DE1286594B

DE1286594B - Nachrichtensystem zum UEbermitteln von Nachrichten zwischen Raumflugkoerpern und einer Basisstelle

Info

Publication number: DE1286594B
Application number: DEA37417A
Authority: DE
Original assignee: ARENDT; P R ELBERON DR
Current assignee: ARENDT; P R ELBERON DR
Priority date: 1960-05-13
Filing date: 1961-05-12
Publication date: 1969-01-09
Also published as: GB990136A; GB990137A; GB990134A; GB990138A; USRE28725E; GB990135A; GB990139A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Nachrichten- welle andere Bedingungen gegenüber der Bodensystem zum Übertragen von Nachrichten zwischen welle oder weiteren Raumwellenanteilen geschaffen Raumflugkörpern bzw. -Stationen und einer Basis- werden, bei Verbindungen mit Raumflugkörpern stelle vermittels hochfrequenter Signale bei dem lassen sich jedoch derartige Effekte nicht nutzen, um mindestens ein erster Raumflugkörper mit einer An- 5 Nullstellen der Antennencharakteristik bzw. durch tenne ausgerüstet ist, die eine Nullbereiche enthal- diese bedingte Schwunderscheinungen zu eliminieren, tende Richtcharakteristik aufweist. Derartige Nach- Bei Bodenstationen hat es sich jedoch bewährt, die richtensysteme werden benutzt, um Nachrichten Empfindlichkeit durch Verwendung jeweils auszuzwischen einem Raumflugkörper einerseits und einer richtender Richtantennen zu steigern. Die Ausrich-Basisstelle wie einer Bodenstation auf der Erdober- io tung kann insbesondere bei periodisch umlaufenden fläche, einem Schiff oder auch einer Flugzeugstation Satelliten auf Grund von Bahnberechnungen vorgein der Atmosphäre, einer Raumstation oder auch nommen werden. Die Ausrichtung kann auch auf einem zweiten Raumflugkörper andererseits zu über- Grund optischer Beobachtungen sowie von Funktragen. Solche Nachrichtensysteme werden weiterhin messungen bewirkt werden (Proceedings of the IRE, erforderlich für die Übertragung von Nachrichten 15 1960, S. 629), jedoch ergibt sich hierbei jeweils der über gegenüber irdischen Abmessungen große Strek- Nachteil, daß die Sichtlinie bzw. das Meßergebnis ken, wie beispielsweise Mondrelaissysteme. eines Funkmeßvorganges, der mit eigenen Frequen-

Derartige Übertragungssysteme haben eine An- zen durchgeführt wird, von der optimalen Richtung zahl von Schwierigkeiten zu überwinden. So sind bei für die zur Nachrichtenübertragung bestimmten Fre-Einbeziehung eines Planeten atmosphärische Schich- 20 quenz abweicht. Abweichungen von der optimalen ten zu durchdringen, welche ausgestrahlte Hochfre- Richtung für Sichtverbindungen oder Verbindungen quenz durch Refraktion sowie Adsorption beein- durch von der Übertragungsfrequenz abweichende flüssen. Insbesondere die Sendeeinrichtungen von Verbindung können insbesondere innerhalb der Raumflugkörpern verfügen in Anbetracht des ge- Atmosphäre durch eine Vielzahl von Einflüssen beringen zulässigen Gewichtes über Sendeeinrich- 25 wirkt werden, so durch die Unterschiede zwischen tungen nur geringer Leistung; die Reichweite aber Sonneneinstrahlung und Dunkelheit, durch ionisierte wird dadurch bestimmt, daß am Empfangsort die Luftschichten bzw. Bereiche, durch weitere magne-Nutzsignale den Störpegel um einen vorgegebenen tische bzw. elektrische Erscheinungen, durch Bewöl-Faktor übertreffen müssen. Dieser Störpegel läßt sich kung bzw. Temperaturdifferenzen in der Atmosphäre zwar herabsetzen, indem die zur Übertragung der 30 usw. Darüber hinaus versagen nach dem Prinzip der Nachrichten benutzte Bandbreite herabgesetzt wird; Rückstrahlortung durchgeführte Funkmeßverfahren hierdurch sinkt aber die Leistungsfähigkeit des bei größeren Entfernungen, und optische Beobach-Nachrichtenübertragungssystems. Beispielsweise sind tungen werden bei Bodenstationen bereits durch eine aus der Funkmeßtechnik sowie der Kurzwellen- Wolkendecke unmöglich gemacht. Es ist zwar mögtechnik Richtantennen bekannt, deren Charakteristik 35 lieh, die Auswirkungen der Kreisel- bzw. Taumel-Nullstellen aufweist, so daß nicht nur eine Empfind- bewegungen dadurch auszuschalten, daß bei ungünlichkeitserhöhung in Vorzugsrichtung erzielbar ist, stiger Antenneneinstellung die Nachrichtenübertrasondern auch durch Unterdrückung des in Richtung gung abgebrochen und erst bei günstiger Einstellung der Nullstellen einfallenden Störanteiles der Stör- wiederaufgenommen wird, wobei gegebenenfalls ein pegel gesenkt wird. Als nachteilig stellt sich bei der 40 Nachrichtenspeicher zwischengeschaltet sein kann, Verwendung solcher Antennen aber heraus, daß ins- aber auch durch eine solche Ausbildung wird die besondere bei ungesteuerten Satelliten Kreisel- bzw. Leistungsfähigkeit der Übertragungskanäle durch Schlinger- und Taumelbewegungen derselben ein Einschalten von Übertragungspausen wesentlich geAusrichten der Antenne des Satelliten vereitelt. In- schmälert.

folge der unkontrollierbaren Schlinger- und Taumel- 45 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter bewegungen leiden aufgebaute hochfrequente Über- Verwendung von Antennen, deren Richtcharaktragungswege an starken Fadingeffekten. Durch die teristik Nullbereiche aufweisen, ein Nachrichtenüberdeutsche Patentschrift 877 325 ist eine Reihe von tragungsverfahren zwischen Raumflugkörpern bzw. Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Kompensierung Stationen und Basisstellen zu schaffen, das auch bei des Fadings bekannt. Die übliche Fadingregelung 50 der Überbrückung großer Entfernungen durch Ausdurch veränderliche Verstärkung auf der Empfänger- schaltung möglichst aller die Intensität der Verbinseite versagt, sobald die Empfangsfeldstärke einen dung beeinträchtigenden Effekte eine kontinuierliche Schwellwert unterschreitet, der sowohl durch die Übertragung zu ermöglichen. Erreicht wird dies Empfindlichkeit der verwendeten Empfangsgeräte als gemäß der Erfindung, indem zwischen einem Raumauch durch den Störpegel der Antenne bestimmt ist. 55 flugkörper und einer Basisstelle mindestens zwei Die schnelle periodische Schwenkung des Höhen- parallel wirksame Übertragungswege zu mindestens Winkelbereiches der Richtcharakteristik des Senders zwei der Basisstelle zugeordneten Übertragungsstabeeinträchtigt sowohl die Empfindlichkeit ,als auch tionen vorgesehen sind, die räumlich so weit auseindie Bandbreite des Übertragungskanäls, und die andergezogen sind, daß sie von dem ersten Raumebenfalls vorgeschlagene gezielte Änderung der 60 flugkörper aus unter unterschiedlichen Winkeln er-Richtwirkung bzw. Richtung auf Grund von vom scheinen, deren Differenz die Breite des Null-Empfänger rückübertragenen Meßwerten erfordert bereiches der Antennencharakteristik überschreitet; einen zweiten Verbindungskanal vom Empfangs- die jeweilige Empfangsseite ist hierbei mit einer zum Sendeort, ohne daß die hier anstehenden Pro- Steuereinrichtung ausgestattet, welche laufend die bleme gelöst werden: Zwar mögen sich unter 65 Übertragungswege überwacht und den jeweils die terrestrischen Bedingungen durch Änderung der optimalen Übertragungseigenschaften aufweisenden Höhenstrahlungscharakteristik des Senders fading- zur Auswertung freigibt. Als zweckmäßig hat es sich arme Zonen schaffen lassen, indem für die Raum- hierbei erwiesen, die zwischen den Übertragungssta-

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tionen vorgesehenen Verbindungswege bzw. die Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Nachrichten-Übertragungswege mit Verzögerungsgliedern auszu- systems zum Übermitteln von Nachrichten zwischen statten, welche die sich entlang der Verbindungs- Raumflugkörpern und einer Basisstelle wird an und Übertragungswege ergebenden Laufzeitunter- Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert. Als Basis ist in

schiede der Modulation ausgleichen. 5 diesem Falle die Erde gewählt, deren Oberfläche 1

Als zweckmäßig gefunden wurde es, für die Über- mit Stationen 2 und 3 ausgestattet ist, die in einer tragungswege jeweils unterschiedliche Frequenzen zu derartigen Entfernung 4 voneinander angeordnet benutzen, wobei vorzugsweise einander benachbarte sind, daß sie vom Raumflugkörper 5 aus unter unterFrequenzen Verwendung finden, um weitgehend ahn- schiedlichen Winkeln erscheinen. Der Raumflugliche Übertragungseigenschaften zu erreichen. io körper 5 ist mit einer Antenne 6 bzw. einem An-

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vor- tennensystem ausgestattet, dessen Richtcharakteristik gesehen, bei zweiseitig betreibbaren Übertragungs- Nullstellen aufweist. So könnte im einfachsten Falle wegen den Empfängern der Übertragungsstationen eine einfache Dipol-Antenne verwendet werden, ein auf Frequenzabweichungen der Träger anspre- deren Feldstärke-Maximum normal zur Antenne verchendes Steuergerät zuzuordnen, das bei Frequenz- 15 läuft, während in Richtung der Dipol-Achsen ein abweichungen der Empfangsfrequenz von einem vor- Feldstärke-Minimum bzw. eine Nullstelle der Feldgegebenen Wert die Frequenz des Senders der Über- stärke zu beobachten ist. Die Entfernung 4 zwischen tragungsstation in der Abweichung entgegengerich- den Stationen 2 und 3 wird so gewählt, daß der tetem Sinne um den Betrag der festgestellten Winkel α, unter dem die beiden Stationen von dem Abweichungen verschiebt. so Raumflugkörper 5 aus erscheinen, größer ist als der

Es empfiehlt sich, für einen Übertragungsweg die Winkel der Charakteristik der Antenne 6, den deren parallele Aussendung unterschiedlicher Frequenzen Nullstelle bzw. Nullstellen betragen. Damit wird ervorzusehen, von denen nach der Demodulation je- zielt, daß, wenn eine der Übertragungsstationen 2 weils die Frequenz optimaler Übertragungseigenschaft oder 3 ausfällt, weil der Raumflugkörper infolge wirksam gemacht wird. Die Frequenzen einer solchen 35 seiner oft mindestens zum Teil unkontrollierbaren Frequenzgruppe können schaltbar änderbar sein. Lage innerhalb seiner Bewegungsbahn rollt, taumelt

Bei einer anderen Ausbildung der Erfindung ist od. dgl. und in dieser Momentanlage mit einer Nullvorgesehen, auf Grund des Peilergebnisses der ein- stelle seiner Antennencharakteristik auf diese Station fallenden Energie, eine optimale Ausrichtung bzw. weist, die andere sich außerhalb dieser Nullstelle Nachführung der Empfangs- und Sende-Richt- 30 hält und wirkungsvoll zu senden bzw. zu empfangen antennen zu bewirken. vermag.

Mit Vorteil werden Übertragungskanäle verwen- Wenn auch im Ausführungsbeispiel die Stationen 2

det, deren Frequenzen im Bereich von 0,5 bis 4 GHz und 3 auf der Erdoberfläche 1 angeordnet sind, so

liegen. Werden hochfrequente Sendungen zum Peilen ist es doch möglich, solche Stationen gegebenenfalls

zwecks Nachführen von Richtantennen benutzt, so 35 zusätzlich an weiteren geographischen Punkten der

empfiehlt es sich, hier Frequenzen im Bereich von Erde, auf dem Mond, auf einem Planeten oder einer

0,65 bis 1,05 GHz, und zwar vorzugsweise um Raumstation vorzusehen, und die Zahl der Stationen

0,85 GHz herum, zu wählen. ist nicht auf zwei begrenzt: In jedem Falle kann die

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Summe der Sende- bzw. Empfangsenergien wirksam

Beschreibungen von Ausführungsbeispielen in Ver- 40 gemacht werden oder aber die jeweils wirksamste

bindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es der Sende- bzw. Empfangsstrecken genutzt werden,

zeigt hierbei Im einzelnen sind der Aufbau eines solchen Über-

F i g. 1 schematisch einen Raumflugkörper und tragungssystems sowie die innerhalb desselben sich

zwei Bodenstationen mit zwischen ihnen wirksamen abspielenden Vorgänge an Hand der F i g. 2 und 3

Übertragungswegen, 45 erläutert. In F i g. 2 wird der Raumflugkörper 5 ver-

F i g. 2 einen mit einer Dipolantenne ausgestatteten größert gezeigt. Mit seiner Antenne 6 sind ein

Raumflugkörper mit eingetragenen Ausstrahlungs- Empfänger? sowie ein Sender8 verbunden. Der

winkeln, Winkel ß₀ gibt die Breite einer Nullstelle an, während

F i g. 3 im Blockschaltbild die einzelnen elektro- die Winkel ß_a sowie ß_b die Richtungen bezeichnen,

nischen Bausteine sowohl des Raumflugkörpers als 5° in denen vom Raumflugkörpers aus gesehen die

auch der beiden Bodenstationen nach F i g. 1, Stationen 2 und 3 erscheinen.

F i g. 4 schematisch einen eine Gruppe von Über- Der Aufbau der Stationen 2 und 3 ist im Block-

tragungsfrequenzen sowie einen Reflektor benutzen- schaltbild der F i g. 3 gezeigt. Die jeweils den Sta-

den Übertragungsweg zwischen zwei Stationen, tionen 2 bzw. 3 zugeordneten Vorrichtungen sind in

F i g. 5 schematisch eine eine Gruppe von Über- 55 entsprechend bezeichneten gestrichelten Kästen dar-

tragungsfrequenzen benutzende Verbindung zu gestellt, während Vorrichtungen und Anschlüsse der

einem Raumflugkörper mit Blockschaltbildern der Steuerzentrale 9 gesondert zusammengefaßt sind. Zu

Station sowie der elektronischen Einrichtung des übertragende Nachrichten können je nach Auslegung

Raumflugkörpers, des Systems als Sprache oder beliebig wählbare Code

F i g. 6 ein Prinzipschaltbild einer Funkpeilvor- 60 der Steuerzentrale 9 über den Anschluß 10 zugeführt

richtung, wie sie für Stationen der F i g. 1 bis 5 ver- werden. Die eingegebenen Signale werden über die

wendbar ist, Leitung 11 dem Modulator 12 der Station 2 und über

F i g. 7 eine Anordnung zur Bewirkung von Zeit- die Fernleitung 13 dem Modulator 14 der Station 3

Verzögerungen und zugeführt. Hierbei ist davon ausgegangen, daß die

Fig. 8 eine Vorrichtung zur selbsttätigen Fre- 65 Steuerzentrale nicht oder nicht weit von der Station2

quenzregelung zum Ausgleich des Dopplereffekts, abgesetzt ist, während zwischen der Steuerzentrale 9

wie sie im Rahmen des Nachrichtensystems verwend- und der Station 3 die Entfernung 4 oder wenigstens

bar ist. deren wesentlicher Teil liegt. Diese Entfernung

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richtet sich nach der zu bewältigenden bzw. erwar- liegt es, die Signale beider Ubertragungswege oder teten maximalen Übertragungsentfernung zum aber die Signale des sich jeweils durch größere Raumflugkörpers sowie der Breite der Nullstellen Empfangsfeldstärke auszeichnenden Empfangssyder Übertragungscharakteristik von dessen An- stems dem Ausgang 32 zur Auswertung zu übermittennenö. Störende Laufzeitdifferenzen der Leitung 5 teln. Die Auswertung kann bei Sprache durch ein 11 sowie Fernleitung 13 könnten zwar ausgeglichen angeschlossenes Telefon, bei codierten Nachrichten werden, indem die Steuerzentrale 9 etwa in der Mitte durch einen Fernschreiber, einen Elektronenrechner zwischen den Stationen 2 und 3 vorgesehen würde, od. dgl. erfolgen.

so daß die Entfernung 4 in zwei gleiche Strek- Da im Ausführungsbeispiel zwei Systeme, die über

ken aufgeteilt würde; da weitere Laufzeitdifferenzen io jeweils zwei parallele Verbindungswege verfügen, von den jeweiligen Stationen 2 oder 3 zum Raum- dargestellt sind, ist es möglich, diese getrennt oder flugkörper 5 auftreten, hat es sich aber als zweck- auch gemeinsam zu betreiben. So können beispielsmäßig erwiesen, Laufzeitdifferenzen durch Laufzeit- weise Steuersignale, die den Flug des Raumkörpers, glieder, wie sie im Zusammenhang mit anderen Aus- die Funktion von Meßgeräten od. dgl. beeinflussen, führungsbeispielen erläutert werden, zu kompen- 15 zum Raumflugkörper übertragen werden, während sieren. die bestehende Rückverbindung völlig unabhängig

Die Modulatoren 12 bzw. 14 modulieren die zu gleichzeitig Meßwerte durchgibt. Bei bemannten übertragende Nachricht den Trägern der Sender 15 Raumflugkörpern ist ein Gegensprechen möglich. Es bzw. 16 auf, die ihrerseits die Sendeantennen 17 kann aber auch der Empfänger 7 des Raumflugbzw. 18 speisen. Die Sendeantennen 17 und 18 sind ao körpers 5 mit dem Sender 8 verbunden werden, so als Richtantennen ausgebildet, deren Richtvorrich- daß der Raumflugkörper zum Zweck der Kontrolle tungen 19 und 20 jeweils Funkpeilvorrichtungen 21 oder der weiteren Übertragung die empfangenen bzw. 22 kontinuierlich bzw. in kurzen Intervallen Nachrichten wieder ausstrahlt. Die beiden Überperiodisch betätigt werden. Hierdurch ist es möglich, tragungssysteme zum und vom Raumkörper werden die Sendeantennen 17 und 18 jeweils im Sinne der 25 zweckmäßig mit voneinander abweichenden Fregünstigsten Übertragungsrichtung auszurichten; da . . quenzen betrieben, und es können gleiche oder unterdiese infolge des Ionisierungszustandes höherer Luft- ' . schiedliche Modulations- bzw. Kodierungsverfahren schichten, um nur einen Effekt zu nennen, von der benutzt werden.

Linie optischer Sicht abweichen kann, ergeben sich , ¹^ Beim Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegegenüber Ausrichtungen auf Grund optisch gewon- 30 gangen, daß die geforderte Bedingung, von einem nener und/oder gespeicherter Richtungswerte we- Raumflugkörper aus die Stationen 2 und 3 unter sentlich gesteigerte Empfindlichkeiten bzw. Reich- einem Winkel zu sehen, der den der Breite der Nullweiten. Die verbleibenden Abweichungen zwischen stelle der Antennencharakteristik überschreitet, sich der Richtung maximaler Feldstärke am Empfangsort mit leitungsverbundenen Erdstationen erreichen läßt, und vorgegebener Antennenrichtung lassen sich 35 Bei größeren durch das Nachrichtensystem zu überweiterverringern, indem für die Funkpeilvorrich- brückenden Entfernungen wird es erforderlich, auch tungen 21,22 eine der Sendefrequenz angenäherte den Basisabstand der Stationen 2 und 3 entsprechend bzw. gleiche Arbeitsfrequenz gewählt wird. zu vergrößern, so daß an die Stelle von Leitungs-

Die Funkpeilvorrichtungen 21 bzw. 22 der Sta- verbindungen zweckmäßig Funkverbindungen treten. tionen2 und 3 geben das Ergebnis der jeweiligen 40 Bei übergroßen Entfernungen lassen sich die erfor-Richtungsmessungen auch an Richtvorrichtungen 23 derlichen Basisentfernungen 4 auf der Erde nicht und 24 von Empfangsantennen 25 und 26 ab, die so- mehr verwirklichen, und es werden abgesetzte Basismit ebenfalls zur Erzielung maximaler Empfindlich- stellen auf einem weiteren Raumflugkörper, beispielskeiten bzw. Reichweiten optimal ausgerichtet wer- weise einer Raumflugstation, einem Satelliten den. Vom Sender 8 des Raumflugkörpers 5 über 45 od. dgl., dem Mond oder einem anderen Planeten dessen Antenne 6 abgestrahlte Signale können zur erforderlich. Wird nun bereits die Entfernung 4 der Betätigung der Funkpeilvorrichtungen 21 und 22 ge- Basisstationen so groß, so kann es sich als notwendig nutzt werden. Die von den ausgerichteten Empfangs- erweisen, das erfindungsgemäße Nachrichtensystem antennen 25 und 26 aufgenommene Energie wird bereits zur Überbrückung der Entfernung 4 einzuden Empfängern 27 und 28 zugeleitet, welche die 50 setzen. Hierbei wie auch bei der direkten Übermittdurch Demodulation erhaltenen Signale einer Steuer- lung von Nachrichten kann beispielsweise der Erdvorrichtung 29 der Steuerzentrale 9 zuleiten. Wäh- mond als Reflektor eingesetzt werden. Als störend rend der Empfänger 27 über eine relativ kurze Lei- hat es sich auch hier erwiesen, daß in der Erdtung 30 mit dem zugeordneten Eingang der Steuer- atmosphäre, insbesondere der Ionosphäre, auf Grund vorrichtung 29 verbunden ist, erfolgt die Zuleitung 55 unterschiedlicher, insbesondere Ionisierungszustände, der Signale des Empfängers 28 über eine Fern- Absorptions-, Reflexions- sowie Beugungserschei-Ieitung 31 auf einen zweiten Eingang. Auch hier ist nungen von für Nachrichtenverbindungen benutzten zweckmäßig ein Laufzeitausgleich vorgesehen, und elektromagnetischen Wellen auftreten, die einer Anentsprechend dem Betrieb der Funkpeilvorrich- zahl von zum größten Teil variablen Ursachen folgen tungen, die im Ausführungsbeispiel auf Grund 60 und damit auch selbst einer steten Änderung unterempfangener Nachrichten auch für den Sendeweg, worfen sind. Die Gesamtheit dieser Einflüsse bed. h. die Einstellung der Sendeantennen 17,18, tätig wirkt, daß die Richtung optimaler Übertragungsbewerden, kann der beim Empfang erforderliche Lauf- dingungen mehr oder weniger von den Richtungen zeitausgleich auch benutzt werden, um den sende- abweicht, in denen ein Raumflugkörper, ein reflekseitig erforderlichen zu bestimmen. 65 tierendes Gebilde, beispielsweise der Mond, oder

Der Steuervorrichtung 29 werden die von den im eine weitere Basisstation optisch bzw. geometrisch Ausführungsbeispiel zwei Empfangsanlagen ermit- erscheinen. Im oben in Verbindung mit F i g. 1 bis 3 telten Signale zugeführt. Der Steuervorrichtung ob- erläuterten Ausführungsbeispiel wurde diesem Um-

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stand Rechnung getragen, indem die Ausrichtung der Stationen oder Erd- und Raumstationen gegebenen-Richtantennen von Basisstationen auf Grund der falls unter Einschaltung eines Reflektors benutzt wer-Peilergebnisse von Funkpeilvorrichtungen bewirkt den. Bei bemannten Raumstationen wird es in der wurde, die auf Grund einer der Übertragungsfre- Regel möglich sein, Richtantennen oder mit diesen quenz entsprechenden bzw. benachbarten Arbeits- 5 den gesamten Raumflugkörper so auszurichten, daß frequenz wirksam sind. An Hand der F i g. 4 wird die Gegenstation nicht innerhalb einer Nullstelle der an einem weiteren Ausführungsbeispiel die Übertra- benutzten Antenne, sondern vielmehr in einem gung von Nachrichten von einer Station 33 zu einer Maximum derselben liegt. In diesem Falle ergibt sich zweiten Station 34 gezeigt, bei der der Erdmond 35 eine weitere Verbesserung der Übertragungseigenals Reflektor benutzt wird. Die Stationen 33 und 34 io schäften des Nachrichtensystems durch die erfinkönnen in sehr großer Entfernung voneinander auf dungsgemäße Anwendung einer Mehrzahl von der Erdoberfläche vorgesehen sein, es kann sich gleichartig modulierten Frequenzen. Ist ein solches aber auch bei einer oder beiden dieser Stationen um Ausrichten nicht möglich, so kann das Mehrfresolche handeln, die Raumflugkörpern zugeordnet quenzverfahren in Verbindung mit zwei Basissind. 15 Stationen verwendet werden, so daß durch ent-

Die Station 33 ist mit einem Mehrkanal-Sender 36 sprechende Umbildung die Eigenschaften des in

ausgestattet, der im Ausführungsbeispiel in der Lage F i g. 1 bis 3 gezeigten Nachrichtensystems weiterhin

ist, parallel vier unterschiedliche Frequenzen J₁ bis f_t verbessert werden.

mit etwa gleicher Leistung und gleichartig auf Grund Eine solche weitere Ausbildung zur Herstellung der gleichen Nachrichten moduliert auszusenden, so einer Nachrichtenverbindung zu einem Raumflug-Die vier Sendefrequenzen werden der Sende-Richt- körper 40 wird an Hand der F i g. 5 erläutert. Im antenne 37 zugeführt, welche sie in vorgegebener Falle des Vorliegens eines eine steuerbare Antenne bzw. korrigierbarer Richtung auf dem Mond 35 hin aufweisenden Raumflugkörpers genügt die dargeabstrahlt. Auf ihrem Weg durch die Ionosphäre wer- stellte eine Basisstation 42; im Falle des unbemannden die unterschiedlichen, zur Übermittlung der 25 ten Raumflugkörpers 40 aber besteht die Möglich-Nachricht benutzten Frequenzen* auch unterschied- keit, daß die Nullstelle der Charakteristik der Anlich absorbiert, reflektiert und gebrochen; in der tenne 41 auf diese Basisstelle weist; um eine ununter-Zeichnung ist dies dadurch dargestellt, daß der die brochene Verbindung herzustellen, wird in diesem Frequenz Z₁ betreffende Strahl angenähert als Gerade Falle eine zweite, parallele Basisstelle in ausreichengezeigt ist, während die folgenden Frequenzen f₂ bis 30 dem räumlichem Abstand verwendet und bei der die /₄ mit steigender Ordnungsnummer weiter ausgelenkt Sender der Basisstellen identisch moduliert werden, dargestellt sind. Während bei der gezeigten Darstel- während die eingegangenen Signale jeweils von der lung die Frequenzen Z₁ und /₄ am Mond derart reflek- Basisstelle verwertet werden, welche die höchste tiert werden, daß ihr Feld sich in Richtung auf die Empfangsfeldstärke anzeigt (vgl. Beispiel der F i g. 1 Station 34 hin praktisch nicht ausbreitet, treffen die 35 bis 3).

Frequenzen /₂ und /₃ in einem Winkelbereich auf, der Von der mit einer in der Figur nicht dargestellten eine solche Reflexion wahrscheinlich macht. Die von Steuerzentrale sowie einer zweiten Basisstation zuder Empfangs-Richtantenne 38 aufgenommene Ener- sammenarbeitenden Basisstation 42 wird mittels des gie allerdings hängt nicht allein davon ab, wie wir- Senders 43 über die Sende-Richtantenne 44 eine kungsvoll der Mond 35 bzw. ein gewünschter Bereich 40 weitere Anzahl von Frequenzen /₅ bis /₈ in Richtung desselben angestrahlt wurde; auch das Reflexions- auf den Raumflugkörper 40 ausgesandt. Die Freverhalten des Mondes ist frequenzabhängig, und im quenzen erreichen die Antenne 41 des Raumflug-Falle der Anordnung der Station 34 unter bzw. körpers 40 und beaufschlagen dessen Empfänger 45, hinter einer Atmosphäre macht sich erneut der iono- der die den einzelnen Frequenzen zugeordneten sphärische Einfluß bemerkbar. Selbst wenn emp- 45 Empfangsfeldstärken der nachgeordneten Steuervorfangsseitig bei der Station 34 von einer Funkpeilvor- richtung 46 übermittelt. Innerhalb der Steuervorrichrichtung entsprechend der Funkpeilvorrichtung 22 tung wird festgestellt, welche Frequenz gegenwärtig der Fig. 3 Gebrauch gemacht wird, ergeben sich die maximale Feldstärke bewirkt, der Sender 47 unterschiedliche Empfangsfeldstärken für die ein- wird auf diese Frequenz eingestellt und eingeschaltet, zelnen Frequenzen Z₁ bis /₄. Der Empfangs-Richt- 50 Hierdurch wird erreicht, daß bei der Verwendung antenne 38 ist daher ein Mehrkanal-Empfänger 39 mehrerer Frequenzen der Basisstellen die gleichen zugeordnet, dessen vier Eingänge auf die Frequenzen Vorteile sich auch für die Rückübertragung vom Z₁ bis /₄ abgestimmt sind und dessen Ausgang nach Raumflugkörper wahrnehmen lassen, ohne daß es der Demodulation der einzelnen Frequenzen auf das erforderlich ist, diesen mit schweren Mehrkanalbzw, die Signale der am stärksten einfallenden Fre- 55 Sendevorrichtungen zu belasten. Die rückgesandte quenz bzw. Frequenzen anspricht. Da die Fre- Steuerfrequenz /_s entspricht der stärksten eingequenzen/_t bis /₄ identisch moduliert sind, können fallenen Frequenz und erlaubt eine genauere Ausauch während der Übertragung einer Nachricht er- richtung, ohne daß infolge der Dispersion der Funkfolgende, durch Empfangsschwankungen bedingte wellen eine Fehlortung auftreten kann. Die Frequen-Umschaltvorgänge die Verständlichkeit bzw. Ein- 60 zen/₅ bis/₈ können parallel oder, wenn an einen deutigkeit der übertragenen Nachricht nicht beein- kurzfristigen Frequenzwechsel nicht gedacht ist, trächtigen, und es entsteht eine sofortige, ununter- nacheinander von einem abstimmbaren, einfachen brochene und unverzögerte sowie durch keinerlei Sender übertragen werden. Nachdem die günstigste Lücken beeinträchtigte Übermittelung der gewünsch- der Empfangsfrequenzen bestimmt ist, wird mittels ten Nachrichten. 65 der Funkpeilvorrichtung 48 laufend die jeweilige Ein-

Wie bereits ausgeführt, kann das an Hand der fausrichtung der Sendung des Raumflugkörpers 40

Fig. 4 erläuterteMehrfrequenzen-Nachrichten-Über- überwacht, und mittels der Richtvorrichtung49 wer-

tragungssystem für eine Übertragung zwischen Erd- den die Sende-Richtantenne 44 sowie die Empfangs-

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Richtantenne 50 ständig auf optimale Richtwerte reich von 650 bis 1050 MHz zutrifft, wobei sich ein nachgestellt. Nach ausreichender Aussendung des Optimum von etwa 850 MHz ergibt. Beim Einhalten Peil- bzw. Antwortstrahles /_s schaltet beispielsweise dieses optimalen Bereiches bleiben nicht nur die auf ein Codesignal der Basisstation 42 die Steuer- Absorption sowie Frequenzstörungen, sondern auch vorrichtung 52 den Modulator 55 auf den Sender 5 atmosphärenbedingte Abweichungen vom geome- und nimmt ihrerseits weitere Signale der Basisstation trischen Strahlenverlauf verhältnismäßig gering. Die auf. Die von der Empfangs-Richtantenne 50 der Erkenntnis bietet damit die Lehre, insbesondere zum Basisstation aufgenommene Energie wird dem Orten und Verfolgen bzw. zur laufenden Richtungs-Empfänger 51 zugeleitet, und demodulierte Signale angabe bzw. -korrektur sowie andere Präzisions-Peilwerden der Leitung 31 entnommen bzw. einer nicht io vorgänge, wie sie beispielsweise zum genauen Eindargestellten Steuerzentrale zur Auswertung über- richten sowie Nachrichten von Richtantennen erforstellt. Gleichzeitig wirkt der Empfänger auf die derlich sind, Frequenzen im Bereich von 650 bis Steuervorrichtung 53. Im Falle der Verwendung eines 1050 MHz, insbesondere aber in der Nähe des optinur jeweils eine Frequenz emittierenden Senders 43 malen Wertes von etwa 850 MHz zu verwenden,
wird dessen Frequenz auf den Wert eingestellt, der 15 Weitere Erkenntnisse betreffen die Elimination von sich für die vorliegende Verbindung als optimal er- zwei anderen Störeffekten. Zwar lassen sich Interwiesen hatte. Weiterhin wird nunmehr. mit der ferenzerscheinungen von beispielsweise den Sta-Steuervorrichtung der Übertragungsweg freigegeben tionen 2 und 3 der F i g. 1 und 3 ausgehender Sen- und die Sendebereitschaft angezeigt oder aber die düngen dadurch vermeiden, daß für die parallelen Übermittlung beispielsweise im Speicher 54 festge- 20 Sendewege voneinander abweichende Frequenzen haltener Nachrichten ausgelöst. Signale können auch benutzt werden. Insbesondere bei wachsenden Entvon einer Steuerzentrale über die Leitung 13 direkt fernungen 4 der Stationen 2 und 3 voneinander aber zugeführt werden. Andererseits besteht die Möglich- ergeben sich unterschiedliche Laufzeiten für die keit, über diese Leitung eine Speicherung zu bewir- eigentliche Nachricht, d.h. die modulierenden ken und die Auslösung des Speichers der Steuer- 25 Signale, von der Steuerzentrale 9 aus für die beiden zentrale anzuzeigen. Über eine solche Signalleitung über Stationen 2 und 3 zum Raumflugkörper 5 gekann weiterhin die zweite Basisstation betrieben gebenen Wege; bei einem für relativ kurze Entferwerden. . _. nungen zu übertragenden Signal von 1 kHz ergäbe

Die vom Speicher 54. bzw. von der Leitung 13 sich eine Phasendifferenz von 180° bereits für eine übertragenen Signale .bewirken über den Modulator 3° Entfernungsdifferenz von 150 km; bei mittleren zu 56 die Modulation descenders 43. überbrückenden Entfernungen dagegen sind Basis-

Es wurde weiter gefunden, daß für die Nach- Entfernungen 4 vonnöten, die eine oder zwei Zehnerrichtenübermittlung nach und von Satelliten, Raum- potenzen höher liegen. Gemäß der Erfindung werden, flugkörpern od. dgl._;, bestimmte Frequenzbereiche wie an Hand folgender Ausführungsbeispiele gezeigt besondere Vorteile aufweisen. 35 wird, Laufzeitunterschiede dadurch eliminiert, daß

So wurde es erkannt, daß ionosphärisch bedingte der Verbindungsweg kürzerer Laufzeit mit zusätz-Effekte Frequenzschwankungen bzw. ein Frequenz- liehen Verzögerungsgliedern ausgestattet wird oder flimmern bewirken können, das erst vernachlässigt aber generell durch zusätzliche Verzögerungsglieder werden kann, wenn die zur Übertragung benutzte gleiche Laufzeiten für alle parallelen Übertragungs-Frequenz 500 MHz überschreitet. Durch insbeson- 40 wege geschaffen werden.

dere Schwankungen innerhalb der Troposphäre zu- Als weiterhin nachteilig weisen sich Frequenzgeschriebenen Einflüssen wird ebenfalls ein Fre- abweichungen aus, die infolge der Eigengeschwindigquenzflimmern bzw. werden Frequenzschwankungen keit von Raumflugkörpern infolge des Dopplereffekts hervorgerufen. Es wurde nun gefunden, daß diese. entstehen. So werden bei Annäherung eines Raum-Frequenzschwankungen sich im wesentlichen auf 45 flugkörpers Frequenzen erhöht, während sie bei Nachrichten mit 4000 MHz überschreitenden Fre- seiner Entfernung sich erniedrigen. Nur in seltenen quenzen auswirken. Hieraus wurde erkannt, daß Fällen wird ein Raumflugkörper sich zweien bzw. optimale Bedingungen für das erfindungsgemäße einer Gruppe von Basisstationen mit gleicher Ge-Nachrichtensystem geschaffen werden, wenn Sender schwindigkeitskomponente nähern bzw. sich von und Empfänger derart ausgelegt werden, daß die 5° diesen entfernen, so daß die ohnehin schon schwiebenutzten Frequenzen zwischen 500 und 4000 MHz rige Korrektur von Sende- bzw. Empfangsfrequenzen liegen. Innerhalb dieses Bereiches aber erfahren aus- des Raumflugkörpers sieh^bereits verbietet, da hier gesandte Wellen weitere Störungen durch Ungleich- nur ein mittlerer KorrdKturwert gelten könnte, der förmigkeiten des Ubertragungsmediums, die eine fre- allen Basisstationen gemeinsam wäre. Insbesondere quenzabhängige Brechung bzw. Dispersion,,Streuung, 55 bei höheren Geschwindigkeiten von Raumflugkörpern Absorption sowie das Frequenzflirmnem bewirken sind "darüber hinaus die relativistischen Effekte der können. Noch stärker als die Übertragung selbst wir- Dopplerverschiebung zu beachten. Diese Verschieken sich diese Effekte auf die Ergebnisse von zur bungen sind wesentlich höher als bisher im allge-Ortung vorgesehenen Fünkpeilern aus, so daß hier meinen angenommen wird, und die jeweils bewirkte schärfere Anforderungen zu stellen sind/Es wurde 60 Frequenzverschiebung würde an sich, die Verwendung erkannt, ' daß zur Verringerung durch derartige von eine hohe Bandbreite aufweisenden. Empfangs¹ Effekte hervorgerufener Mißweisungen eine Fre- geräten bedingen, die infolge dieser großen Bandquenz zu wählen ist, für die entlang des gesamten breite eine verhältnismäßig geringe Empfindlichkeit Strahlenweges das jeweilige Übertragungsmedium und ein großes Eigenrauschen aufwiesen. So erfährt möglichst geringe Schwankungen des Brechungs- 65 beispielsweise die Sendefrequenz von 1000 MHz eines index aufweist. Es wurde nun gefunden, daß dies Raumflugkörpers, der sich mit einer Geschwindigbei zur Nachrichtenübermittlung benutzbaren elek- keitskomponente von 9 km/sec entfernt, eine! Fretromagnetischen Wellen vorzugsweise auf den Be- querverschiebung infolge des Dopplereffekts- um

einen Frequenzbetrag von etwa 25 kHz. Bei angestrebten höheren Geschwindigkeiten jedoch steigt die Frequenzverschiebung weiter. Bei einer Relativgeschwindigkeit zwischen zwei Stationen, beispielsweise einer Basisstation und einem Raumflugkörper, in Höhe von 36 km/sec (etwa 0,1 c) steigt die Doppler-Verschiebung auf etwa 100 MHz, und infolge des relativistischen Effekts ergibt sich eine Steigerung der Frequenzabweichung um weitere 5 MHz. Zur Behebung der hierdurch auftretenden Nachteile gibt die Erfindung ebenfalls Mittel an, durch die es möglich ist, das Nachrichtensystem derart auszubilden, daß auftretende Frequenzabweichungen nicht dazu führen, auf vorteilhaft schmalbandige Empfänger verzichten zu müssen.

In der Folge werden einige Teil- bzw. Zusatzvorrichtungen gezeigt, welche in F i g. 1 bis 5 bereits gezeigte Einzelvorrichtungen ausführlicher darstellen oder zur Ausgestaltung des Nachrichtensystems dienende Zusatzvorrichtungen erläutern. Zunächst ist an Hand der F i g. 6 eine Funkpeilvorrichtung entsprechend den Funkpeilvorrichtungen 21 oder 22 der F i g. 3 unter besonderer Berücksichtigung der die Steuerung von Richtvorrichtungen für Richtantennen bewirkenden Bauteile gezeigt.

Die Funkpeilvorrichtung nach F i g. 6 verfügt über eine eigene Richtantenne 58, die zur Ermittlung des Azimuts durch einen Motor 57 ständig angetrieben wird. Der Richtantenne 58 ist ein Empfänger 59 nachgeordnet, dessen Ausgang auf ein Relais 60 führt. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Relais 60 erregt wird, sobald ein vorgegebener, niedriger Schwellwert der Empfangsfeldstärke überschritten wird. Wegen der größeren Flankensteilheit wird die Messung nicht mit dem Maximum, sondern mit einer Nullstelle bzw. dem Minimum der Richtantenne durchgeführt. Bei Beaufschlagung durch einen Sender, dessen Richtung zu ermitteln ist, bleibt demnach während des größten Teiles der Drehung der Richtantenne 58 das Relais 60 angezogen und fällt nur kurzzeitig während des Nulldurchganges der angemessenen Station ab. Die eigentliche Ermittlung der jeweiligen relativen Lagen der Richtantennen sowie die Ermittlung des Korrekturwinkels wird durch einen Steuerschalter 61 bewirkt, der einen Außenring

62 aufweist, der seinerseits mittels eines Servomotors

63 jeweils in die Winkelstellung gefahren wird, welche der Drehkranz 64 einer gesteuerten Richtantenne einnimmt. Innerhalb des Außenringes 62 läuft eine Innenscheibe 65, die mit einem einstellbaren, isoliert angeordneten Kontaktarm 66 ausgestattet ist. Die Innenscheibe 65 wird synchron mit der Drehung der Richtantenne 58 ständig bewegt; dies könnte durch mechanische Kupplung erfolgen, wie- auch die Drehung des Außenringes 62 mechanisch vom Drehkranz

64 aus bewirkt werden könnte; im Ausführungsbeispiel ist auch hier ein Servomotor 67 vorgesehen, um auf eine direkte mechanische Kupplung verzichten zu können. Der Außenring 62 ist mit einer Bürste 33 ausgestattet, die während eines kurzen Intervalls des Vorbeilaufes des Kontaktarmes 66 mit diesem Kontakt ergibt. Durch Justierung des Kontaktarmes 66 ist erreicht, daß die Kontaktgabe während des Durchganges der Nullstelle der Peilantenne 58 durch den Winkel maximaler Empfindlichkeit der gesteuerten Richtantenne erfolgt.

Zum Betrieb wird der Hauptschalter 69 geschlossen und der Richtungsschalter 70 im Ausführungsbeispiel manuell in die Lage gebracht, welche der Azimutveränderung des führenden Raumflugkörpers entspricht. Wie bereits ausgeführt, ist während fast der gesamten Umdrehung der Richtantenne 58 nunmehr der Empfänger 59 beaufschlagt und das Relais 60 erregt; es fällt nur kurzzeitig während des Durchganges der Nullstelle der Richtantenne 58 durch die Einfallsrichtung der vom Raumflugkörper ausgehenden Funkwellen ab. Demzufolge ist auch der Arbeitskontakt 71 des Relais 60 praktisch während des gesamten Umlaufes der dem Peilen dienenden Richtantenne 58 geschlossen und wird nur kurzzeitig geöffnet. Dieser Arbeitskontakt 71 ist einem Relais 72 vorgeordnet, in dessen Stromkreis weiterhin ein Haltekontakt 73 vorgesehen ist, dem die durch die Bürste 68 und die Kontaktbrücke 66 gebildete Kontaktstrecke parallel geschaltet ist. Ist die mittels des Drehkranzes 64 einzurichtende Richtantenne auf den angepeilten Raumflugkörper bereits ausgerichtet, so

ao erfolgt bei richtiger Einjustierung des Kontaktarmes 66 die Kontaktgabe jeweils in dem kurzen Intervall, in dem der Arbeitskontakt 71 des Relais 60 abgefallen ist, so daß eine Erregung des Relais 72 nicht eintreten kann. Während der weiteren Drehung der Richtantenne 58 zieht zwar das Relais 60 wieder an, und sein Arbeitskontakt 71 wird geschlossen, die in Serie liegende, durch Kontaktarm 66 und Bürste 68 gebildete Kontaktstrecke aber ist geöffnet, so daß auch hier eine Erregung des nachgeordneten Relais 72 nicht erfolgen kann. Die mittels des Drehkranzes 64 einzurichtende, nicht dargestellte Richtantenne steht in der gewünschten Stellung, so daß eine Korrektur nicht erforderlich ist.

Hat die auszurichtende Richtantenne den Raumflugkörper noch nicht erfaßt oder ist dieser weitergewandert, so verschiebt sich der Zeitpunkt des Nulldurchganges der Richtantenne 58 und damit die relative zeitliche Lage des Abfallens des Relais 60. Es ist nunmehr erregt, und sein Arbeitskontakt 71' ist geschlossen, wenn der Kontaktarm 66 an der Bürste 68 vorbeiläuft. Der hierbei bewirkte Kontaktschluß erregt das Relais 72, das sich über seinen Haltekontakt 73 hält, bis beim nächsten Nulldurchgang der Arbeitskontakt 71 kurz öffnet und das Relais zum Abfall bringt. Nach Durchlauf dieses kurzen Winkelbereiches wird das Relais 60 sofort wieder erregt und schaltet hierbei, solange die auszurichtende Antenne noch nicht gefolgt ist, periodisch sofort das Relais 72. Mit seinem Arbeitskontakt 74 schaltet dieses jeweils das abfallverzögert ausgebildete Relais 75 ein, das mittels seines Umschalters 76 die Bremse der Brems- und Kupplungseinrichtung 77 löst und die Kupplung einschaltet, so daß der Schwenkmotor 78 über Welle 79, Brems- und Kupplungseinrichtung 77, Welle 80 und Ritzel 81 den Drehkranz 64 der nachzuführenden Richtantenne anzutreiben vermag. Eine Vielzahl von einzelnen Schaltvorgängen wird hierbei dadurch vermieden, daß die Abfallzeit des abfallverzögert ausgebildeten Relais 75 die Abschaltperiode des Relais 60 überschreitet. Bei der praktischen Ausführung wird gemäß F i g. 3 nicht nur eine Richtantenne dem Raumflugkörper 5 nachgeführt: es werden sowohl die Sende- als auch die Empfangsantenne (17, 25) einer Station mechanisch oder elektrisch parallel betrieben.

Bei der Beschreibung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 bis 3 wurde bereits ausgeführt, daß als Stationen 2 und 3 verbindende Fernleitungen 13 und

31 beliebige Verbindungswege, d.h. sowohl drahtgebundene als auch drahtlose Verbindungswege gewählt werden können. Als wesentlich hat es sich nur gezeigt, nach Möglichkeit Verbindungswege zu wählen, deren Zeitverzögerung konstant ist. Als Bedingung wurde bereits angegeben, daß, um ohne Verstümmelung der Nachricht jederzeit von einem Verbindungskanal zum Raumflugkörper zu einem anderen umschalten zu können, dafür gesorgt werden muß,

Dem Anschluß 10 zugeführte Modulationssignale werden einer Gruppe von drei jeweils einem Kanal zugeordneten Schaltern 82 zugeführt, die mit Hilfe von jeweils drei Ausgängen es gestatten, die Ver-5 zögerungszeit grob einzustellen. Die Ausgänge führen zu jeweils einem einer Gruppe von magnetischen Aufzeichenköpfen 83, die über einem sich in Richtung des Pfeiles 84 bewirkenden Magnetband 85 angeordnet sind. Dieses Magnetband ist zweckmäßig

daß die Phasenschiebung der Modulationen weit- io in aus der Technik von magnetischen Echogeräten gehend kompensiert wird, so daß nur noch geringe bekannter Weise als in sich geschlossene Schleife Schwankungen aufzutreten vermögen. Eine solche ausgeführt und kann auf einer Magnettrommel oder Phasenschiebung durch Laufzeitverzögerungen hat Magnetscheibe angeordnet sein. In Bewegungsrichihre erste Ursache in unterschiedlichen Entfernungen 4 tung hinter den Aufzeichenköpfen 83 sind ein fester der Stationen 2 und 3 von der ihnen gemeinsamen 15 Wiedergabekopf 86 sowie zwei bewegliche, in Be-Steuerzentrale 9. Eine weitere Ursache, die wesent- wegungsrichtung des Bandes beliebig abgestuft verlieh größere Laufzeitdifferenzen bewirken kann, ist in schiebbare Wiedergabeköpfe 87 vorgesehen. Die den unterschiedlichen Laufwegen der von den Sta- beweglichen Wiedergabeköpfe 87 können durch tionen 2 oder 3 zum Raumflugkörper 5 ausgehenden mittels Motoren 88 steuerbar getriebener, in Füh-NachriGhtenwellen zu sehen. Infolge der bereits er- 20 rungsmuttern der Wiedergabeköpfe 87 fassende Gewähnten Effekte wie Beugung, Brechung sowie ge- windespindeln 89 verschoben werden. Durch diese gebenenfalls Reflexion können erhebliche Laufzeit- Anordnung wird erreicht, daß dem Anschluß 10 unterschiede auftreten, die über die reinen Entfer- zugeführte Modulationssignale zwischenzeitlich auf nungsdifferenzen hinausgehen und die beispielsweise ein mit konstanter Geschwindigkeit ab- bzw. umdem jeweiligen Zustand der Ionosphäreschwankungen as laufendes Magnetband 85 aufgezeichnet werden und unterworfen sind. Derartige Laufzeitunterschiede entsprechend dem Abstand des jeweils wirksam treten selbst für von einem Sender zu einem Emp- gemachten zugeordneten der Aumahmeköpfe 83 fänger ausgesandte unterschiedliche Nachrichten- vom zugeordneten Wiedergabekopf 86 oder 87 an ffequenzen zu, wie sie in den Ausführungsbeispielen der Leitung 11 bzw. der Fernleitung 13 mit einstellnach Fig. 4 und 5 gezeigt sind. Um eine ständige, 30 barer Verzögerung abnehmbar sind, wobei die der jederzeit von einem Kanal auf einen anderen um- Leitung 11 aufgeprägte Verzögerung im Ausführungsschaltbäre und hierdurch nicht gestörte Nachrichten- beispiel nur grob mittels des zugeordneten Schalters verbindung zu schaffen oder auch eine Nachrichten- 82 einstellbar ist, während Fernleitungen, z. B. Fernverbindung zu schaffen, bei der auf der Empfangsseite leitung 13, zu weiteren Stationen oder Kanälen, beidie Summe der Modulationssignale der einzelnen 35 spielsweise Station 3 der F i g. 1, nach Grobeinstellung Kanäle verwertet wird, ist es erforderlich, die Ver- der Verzögerung mittels des zugeordneten Schalters bindungswege der einzelnen Kanäle mit Verzöge- 82 einer Feineinstellung bis zum völligen Ausgleich rungsgliedern auszustatten, welche die sich entlang unterworfen werden kann.

der Verbindungs- und Übertragungswege ergebenden Eine gleichartig aufgebaute Verzögerungseinrich-

Laüfzeitunterschiede der Modulation ausgleichen. 40 tung, die zweckmäßig auch jeweils gemeinsam mit

Hierbei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zumindest unbemannte Raumflugkörper 5 mit derartigen Verzögerungsgliedern sowie deren Steuerung nicht zu belasten, sondern sie beispielsweise der Steuerzentrale 9 zuzuordnen. Solange der Raumflugkörper Qeweils) etwa diejenige Frequenz benutzt, TJiS zur Übertragung von Nachrichten von den Stationen 2 und 3 benutzt wird, kann davon ausgegangen werden, daß etwa gleiche Laufzeitdifferenzen für die Überfl

der beschriebenen verstellt wird, kann zum Zweck des Laufzeitausgleiches gesteuerten Verzögern von den Empfängern 27 und 28 entnommenen Signalen benutzt werden.

Ein weiteres Problem bieten infolge des Dopplereffekts bewirkte Frequenzverschiebungen. So genügt es nicht, falls die Stationen Jjzw. Kanäle auf einer Frequenz bzw. auf j^nachibarten, festen Frequenzen arbeiten, fliese-"eine bzw. die benachbarten Fre-

tragüngswege vom Raumflugkörper zu den Stationen 2 50 quenzSBTbei der Aussendung konstant zu halten; in- und 3 auftreten wie für die Übertragungswege in folge des Dopplereffekts würden absolute Abweiumgekehrter Richtung. In diesem einfachsten Falle chungen der Frequenz auftreten, die innerhalb der genügt es, die Nachrichten von den Empfängern 27 einzelnen Kanäle entsprechend der unterschiedlichen und 28 der Stationen 2 und 3 bzw. der einzelnen Verlängerungen bzw. Verkürzungen der Verbindungs-Känäle von Mehrkanalempfängern einer Steuervor- 55 wege sich noch als unterschiedlich erweisen wurden, richtung 29 zuzuführen, innerhalb deren durch zu- Zwar machen sich die infolge des Dopplereffekts aufsätzliche, zweckmäßig variable Einsfellglieder gleiche tretenden Frequenzverschiebungen bei Frequenzen Gesamtlaufzeiten für alle Übertragungswege bzw. um IQO MHz bei den üblichen Geschwindigkeiten Kanäle geschaffen werden.,.Verzögerungsglieder glei- vonTErdsatelliten noch nicht allzu störend bemerkbar; eher Wirkung werden dann zweckmäßig der Leitung 60 werden jedoch Frequenzen wie die hier empfohlenen 11 sowie der Fernleitung 13 zugeordnet, so daß von 850 bzw. mehreren tausend Megahertz benutzt, gleiche Verzögerungen auch für die Übertragungs- so steigern sich bereits an Erdsatelliten zu beobwege von der bzw. den Stationen zum Raumflug- achtende Frequenzverschiebungen auf etwa den körper S wirksam werden. zehnfachen Wert und können nicht mehr vernach-

Eine Vorrichtung zur Bewirkung unterschied- 65 lässigt werden. Ein Ausgleich läßt sich gemäß der licher, einstellbarer Verzögerungen entlang dreier Erfindung dadurch schaffen, daß bei den Stationen 2 Kanäle ist im folgenden an Hand der Fig/7 be- und 3 die vom Raumflugkörpers empfangenen Freschrieben. quenzen gemessen werden und die von den Stationen

ausgesandten Funkwellen gegenläufig um den Betrag gegenüber der Sollfrequenz verstimmt ausgestrahlt werden, um die die empfangene Frequenz gegen deren Sollfrequenz verschoben ist. Damit wird erreicht, daß weder der Sender 8 des Raumflugkörpers 5 noch dessen Empfänger verstimmt zu werden brauchen und stets mit ihrer Sollfrequenz betrieben werden bzw. betrieben werden können, während der für den im Interesse großer Empfindlichkeit wünschenswerte Schmalbandbetrieb durch entsprechendes Nachstimmen der bodenseitig vorgesehenen Stationen oder wenigstens der jeweils größeren Station ermög·' licht wird. Solche Frequenzverschiebungen können manuell auf Grand von Meßergebnissen vorgenommen werden. Es ist aber auch möglich, derartige Verschiebungen selbsttätig auszulösen. In F i g. 8 ist eine Vorrichtung gezeigt, die Steuer- und Nachstimmspannungen für einen Kanal zu erzeugen vermag. Dem Eingang 90 wird die Frequenzabweichung infolge des Dopplereffekts zugeführt, indem die vom Empfänger, beispielsweise Empfänger 27 der Station 2, aufgenommene Frequenz mit der eines stabilisierten Generators, der zweckmäßig quarzgesteuert ist, überlagert wird: der frequenzstabilisierte Oszillator ist auf die vom Raumflugkörper 5 ausgesandte Sollfrequenz abgestimmt. Dem Eingang 90 wird damit der Soll-Wert eines Regelkreises zugeführt. Der Eingang 91 wird mit dem Ist-Wert beaufschlagt, indem die von der Station ausgesandte Frequenz mit der eines ebenfalls stabilisierten Generators gemischt wird, der fest auf die Frequenz abgestimmt ist, auf der der bzw. der zugeordnete Empfänger 7 des Raumflugkörpers 5 arbeitet. Die den Eingängen 90 bzw. 91 zugeführten Wechselspannungen werden durch Vorwiderstände 92 auf einen definierten Strom eingestellt, so daß der an der nachgeordneten Induktivität 93 auftretende Spannungsabfall frequenzabhängig ist. Dieser Spannungsabfall wird über Dioden 94 und einstellbare Querwiderstände 95 auf ein T-Gliedl00 übertragen, an dessen Längswiderstand 99 ein Differenzen beider zugeführter Frequenzen anzeigender Spannungsabfall auftritt: die Dioden 94 sind nämlich in bezug auf das T-Glied 100 gegensinnig gepolt, so daß beim Auftreten gleicher Wechselspannungen an den Induktivitäten 93 nach Abgleich der Querwiderstände 95 am Längswiderstand 99 keine Gleichspannung auftritt.

Dem Längswiderstand 99 ist eine Stellvorrichtung 96 nachgeordnet, die beim Auftreten von Spannungen die Welle 97 der Abstimmvorrichtung 98 des Senders sowie zweckmäßig auch des Empfängers der Station betätigt, wobei der Drehsinn einer eingeleiteten Bewegung der Welle 97 von der Polarität des Spannungsabfalles am Längswiderstand 99 abhängt. Hierdurch wird erreicht, daß entsprechend der beim Empfang auftretenden Frequenzabweichung von der durch einen ersten Oszillator reproduzierten Sendefrequenz des Raumflugkörpers sowohl der Empfänger nachgestimmt wird, so daß jederzeit dessen Empfindlichkeitsmaximum nutzbar ist als auch der Sender der Station gegensinnig zur festgestellten Frequenzabweichung derart betätigt wird, daß er von seiner durch einen zweiten Generator reproduzierten Sollfrequenz derart abweicht, daß bei gleicher Auswirkung des Dopplereffekts wie auf die Empfangsverbindung die ausgestrahlten Nachrichten mit der Trägerfrequenz den Raumflugkörper erreichen, für die dessen Empfänger ausgelegt ist. Die in F i g. 7 beschriebene Regelanordnung erlaubt den selbsttätigen Ausgleich auch schnell und kurzfristig auftretender Auswirkungen des Dopplereffekts. In Fällen, in denen ein derartiger Ausgleich nicht möglieh ist, hat es sich bewährt, mit mehreren Trägern zu senden, deren Abstand etwa der Breite des Durchlaßbereiches der Empfänger entspricht. Beim Vorliegen von Dopplerverschiebungen beispielsweise um die Durchlaßbreite des Empfängers wird nicht mehr

ίο die Nominalfrequenz, sondern die dieser benachbarte der Gruppe von ausgesandten Trägerfrequenzen empfangen, die durch den entlang des Übertragungsweges auftretenden Dopplereffekt auf den Wert der Nominalfrequenz gebracht ist.

Die Erfindung kann im Rahmen des Offenbarten weiter variiert werden. So kann im multifrequenten Nachrichtensystem nach F i g. 4 der Erdmond 35 durch andere Himmelskörper oder durch eine Raumstation ersetzt werden. Bei der gezeigten Übertragung von einer Station 33 bzw. 42 zu einer weiteren 34 oder einer Raumstation bzw. einem Raumflugkörper kann sowohl unter als auch ohne Verwendung eines Reflektors auf einen zweiten bzw. weitere räumlich getrennte Übertragungswege von weiteren Basisstationen aus verzichtet werden, wenn auch die Gegenstation über steuerbare Antennen verfügt, so daß sicher ausgeschlossen werden kann, daß eine Nullstelle einer solchen Antenne auf die Basisstation weist. Bei änderbarer bzw. nicht definierbarer Stellung der Antenne der Gegenstation dagegen sind, wie zu Fig. 1 erläutert, zwei oder mehrere Basisstationen erforderlich, um räumlich ausreichend getrennte Übertragungswege zu schaffen.

Claims

Patentansprüche:

1. Nachrichtensystem zum Übermitteln von Nachrichten zwischen Raumflugkörpern bzw. -Stationen und einer Basisstelle vermittels hochfrequenter Signale, bei dem mindestens ein erster Raumflugkörper mit einer Antenne ausgestattet ist, die eine Nullbereiche enthaltende Richtcharakteristik aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Basisstelle (Steuerzentrale 9) mindestens zwei parallel wirksame Übertragungswege zu mindestens zwei dieser zugeordneten Übertragungsstationen (2, 3) vorgesehen sind, welche letztere räumlich so weit auseinandergezogen sind, daß sie von dem ersten Raumflugkörper (5) aus unter unterschiedlichen Winkeln erscheinen, deren Differenz die Breite des Nullbereiches der Charakteristik der Antenne (6) überschreitet, und daß die jeweilige Empfangsseite mit einer Steuervorrichtung (29) ausgestattet ist, welche laufend die Ubertragungswege überwacht und den jeweils die optimalen Übertragungseigenschaften aufweisenden zur Auswertung freigibt.

2. Nachrichtensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Übertragungsstationen (2, 3, 33) vorgesehenen Verbindungswege mit Verzögerungsgliedern (F i g. 7) ausgestattet sind, welche die sich entlang der Verbindungs- und Übertragungswege ergebenden Laufzeitunterschiede der Modulation ausgleichen.

3. Nachrichtensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswege unterschiedliche Frequenzen benutzen.

809702/1058

4. Nachrichtensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswege einander benachbarte Frequenzen benutzen.

5. Nachrichtensystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Empfängern (27, 28) der Übertragungsstationen (2,3) ein auf Frequenzabweichungen ansprechendes Steuergerät (Fig. 8) zugeordnet ist,'das die Frequenz des Senders (15, 16) der Übertragungsstation um den Betrag der festgestellten Abwei- iochung der Empfangsfrequenz von einem vorgegebenen Wert in der Abweichung entgegengerichtetem Sinne verschiebt.

6. Nachrichtensystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Übertragungsweg parallele Sendungen unterschiedlicher Frequenz vorgesehen sind, von denen" jeweils die optimaler· Übertragungseigenschaften wirksam gemacht wird.

7. Nachrichtensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß.die Frequenzen einer solchen Frequenzgruppe schaltbar änderbar sind.

8. Nachrichtensystem nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grund des Peilergebnisses von die Richtung einfallender Energie feststellenden Funkpeilvorrichtungen (21, 22) eine optimale Ausrichtung bzw. Nachführung ' der Empfangs- und Sende-Richtantennen (17,18, 25, 26) bewirktwird.

9. Nachrichtensystem nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch im Frequenzbereich von 0,5 bis 4 GHz arbeitende Übertragungskanäle.

10. Nachrichtensystem nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Peilungen zum Nachführen von Richtantennen (17, 18, 25, \26)\im::Fxequenzbereich von 0,65 bis 1,05 GHz, vorzugsweise um 0,85 GHz, bewirkt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen