DE1063219B - Funkuebertragungssystem mit einem Sender-Empfaenger an einem Endpunkt der UEbertragungsstrecke und mit einem vorzugsweise passiven Antwortsender am anderen Endpunkt - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

PATENTAMT

INTERNAT. KL. H 04 k AUSLEGESCHRIFT 1063 219

R17491VIIIa/21a⁴

ANMELDETAG: 26. SEPTEMBER 1955

BEKANNTMACHUNG OER ANMELDUNG DND AUSGABE DER AÜSLEGESCHRIFT: 13. AU G U ST 19 5 9

Die Erfindung betrifft ein Funkübertragungssystem, bei dem an dem einen Endpunkt der Übertragungsstrecke ein Sender-Empfänger, vorzugsweise ein Pendel-Sender-Emrjfänger mit Eigen- oder Fremderregung, zur Ausstrafilung von primären HF-Impulset^ vorgesehen ist und bei dem am anderenTEndpunkt der Übertragungsstrecke ein Antwortsender, vorzugsweise ohne eigene Stromversorgung, vorgesehen ist, der die primären Impulse — gegebenenfalls nach Modulation durch ein vom zweiten" Endpunkt zum ersten Endpunkt der Übertragungsstrecke zu übertragendes Signal — zeitlich verzögert zurückstrahlt, wobei sie an dem ersten En"apuhkt""deF~Übertragungsstrecke wieder aufgenommen und demoduliert werden. Dabei beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabe, den Empfang der vom Antwortsender mittels der rückgestrahltcn Impulse übertragenen Signale durch nicht bcrecHigtePersonen zu verhin^ d*ern. GemaÜ dtfErfiridurlg wird "diese 'Aufgabe' da^" cTurch gelöst, daß die primären Impulse vor ihrer Ausstrahlung von einem Verschlüsselungsgenerator moduliert werden und daß zu der durch Demodulation der zurückgestrahlten Impulse gewonnenen Spannung eine dem Verschlüsselungsgenerator entnommene Spannung geeigneter Phase und Amplitude so addiert wird, daß die Verschlüsselung aufgehoben wird.

Im Rahmen der Erfindung können die vom passiven Antwortsender zurückgestrahlten Hochfrequenzimpulse von der zu übertragenden Nachricht in anderen charakteristischen Größen beeinflußt werden als durch das Verschlüsselungssignal. Beispielsweise ist es möglich, daß das Verschlüsselungssignal die Impulsfolgefrequenz der ausgestrahlten Impulse und die vom passiven Antwortsender übertragene Nachricht die Amplitude der zurückgestrahlten Hochfrequenzimpulse beeinflußt. Das Verschlüsselungssignal kann auch die Amplitude der ausgestrahlten Impulse beeinflussen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Fig. 1 bis 5 erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild für eine Sende-Empfänger-Anordnung mit Verschlüsselungs- und Entschlüsselungseinrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt das Schaltbild eines Pendel-Sender-Empfängers mit Verschlüsselungs- und Entschlüsselungseinrichtung nach der Erfindung.

Die Kurven von Fig. 3 dienen der Erläuterung der Wirkungsweise der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 2.

Die Fig. 4 und 5 zeigen vereinfachte Pendel-Sender-Empfänger mit Mitteln zur Geheimhaltung bei der Übertragung von Nachrichten nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit einem Oszillator, der mit seiner Röhre 18 und seinem Schwingkreis 20 als üblicher Rückkopplungsgenerator ausgebildet ist Funkübertragungssystem mit einem Sender-Empfänger an einem

Endpunkt der Ubertragungsstrecke und mit einem vorzugsweise passiven Antwortsender am anderen Endpunkt

Anmelder:

Radio Patents Company, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Essel, Patentanwalt, München 2, Wittelsbadierplatz 4

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 27. September 1954

Karl Rath, New York, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

und ein kontinuierliches Trägersignal mit konstanter Amplitude durch geeignete Wahl des Gitterkondensators 21 und Gitterablcitung 22 aussendet. Die erzeugten Schwingungen konstanter Amplitude werden der Antenne 11 über den Schaltkreis 25 und die Verstärkerstufe 26 mit Schwingkreis 27 und daran angekoppelter Anteruienkoppelspule 28 zugeführt, so daß HF-Impulse P₁ konstanter Amplitude ausgestrahlt werden. Die reflektierten und empfangenen Impulse/^ werden einem getrennten Hochfrequenzverstärker 56 über die Entkopplungsspule 30 und die Schalteinrichtung 31 zugeführt. An den Hochfrequenzverstärker 56 ist in üblicher Weise ein NF-Verstärker 57 mit Gleichrichter angeschlossen, der einen Lautsprecher oder Kopfhörer 34 speist. In dem gezeichneten Beispiel besteht der Schaltkreis 25 aus der Primärwicklung eines Stcuertransformators 37, einer Gittervorspannungsbatterie 38 und einer Diode 40 (oder einem sonstigen Gleichrichter), die sämtlich in Serie geschaltet sind, wobei die Vorspannungsbatterie 38 im Ruhezustand die Diode 40 sperrt. Ganz ähnlich besteht der Schaltkreis 31 aus der Primärwicklung des Steuertransformators 41, der Vorspannungsbatterie 42 und der Diode 43 (oder einem sonstigen Gleichrichter). Die Schaltkreise 25 und 31 werden durch einen besonderen Steuergenerator 55 gesteuert, und zwar über die Netzwerke 44, 45 bzw. 46, 47 in der Weise, daß die Sende-

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und Empfangskanälc abwechselnd leitend und nicht- rung der Anodenspannung des Verstärkers 26 mit dein

leitend werden, so daß während der Blockierung des Verschlüsselungsgencrator 58, wie dies in Fig. 1 dar-'

Empfängers primäre Lmpulse p., ausgesandt werden, gestellt ist. Die ausgestrahlten verschlüsselten Im-

und daß der Empfänger in den Pausen zwischen den pulse werden dann zusätzlich im Antwortsender mit

ausgestrahlten Impulsen empfangsbereit ist. Der 5 dem zu übertragenden Signal moduliert und die

Stcucrgenerator 55 kann z. B. als Rechteckgenerator, reflektierten und gleichgerichteten Signale in gleicher

insbesondere als Multivibrator, ausgebildet sein, um Weise wie in Fig. 1 im NF-Verstärker entschlüsselt,

gut gegeneinander abgegrenzte Sende- und Empfangs- Das gleiche gilt auch für den Fall, daß der Pcndcl-

intcrvalle zu bilden, wobei die Schaltfrcqucnz über der Sender-Empfänger mit logarithmischer Kennlinie

höchsten Frequenz liegt, die in dem vom Antwort- 10 arbeitet. In diesem Fall sind die gleichgerichteten

sender zu übertragenden Signal enthalten ist. Signale mit der Verschlüsselungsspannung ampli-

Durch Unterdrückung der Modulation bei den aus- tudenmoduliert, während sie von dem vom Antwortgestrahltcn J mpulscn mittels eines Begrenzers im Fall sender auftretenden Signal längenmoduliert sind, eines kombinierten Sender-Empfängers oder durch Beide Modulationsarten ergeben Schwankungen des Vermeidung jeder Modulation der ausgesandten Im- 15 Anodenstromes des Pendel-Scndcr-Empfängers. Die pulse bei Verwendung eines getrennten Senders und Entschlüsselung kann auch hier in gleicher Weise erEmpfängers wie in Fig. 1 kann man dafür sorgen, daß folgen.

über die ausgestrahlten HF-Jmpulsc P₁ durch Unbe- J_n Fig. 2 ist eine weitere Abwandlung des Vcr-

rcchtigtc keine Nachricht abgehört werden kann. Es schlüsselungs- und Entschlüsselungssystcms darge-

bleibt aber noch die Möglichkeit, daß ein Unbcrech- _ao stellt, die sich auf einen Pendel-Sender-Empfängcr

tigtcr die reflektierten Impulse p₂ empfängt, die von _mit eigener Pendelcrregung bezieht. Der gezeigte

dem Antwortsendcr zurückgestrahlt werden. Pendel-Sender-Empfängcr umfaßt die Verstärkerröhre

Um dies zu verhindern und um das Übcrtragungs- 18, den Schwingkreis 20, den Gitterkondensator 21

gchcimnis vollständig zu bewahren, sieht die Erfin- und die Gitterableitung 22 und ist in bekannter Weise

dung eine einfache Vcrschlüssclungs-und Entschlüsse- 25 so geschaltet, daß sich Pendelschwingungen ergeben,

lungsanordnung vor, wie dies in Fig. I dargestellt ist. die durch die Zeitkonstante des Kondensators 21 und

Dazu wird ein Verschlüsselungsgencrator 58 verwcn- des Widerstandes 22 bestimmt sind. Die Kapazitäten

det, der die Amplituden der ausgesandten Impulse P₁ zwischen den inneren Elektroden der Verstärkerröhre

mit einem Verschlüsselungssignal moduliert, vorzugs- dienen in bekannter Weise zur Selbsterregung der

weise in der Form eines Schnarrsignals. Das letztere 30 Schaltung. Die Schwingungen werden der Antenne 11

kann durch Verstärkung eines Rauschpegels oder über einen besonderen HF-Verstärker 26 zugeführt,

durch Verzerrung von Schwingungen erzeugt werden _und zwei Schaltkreise 25 und 31 verhindern gcgen-

und kann beliebige Amplituden und Frequenzen ent- scitige Beeinflussung zwischen den Sender- und Emp-

haltcn, um die Geheimhaltung möglichst gut zu fangskanälen. Die Schaltströmc besitzen die gleiche

machen. In dem gezeichneten Beispiel wird die Ver- 35 Frequenz wie die Pendelfrequenz und werden mittels

schlüssclungsspannuug der Anode der Verstärkerstufe des Transformators 60 dem Anodenkreis des Pendcl-

26 über den Modulationstransformator 60 zugeführt, Sender-Empfängers entnommen und über i?C-Glicder

um die ausgestrahlten Impulse in ihrer Umhüllenden 61, 63 bzw. 62, 64 wcitcrgeleitct.

willkürlich zu modulieren. In einem derartigen Pendcl-Sendcr-Empfänger ver-

Dic ausgestrahlten und verschlüsselten Impulse 40 ändert sich die Impulsfolgefrequcnz der ausgesandten werden zusätzlich durch den Antwortsendcr der ent- Impulse P₁ entsprechend der Modulation der empfanferntcn Station entsprechend der zu übertragenden genen Impulse durch das vom Antwortsender überNachricht moduliert, was eine Doppelmodulation der tragenc Signal in der in Fig. 3 bei B dargestellten reflektierten impulse p₂ ergibt. Sie sind also für einen Weise, wobei nach Fig. 3 bei A eine sinusförmige Unberechtigten nicht verständlich, es sei denn, daß 45 Spannungsänderung angenommen ist. Die Erfindung man ein Verschlüsselungssignal entgegengesetzter sieht vor, daß die ausgesandten Impulse, die zunächst Amplitude hinzufügt. Um die empfangenen Signale konstante Amplitude haben, mit dem Verschlüssehörbar zu machen, wird eine Entschlüsselungsspan- lungssignal entsprechend der Umhüllenden £'in Fig. 3 nung dem Verschlüsselungsgencrator 58 entnommen bei C moduliert werden. Dadurch erhält man refick- und am Eingang des NF-Verstärkers 57 in geeigneter 50 tierte Signale, die sowohl amplituden- als auch frc-Phasc und Amplitude zugeführt, so daß die Ver- quenzmoduliert sind. Beide Modulationsarten erzcuschlüsselungskomponcntcn aufgehoben und ein klares, gen entsprechende Änderungen des Anodenstromes des unverschlüsseltes Signal im Kopfhörer 34 erhalten Pcndel-Sender-Empfängers 18.

wird. Da das Verschlüsselungssignal mittels des Die Modulation der ausgestrahlten [mpulsc wird

Oszillators 58 beliebig und willkürlich geändert wer- 55 in dem in Fig. 2 dargestellten Fall dadurch bewirkt,

den kann, so ist es damit für einen Unberechtigten daß eine dem Verschlüsselungsgencrator 58 entnom-

praktisch unmöglich, die Signale zu entschlüsseln. menc Spannung dem Gitter der HF-Verstärkerröhre

Es soll darauf hingewiesen werden, daß die in der 26 über den Koppcltransformator 67 zugeführt wird. Figur enthaltene Sprachvcrschlüssclungs- und Sprach- An Stelle der Gittermodulation kann hier auch jede cntschlüssclungsanordnuiig auch bei einem Pendel- 60 andere Modulationsart angewandt werden. Die EntSender-Empfänger angewandt werden kann, ganz schlüsselung des gleichgerichteten Signals, das dem gleich, ob er mit getrennter Pendelcrregung oder wie Anodenkreis des Pendel-Sender-Empfängcrs über den in Fig. 2 mit eigener Pendelcrregung arbeitet. NF-Transformator 23 entnommen wird, erreicht man Lm Fall des Pendel-Sender-Empfängers mit gc- dadurch, daß die Spannung des Verschlusselungstrennt zugeführter Pcndclfrequcnz wird eine Ampli- 65 generators 58 dem Eingang des NF-Verstärkers 33 tudcnmodulation der ausgestrahlten Impulse durch über den Kondensator 65 und den AVidcrstand 66 zueincn Amplitudenbegrenzer der beschriebenen Art geführt wird, so daß sich eine solche Phase und Amunterdrückt und die Fmpulsc in der Hochfrequenz- plitude des entschlüsselnden Stromes zum gleichodcr Antennenstufe durch ein Verschlüsselungssignal gerichteten Signal ergibt, daß der Verschlüsselungsiii geeigneter Weise moduliert, z. B. durch Vcrändc- 70 anteil aufgehoben wird.

Wenn kein getrennter HF-Verstärker erforderlich ist, so kann man die Schaltkreise 25 und 31 entbehren, womit sich eine wesentliche Vereinfachung der Schaltung ergibt. Eine derartige vereinfachte Schaltung unter Benutzung eines Pendel-Sender-Empfängers mit eigener Erregung ist in Fig. 4 gezeigt. Dabei ist die Pendelfrequenz der HF-Schwingungen durch Gitterableitwiderstand 22 und den veränderlichen Kondensator 70 festgelegt. Dadurch ergeben sich Impulse konstanter Amplitude mit veränderlichem Impulsabstand entsprechend einem vom Antwortsender übertragenen Signal (s. Fig. 3 bei B). Zusätzlich zur Frequenzmodulation sind die ausgestrahlten Impulse von dem Verschlüsselungsgenerator 58 moduliert, der über den Koppeltransformator 71 mit dem Anodenkreis verbunden ist. Die sowohl frequenz- als auch amplitudenmodulierten Ausgangssignale im Anodenkreis des Pendel-Sender-Empfängers werden andererseits dem Eingang des NF-Verstärkers 33 zugeführt. Die Entschlüsselung der Signale ergibt sich dadurch, daß eine Entschlüsselungsspannung geeigneter Amplitude und Phase dem Verschlüsselungsgcnerator 58 entnommen wird, genau wie in Fig. 2.

Fig. 5 zeigt eine Abart der Schaltung von P'ig. 4 mit fremd zugeführter Pendclspannung. Der Pendelgenerator 59 ist mit dem Gitterkreis der Röhre 18 über den Koppcltransformator 60 verbunden, wobei die Amplitude der Pendelschwingungen mit der dem Verschlüsselungsgenerator 58 entnommenen Spannung moduliert ist. Unter der Voraussetzung, daß der Pendel-Sender-Empfänger mit linearer Charakteristik arbeitet, ergeben die Amplitudenschwankungen der Pendelschwingungen eine Amplitudenmodulation der ausgestrahlten Impulse mit der Verschlüsselungsspannung. Andererseits werden die Impulse mit den vom Antwortsender übertragenen Signalen moduliert, wodurch sich ein demoduliertes Signal am Eingang des NF-Verstärkers 33 ergibt, das verschlüsselt ist. Die Entschlüsselung wird in der gleichen Weise wie oben dadurch erreicht, daß eine Entschlüsselungsspannung geeigneter Phase und Amplitude aus dem Verschlüsselungsgenerator 58 in der in der Figur gezeigten Weise entnommen wird. Man kann mit der gleichen Anordnung auch mit logarithmischer Kennlinie arbeiten, wobei die HF-Impulse vom Verschlüsselungssignal amplitudenmoduliert und vom zu übertragenden Signal längenmoduliert werden. Beide Modulationen ergeben eine Schwankung des Anodenstromes des Pendel-Sender-Empfängers. Die Entschlüsselung des Signals kann wieder in der gleichen Weise erfolgen.

Ein besonderer Vorteil dieses Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsverfahrens für einen Antwortsender ohne Stromversorgung in der beschriebenen Art und Weise besteht in der Tatsache, daß es nicht notwendig ist, eine Information über die Verschlüsselung von einer zur anderen Station zu übersenden, wie dies sonst bei üblicher Geheimübertragung erforderlich ist. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der Schaltungen und eine wirksame Geheimhaltung des vom Antwortsender zu übertragenden Signals.

Claims (4)

1. Patentansprüche.·

   ίο 1. Funkübertragungssystem, bei dem an dem

   einen Endpunkt der Ubertragungsstrecke ein ' Sender-Empfänger, vorzugsweise ein Pendel-Scnder-Empfänger mit Eigen- oder Fremderregung, zur Ausstrahlung von primären HF-Impulsen vorgesehen ist, und bei dem an dem anderen Endpunkt der Ubertragungsstrecke ein Antwortsender, vorzugsweise ohne eigene Stromversorgung, vorgesehen ist, der die primären Impulse, gegebenenfalls nach Modulation durch ein vom zweiten End-

   ao punkt zum ersten Endpunkt der Übertragungsstrecke zu übertragendes Signal, zeitlich verzögert zurückstrahlt, wobei sie an dem ersten Endpunkt der Übertragungsstrecke wieder aufgenommen und demoduliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die primären Impulse vor ihrer Ausstrahlung von einem Verschlüsselungsgenerator moduliert werden und daß zu der durch Demodulation der zurückgestrahlten Impulse gewonnenen Spannung eine dem Verschlüsselungsgenerator entnommene Spannung geeigneter Phase und Amplitude so addiert wird, daß die Verschlüsselung aufgehoben wird.
2. 2. Funkübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom passiven Antwortsender zurückgestrahlten Hochfrequenzimpulse von der zu übertragenden Nachricht in anderen charakteristischen Größen beeinflußt werden als durch das Verschlüsselungssignal.
3. 3. Funkübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vcrschlüsselungssignal die Impulsfolgefrequenz der ausgestrahlten Impulse und die vom passiven Antwortsender übertragene Nachricht die Amplitude der zurückgestrahlten Hochfrequenzimpulse beeinflußt (Fig. 5).
4. 4. Funkübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlüsselungssignal die Amplitude der ausgestrahlten Impulse beeinflußt (Fig. 3).

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 423 813, 905 496;
   schweizerische Patentschrift Nr. 139 609;
   britische Patentschrift Nr. 723 815.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen