven Pixel-Sensor ist ein mit elektrischer Energie versorgter optischer Sensoren aus einem Halbleitermaterial zu verstehen, der das optische Signal in ein elektrisches Signal umwandelt und dabei eine optisch sensitive Fläche von wenigen Quadratmillimetern aufweist.
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Bevorzugt sind in einer weiteren Ausführungsform das Funk-Frontend und/oder die Analog-Digital-Wandler-Einheit und/oder das Lasermodul und/oder die optische Filtervorrichtung und/oder das Photodetektormodul mittels der digitalen Signalverarbeitungseinheit steuerbar oder regelbar.
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Hierdurch kann der Funkempfänger besonders einfach an sich verändernde Umgebungsbedingungen und an unterschiedliche Sensormodule angepasst werden. Auch lässt sich hierdurch eine variable Empfängerempfindlichkeit erreichen, die besonders einfach und automatisiert angepasst werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Funk-Sensornetzwerk, insbesondere ein Ultrabreitband-Funk-Sensornetzwerk, zur Erfassung und Übertragung von Sensordaten mit einem Funkempfänger in einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen, mit einem ersten Sensormodul zur Erfassung von ersten Sensordaten und mit einem zweiten Sensormodul zur Erfassung von zweiten Sensordaten, wobei der Funkempfänger mit dem ersten Sensormodul und dem zweiten Sensormodul zum Empfang von Sensordaten drahtlos verbunden ist, mittels des ersten Sensormoduls die ersten Sensordaten auf einer ersten Frequenz drahtlos übertragbar sind und mittels des zweiten Sensormoduls die zweiten Sensordaten auf einer zweiten Frequenz drahtlos übertragbar sind.
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Hierdurch lassen sich Sensordaten von einer Vielzahl unterschiedlicher Sensormodule besonders robust und mit besonders geringen Latenzzeiten auch gleichzeitig drahtlos übertragen. Ferner kann hierdurch eine hohe Stör- und Abhörsicherheit erreicht werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
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1: eine schematische Darstellung eines Funk-Sensornetzwerkes mit einem Funkempfänger und drei Gruppen von Sensormodulen, die auf unterschiedlichen Sendefrequenzen drahtlos mit dem Funkempfänger verbunden sind,
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2: eine schematische Darstellung des Aufbaus des Funkempfängers mit einer optischen Signalverarbeitungseinheit,
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3: eine detailliertere Darstellung der optischen Signalverarbeitungseinheit und
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4: eine schematische Darstellung einer optischen Filtervorrichtung.
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1 zeigt ein Funk-Sensornetzwerk, in dem ein Funkempfänger 20 eingesetzt wird. Es besteht aus mehreren ersten Sensormodulen 10, die auf der Frequenz f1 senden, mehreren zweiten Sensormodulen 11, die auf der Frequenz f2 senden, und mehreren dritten Sensormodulen 19, die auf der Frequenz fn senden. Der Funkempfänger 20 empfängt alle Sendefrequenzen f1, f2, ..., fn über eine Antenne 201.
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Die Sensormodule 10, 11, ..., 19 sind so ausgestaltet, dass sie für die drahtlose Übertragung ihrer Sensordaten die Ultrabreitband-Technik (UWB) nutzen. Dementsprechend ist der Funkempfänger 20 derart ausgeführt, dass er die UWB-Sendesignale empfangen und verarbeiten kann.
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Bei Eintritt eines Sensorereignisses und zu festgelegten Zeitpunkten senden die Sensormodule 10, 11, ..., 19 ihre Daten gleichzeitig oder in festgelegter oder zufälliger Reihenfolge in zeit- und codebasierten Blöcken mit m verschiedenen Codes auf n verschiedenen Frequenzen an den Funkempfänger 20.
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In 2 ist der Aufbau des Funkempfängers 20 gezeigt, dessen Kernelement eine optische Signalverarbeitungseinheit 210 ist, die in 3 exemplarisch abgebildet ist. Der Funkempfänger 20 umfasst ferner die Antenne 201, ein Funk-Frontend 204 mit einem Frequenzfilter 202 und einem rauscharmen Verstärker 203, eine Analog-Digital-Wandler-Einheit 220 mit mehreren Analog-Digital-Wandfern 221, 222, ..., 229, sowie eine digitale Signalverarbeitungseinheit 230.
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Über die Antenne 201 empfängt der Funkempfänger 20 die sich überlagernden und durch den Funkübertragungskanal beeinflussten Signale der sendenden Sensormodule 10, 11, ..., 19 auf Frequenzen zwischen 6,0 GHZ und 8,5 GHz mit einer Bandbreite von jeweils 1,5 GHz sowie zusätzliche, unerwünschte Rausch- und Störsignale. Alle Signale werden zunächst durch das Frequenzfilter 202 gefiltert, um außerhalb des gewünschten Empfangsspektrums liegende Signale zu unterdrücken. Danach werden die gefilterten Signale durch einen rauscharmen Verstärker 203 verstärkt und fließen anschließend an einen Anschlusspunkt 211 der optischen Signalverarbeitungseinheit 210.
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Die interne Funktionsweise der optischen Signalverarbeitungseinheit 210, welche im wesentlichen auf dem Funktionsprinzip eines spatial integrierenden Korrelators mit Zeit-Raum-Konversion beruht, und deren exemplarischer Aufbau zeigt 3. Die optische Signalverarbeitungseinheit 210 umfasst ein modulierbares Lasermodul 301, ein optisches Beugungselement 302, eine erste optische Linsenanordnung 310, eine zweite optische Linsenanordnung 330, eine optische Filtervorrichtung 320 und ein Photodetektormodul 340.
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Das optische Beugungselement 302 ist hierbei mit einem Mittelpunkt in einer Ebene F0 angeordnet. Die erste optische Linsenanordnung 310 weist n Kollimatorlinsen 312, 313, ..., 319 auf, wobei die Kollimatorlinsen 312, 313, ..., 319 in einer Ebene F1 angeordnet sind. Analog weist die zweite optische Linsenanordnung 330 ebenfalls n Kollimatorlinsen 332, 333, ..., 339 auf, wobei die Kollimatorlinsen 332, 333, ..., 339 in einer Ebene F3 angeordnet sind. Die optische Filtervorrichtung 320 umfasst n × m Filtermasken 322, 323, ..., 329, welche in einer Ebene F2 angeordnet sind. Das Photodetektormodul 340 weist n × m Photodetektoren 342, 343, ..., 349 auf, welche in einer Ebene F4 angeordnet sind.
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Der jeweilige Abstand in einer z-Richtung der Ebenen F0 und F2 zur Ebene F1 entspricht der Brennweite der Kollimatorlinsen 312, 313, ..., 319. Analog entspricht der jeweilige Abstand in der z-Richtung der Ebenen F2 und F4 zur Ebene F3 der Brennweite der Kollimatorlinsen 332, 333, ..., 339. Hierdurch ergibt sich ein sogenannter 4f-Aufbau, der für optische Korrelatoren weit verbreitet ist. Von einer y-Richtung sind die Linsenanordnungen 310 und 330 sowie das Beugungselement 302 unabhängig.
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Die optische Filtervorrichtung 320, welche schematisch in 4 dargestellt ist, umfasst jeweils n × m einzelne Filtermasken 322, 323, ..., 329 in m Ebenen in y-Richtung und n Ebenen in x-Richtung. Ebenso weist das Photodetektormodul 340 jeweils n × m einzelne Photodetektoren 342, 343, ..., 349 in m Ebenen in y-Richtung und n Ebenen in x-Richtung auf.
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Hinter dem Eingang 211 der optischen Signalverarbeitungseinheit 210 wird das elektrische Empfangssignal durch das modulierbare Lasermodul 301 in ein optisches Signal 303 mit einer Freiraum-Wellenlänge von 635 nm und einem Strahldurchmesser von 100 μm umgewandelt, welches auf das optische Beugungselement 302 trifft. Das optische Beugungselement 302 ist hierbei als Beugungsgitter mit einer Linienbreite von 1/1200 mm in Reflektionsanordnung so ausgeführt und angeordnet, dass im wesentlichen nur eine erste Beugungsordnung entsteht.
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Dort wird das optische Signal 303 abhängig von seiner Wellenlänge gebeugt und in seine Spektralanteile proportional zu den bis zu n Sendefrequenzen aufgeteilt. Nach einer optischen Fouriertransformation durch die einzelnen Kollimatorlinsen 312, 313, ..., 319 sind die einzelnen Spektralanteile in der Ebene F2 der optischen Filtervorrichtung 320 zu beobachten. Die Kollimatorlinsen 312, 313, ..., 319 sind dabei als zylinderförmige Fresnel-Linsen mit einer Brennweite von jeweils 100 mm ausgeführt.
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Die optische Filtervorrichtung 320 in 4 besteht aus einzelnen holographischen Filtermasken 322, 323, ..., 329 mit jeweils einer spatialen Auflösung von 0,4 μm. In den Filtermasken sind entsprechende Referenzsignalformen und Referenzcodes für die optische Korrelation der Empfangssignale gespeichert. Hierbei sind die m × n verschiedenen Referenzcodes in den m Ebenen in einer y-Richtung und in den n Ebenen in einer x-Richtung gespeichert.
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Durch die Fouriertransformation, die das Linsenarray 330 durchführt, erhalten die einzelnen Photodetektoren 342, 343, ..., 349 mit einer Detektorfläche von jeweils 0,25 mm2 des Photodetektormoduls 340 das jeweilige Korrelationsergebnis der Eingangssignale mit den entsprechenden Referenzsignalen und wandeln die optischen Korrelationsergebnissignale in elektrische Signale um, welche an die m × n Ausgänge 212, 213, ..., 219 der optischen Signalverarbeitungseinheit 210 ausgegeben werden.
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Die Analog-Digital-Wandler 221, 222, ..., 229 digitalisieren die einzelnen Signale an den Ausgängen 212, 213, ..., 219 und führen sie der digitalen Signalverarbeitungseinheit 230 zu, wo die Korrelationsergebnisse ausgewertet, die Empfangssignale dekodiert und die Sendesignale zurückgewonnen werden. Die digitale Signalverarbeitungseinheit 230 übernimmt die weitere Verarbeitung der zurückgewonnenen Daten. Ferner regelt die digitale Signalverarbeitungseinheit 230 den rauscharmen Verstärker 203, das Photodetektormodul 340 und die Analog-Digital-Wandler-Einheit 220.
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Die digitale Signalverarbeitungseinheit 230 ist als Field-Programmable-Gate-Array (FPGA) ausgeführt. Sie kann alternativ aber auch mittels eines Mikrocontrollers, eines digitalen Signalprozessors (DSP), eines Mikroprozessors oder aus Kombinationen daraus realisiert werden.
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Über mehrere Ausgänge des Funkempfängers 20 erfolgt eine Weiterleitung der Auswerteergebnisse und Sensor- bzw. Sendedaten an eine weitere Signalverarbeitungseinheit, einen Funksender und an Aktoren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5610907 [0003]
- EP 1704658 [0004]
- DE 102006032354 [0005]
