DE1466053B2 - Selbsttaetig arbeitendes funksystem zur datenuebertragung und gleichzeitigen entfernungsmessung - Google Patents

Description

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Die Erfindung geht aus von einem selbsttätig arbei- sendet werden. Der Satellit passiert auf seinem Um-

tenden Funksystem zur Datenübertragung und gleich- lauf um die Erde eine oder mehrere Bodenstationen

zeitigen Entfernungsmessung zwischen einer sich an und strahlt dabei alle Daten für diese Station oder

Bord eines oder mehrerer Satelliten befindenden Pri- diese Stationen ab, die er von den Wetterballons

märstation und einer Anzahl sich an Bord von 5 während des vorhergehenden Umlaufs aufgenommen

Radioballonsonden oder Schiffen befindenden Sekun- hat. Diese Daten sind nur dann verwertbar, wenn die

därstationen, in welchen jede Sekundärstation durch zugehörigen Meßpunkte, d. h. die Standorte der

Empfang eines digital kodierten Abfragesignals in Wetterballons, bekannt sind. Dazu ist es aber neben

Tätigkeit gesetzt wird, das von der Primärstation der Durchführung von Funkpeilungen notwendig,

kommt und eine Adressennummer enthält, die mit io gleichzeitig mit der Übertragung der Daten von den

der in der Sekundärstation gespeicherten, diese kenn- die Sekundärstationen darstellenden Wetterballons zu

zeichnenden Adressennummer übereinstimmt, worauf dem oder den die Primärstation oder Primärstationen

diese ein digital kodiertes Antwortsignal sendet, wo- darstellenden Satelliten deren gegenseitige Entfer-

bei die Sekundärstationen ihren Standort zur Primär- nung festzustellen.

Station verändern und drahtlose Sende/Empfangs- 15 Um nun auf diese Weise ständig Daten über die

einrichtungen enthalten und die Primärstation alle wechselnden atmosphärischen Bedingungen rund um

Daten aufnimmt. die Erde zu erhalten, ist es also notwendig, von der

Selbsttätig arbeitende Funksysteme zur Datenüber- Primärstation aus die einzelnen Sekundärstationen, tragung zwischen einer oder mehreren Primärstatio- d. h. die Wetterballons selektiv abzufragen sowie nen und einer oder mehreren Sekundärstationen sind 20 deren Adresse zusammen mit den von dieser überbekannt. Aus der deutschen Patentschrift 878 516 ist tragenen Daten und der gleichzeitig festgestellten es auch bekannt, nicht nur von der Primärstation aus Entfernung bis zum Abruf durch die Bodenstation zu über ein Selektivrufsignal jeweils zu einer ganz be- speichern. Die vorgesehene große Anzahl von etwa stimmten Sekundärstation Verbindung aufzunehmen, 500 Wetterballons sowie die ebenfalls große Anzahl sondern auch durch diesen Selektivruf in dieser be- 25 von Daten (beispielsweise Temperatur- und Drucktreffenden Sekundärstation ein Rückrufsignal auszu- daten), für deren Übertragung in binärer Form beilösen, welch letzteres beispielsweise auch'zur Daten- spielsweise 230"Bitjsrfor.derlich.sinäTmacht verhältübertragung von der Sekundärstation zur Primärsta- nismäßig aufwendige Adressenspeicher- und Vertion verwendet werden könnte. Von einer derartigen arbeitungseinrichtungen notwendig. Erschwerend Technik wird häufig auch -bei den Funkverbindungen 3° tritt hinzu, daß die Sekundärstationen, d. h. die Wetzwischen Satelliten und dereirüBodenstationen inso- terballons, nur eine verhältnismäßig kleine Last trafern Gebrauch gemacht, als der"Satellit Einrichtun- gen können und im übrigen meist verlorengehen, so gen enthält, die irgendwelche interessierenden Daten daß Stromverbrauch, Gewicht und Kosten der elekzunächst speichern und erst auf ein von der Boden- ironischen Ausrüstung auf einem Minimum gehalten Station (selektiv) abgegebenes Abfragesignal aus- 35 werden müssen,
senden. Diese Forderungen sind weder mit den bekannten

Aus der französischen Patentschrift 1 315 014 ist Systemen der eingangs beschriebenen Art noch mit

es für ortsfeste Primär- und Sekundärstationen be- automatischen Funkbaken, Sekundärradareinrichtun-

kannt, jeder der einer Primärstation zugeordneten gen, Freund-Feind-Erkennungssystemen oder Satel-

Sekundärstationen eine bestimmte, sie kennzeich- 4° litennachrichtenverbindungen erfüllbar,

nende digital kodierte Adresse zu geben und die Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde,

Primärstation alle Sekundärstationen zyklisch ab- ein Funksystem der einleitend angegebenen Art zu

fragen zu lassen, wobei die im Abfragesignal ent- schaffen, das bei hoher Zuverlässigkeit und Genauig-

haltene Adresse in jeder Sekundärstation mit deren keit, geringem Gewicht und geringem Stromverbrauch

eigener Adresse verglichen wird und bei festgestellter 45 sowie bei geringen Kosten eine störungssichere selek-

Übereinstimmung ein Antwortsignal abgestrahlt wird, tive Abfrage einer großen Anzahl von Sekundär-

das zunächst die betreffende Adresse enthält und Stationen mit anschließender Aufnahme der darauf-

diese so gewissermaßen wiederholt, worauf dann die hin übermittelten Daten unter gleichzeitiger Feststel-

zu übertragenden Daten folgen. lung der gegenseitigen Entfernung beider Stationen

Alle diese vorbekannten Funksysteme eignen sich 50 vorzunehmen gestattet.

jedoch nicht für das Anwendungsgebiet, auf das die Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch geErfindung sich bezieht. Hierbei handelt es sich um löst, daß die Primärstation eine Schaltungsanordnung meteorologische Untersuchungen großen Maßstabes, zur Messung der Zeit enthält, die vom Senden einer für die ein oder mehrere künstliche Satelliten, die bestimmten Digitalstelle in einem Abfragesignal mit sich auf einer Umlaufbahn um die Erde befinden, zu- 55 einer bestimmten Adressennummer bis zum Empfang sammen mit einer Vielzahl von sogenannten Wetter- einer bestimmten Digitalstelle im Antwortsignal mit ballons oder Radioballonsonden eingesetzt werden, derselben Adressennummer verstreicht, und diese welch letztere man periodisch von einer großen Zahl Zeit als Maß für die Entfernung zwischen der Privon um die Erde verteilten Punkten aufsteigen läßt. märstation und der Sekundärstation mit dieser Adres-Diese Ballons tragen eine Meßausrüstung, mit der 60 senzahl zum Zeitpunkt des Informationsaustausches interessierende Daten der Atmosphäre, beispiels- dient.

weise Temperaturen und Drücke, ermittelt werden Dieses Funksystem hat den Vorteil, daß über die sollen. Um nun über diese Daten verfügen zu kön- für die Datenübertragung zwischen den Stationen nen, sind an Bord der Ballons und des oder der Sa- ohnehin erforderliche Ausrüstung hinaus nur ein getelliten selbsttätig arbeitende Funkeinrichtungen vor- 65 ringer zusätzlicher Schaltungsaufwand für die mit zusehen, über die die von den Ballons aufgenom- hoher Genauigkeit erfolgende Feststellung der Entmenen Daten zu dem Satelliten übertragen, dort ge- fernung zwischen der Primärstation und jeder einspeichert und auf ein Abrufsignal hin von diesem ge- zelnen Sekundärstation notwendig ist. Auf diese

Weise bleiben Stromverbrauch, Gewicht und Kosten gering.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Funksystems zeichnet sich dadurch aus, daß die Schaltungsanordnung zur Zeitmessung einen Impulsgenerator als Taktgeber enthält, der eine HF-Taktimpulsfolge erzeugt, ferner einen Zähler, der diese Taktimpulse zählt, Logikglieder, die den Zählbeginn für die Taktimpulse gleichzeitig mit dem Auffrequenz kodiert sind, wobei eine der Tastfrequenzen ein Vielfaches der anderen Tastfrequenz ist und ein Frequenzteiler die zweite von der ersten Tastfrequenz ableitet.

Die exakte zeitliche Staffelung von Abfrage- und Antwortsignal wird nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dadurch erreicht, daß der Oszillator und der Teiler in den Sekundärstationen einen Synchronisationsimpulszug mit einer Folgefrequenz

treten einer bestimmten Digitalstelle in einem Ab- io abgibt, die der zweiten Tastfrequenz entspricht, und

fragesignal mit einer bestimmten Adressennummer (n) daß weiterhin elektronische Einrichtungen auf den

auslösen, sowie Prüf- und Steuerschaltungen zur Übertragungsbefehl hin die Synchronisationsimpulse

Stillsetzung des Zählers bei Empfang einer im Ant- mit der zweiten Tastfrequenz als Schiebeimpulse an

wortsignal mit derselben Adressennummer (n) an das Schieberegister anlegen, deren Inhalt zum Sender

einer bestimmten Stelle enthaltenen Ziffer. Hierdurch 15 gelangen lassen und die Aussendung der Adressen-

wird in einfacher Weise durch Impulszählung die die nummer im Antwortsignal auslösen.

Entfernung kennzeichnende Signallaufzeit bestimmt. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sich dadurch aus, daß der Synchronisationsimpulszug

läßt sich in einfacher Weise die Übertragung der eine Folgefrequenz hat, die der zweiten Tastfrequenz

Adressennummer zusammen mit den aufgenommenen 20 entspricht, die zur Kodierung des Antwortsignals in

Daten in demselben Signal dadurch erreichen, daß einem Modulator dient und die durch den Übertra-

jede mit einer Ausrüstung zur Aufnahme von Daten, gungsbefehl gesteuerten elektronischen Einrichtun-

beispielsweise Meßwerten, und/oder zu deren Spei- gen außer zur Abtrennung der Schiebeimpulse von

cherung versehene Sekundärstation ein Schiebe- dem Schieberegister des Digitalvergleichers auch zum

register für diese Daten zu deren serieller Übertra- 25 Anlegen der Synchronisationsimpulse mit einer der

gung in digital kodierter Form an ihren Sender ent- Tastfrequenz des Antwortsignals ^^entsprechenden

hält und weiterhin ein Glied vorgesehen ist, das auf einen Übertragungsbefehl hin den Sender veranlaßt, ein Antwortsignal zu-senden, daß diese Daten zusätzlich zu der Adresserinunirjaer enthält.

Diese Zusammenfügung desvJDaten- mit dem Adressenteil gelingt nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dadurch, daß die Daten und die Adressennummer im Antwortsignal als serielle Teile

Folgefrequenz aB^Schiebeimpulse-zur seriellen Übergabe der von der Meßausrüstung gesammelten Daten zur Abstrahlung durch den Sender dient. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der Oszillator und der Teiler eine erste und eine zweite Synchronisationsimpulsfolge mit der entsprechenden ersten und zweiten Tastfrequenz erzeugen und die durch den Über

hält, der das der Dauer des ersten Teiles entsprechende Zeitintervall zählt und danach die Übertragung des anderen Teiles des Antwortsignals auslöst.

Die in einem ankommenden Abfragesignal enthaltene Adresse wird in jeder Sekundärstation auf Identität mit der dieser zugeordneten Adressenzahl dadurch geprüft, daß die Sekundärstation ein mit

gesendet werden und daß jede Sekundärstation einen 35 tragungssteuerbefehl ausgelösten elektronischen Einvon dem Übertragungsbefehl ausgelösten Zähler ent- richtungen den ersten Synchronisationsimpulszug,

dessen Impulse als Schiebeimpulse dienen, vom Schieberegister des Digitalvergleichers abtrennen und den zweiten Synchronisationsimpulszug als Schiebeimpulse zur seriellen Übertragung der von der Ausrüstung gesammelten Daten an den Sender an das zugehörige Schieberegister anlegen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der zweite Synchronisa-

ihrem Empfänger verbundenes digitales Schiebe- 45 tionsimpulszug auf einen Zähler gelangt, der so viele register enthält, das die vom Empfänger kommenden Synchronisationsimpulse mit der zweiten Tast-Abfragesignale aufnimmt, und daß weiterhin ein Di- frequenz zählt, wie Zeichen oder Stellen im Inforgitalvergleicher vorgesehen ist, der das Schieberegi- mationsteil des Antwortsignals vorhanden sind,
ster mit einem voreingestellten Speicher verbindet Eine einfache Synchronisation des Oszillators der

und einen Übertragungsbefehl abgibt, wenn die digi- 5° Sekundärstationen auf die Tastfrequenz des Abfragetalen Inhalte des Schieberegisters einerseits und des signals läßt sich nach einer weiteren vorteilhaften Adressenspeichers andererseits übereinstimmen, und Ausführungsform dadurch erreichen, daß der Oszildaß ferner ein Oszillator vorgesehen ist, der eine lator ein frequenzveränderlicher Oszillator mit einem Synchronisationsimpulsfolge mit einer der Tast- Steuer- oder Regeleingang zur Beeinflussung der frequenz für die Kodierung des Abfragesignals ent- 55 Frequenz und Phase des Impulszuges am Oszillatorsprechenden Frequenz erzeugt, daß weiterhin logi- ausgang ist und daß von diesem Ausgang eine Gesche Glieder vorgesehen sind, die die Synchronisier- genkopplungsleitung zu dem einen Eingang eines impulse an das Schieberegister zur Einlesung des Phasendiskriminators führt, der mit dem Regeleinvom Empfänger kommenden Abfragesignals über- gang des Oszillators verbunden ist und dessen zweitragen, wobei weitere logische Glieder auf den Über- 60 ter Eingang über ein Digitalfilter mit dem Empfäntragungsbefehl hin die Schiebeimpulse unterbrechen, gerausgang verbunden ist und die so gebildete Phaso daß weitere Abfragesignale nicht angenommen
werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform lassen sich Abfrage- und Antwortsignale dadurch leicht unterscheiden, daß die Abfragesignale mit einer ersten Tastfrequenz kodiert sind und die Antwortsignale mit einer zweiten, wesentlich anderen Tast-

sensynchronisationsschleife den vom Generator abgegebenen Impulszug mit der Tastfrequenz des Abfragesignals synchronisiert.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Funksystems ermöglicht einen besonders einfachen schaltungsgemäßen Aufbau durch Verwendung einer besonderen Modulationsart, näm-

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lieh dergestalt, daß die kodierten Abfragesignale mit- signale zwischen einer Primärstation und einer Viel-

tels binärer Phasentastung in impulskodierte Signale zahl von Sekundärstationen,

umgewandelt werden, bevor sie den gesendeten Trä- F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung des ver-

ger modulieren, derart, daß dabei eine Binärziffer wendeten Kodes,

oder ein Bit einerseits durch eine Änderung des Zu- 5 F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform

Standes — bezogen auf den vorhergehenden Zu- des Sende/Empfangssystems einer Sekundärstation,

stand — zu Beginn des Bits wiedergegeben wird und F i g. 4 ein Blockschaltbild einer anderen Ausfüh-

andererseits, daß ein Bit, z. B. eine binäre Null, rungsform der Sende/Empfangseinrichtungen einer

durch ein erstes Zeitintervall (200 με) zwischen auf- Sekundärstation,

einanderfolgenden Zustandsänderungen, die der io F i g. 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausfüh-

Tastfrequenz entsprechen, wiedergegeben wird, wäh- rungsform,

rend ein anderes Bit, z. B. eine binäre Eins, durch ein Fig. 6 ein Blockschaltbild des in dem erfindungszweites Zeitintervall (100 με) zwischen aufeinander- gemäßen System verwendeten Digitalfilters,
folgenden Zustandsänderungen wiedergegeben wird, F i g. 7 ein Blockschaltbild eines Teiles der elekderart, daß zwei der zweiten Zeitintervalle innerhalb 15 ironischen Ausrüstung einer Primärstation eineines ersten Zeitintervalls liegen, und daß das zur schließlich der Entfernungsmeßeinrichtungen.
Signaldemodulation durch Zeitintervallmessung die- Die Linie (ä) der F i g. 1 zeigt ein Signal, das von nende Digitalfilter mit seinem Eingang mit dem Emp- der Primär- oder Hauptstation gesendet wird, z. B. fänger verbunden ist und einen ersten Ausgang und einem künstlichen Satelliten, der sich in einer Umeinen zweiten Ausgang hat und über seinen ersten 20 laufbahn um die Erde befindet. Das Signal besteht Ausgang einen Impuls abgibt, wenn an seinem Ein- aus zwei Teilen, einem sogenannten Synchronisationsgang aufeinanderfolgende Zustandsänderungen in teil, der mit / bezeichnet ist und einem Adressenteil, einem ersten vorgeschriebenen Bereich (150 bis der mit η bezeichnet ist. Während hier der Adressen-250 μβ), der das erste Zeitintervall (200 με) ein- teil dem Synchronisationsteil folgt, könnte erfindungsschließt, auftreten, und an seinem zweiten Ausgang 25 gemäß eine umgekehrte Anordnung ebenfalls vereinen Impuls abgibt, wenn an seinem Eingang auf- wendet werden, die noch erläutert werden wird,
einanderfolgende Zustandsänderungen mit einem Der Adressenteil η der Nachricht von der Haupt-Zeitintervall innerhalb eines zweiten "vorgeschrie- station ist eirie^digital. kodierte^Nummer, die dazu benen Bereiches (50 bis 150 μβ), der das zweite Zeit- dient, diejenige Sekundärstation zu identifizieren, für Intervall (100 μβ) einschließt, auftreten, wobei der 30 die diese Nachricht bestimmt ist. Die Sekundärerste Ausgang des DIg'italfilters mit einem Eingang Stationen können Radioballonsonden sein, mehrere des Phasendiskriminators fü£.-die Synchronisierung hundert an der Zahl, die von Wetterstationen aufdes Ausgangsimpulszuges des Oszillators verbunden gelassen werden, die über den ganzen Erdball verteilt ist und der zweite Ausgang des Digitalfilters mit dem sind und die von dem Satelliten überwacht werden digitalen Schieberegister des Digitalvergleichers ver- 35 sollen. Die Sekundärstationen haben entsprechende, bunden ist. ihnen zugeordnete Kennummern bzw. Adressen,

Eine Weiterbildung der letztgenannten Ausfüh- und die Primärstation an Bord des Satelliten ist so

rungsform zeichnet sich dadurch aus, daß das Digi- programmiert, daß sie zyklisch Abfragesignale sendet,

talfilter einen dritten Ausgang hat und über diesen die nacheinander von jeder der Sekundärstationen

einen Impuls abgibt, wenn aufeinanderfolgende Zu- 4° (an Bord der Ballons) verarbeitet werden. Demgemäß

Standsänderungen mit einem Zeitintervall auftreten, zeigt die Linie (ä) der F i g. 1 ein erstes Abfragesignal,

das in keinem der beiden Bereiche (kleiner als 50 μβ das für den Ballon η bestimmt ist und worin das

und größer als 250 μβ) liegt und dieser dritte Aus- Adressenwort demgemäß η ist, und ein darauffolgen-

gang mit dem Löscheingang des Digital-Schieberegi- des Abfragesignal, das für den Ballon (n + 1) be-

sters des Digitalvergleichers zur Löschung dessen In- 45 stimmt ist, worin das Adressenwort (n + 1) ist.

halts verbunden ist. Die Linie (b) der F i g. 1 zeigt das erste Abfrage-

Bei einer anderen Weiterbildung wird eine weitere signal, wie es von der Funkempfangsanlage an Bord Gerätevereinfachung dadurch erreicht, daß die zweite des Ballons η empfangen wird. Die waagerechte Zeit-Tastfrequenz so gewählt ist, daß ein Antwortsignal verschiebung zwischen dem Abfragesignal der Linie von einer anderen Sekundärstation, das vom Emp- 50 (b) und demjenigen der Linie (a) gibt die Laufzeit fänger aufgenommen wird, aufeinanderfolgende Zu- an, die der Entfernung zwischen der Primärstation Standsänderungen am Eingang des Digitalfilters her- und der betreffenden η-ten Sekundärstation zum vorruft, deren Zeitintervalle in keinen der beiden Sendezeitpunkt entspricht.
Bereiche hineinfallen. * Die Linie (c) der F i g. 1 veranschaulicht das Ant-

Eine Datenübertragung in umgekehrter Richtung 55 wortsignal, das von der Sekundärstation bei Empfang ist dadurch möglich, daß der erste Teil ein Binärwort des ersten für sie bestimmten Abfragesignals geenthält, das Informationen von der Primärstation zu sendet wird. Wie gezeigt, wird das Antwortsignal so der Sekundärstation übermittelt und daß die Sekun- ausgelöst, daß es sofort nach dem Empfang des volldärstation außerdem ein auf den Übertragungssteuer- ständigen Abfragesignals beginnt, das die richtige befehl hin ausgelöstes Schieberegister zur Übertra- 60 Adressennummer (in diesem Falle n) enthält. Das gung des Binärwortes an einen Informationsausgang Antwortsignal besteht aus einem Informationsteil J besitzt. und einem Adressenteil n. Dieser letztere enthält die

In der Zeichnung ist ein Funksystem der erfin- gleiche Nummern wie das dazugehörige Abfragedungsgemäßen Art in beispielsweise gewählten Aus- signal, d. h. die Adressennummer der betrachteten führungsformen an Hand von Blockschaltbildern und 65 Sekundärstation, und dient dazu, der Primärstation Diagrammen schematisch erläutert. Es zeigt die jeweilige Sekundärstation anzuzeigen, von der

F i g. 1 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der zeit- das Antwortsignal stammt, d.h., es dient nur als

liehen Aufeinanderfolge der Abfrage- und Antwort- »Absenderangabe« anstatt als Adressenangabe.

Die Linie (d) in F i g. 1 zeigt das gleiche Antwortsignal, wie es in der Primärstation empfangen wird, und zwar mit einer Zeitverschiebung, die wiederum der Laufzeit zwischen den beiden betrachteten Stationen entspricht.

Alle Signale sind in einem besonderen Binärdigitalkode kodiert, der nachstehend noch im einzelnen erläutert werden wird.

Die Abfragesignale, die von der Primärstation gesendet werden, haben jedes eine Gesamtwortlänge von 64 Bits, und zwar 54 Bits im Synchronisationsteil / und 10 Bits im Adressenteil n, wobei das erste dieser zehn Bits ein Startbit ist. Theoretisch können somit in 2⁹ = 512 Sekundärstationen (Wetterballons) gleichzeitig zyklisch abgefragt werden. Jedes Bit hat eine Grundzeitdauer von 200 MikroSekunden. Mit anderen Worten beträgt die Grundtastfrequenz der Signale 5000 Hertz. Die gesamte Zeitdauer eines Abfragesignals, die in Fig. 1 mit ti bezeichnet ist, beträgt somit 200 μβ · 64 = 12,8 Millisekunden.

Die Zyklusperiode, die mit tC bezeichnet ist und die zwischen aufeinanderfolgenden Abfragesignalen liegt, die von der Primärstation gesendet werden und für die verschiedenen Sekundärstationen bestimmt sind, beläuft sich auf 256"Millisekunden.

Für eine Gesamtzahl von 512 Sekundärstationen dauert ein voller Abfragezyklus "256 ms · 512 = 131,072 Sekunden, d. h. ungefähr 2 Minuten 11 Sekunden.

Die Antwortsignale "jeder Sekundärstatiori haben je eine Gesamtwortlänge vörT-240 Bits, 230 Bits für den Informationsteil 7 und naturgemäß 10 Bits für den Adressenteil n. Jedes Antwortbit hat eine Grundzeitdauer von 800 Mikrosekunden. Die für die Antwortsignale verwendete Tastfrequenz ist also 1250 Hertz, viermal langsamer als die Tastfrequenz für die Abfragesignale. Der Grund dafür wird später erläutert werden. Die Dauer eines Antwortsignals ist daher 800 μβ ■ 240 = 192 ms.

Die Art der digitalen Modulation des Trägers und der verwendete Kode bei dem erfindungsgemäßen System sind unter anderem in »Handbook of Telemetry and Remote Control«, McGraw-Hill Book Company, 1967, S. 8-28, 8-29, dargestellt. Danach wird der PCM/FM- oder PCM/PM- oder PCM/AM-Träger mit dem PCM-Signal moduliert, das vorher nach dem Verfahren der binären Phasentastung erhalten wurde. Bei der binären Phasentastung entspricht einer binären Null beispielsweise die Beibehaltung der Phasenlage der Impulsflanke eines Rechtecksignals in bezug auf die vorhergehende Impulsflanke, während die binäre Eins dann durch einen Phasensprung um 180° wiedergegeben wird; ebensogut kann natürlich der binären Null der Phasensprung und der binären Eins die Beibehaltung der Phase zugeordnet werden.

Bei einer Grundtastzeitdauer von 200 μ8 für die Abfragesignale und von 800 μβ für die Antwortsignale liegt dann bei einem Abfragesignal eine binäre Null bei einem Abstand von 200 μ5 zwischen benachbarten Impulsflanken und eine binäre Eins bei einem Abstand von 100 μβ zwischen zwei benachbarten Impulsflanken vor, während bei einem Antwortsignal die entsprechenden Abstände 800 und 400 μβ betragen.

In F i g. 2 ist oben ein Ausschnitt aus einem Abfragesignal dargestellt, und zwar das Ende des Synchronisationsteiles / und der Anfang des Adressenteiles n. Das gesamte Abfragesignal ist in dem beschriebenen Verfahren kodiert. Der Synchronisationsteil I enthält in der dargestellten Form nur binäre Nullen. Darauf folgt eine binäre Eins als Startimpuls 5, worauf eine Kombination der beiden Binärziffern folgt, die die Nummer η in Binärform enthalten, die die Adresse der Sekundärstation kennzeichnet, für die die Nachricht bestimmt ist. Die waagerechte Koordinate ist dabei die Zeit, und die

ίο senkrechte Koordinate kann die Amplitude oder Frequenz der-Trägerwelle sein.

Weiter ist in F i g. 2 ein Ausschnitt aus einem Antwortsignal veranschaulicht, wobei der Maßstab für die Zeitkoordinate viermal kleiner als derjenige im oberen Teil der Figur gewählt ist. Der Informationsteil/ enthält aus den beiden Binärteilchen bestehende Binärzahl, die beispielsweise eine Anzahl atmosphärischer Temperatur- und Druckmessungen darstellt, die von der Radiosondeneinrichtung der Sekundärstation vorgenommen wurden. In diesem Falle ist der Informationsteil J von dem Adressenteil η durch eine Startgruppe Si getrennt, die hier aus der zweimal auftretenden Binärziffer Eins besteht, wobei diese Kombination von der Kodierung des Informationsteiles J getrennt ist, um jegliche Verwechslung mit der Startgruppe auszuschließen. Der Adressenteil «-^»Absender«) jst^elbstverstandlich identisch mit dem Ädressenteil η im Abfragesignal. Die Ordinaten können die gleichen sein wie beim Abfragesignal.

In F i g. 3 ist im Blockschaltbild das in einer Sekundärstation, wie etwa einem Wetterballon gemäß der Erfindung vorgesehene automatische Funkübertragungssystem dargestellt.

Eine Antenne 2 ist über einen Sendeempfangs-Schalter 4 mit dem Eingang eines geeigneten Frequenzmodulationsempfängers 6 üblicher Art verbunden. Der Empfängerausgang ist mit dem Eingang eines Digitalfilters 8 verbunden, der auch als Zeittoleranzdetektor-Demodulator bezeichnet werden kann.

Der Digitalfilter 8 hat einen mit dem Empfänger 6

verbundenen Eingang 7 und drei Ausgänge, nämlich die Leitungen 10, 12, 14. Er spricht auf die zwischen benachbarten Impulsflanken liegenden Zeitintervalle

4-5 an, die ihrem Eingang 7 zugeführt werden, und gibt je nach ermitteltem Zeitintervall eine Ausgangsspannung an einem der drei Ausgänge ab. Auf der Leitung 10 erscheint ein Ausgangssignal immer dann, wenn das Zeitintervall zwischen den Eingangsimpulsflanken innerhalb des Bereiches von 50 bis 150 μβ liegt. Auf Leitung 12 tritt ein Ausgangssignal auf, wenn das Zeitintervall zwischen zwei Eingangsimpulsflanken als innerhalb des Bereiches 150 bis 250 μ5 liegend ermittelt wird, und ein Ausgangssignal erscheint auf der Leitung 14, wenn das abgetastete Zeitintervall außerhalb der beiden angegebenen Bereiche liegt, d. h. entweder kürzer als 50 μβ oder länger als 250 μβ ist.

Wenn somit ein Abfragesignal der in F i g. 2 a gezeigten Art von dem System empfangen und dem Eingang 7 des Digitalfilters 8 zugeleitet wird, bewirkt jede digitale VaIl oder Eins in dem Signal, daß der Digitalfilter ein Ausgangssignal über die Synchronisationsleitung genannte Leitung 12 abgibt, da das Zeitintervall zwischen den Impulsflanken, die eine Null charakterisieren, wie bereits erläutert, 200 με beträgt. Und jede Eins in dem empfangenen Signal führt zusätzlich zu einem Ausgangssignal auf der

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Informationsleitung genannten Leitung 10, da eine Die Arbeitsweise des Systems bis zu diesem Punkt

Eins durch lOO^s-Zeitintervalle zwischen zwei Im- ist folgende: Ein Abfragesignal, das von der Sekunpulsflanken gekennzeichnet ist. ■ vdärstation empfangen wurde, wird dem Digitalfilter

Die Synchronisatiorisleitung 12 ist über einen ver-.: · -oder Zeittoleranzdetektor 8 zugeleitet. Der Informaänderlichen Phasenschieber oder Phasendiskriminator 5 tionsteil / dieses Signals mit 54 Bit möge ausschließ- 16 mit dem Eingang eines Oszillators 18 veränder- Hch die Binärwerte Null enthalten. Diese gelangen licher Frequenz verbunden. Der Ausgang 20 des über das Digitalfilter 8 auf Leitung 12 und dienen Oszillators 18 ist durch, eine Gegenkopplungsleitung dazu, den Taktgeber-Oszillator 18 zu synchronisieren, 22 mit dem Phasenregeleingang des Phasenschiebers so daß am Ausgang 20 ein kontinuierlicher Zug von oder Phasendiskrirninators 16 verbunden. Dieser io 200^s-Synchronisationsimpulsen zur Verfügung steht. Stromkreis 16-18-20-22 stellt eine bekannte Phasen- Diese Impulse passieren das UND-Glied 28, da über synchronisierschleife^dar, ' die den Oszillator 18 das NICHT-Glied 32 zunächst eine Spannung am zwingt, ein Ausgangssignal abzugeben, das genau anderen Eingang dieses UND-Gliedes anliegt. Von mit dem Eingangssignal sowohl nach Frequenz als dort werden sie durch das ODER-Glied 30 auf die auch nach Phase ,synchronisiert ist. Daher erzeugt 15 Schiebeleitung 26 des Schieberegisters 24 übertragen, beim Auftreten einer, Folge von 200^s-Impulsen auf Die parallele Verbindung Takt-Schiebeleitung 26 mit der Leitung 12 des ,,Oszillators ein kontinuierliches allen Stufen des Schieberegisters bewirkt, daß jede Ausgangssignal von 200^s-Impulsen Impulse, die Digitaliriformatiön,-.die. der.ersten Stufe dieses Rein ihrer genau vorgeschriebenen Frequenz und Phase gisters zugeführt wird, um 200 μβ taktweise durch über lange Zeit stabil sind. Der phasenstarre Oszilla- 20 die folgenden Registerstufen geschoben wird,
tor 18 integriert somit eine längere Serie der emp- Das Start-Bit mit dem Wort Eins im Abfrägefangenen 200^s-Impulse, filtert dadurch die Impulse signal sowie alle darauffolgenden Werte Eins, die und gleicht Phasenschwankungen infolge des Sender- einen Teil des Adressenteiles η des genannten Signals rauschens aus oder verringert sie stark. Die Genauig- bilden, werden über die Informationsleitung 10 dem keit, die mit diesem Verfahren erreicht werden kann, 25 Schieberegister 24 zugeleitet und durch die Schiebebeträgt ungefähr 1 μ5 bezüglich des nominalen impulse durch die Stufen des Registers geschoben: Phasenwertes und wird ungefähr 2Ö0 μβ'ηΒοη Emp- Wenn die vollständige Adressenzahfn in diesem Abfang des Synchronisationssignals erreicht. Der 200-μ5- fragesignal in das Schieberegister 24 eingespeichert Impulszug, der am Oszillatorausgang 20 vorhanden ist, erzeugt das Ausgangs-UND-Glied 38 des Digitalist, dient als Synchronisations- bzw. Taktgeber-Im- 30 vergleichen 35 am Ausgang 40 ein Signal, wenn diese pulsreihe, wie nachstehend ertäutert wird. Zahl gleich der ihr Register 34 voreingestellten Zahl

Die Leitung 10 des Digitalfilfers 8 ist mit dem ist, die die Kennummer der betrachteten Sekundär-Eingang der ersten Stufe eines Digital-Schieberegisters station darstellt. Dieses Signal gelangt auf das NICHT-24 verbunden, das zehn Stufen hat und so dem Zehn- Glied 32, das daraufhin den zweiten Eingang des Bit-Adressenteil des Abfragesignals entspricht. Das 35 UND-Gliedes 28 stromlos macht, so daß keine Digital-Schieberegister 24 erhält seine Schiebeimpulse Schiebeimpulse mehr zum Schieberegister 24 gelanfür die zehn Binärstufen parallel über die Schiebe- gen. Die Adressennummer η ist dadurch im Schiebeleitung 26, die mit dem Ausgang 20 des Oszillators register 24 zur späteren Verwendung gespeichert.
18 über ein UND-Glied 28 und ein ODER-Glied 30 Alle anderen Signale, die von dem System empverbunden ist. Das UND-Glied 28 hat zusätzlich zu 40 fangen werden und keine von der Hauptstation stamseinem Eingang, der mi,t dem Oszillatorausgang 20 menden echten Abfragesignale sind, lassen das verbunden ist, einen weiteren Eingang, der von einer System nicht in der gerade beschriebenen Art und Komplementärschaltung oder NICHT-Glied-Schal- Weise arbeiten. Beispielsweise kann die Antenne 2 tung 32 kommt, deren Arbeitsweise später erläutert der Sekundärstation Antwortsignale empfangen, die werden wird. 45 von irgendeiner anderen Sekundärstation, wie etwa

Das Schieberegister 24 ist mit einem Binärregister einem Wetterballon, der zufällig innerhalb der Reich-34 ähnlicher Kapazität verbunden, in dem ständig weite oder Funkverbindung liegt, gesendet werden: die Binärzahl η voreingestellt ist, die der Adresse Solche Antwortsignale haben, wie unter Hinweis auf der betrachteten Sekundärstation entspricht. Einander F i g. 2 erläutert wurde, eine Tastfrequenz, die vierentsprechende Stufen der Register 24 und 34 sind 50 mal geringer ist als die der Abfragesignale der Hauptmit den entsprechenden Eingängen eines Satzes von station, d. h., ihre Grundimpulsbreite beträgt 800 UND-Gliedern 36 verbunden, deren Ausgänge alle statt 200 μβ. Daher würden derartige Signale auf die mit den Eingängen eines weiteren gemeinsamen Digitalfilterausgangsleitung 14 gelangen, das Schiebe-UND-Gliedes 38 verbunden sind. Die Gruppe 24- register 24 auf Null rückstellen und somit vorher 34-36-38 bildet einen üblichen Digitalvergleich 35. 55 darin gespeicherte Informationen löschen, wodurch Wenn die Binärziffern aller Stufen des Schiebe- mögliche Fehler verhütet werden. Die gleiche Wirregisters 24 gleich den Binärziffern sind, die in den kung würden auch alle anderen Signale auslösen, die entsprechenden Stufen des Registers 34 voreingestellt eine Modulationsfrequenz außerhalb des vorher sind, so daß alle UND-Glieder 36 gleichzeitig Aus- bestimmten Bereiches der Testfrequenz der Abfragegangssignale abgeben, dann gibt das Ausgangs-UND- 60 signale hätten.' Es ergibt sich daher daraus, daß der Glied 38 eine Ausgangsspannung über Leitung 40 ab. Digitalfilter 8 zusätzlich zu seiner Synchronisations-Diese Spannung stellt einen Übertragungsbefehl dar. funktion und der Aufgabe der Informationsermitt-

Das Schieberegister 24 hat einen Eingang für die lung als Filter für Störsignale am Eingang dient.

Rückstellung auf Null, der mit dem Ausgang 14 des Das Auftreten eines .Ubertragungsbefehls an der Digitalfilters 8 verbunden ist. 65 Klemme 40, das beim Empfang eines Abfragesignals

Der Übertragungsbefehl am Ausgang 40 gelangt auftritt, das für die betrachtete Sekundärstation beunter anderem auf den Eingang des NICHT- stimmt ist, unterbricht die.'Züfuhr der Schiebeimpulse Gliedes 32. zum Schieberegister 24 und sperrt dadurch zeitweilig

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den Empfang weiterer Abfragesignale. Der Über- gang mit einem Eingang eines ODER-Gliedes 52 vertragungsbefehl schaltet gleichzeitig die Sekundär- bunden ist. Der Ausgang des Zählers 64 ist weiterhin station vom Empfangszustand in den Sendezustand, mit einem Eingang eines UND-Gliedes 68 verbunden, und es werden Antwortsignale mit einer Tastfrequenz dessen anderer Eingang mit dem Ausgang 45 ver^ gesendet, die viermal niedriger ist als die der emp- 5 bunden ist, während dessen Ausgang mit einem Einfangenen Abfragesignale. gang des vorher erwähnten ODER-Gliedes 30 ver-

Zu diesem Zwecke ist der Ausgang 20 des Takt- bunden ist, dessen Ausgang mit der Schiebeleitung geber-Oszillators 18 mit einem Eingang eines UND- 26 des Adressenregisters 24 verbunden ist. Schließ-Gliedes 42 verbunden, dessen anderer Eingang mit lieh versorgt der Zähler 64 einen Eingang des ODER-der Klemme 40 verbunden ist. Der Ausgang des io Gliedes 61. Sowohl der Teiler 44 als auch der Zähler UND-Gliedes 42 ist mit dem Eingang eines zwei- 64 haben Rückstelleingänge, die über eine gemeinstufigen Binärzählers 44 verbunden, der als ein Fre- same Leitung 70 mit der Digitamlterausgähgsleitung quenzteiler 1 :4 dient. Auf diese Weise bewirkt das 14 verbunden sind. . " Auftreten einer Spannung an der Klemme 40 gleich- Der bis hierher beschriebene Stromkreis arbeitet zeitig mit der Unterbrechung der 200^s-Schiebe- 15 wie folgt: Die ßOO^s-Taktimpulse, die am Teile^simpulse die Erzeugung von_.800^s-Synchronisations- gang 45 auftreten, werden so, wie sie den Inf ormaimpulsen, was der Tastfrequenz der Antwortsignale tionsgehalt aus dem Register 46 in den Modulator entspricht. 54 verschieben, dem Zähler 64 zugeführt. Der ^-Zäh-

Die von der Sekundärstation zu übertragende binär ler 64 beendet seine Zählung 240 Perioden später, kodierte Information, wie etwa die Werte atmosphä- 20 d. h. ganz kurz, nachdem das letzte Informationsbit rischer Temperatur- und Druckmessungen der Aus- aus dem Register 46 in den Modulator 54 verschoben rüstung des Ballons, wird von beliebigen geeigneten worden ist. Bei Zählende liefert der Zähler 64 ein Meßwertaufnehmern und/oder Speichern, die allge- Ausgangssignal, das dem UND-Glied 60, dem UND-mein mit 47 bezeichnet sind, erzeugt und einem Glied 66 und dem UND-Glied 68 zugeleitet wird, Digital-Schieberegister 46 zugeführt, das beispiels- 25 wodurch diese durchgeschaltet werden. Das Einschalweise 230 Stufen besitzt. Das Register 46 hat eine ten des UND-Gliedes 68 bringt die, 800^s-Takt-Schiebeleitung 48, die mit dem Ausgang eines UND- impulse vom Tettexattsgang 45,..über die ODER-Gliedes 50 verbunden ist, dessen einer Eingang mit Schaltung 30 zur Schiebeleitung 26 des Adresserrder Klemme 40, dessen anderer Eingang mit dem registers 24. Der Inhalt dieses Registers, die Adres-Ausgang 45 des Teilers 44 verbunden ist. Demgemäß 30 sennummer n, die die Sekundärstation identifiziert, werden die 800^s-Impulse, die^anjdem Teilerausgang wird so durch das Register 24 mit einer Geschwirr

45 auftreten, über das UND-Glied 50 als Schiebe- digkeit von 800 μ5 je Stufe geschoben. Das Einschalimpulse zum Register 46 geleitet und schieben dessen ten des UND-Gliedes 60 (durch das ODER-Glied 61) Inhalt mit einem 800^is-Takt gegen den Ausgang. legt den Sender 56 an die Versorgungsspannung. Das Vom Registerausgang gelangen die Informations- 35 Einschalten des UND-Gliedes 66 läßt die Adressen-Bits in Serie über ein ODER-Glied 52 in einen Über- Bits vom Register 24 über das ODER-Glied 52 zum gangskodierer bzw. einen Modulator 54 vor dem Ein- Modulator 54 gelangen, so daß die gesendete Trägergang eines Senders 56. Der Sender hat einen Ver- welle, nachdem sie mit den Bits vom Informationssorgungsspannungseingang 58, der mit dem Ausgang register 46 moduliert ist, mit den Adressen-Bits moeines UND-Gliedes 60 verbunden ist. Ein Eingang 4° duliert wird. Der Arbeitszyklus der betrachteten Seder UND-Schaltung 60 ist mit einer Gleichstrom- kundärstation ist damit beendet.

quelle 62 verbunden, der andere Eingang ist mit der In der zuletzt beschriebenen Betriebsphase wurde Klemme 40 über ein ODER-Glied 61 verbunden. die Adressennummer η im Antwortsignal vom Adres-Der Senderausgang ist über den Sende-Empfangs- senregister 24 abgeleitet, in dem diese Nummer von schalter 4 mit der Antenne 2 verbunden. Das Auf- 45 dem empfangenen Abfragesignal her gespeichert war: treten eines Übertragungsbefehls an der Klemme 40 Da die Nummer η ein festes Kennzeichen der beschaltet daher gleichzeitig mit den bereits beschrie- trachteten Sekundärstation und im Register 34, wie benen Vorgängen über das UND-Glied 60 den Sender vorher beschrieben, voreingestellt ist, kann die Adres-56 an die Versorgungsspannung und läßt die Infor- sennummmer aber auch, falls erwünscht, von diesem mationsbit-Serie vom Register 46 in den Modulator 5° Register 34 abgeleitet werden. Es hat sich jedoch als 54 gelangen, so daß die Sendeträgerfrequenz mit den besonders günstig gezeigt, die Adressennummer vom Informationen moduliert wird, die vorher im Register Register 24 abzuleiten, weil sich damit die Zahl der

46 gespeichert waren, und zwar mit der Tast- erforderlichen Schieberegister verringert, geschwindigkeit von 800 μβ. . In der Ausführungsform nach F i g. 3 wurde an-

Das Antwortsignal der Sekundärstation enthält 55 genommen, daß der Informationsteil des Abfragenach den 230 Bits des Informationsteiles J (s. F i g. 1) signals lediglich Binär-Ziffem Null umfaßt. Wie ereinen Zehn-Bit-Adressenteil, nämlich die Kenn- läutert, dient dieser Abschnitt / grundsätzlich der nummer η der Sekundärstation. Nachdem das letzte Synchronisation des Taktgeber-Oszillators 18 für den Informationsbit vom Informationsregister 46 dem 200^is-Tastzyklus der Abfragesignale. Die einfachen Modulator zugeführt worden ist, muß diesem daher ^6o Taktgeber, wie sie vorteilhaft nach der Erfindung auch die Kennummern in Serie zugeführt werden. verwendet werden, erfordern eine verhältnismäßig Zu diesem Zweck ist der Ausgang 45 des Teilers 44 große Anzahl von Impulsen der vorgeschriebenen mit dem Eingang eines Zählers 64 verbunden, dessen Dauer (hierin beispielsweise 200 μβ), um richtig syn-Zählkapazität bis zweihundertundvierzig reicht. Der chronisiert zu werden, worauf sie dann genau syn-Ausgang des Zählers 64 ist mit einem Eingang eines ⁶5 chrone Taktimpulse über einen unbeschränkten Zeit-UND-Gliedes 66 verbunden, dessen anderer Eingang raum liefern. Trotz dieser Forderung nach einer lanmit dem Ausgang der letzten Stufe des Adressen- gen Serie empfangener 200^is-Impulse tritt die Schieberegisters 24 verbunden ist und dessen Aus- Synchronisation des Taktgeber-Oszillators in dem be-

schriebenen System deswegen sicher und zuverlässig ein, weil die Synchronisationsleitung 12 des Digitalfilters 8 der Taktgeberschaltung jedesmal dann Synchronisationsimpulse zuführt, wenn die Sekundärstation von der Primärstation ein Abfragesignal erhält, unabhängig davon, ob dieses Signal tatsächlich für die betrachtete Sekundärstation bestimmt ist, oder für eine beliebige andere der Vielzahl von Sekundärstationen, die in.dem Gesamtsystem vorhanden sind. Mit anderen Worten stehen für das Synchronisieren des Taktgeber-Oszillators 18 irgendeiner ■ Sekundärstation η nicht nur die Ziffern Null in dem /-Teil des Abfragesignals zur Verfügung, dessen Adressenabschnitt die Nummer η (s. F i g. 1) enthält, sondern die Ziffern Null in den /-Teilen aller zyklisch übertragenen Abfragesignale mit den Adressenteilen 1, 2,... (1)(+1)

Infolge dieser vorteilhaften Eigenschaft des-Systems nach der Erfindung ist es möglich, den Teil/ eines jeden Abfragesignals zusätzlich dazu zu verwenden, Informationen von der Primärstation zu den Sekundärstationen zu übermitteln, wenn dies wünschenswert ist. Eine derartige Information hätte dann die Form einer Binärzahl, die sich aus den Ziffern Null und Eins im Informationsteil des Abfragesignals zusammensetzt. In einem solchen Falle würde das Startsignal 8, das dazu dient, den Informationsteil / vom Adressenteil η des Abfragesignals zu trennen, statt einer einzigen Ziffer Eins eine Gruppe von zwei oder mehr Ziffern Eins enthalten, welche dann von dem Kode ausgenommen wirdT^der im Informationsteil / wie beschrieben verwendet wird>-Ebenso würden die binären Kombinationen, die in den Adressenteilen der Abfragesignale verwendet werden, ebenfalls aus der Kodierung des Inf ormationsteiles / ausgeschlossen, um ein zufälliges Ansprechen des Digitalvergleichers 35 auszuschließen, wie dies aus den vorangegangenen Erläuterungen hervorgeht.

Die Ausführungsform nach F i g. 4 eignet sich dort, wo der Teil / des Abfragesignals zur Übermittlung von Informationen verwendet wird. Einander entsprechende Teile der F i g. 3 und 4 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrieben.

Ein Adressenschieberegisterteil 24 und ein Informationsregisterteil 23 bilden zusammen ein einziges Schieberegister, wobei der Informationsregisterteil verundfünfzig Stufen umfaßt, die die Fortsetzung der zehn Stufen des Adressenregisterteiles 24 sind. Der Registerteil 23 erhält die gleichen Schiebe- und Rückstell-Impulse über die Leitungen 26 und 27 wie der Registerteil 24. Der Ausgang des Registerteiles 23 ist mit einer Informationsausgangsklemme 72 verbunden. Beim Vorliegen eines Ubertragungsbefehles an der Klemme 40 wird die empfangene Information im Registerteil 23 seriell im 800^s-Takt zum Ausgang 72 verschoben, an den sich nicht gezeigte Verarbeitungseinrichtungen anschließen, deren Art von der Natur der Informationen abhängt.

F i g. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Gerätes, das in einer Sekundärstätion nach der Erfindung verwendbar ist in Fällen, wo der Adressenteil η dem Informationsteil in dem Antwortsignal vorausgeht, anstatt ihm folgt. Das Abfragesignal wird hier jedoch als ähnlich angeordnet angenommen, wie in dem ersten Beispiel, d. h., daß Teil / dem Teil η vorausgeht.

Die in F i g. 5 gezeigte Schaltung ist der in F i g. 3 gezeigten weitgehend ähnlich, und einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, die mit einem hochgestellten Strich versehen sind, wo das angemessen ist. Bei dieser Ausführungsform bewirkt der Übertragungsbefehl an der Klemme 40' die sofortige Übertragung des Inhalts des Adressenregisters 24' auf den Sendermodulator 54, anstatt nach einer Verzögerung von zweihundertdreißig 800^s-Taktimpulsen, wie bei der Ausführungsform

ίο nach F i g. 3 und 4. Dazu ist der 240-Bit-Zähler hier weggelassen und die Klemme 40' direkt mit einem Eingang des UND-Gliedes 66' verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang der letzten Stufe des Registers 24' verbunden ist. Andererseits darf der Inhalt des Informationsregisters 46 in diesem Falle auf den Modulator 54 erst übertragen werden, wenn die zehn Adressenbits übertragen wurden. Dazu ist ein Zehn-Bit-Zähler 74 vorgesehen, dem 800^s-Taktimpulse vom Ausgang 45 des 1: 4-Teilers 44 über ein UND-Glied 76 zugeleitet werden, dessen anderer Eingang mit der Klemme 40' verbunden ist. Der Ausgang des Zählers 74 ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 78 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Teilerausgang 45 und dessen Ausgang mit der Schiebeleitung 48 des Informationsregisters 46 verbunden ist. Nachdem der Zehn-Bit-Adressenteil η vollständig dejnjvfodulator 54 übej-das ODER-Glied 52 zugeführt wofden ist, gibt der Zähler 74 ein Signal ab, das das UND-Glied 78 für die 800^s-Taktimpulse des Teilerausgangs 45 durchlässig schaltet, um die Informationsbits im Register 46 durch dieses hindurchzuschieben und damit über das ODER-Glied 52 dem Modulator 54 im 800^s-Takt zuzuführen.
Da die vorliegende Erfindung als wichtigen Bestandteil das Digitalfilter oder Zeittoleranzdetektor 8 verwendet, wird im folgenden eine kurze Beschreibung dieser Schaltung gegeben.

Wie in Fig. 6 gezeigt, enthält der Zeittoleranzdetektor, der in F i g. 3, 4 und 5 allgemein mit 8 bezeichnet ist, als Eingangsstufe einen Differenzierverstärker mit Vorzeichenumkehr, der schematisch als Block 82 dargestellt ist. Seine Funktion ist, jede ansteigende oder abfallende Impulsflanke der vom Empfänger über Leitung 7 kommenden Impulse in einen Nadelimpuls negativer Polarität umzuwandeln, wie durch die Impulsformen am Ausgang 83 des Blockes 82 gezeigt.

Die Ausgangsklemme 83 ist über die später beschriebenen UND-Glieder 84, 105, 86, 88 mit den Ausgangsleitungen 10, 12, 14 des Digitalfilters 8 verbunden.

Es sind weiter drei bistabile Multivibratoren 90,92, 94 vorgesehen, deren jedem eine Verzögerungsleitung 96, 98, 100 zugeordnet ist. Jede Verzögerungsleitung ist mit ihrem Eingang mit dem Stell-Ausgang und mit ihrem Ausgang mit dem Rückstell-Eingang der zugehörigen bistabilen Schaltung verbunden, wodurch eine monostabile Schaltung entsteht. Die Verzögerungszeiten der Verzögerungsleitungen 96, 98, 100 sind 100, 100 und 50 μβ.

In jeder der bistabilen Schaltungen ist das Feld mit dem Stell^:Eingang und dem damit gestellten Ausgang nicht schraffiert dargestellt, während das Feld mit dem Rückstell-Eingang und dem damit rückgestellten Ausgang schraffiert ist.

Solange keine Impulse empfangen werden, werden alle drei bistabilen Schaltungen durch die zugehörigen Verzögerungsleitungen in ihren Ausgangs- oder

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Ruhezustand gebracht. Die UND-Glieder 105, 103 Leitungen 10, 14 und 12 ab, je nachdem, ob diese

und 88 sind daher alle für die Impulse auf der Lei- Zeitdauer etwa 100 με, etwa 200 μβ oder weniger als

tung 83 durchlässig. . 50 μ5 bzw. mehr als 250 μ3 beträgt.

Auf der Empfängerausgangsleitung 7 möge eine Wie einleitend angegeben, soll das System nach erste Impulsflanke erscheinen. Die Flanke wird, 5 der Erfindung eine Abstandsmessung zwischen zwei gleichgültig ob sie steigend oder fallend verläuft, in Funkstationen oder Baken, wie etwa einem künsteinen negativen Nadelimpuls umgewandelt, der an liehen Satelliten und einem Wetterballon mit hoher der Klemme 83 des Differenzierverstärkers 82 auf- Genauigkeit, ermöglichen, wozu einfache und billige tritt. Der anfängliche negative Nadelimpuls gelangt Einrichtungen verwendet werden sollen, die größtenüber das UND-Glied 88, das zu diesem Zeitpunkt io teils in den Stationen für den Austausch von Inforleitend ist, auf die Ausgangsleitung 14 und damit an rr.ationen bereits vorhanden sind,
die verschiedenen Zähler und Register nach F i g. 3, 4 Aus F i g. 1 ergibt sich, daß der Abstand (D) zwi- und 5. Dieser erste Nadelimpuls gelangt weiterhin sehen der Primärstation und der Sekundärstation η über das UND-Glied 103 an den Stell-Eingang der durch

bistabilen Schaltung 94 und bringt sie in anderen Zu- 15 '■'.,-'

stand, bei dem sie eine negative Spannung an ihrem . D = - (t — t ~*,t)

entsprechenden Ausgang abgibt. Diese negative Span- 2

nung gelangt 50 μβ später über die Verzögerungs- .·

leitung 100 auf den Rückstell-Eingang der Schaltung gegeben ist, worin C die Lichtgeschwindigkeit ist und

94. Während der Verzögerungszeit schaltet die Schal- 20 t_vt₂, t₃ die Zeitintervalle sind, die in der Tabelle an-

tung 94 über das ODER-Glied 104 des UND-Gliedes gegeben sind. In dem bereits angegebenen numerischen

88 durchlässig, das somit nur dann in der Lage ist, Beispiel ist ^₁ = 64 · 0,2 = 12,8 Millisekunden und

folgende Nadelimpulse zur Ausgangsleitung 14 ge- ί, = 240 · 0,8 = 192 Millisekunden. Daher ergibt sich

langen zu lassen, wenn dieser weniger als 50 με nach D = 150 (i₃ — 204, 800), mit t_z in Mikrosekunden

dem betrachteten ersten Nadelimpuls auftreten. 25 und D in Metern.

Durch die Rückstellung der bistabilen Schaltung 94 F i g. 7 zeigt einen Teil der Einrichtungen, die in

wird die bistabile Schaltung 90 gekippt, die ihrerseits der PrimärstatiQn. in_einem Systern~nach der Erfin-

durch die Verzögerungsleitung 96 100 με später'rück- dung vorgesehen "sind und aus-der Abstandsmeßein-

gestellt wird. Während des Ablaufs der Verzögerungs- richtung und der Einrichtung zur Abfrage und zur

zeit der Schaltung 90-schaltet diese das UND-Glied 30 Adressenkontrolle besteht.

34 durchlässig, das daher -Nadelimpulse zur Aus- Die gezeigte Anordnung enthält einen Programmgangsleitung 10 nur durchläßt,Svenn dices Impulse ctsuerteil, der von einem Impulsgenerator 162 3cinnerhalb eines Zeitraumes von 50 bis 150 μ3 nach speist wird, der Taktimpulse mit einer Frequenz von dem ersten Nadelimpuls auftreten. 1 MHz erzeugt. Der Programmsteusrteil besteht aus

Durch die Rückstellung der bistabilen Schaltung 90 35 einer Reihe von als Teiler wirkenden Digitalzählern, wird die bistabile Schaltung 92 in ihren anderen Zu- die in Serie dem Ausgang des Generators 162 nachstand gekippt, die ihrerseits durch die Verzögerungs- geschaltet sind und verschiedene in dem System leitung 98 100 μβ später rückgestellt wird. Während verwendete Tastfrequenzen erzeugen. Insbesondere des Ablaufs der Verzögerungszeit schaltet sie das erzeugt ein erster Teiler 160 mit dem Teilerverhält-UND-Glied 86 durchlässig, das daher Nadelimpulse 40 nis 1:200 die 200^is-Impulse, die als Grundtastfrezur Ausgangsleitung 12 nur dann leitet, wenn sie quenz in den Abfragesignalen verwendet wird (vgl. während eines Zeitintervalls von 150 bis 250 με nach F i g. 1); ein zweiter Teiler 159, Teilerverhältnis 1:64, dem ersten Nadelimpuls eintreten. erzeugt eine 12,8-ms-Impulsdauer, die die Länge t₁

Nadelimpulse, die an der Klemme 83 später als eines Abfragesignals bestimmt;, ein dritter Teiler 158, 250 \x% nach dem ersten Impuls auftreten, gelangen 45 Teilerverhältnis 1 :20, erzeugt eine 256-ms-Impulsauf die Ausgangsleitung 14 über das ODER-Glied dauer, die die Zeit t₀ zwischen aufeinanderfolgenden 104, ebenso Impulse, die weniger als 50 μβ nach dem Abfragesignalen definiert, und schließlich ist ein vierersten Impuls auftreten, und zwar deshalb, weil diese ter, ebenfalls als Zähler aufgebauter Teiler 157, Tei-Impulse zu einem Zeitpunkt auftreten, zu dem die lerverhältnis 1 :512, dem Teiler. 158 nachgeschaltet beiden bistabilen Schaltungen 90 und 92 rückgestellt 50 und zählt zyklisch 512 aufeinanderfolgende ganze sind und das UND-Glied 102 demgemäß eine Aus- ' Zahlen, die die Adressennummern der entsprechengangsspannung erzeugt, die das UND-Glied 88 über den Sekundärstationen darstellen. So stellt während das ODER-Glied 104 durchlässig schaltet. . ·■ * · jeder einzelnen ms-Periode t_n von 256 ms des Ge-

Das UND-Glied 103 ist immer dann gesperrt, samtabfragezyklus (Dauer 256 ms· 512 = ungefähr wenn das UND-Glied 84 durchlässig ist, so daß das 55 131 Sekunden) der Inhalt des Zahlers 157 die Adres-Kippen der Schaltung 94 durch eine binäre Eins sennuminer derjenigen Sekundärstation dar, die wähkennzeichnende Flanken verhindert wird. Weiterhin rend dieser Periode abgefragt wird,
wird das UND-Glied 105 nach Empfang der ersten Der Zähler 157 ist mit seinen neun Stufen mit den Flanke abgesperrt (die die bistabile Schaltung 94 ersten Eingängen entsprechender UND-Glieder 151 kippt, wie oben erläutert). Hiermit wird erreicht, daß 60 verbunden, deren Ausgänge mit den ersten neun Stuein zweiter Impuls (falls ein solcher auftritt), der in- fen eines zehnstufigen Schieberegisters 155 verbunden nerhalb der 50^s-Verzögerungszeit der Schaltung 94 sind. Beim Anlegen einer Spannung an die parallelempfangen wird, das UND-Glied 86 gleichzeitig mit geschalteten zweiten Eingänge der UND-Glieder 151 dem UND-Glied 88 passiert. gelangt der aus neun Bits bestehende kennzeichnende

Das Digitalfilter oder Zeittoleranzdetektoreinheit 8 65 Teil der Adressennummer vom Zähler 157 in das Retastete somit, wie bereits erläutert, die Zeitdauer ab, gister 155.

die aufeinanderfolgende Impulsflanken eines impuls- Der Teiler 158 erzeugt ein Signal am Ausgang

kodemodulierten Signals trennt, gibt Impulse über die eines zugehörigen UND-Gliedes 154, und zwar wäh-

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rend 12,8 ms am Beginn jeder 256-ms-Abfrage- ren Eins entsprechende Stellung, die die Startmarkieperiode, wobei diese 12,8 ms die Dauer eines Ab- rung in dem gesendeten Abfragesignal darstellt,
fragesignals darstellen, wie durch J₁ in F i g. 1 ange- Das Schieberegister 155 veranlaßt den Modulator

geben. Zu diesem Zweck ist das UND-Glied 154 mit 166 zur Übertragung eines Abfragesignals, das vierseinen Eingängen, wie schematisch angedeutet, mit 5 undfünfzig Nullen enthält (den Synchronisierteil I), den entsprechenden Ausgängen einer üblichen (nicht worauf die Adressennummern der gerade betrachtedargestellten) Diodenmatrix verbunden, die zum Tei- ten Sekundärstation folgt, wobei dieser letzteren Numler 158 gehört, so daß alle genannten Eingänge wäh- mer ein Startmarkierungsbit vorausgeht. Wenn der rend des Zustandes »Null« des Teilers 158 zu Beginn Teiler 158 von seiner in seinem Zählzyklus von Steljedes Zählzyklus an Spannung liegen. Das Signal, das ισ lung »Null« auf Stellung »Eins« übergeht, d. h. nachvon dem UND-Glied 154 abgegeben wird, löst ver- dem das Abfragesignal vollständig gesendet worden schiedene Vorgänge aus. Zunächst wird das Signal ist, wird das UND-Glied 154 stromlos gemacht, sperrt des UND-Gliedes 154 dem Sender 168 der Primär- damit das UND-Glied 152 und macht den Sender 168 station zugeführt, um ihn sendebereit zu machen. stromlos.

Gleichzeitig schaltet das Signal ein UND-Glied 152 15: In der Zwischenzeit werden Antwortsignale an der durchlässig, das daraufhin die 200^s-Taktimpulse Antenne 172 empfangen (die gegebenenfalls die am Ausgang des Teilers 160 über ein ODER-Glied gleiche sein kann wie die Antenne 170) und zum

150 als Schiebeimpulse zu den Stufen ties Adressen- Empfänger 174 geleitet. Der Empfängerausgang ist registers 153 leitet. Der Inhalt dieses Registers, vor mit einem Digitalfilter 176 verbunden, ähnlich dender Übertragung der Adressennummer vom Zählsr 20 jenigen, die in jeder der Sekundärstationen nach der 157 in das Register ausschließlich aus binären Nullen Erfindung verwendet und mit Bezug auf F i g. 6 bebestehend, gelangt, so in Serie vom Registerausgang schrieben wurden, mit der Ausnahme, daß die Zeitüber eine Leitung 164 im 200^s-Takt in einen Kode- Intervalle, zwischen denen das Filter unterscheidet, modulator 166 und wird dann über den Sender 168 nun der Antworttastfrequenz statt der Abfragetastfreund die Antenne 170 als Abfragesignal abgestrahlt. 25- quenz angepaßt und daher viermal länger sind als

Gleichzeitig wird das Signal des UND-Gliedes 154 die vorher angegebenen Intervalle. Hierzu sind ledigauf den Stelleingang einer bistabilen Schaltung ,161 lieh dieZeitkonstanten-derVerzogerBfigseinheitenPo, gegeben. Die Schaltung 161 gibt dann ein Ausgangs- 98, 100 nach F i g. *6~ entsprechend anders bemessen, signal ab, das ein UND-Glied 169 durchlässig schal- Insbesondere hat das Filter 176 eine Informationstet, so daß die Mikrdsekundenimpulse des 1-MHz- 30 inpulsausgangsleitung 178, die einen Impuls abgibt, Impulsgenerators 162 an einen'Entfemungszähler 163 wenn das Intervall zwischen zwei Impulsflanken ingelangen können. "^" nerhalb von 200 bis 600 μ5 liegt, weiter eine Syn-

Die Entfernungsmessung ist somit eingeleitet. Der chronisationsimpulsausgangsleitung 180, die einen

Zähler 163 fährt fort, die Mikrosekundenimpulse aus- Impuls abgibt, wenn das zwischen den Impulsflanken

zuzählen, bis die bistabile Schaltung 161 wieder rück- 35 liegende Zeitintervall in den Bereich 600 bis 1000 με

gestellt wird und das UND-Glied 169 sperrt. Dies fällt, und schließlich eine Fehlerkontrollausgangslei-

geschieht beim Empfang eines Antwortsignals durch tung 182, die einen Impuls immer dann abgibt, wenn

den Empfänger 174 der Primärstation, dessen Adres- der Abstand zwischen den Impulsflanken in keinen

sennummer mit der Adressennummer des betreffen- dieser Bereiche fällt.

den Abfragesignals übereinstimmt, das die Abstands- 4^ Die Antworttastfrequenzimpulse, die von der Syn-

zählung einleitet. chronisationsleitung 180 abgenommen werden, wer-

Das Signal des UND-Gliedes 154 wird schließlich den einem phasensynchronisierten Oszillator 192 über

gleichzeitig über ein ODER-Glied 165 dem Rück- einen Phasenvergleicher bzw. Diskriminator 194 zu-

stelleingang einer weiteren bistabilen Schaltung 167 geführt, ähnlich wie bei den Sekundärstationen. Auch

zugeführt, deren Funktion noch erläutert werden 45 hier gibt der Oszillator 192 eine Serie von Synchro-

wird. nisationsimpulsen ab, hier mit einer Taktfrequenz von

Wie bereits erklärt (Fig. 1 und 2), umfaßt das 800 με, die genau mit der Nenntastfrequenz der Ant-Abfragewort einen Synchronisierteil 7, der aus vier- wortsignale synchronisiert sind, und zwar infolge der undfünfzig aufeinanderfolgenden Binärziffern Null Integrationswirkung des phasenstarren Oszillators,
besteht, worauf der Adressenteil η folgt, der am An- 5» Die Binärziffern Eins (400^s-Impulse) der Filterfang eine binäre Eins als Startmarkierung umfaßt, ausgangsleitung 178 werden einer als Startdetektor worauf neun Adressenbits folgen. Demgemäß muß die bezeichneten Schaltung 190 zugeführt, die ein AusÜbertragung der laufenden Adressennummern» vom gangssignal liefert, wenn an ihrem Eingang zwei Zif-Zähler 157 in das Register 155 über die UND-Glieder fern Eins aufeinanderfolgen, die in dem Beispiel

151 nach dem vierundfünfzigsten 200^s-Impuls erfol- 55 eine Startmarkierung im. Antwortsignal darstellen (s. gen, gerechnet ab dem ersten auf das Register 155 F i g·. 2). Der Startdetektor 190 kann aus einer bistagelangenden Schiebeimpuls. Zu diesem Zwecke ist bilen Schaltung 302 und einem zugehörigen UND-dem Teiler 159 ein UND-Glied 156 zugeordnet, des- Glied 304 bestehen. Das Eingangssignal des Deteksen Eingänge so mit den Matrixausgängen des ge- tors 190 gelangt gleichzeitig auf den Stelleingang der nannten Teilers verbunden sind, daß ein Ausgangs- 6o bistabilen Schaltung 302 und auf einen Eingang des signal jedesmal dann erzeugt wird, wenn der Teiler UND-Gliedes 304. Der zugehörige Ausgang der bi- 159 die vierundfünfzigste Stellung in einem 64-Perio- stabilen Schaltung ist mit dem anderen Eingang des den-Zählzyklus erreicht. Der Ausgang des UND- UND-Gliedes und mit einer Verzögerungsleitung verGliedes 156 ist demgemäß über ein ODER-Glied 171 bunden, die eine Zeitkonstante von beispielsweise mit den zweiten Eingängen aller UND-Glieder 151 65 1000 με besitzt und deren Ausgang mit dem Rückverbunden. Das genannte Ausgangssignal des UND- Stelleingang der bistabilen Schaltung verbunden ist. Gliedes 156 gelangt gleichzeitig auf die zehnte Stufe Der Ausgang des UND-Gliedes 304 stellt den Ausdes Registers 155 und bringt diese in die einer binä- gang des Startdetektors 190 dar. Ein einer binären

Eins entsprechendes Impulsflankenpaar, das dem Eingang des Startdetektors 190 zugeführt wird, kippt die bistabile Schaltung. Wenn nun eine weitere Eins innerhalb von 400 μβ folgt, erzeugt der Detektor 190 an seinem UND-Glied ein Ausgangssignal.

Der Startdetektor 190 kann kurzgeschlossen werden, wenn der Adressenteil dem Informationsteil / in den Antwortsignalen vorangeht, statt ihnen zu folgen, da in solchen Fällen der Start durch eine einzige Binärziffer Eins markiert wird.

Das Ausgangssignal des Startdetektors 190 wird • dem Stelleingang der bereits erwähnten bistabilen Schaltung 167 zugeführt und gelängt außerdem über das ODER-Glied 171 zu den UND-Gliedern 151 für die Adressenübertragung. Beim Auftreten des Startimpulses wird ein UND-Glied 206 über den rückgestellteri· Ausgang der bistabilen Schaltung 167 gesperrt. Dies stellt sicher, daß das ODER-Glied 171 nicht durch zufällige, dem Startzeichen entsprechende Impulsgruppen in dem Kode betätigt wird. Bei Feststellung einer Startmarkierung im Antwortsignal löst der Startdetektor 190 die Übertragung der neun Kennzeichnungs-Bits der Adressennümmer des Abfragungssignals vom Zähler 157 in das Schieberegister 155 aus und bewirkt gleichzeitig, daß Schiebeimpulse mit der Antworttastgeschwindigkeit von 800 μβ den Schieberegisterstufen über das ODER-Glied 150. zugeleitet werden, die vom Ausgang eines UND-Gliedes 191 kommen, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Synchronisationsoszillät©£3 192, dessen anderer Eingang mit dem gekippten "Ausgang der bistabilen Schaltung 167 verbunden ist, welch letzterer ein Signal abgibt, da die bistabile Schaltung durch den Startdetektor gestellt bzw. gekippt wurde, wie bereits angegeben.

Die Abfrageadressenziffern wurden daher durch das Register 155 (800^is-Takt) geschoben und gelangen so nacheinander auf eine Leitung 205, die mit dem Ausgang der neunten Registerstufe verbunden ist. Von der Leitung 205 werden die Abfrageadressenziffern seriell einem Eingang eines UND-Gliedes 204' zugeleitet, dessen anderer Eingang mit dem gestellten Ausgang der jetzt an Spannung liegenden bistabilen Schaltung 167 verbunden ist, so daß die genannten Äbfrageadressenziffern über das UND-Glied 204 einem Eingang eines" Vergleichers zugeleitet werden, das allgemein mit 196 bezeichnet und in diesem Ausführungsbeispiel als Antikoinzidenzdetektor ausgebildet ist.

Der Antikoinzidenzdetektor 196 hat einen weiteren Eingang, der mit einem UND-Glied 193 verbünden ist, dessen einer Eingang mit der Informationsimpulsausgangsleitung 178 des Digitalfilters verbunden ist und dessen zweiter Eingang mit dem gekippten Ausgang der bistabilen Schaltung 167 in Verbindung steht. Wenn die Schaltung· 167 durch den Startdetektor 190 gekippt ist, läßt das UND-Glied 193 die einer Eins entsprechenden Impulse im Antwortsignal zum Vergleich in den Antikoinzidenzdetektor 196 durch, wobei die Ziffern Eins des Adressenteiles des Abfragesignals dem ersten Eingang des Antikoinzidenzdetektors zugeführt werden.

Der Antikoinzidenzdetektor 196 umfaßt ein UND-Glied' 306 mit zwei Eingängen, die mit dem Ausgang eines UND-Gliedes 193 bzw. mit dem rückgestellten Ausgang einer bistabilen Schaltung 307 verbunden sind, sowie ein Komplementär- oder NICHT-Glied 308, dessen Eingang mit dem Ausgang des UND-Gliedes verbunden ist und dessen Ausgang den Aus-; gang des Detektors 196 bildet. Der zweite Eingang' des Detektors 196, der mit dem Ausgang des UND-gliedes 204 verbunden ist, bewirkt das Kippen der bistabilen Schaltung 307. Diese Einheit zusammen mit der zugehörigen 600^s-Verzögerungsleitung 309 stellt eine monostabile Schaltung dar. Während der 600^s-Verzögerurigszeit der Schaltung 307 ist das UND-Glied 306 durchlässig. Hiermit wird die Koinzidenz im Falle kleiner zeitlicher Verschiebungen der verglichenen Impulse untereinander überprüft. Der Detektor 196 gibt somit einen Ausgängsimpuls ab, wenn in irgendeinem der neun Paare von Bits, die seriell seinen Eingängen zugeleitet werden, keine

i-S Übereinstimmung, vorliegt. Der Ausgangsimpuls des Antikoinzidenzdetektors 196 wird —*■ sofern ein solcher vorliegt —- über das ODER-Glied 165 zur Rückstellung der bistabilen Schaltung 167 verwendet, sperrt dadurch das UND-Glied 191 und unterbricht so die Schiebeimpulse für das Register.

Da Kippen der bistabilen Schaltung 167 zu Beginn einer Startimpulsgruppe durch den Detektor 190 macht — wie besehrieben — das UND-Glied 191 durchlässig und läßt die 800^s-Impulse vom synchronisierten Oszillator 192 auf einen Digitalzähler 197 gelangen, wo sie gezählt werden; Die Zählkapazität des Zählers-K[7jnuß groß genug^tein, um sicherzustellen, daß eine genügende Anzahl von 800-μ3-Impulsen des Oszillators 192 verarbeitet werden kann, um diesen phasenstarr zu synchronisieren. Der Zähler 197 erzeugt am Ende der Zählung ein Signal am Ausgang eines UND-Gliedes 199, dessen Eingänge in geeigneter Weise mit der Diodenmatrix des Zählers verbunden sind. Dieses Signal gelangt auf den einen Eingang eines UND-Gliedes 203, wodurch dieses den nächsten 800^is-Impuls des Oszillators 192 zum Rückstellungseingang der bistabilen Schaltung 161 gelangen läßt. Das Rückstelln der Schaltung 161 sperrt das UND-Glied 169', womit die Zählung im Entfernungszähler 163 beendet ist:

Der Zähler'197 ist mit einem weiteren UND-Glied an seiner Ausgangsmatrixf versehen, das so geschaltet ist, daß ein ÄuSgangssignal erzeugt wird, wenn der Zähler die neunte Stellung in seinem Zählzyklus er^j reicht hat, gerechnet vom Beginn der Zählung an, die bei Feststellung der Startimpulsgruppe im Ant-^; wortsignal durch· den Startdetektör 190 ausgelöst wurde. Das Äüsgangssigrial· des UND-Gliedes^; 198· wird dem Antikoinzidenzdetektor 196 zugeführt, umso dessen Arbeiten zu^: beenden. Zi* diesem Zweck kann der Ausgang des UND-Gliedes 198' über ein NICHT-Glied 310' mit einem dritten Eingang des UND-GIie·- des 306 verbunden sein, das einen Teil des Antl· koinzidenzdetektörs bildet. Dieser¹ letztere erzeugt dann ein Ausgangssignal, das über das^: ODER-Glied 165 die bistabile Schaltung 167 rückstellt und die Einspeisung der Schiebeimpulse in das Abfrageadressenschieberegister 155 unterbricht. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 198 wird außerdem den ersten Eingangen der entsprechenden UND-Glieder 2Ö1 und 202 zugeleitet, deren¹ Ausgärige mit der Dekodierschaltung verbunden sind, die nicht dargestellt" ist. Die UND-Glieder 201 und 202 leiten-, wenn sie so durchlässig geschaltet sind, die nachfolgenden δΟΟ-με-Synchronisationsimpulse des Oszillators 192 und die darauffolgenden Informationsimpulse vom Digitalfilterausgang 178 zum Dekoder. Diese folgenden Synchronisations- und Informationsimpulsziffern, die dem

Dekoder zugeleitet werden, nachdem der Zähler 199 neun SOO-^is-Impulse nach einer Startimpulsgruppe gezählt hat, stellen den Informationsteil des Antwortsignals dar.

Wenn ein einem Störsignal entsprechendes Signal auf der Digitalfilterausgangsleitung 182 auftritt oder vom Detektor 196 fehlende Koinzidenz festgestellt wird, bewirkt dieses Signal über das ODER-Glied 165 die Rückstellung der bistabilen Schaltung 167, so daß die Übertragung der Antwortbits und Abfrageadressenbits vom Schieberegister 155 zum Vergleicher 196 unterbrochen wird. Die Schaltung 167 wird ebenso über einen dritten Eingang des ODER-Gliedes 165 rückgestellt, wie durch ein Signal des UND-Gliedes 154, d. h. bei Beginn der Sendung eines Abfragesignals durch die Primärstation.

Die bistabile Schaltung 167 wird entweder bei Feststellung eines Fehlers oder bei Beginn der Verarbeitungsvorgänge rückgestellt, was durch eine übliche Differenzierschaltung 207 erreicht wird, die eine steile Flanke erzeugt. Zu diesen Zeitpunkten werden beide Zähler 197 und 163 mit Hilfe einer Rückstelleitung auf Null bzw. einen voreingestellten Wert rückgestellt. Dadurch wird die Entfernungsmessung gelöscht, wie im Falle eines Fehlers erforderlich, und das System ist zur weiteren Verarbeitung wieder bereit.

Der Entfernungszähler 163 wird zunächst auf einen Wert voreingestellt, der sich aus der Gleichung für D ergibt, wobei jedoch_zusätzlich die Laufzeiten in den Geräten der Primär- üricKder Sekundärstation einschließlich der Verzögerung, ^iie der Zählperiode des Zählers 197 entspricht, berücksichtigt werden, welche Laufzeiten Systemkonstanten sind, so daß die Zählung die wahre Entfernung der Sekundärstation von der Primärstation angibt. Das vorstehend beschriebene Entfernungszählgerät erfordert nur sehr wenige Zusatzeinrichtungen gegenüber denen, die zur Verarbeitung der Abfrage- und Antwortsignale in der Primärstation ohnehin benötigt werden. Gleichzeitig ist die Entfernung äußerst genau. Die erzielbare Genauigkeit ist nur wenig geringer als diejenige, die rechnerisch der Dauer der Hochfrequenzimpulse des Generators 162 entspricht, d. h. in diesem Falle als 150 Meter, d. h. als die Entfernung, die einer Mikrosekunde Laufzeit für die Hin- und Rückübertragung entspricht. Dies ist deswegen der Fall, weil Zählbeginn und Zählende der Mikrosekundenimpulse im Entfernungszähler auf jeweils ± 1 μβ genau mit einem sehr geringen zusätzlichen Fehler bestimmt sind, der auf die Phasenschwankungen der 800^s-Impulse des synchronisierten Oszillators 192 zurückzuführen sind. Dieser zusätzliche Fehler ist jedoch äußerst gering, da sich, wie bereits erläutert, die Phasenschwarikungen über die Gesamtzahl der für die Entfernungsmessung verwendeten Bits ausmitteln. -

Claims (18)

Patentansprüche: ■

1. Selbsttätig arbeitendes Funksystem zur Datenübertragung und gleichzeitigen Entfernungsmessung zwischen einer sich, an Bord eines oder mehrerer Satelliten befindenden Primärstation und einer Anzahl sich an Bord von Radioballonsonden oder Schiffen befindenden Sekundärstationen, in welchen jede Sekundärstation durch Empfang eines digital kodierten Abfragesignals in Tätigkeit gesetzt wird, das von der Primärstation . kommt und eine Adressennummer enthält, die mit der in der Sekundärstation gespeicherten, diese kennzeichnenden Adressennummer übereinstimmt, worauf diese ein digital kodiertes Antwortsignal sendet, wobei die Sekundärstationen ihren Standort zur Primärstation verändern und drahtlose Sende/Empfangseinrichtungen enthalten und.die Primärstation alle Daten aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärstation (F i g. 7) eine Schaltungsanordnung (162, 163,154-161-169,196-197-203) zur Messung der Zeit (t_s) enthält, die vom Senden einer bestimmten Digitalstelle in einem Abfragesignal (/) mit einer bestimmten Adressennummer («) bis zum Empfang einer bestimmten Digitalstelle im Antwortsignal mit derselben Adressennummer (ή) verstreicht, und diese Zeit als Maß für die Entfernung zwischen der Primärstation und der Sekundärstation (F i g. 3, 4, 5) mit dieser Adressenzahl («) zum Zeitpunkt des Informationsaustausches dient.

2. Funksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zur Zeitmessung einen Impulsgenerator (162) als Taktgeber enthält, der eine UF-Taktimpulsfolge erzeugt, ferner einen Zähler (163), der diese Taktimpulse zählt, Logikglieder (154-161-169),

- die den Zähibeginn für die^Taktimpulse gleichzeitig mit dem Auftreten einer bestimmten Digitalstelle in einem Abfragesignal mit einer bestimmten Adressennummer (ti) auslösen, sowie Prüf- und Steuerschaltungen (196-197-203-161-169) zur Stillsetzung des Zählers (163) bei Empfang einer im Antwortsignal (/) mit derselben Adressennummer (ή) an einer bestimmten Stelle enthaltenen Ziffer.

3. Funksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede mit einer Ausrüstung (47) zur Aufnahme von Daten, beispielsweise Meßwerten, und/oder zu deren Speicherung versehene Sekundärstation ein Schieberegister (46) für diese Daten zu deren serieller Übertragung in digital kodierter Form an ihren Sender (56) enthält und weiterhin ein Glied (60) vorgesehen ist, das auf einen Übertragungsbefehl hin den Sender (56) veranlaßt, ein Antwortsignal· (/) zu senden, das diese Daten zusätzlich zu der Adressennummer (n) enthält. . ...

4. Funksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten und die Adressennummer (n) im Antwortsignal (/) als serielle Teile gesendet werden und daß jede Sekundärstation einen von dem Übertragungsbefehl ausgelösten Zähler (64 in Fig. 3, 4; 74 in Fig. 5) enthält, der das der Dauer des ersten Teiles entsprechende Zeitintervall zählt und danach die Übertragung des anderen Teiles des Antwortsignals auslöst.

5. Funksystem nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärstation ein mit ihrem Empfänger (6) verbundenes digitales Schieberegister (24 in Fig. 3, 4; 24' in F i g. 5) enthält, das die vom Empfänger kommenden Abfragesignale (/) aufnimmt, und daß weiterhin ein Digital vergleicher (35) vorgesehen ist, der das Schieberegister (24, 24') mit einem voreingestellten Speicher (35 in Fig. 3, 4; 34' in F i g. 5) verbindet und einen Uberiragungsbefehl abgibt, wenn die digitalen Inhalte des Schiebe-

registers (24; 24') einerseits und des Adressenspeichers (34, 34') andererseits übereinstimmen, und daß ferner ein Oszillator (18) vorgesehen ist, der eine Synchronisationsimpulsfolge mit einer der Tastfrequenz für die Kodierung des Abfrage- _:5 ■■-, signals entsprechenden Frequenz erzeugt, daß weiterhin logische Glieder (28, 30) vorgesehen sind, die die Synchronisierimpulse als Schiebeimpulse (26) an das Schieberegister (24; 24') zur Einlesung des vom Empfänger (6) kommenden « Abfragesignals übertragen, wobei weitere logische Glieder (32) auf den Übertragungsbefehl hin die Schiebeimpulse (26) unterbrechen, so daß weitere Abfrageimpulse nicht angenommen werden.

6. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrage- ; signale (/) mit einer ersten Tastfrequenz kodiert sind und die Antwortsignale mit einer zweiten, _: wesentlich anderen Tastfrequenz kodiert sind, wobei eine der Tastfrequenzen ein Vielfaches der anderen Tastfrequenz ist und ein Frequenzteiler (44) die zweite von der ersten Tastfrequenz ableitet.

7. Funksystem nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (18) und der Teiler (44) in den Sekundärstationen einen Synchronisationsimpulszug mit" einer Folgefrequenz abgibt, die der zweiten Tastfrequenz entspricht, und daß weiterhin elektronische Einrichtungen (42, 64,-63v4n Fig. 3, 4; 42;76, 74, 78, 66' in Fig. 5) auf den Ubertragungsbefehl hin die Synchronisationsimpulse mit der zweiten Tastfrequenz als Schiebeimpulse an das Schieberegister (46) anlegen, deren Inhalt zum Sender (56) gelangen lassen und die Aussendung der Adressennummer (n) im Antwortsignal auslösen.

8. Funksystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisationsimpulszug eine Folgefrequenz hat, die der zweiten Tastfrequenz entspricht, die zur Kodierung des Antwortsignals (/) in einem Modulator (54) dient und die durch den Übertragungsbefehl gesteuerten elektronischen. Einrichtungen (64, 66 in F i g. 3, 4; 74, 66' in F i g. 5) außer zur Abtrennung der Schiebeimpulse (26) von dem Schieberegister (24) des Digitalvergleichers (35) auch zum Anlegen der Synchronisationsimpulse mit einer der Tastfrequenz des Antwortsignals entsprechenden Folgefrequenz als Schiebeimpuls (48) zur seriellen Übergabe der von der Meßausrüstung (47) gesammelten Daten zur Abstrahlung durch den Sender (56) dient.

9. Funksystem nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (18) und der Teiler (44) eine erste und eine zweite Synchronisationsimpulsfolge mit der entsprechenden ersten und zweiten Tastfrequenz erzeugen und die durch den Übertragungssteuerbefehl ausgelösten elektronischen Einrichtungen (64, 66 in Fig. 3, 4; 74, 66' in Fig. 5) den ersten Synchronisationsimpulszug, dessen Impulse als Schiebeimpulse dienen, vom Schieberegister (24; 24') des Digitalvergleichers (35) abtrennen und den zweiten Synchronisationsimpulszug als Schiebeimpulse (48) zur seriellen Übertragung der von der Ausrüstung (47) gesammelten Daten an den Sender (56) an das zugehörige Schieberegister (46) anlegen.

10. Funksystem nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Synchronisationsimpulszug auf einen Zähler (64 in Fig. 3, 4; 74 in Fig. 5) gelangt, der so viele Synchronisationsimpulse mit der zweiten Tastfrequenz zählt,' wie Zeichen oder Stellen im Inf ormationsteil. (/) des Antwortsignals vorhanden sind. · . ■./■..

11. Funksystem nach Anspruch 6 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (18) ein frequenzveränderlicher Oszillator mit. einem Steuer- oder Regeleingang" zur Beeinflussung der Frequenz und Phase des Impulszuges am Oszillatorausgang ist und. daß von diesem Ausgang eine Gegenkopplungsleitung zu dem einen Eingang eines. .Phasendiskriminators (16) führt, der mit dem Regeleingahg des Oszillators (18) verbunden ist und dessen zweiter Eingang über ein Digitalfilter. (8) mit dem Empfängerausgang (6) verbunden ist und die so gebildete Phasensynchronisationsschleife den von dem Generator (18) abgegebenen Impulszug mit der Tastfrequenz des Abfragesignals (/) synchronisiert.

12. Funksystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die kodierten Abfragesignale (/) mittels binärer Phasentastung in

- impulskodeaiodölierte Signale-'ümgewandelt werden, bevor sie den gesendeten Träger modulieren, derart, daß dabei eine Binärziffer oder ein Bit einerseits durch eine Änderung des Zustandes — bezogen auf den vorhergehenden Zustand — zu Beginn des Bits wiedergegeben wird und andererseits, daß ein Bit, z. B. eine binäre Null, durch ein erstes Zeitintervall (200 μβ) zwischen aufeinanderfolgenden Zustandsänderungen, die der Tastfrequenz entsprechen, wiedergegeben wird, während ein anderes Bit, z. B. eine binäre Eins, durch ein zweites Zeitintervall (100 μβ) zwischen aufeinanderfolgenden Zustandsänderungen wiedergegeben wird, derart, daß zwei der zweiten Zeitintervalle innerhalb eines ersten Zeitintervalls liegen, und daß das zur Signaldemodulation durch Zeitintervallmessung dienende Digitalfilter (8) mit seinem Eingang (7) mit dem Empfänger (6) verbunden ist und einen ersten Ausgang (12) und einen zweiten Ausgang (10) hat und über seinen ersten Ausgang (12) einen Impuls abgibt, wenn an seinem Eingang (7) aufeinanderfolgende Zustandsänderungen in einem ersten vorgeschrieberen Bereich (150 bis 250 μβ), der das erste Zeitintervall (200 μβ) einschließt, auftreten, und an seinem zweiten Ausgang (10) einen Impuls abgibt, wenn an seinem Eingang aufeinanderfolgende Zustandsänderungen mit einem Zeitintervall innerhalb eines zweiten vorgeschriebenen Bereiches (50 bis 150 με), der das zweite Zeitintervall (100 μ5) einschließt, auftreten, wobei der erste Ausgang (12) des Digitalfilters (8) mit einem Eingang des Phasendiskriminators (16) für die Synchronisierung des Ausgangsimpulszuges des Oszillators (18) verbunden ist und der zweite Ausgang (10) des Digitalfilters (8) mit dem digitalen Schieberegister (24; 24') des Digitalvergleichers (35) verbunden ist.

13. Funksystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalfilter (8) einen dritten Ausgang (14) hat und über diesen einen Impuls abgibt, wenn aufeinanderfolgende Zu-

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Standsänderungen mit einem Zeitintervall auftreten, das in keinem, der beiden Bereiche (kleiner 50 μβ und größer 250 μβ) liegt und dieser dritte Ausgang (14) mit dem Löscheingang des Digital-Schieberegisters (24; 24') des Digitalvergleichers (35) zur Löschung dessen Inhalts verbunden ist.

14. Funksystem nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Tastfrequenz so gewählt ist, daß ein Antwortsignal ' von einer anderen Sekundärstation, das vom Empfänger (6) aufgenommen wird, aufeinanderfolgende Zustandsänderungen am Eingang des Digitalfilters (8) hervorruft, deren Zeitintervalle in keinen der beiden Bereiche hineinfallen.

15. Funksystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abfragesignal (/) aus zwei aufeinanderfolgenden Teilen besteht, deren einer die Adressennummer

(n) enthält und deren anderer in erster Linie zur Synchronisation des Oszillators (18) dient.

16. Funksystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht die Adressennummer enthaltende Teil eine der Synchronisierung dienende Folge von Binärziffern, z. B. fortwährend die binäre Null enthält.

17. Funksystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil ein Binärwort

ίο enthält, das Informationen von der Primärstation (Fig. 7) zu der Sekundärstation übermittelt und daß die Sekundärstation (F i g. 4) außerdem ein auf den Übertragungssteuerbefehl hin ausgelöstes Schieberegister (23) zur Übertragung des Binärwortes an einen Informationsausgang (72) besitzt.

18. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärstation Abfragesignale (/)^; in zyklischer Folge an jede der Sekundärstation sendet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen