DE1591685A1 - Einrichtung zum Empfang von sehr kurzzeitig ausgesandten,eine Nachricht enthaltenden Hochfrequenzsignalen - Google Patents

Description

• "Einrichtung zum Empfang von sehr kurzzeitig ausgesandten, eine Nachricht ent-haltenden Hochfrequenzsignalen" Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Empfang von von einem öender sehr kurzzeitig ausgesandten, eine Nachricht enthaltenden hochfrequenzsiönalen, die aus einem Vorsignal und dem die eigentliche Nachricht enthaltenden Hauptsignal bestehen, das empfangsseitig von dem Vorsignal abgetrennt wird.
• Aus der deutschen Auslegeschrift 1 238 512 ist ein System zur drahtlosen -Übertragung von aus wenigen Zeichen bestehenden Nachrichten von einer Station zu einer oder mehreren entfernten Stationen bekannt, wobei diese Übertragung in der Weise vorgenommen wird, daß beliebige Empfangstationen die Nachricht zumindest mit großer Wahrscheinlichkeit nicht erfassen können. Hierzu wird sendeseitig die Nachricht in einen Speicher eingeschrieben, von diesem mit sehr großer Geschwindigkeit entnommen und auf eine Tri@gerfrequenz aufmoduliert. Diese Trägerfrequenz wird nur während der kurzen Zeiten der Nachrichtenaussendung auf die Antenne gegeben: Empfangsseitig wird nach Empfeng der Nachricnt der Aachrichteninhalt wieder in einen Speicher eingeschrieberi,und dieser Speicher wird mit hoher Geschwindigkeit abgefragt. Bei diesem bekannten System wird unmittelbar vor der Aussendung der eigentlichen Nachricht, also vor dem Hauptsignal, ein Vorsignal ausgesendet, das u. a. bewirken soll, daß bei der Aussendung., bz:=r. beim F@npfang des Hauptsi@,nals der Sender,, bzw. Empfänger mit Sicherheit betriebsbereit ist.
• Gemäß einem älteren Vorschlag (Patentanmeldung T 23 318 IXd/21a4) kann die Nachricht aus einigen binären Tele-graphiezeichen bestehen. Zur Verkürzung der Sendedauer wird die Nachricht sendeseitig in zwei möglichst gleich lange Teile zerstückelt und die Nachrichtenteile werden nach dem bekannten Duoplex-Verfahren ausgesendet. Je nach Kombination der einander zugeördneten Zeichen der Nachrichtenteile wird hierbei die Igodulation der Sendefrequenz geändert. Durch An-Wendung entslprechender Mittel kann empfangsseitig die Nach-,richt wieder zurückgewonnen werden.
• Derartige Nachrichtenübertragungssysteme werden z. B. zur

  Übermittlunr von %achrichten von einen U-3oot zu entfernten

  .` _.' ;,Y i3t&tior@en benctigt;- Da die Aussendun:: der Nachricht

  n"ac-@r lurzzetLg cyfolM und die Freauenz des Senders

  n@y@:.:;.t `e'k@arult ist, -ist es einem Gegner praktisch ,unmöglich,

  i,esandte k:c@tr@hrt zu emfangen oder gar den Sender

  aus,-

  :eilen,

  -'z der .oder den J*rpf &nSssta#4;-,ionen, für die die aus-esandte

  :x eiz:.#.cW; -bestim:üt ist, ist dagegen die Sendefrequenz ce-

  . D:e L.'frnE;s sü: Honen befnden sich für die Nach-

  ri c::rteuüber xmi i t. yunr in -@'--:zfnsoerew tswhüft. D::, die Luna; jedoch aur sehr kurzzeitig Erfolgü und

  ..m xl.@,:,e:ej.@e:; cht *ied:rhoit -.,.,erden :nü, sind. zur

  sicheren Auffesung vier übermit.teten Nachricht empfcnas-

  se-,t.;tg besondere,t@ane.hn@n no@Fend.-_.

  Die der .J#rfindung zugründelzegende Aufgabe besteht darin,

  ,

  ei nen -sicheren EI-fang derartiger >a-brichten zu e-z-möglichen

  trotzdem jedoch den hierfÜr erforderlichen Aufwand cn den

  mä@fan_-ss:Üatior-en in %Grenzpn zu halten. Insbesondere gegen-

  über einer möglichen Ausfülhrun,=sfo-m der res= f anass t@@üion,

  bei der mehrere komplette x#fän-Ver mit Auswerteeinrichtuncen

  für die Nachricht an verschiedene Richtantennen angeschaltet

  sind, soll eine Reduzierung des Aufwandes erreicht ;:erden.

  Erfindungsgemäß wird dies dadurch ermöglicht, daij der

  Richtungsbereich, aus dem derartige Empfangssignale er-

  wartet =werden, durch Verwendung von verschieden ausge-

  richteten Richtantennen, deren Empfangsdiagramme diesen

  Richtungsbereich ausfüllen, in n Sektoren aufgeteilt ist,

  daa an jede dieser n Richtantennen einer von n auf die

  gleiche Frequenz abgestimmten Empfängern angeschaltet

  ist, dais eine Prüf- und Umschalteinrichtung vorgesehen

  ist, die bei Eintreffen eines Vorsignales feststellt, an

  relchem .der n Empfängerausgänge das Vorsignal die gröh-be

  =us=angsspannung oder den grölten Signal.- zu Rauschabstand

  erzeugt und damit Bilfe dieser Prüf- und Umschal teinrich-

  '@ung der-Empf'tnp*erausg.ang mit der gröbten Ausgangs23r:nnunzr

  b^iv: mit dem zrößten Rauschabstand auf die Auswerteein-

  richtung für das Hauptsignal aufschaltbar ist.

  Zur weiteren Verringerung des Aufwandes kann bei einfacher

  Umsetzung der nnpfan7sfrequenz in den Lbpfängern diesen

  Empf :ngern ein gemeinsamer licerlagerünrsoszillator zuge-

  ordnet sein; bei Mehrfachüberlagerung sind dann eine ent-

  s.Drecnende Anzahl von gemeinsamen überlagerungsoszillatoren

  notwendig

  Für de Aussendung der lisohrieht können verschiedene vorher

  festgelegte Frequenzen benutzt werden. Um bei allen diesen

  Frequenzen etwa. gleiche Empfangscharakteristiken zu haben, können zwei oder mehrere Richtantennen pro Sektor vorgesehen werden; .die bei Umschaltung-der r,@npfarigsfrequenz mit s umgeschaltet werden. Bei Verwendung von Antennenzeilen als Richtantennen können die Einzelantennen teilweise in Rich-4 antennen verschiedener Frequenzbereiche einbezogen werden. Bei derartigen ünpfangseinrichtungen kann es notwendig sein, eine innerhalb eines Sektors einfallende Störwelle auszublenden. Hierzu Kann ein bereits vorgeschlagenes Verfahren benutzt werden, bei dem zwei etwa gleich ausgerichtete Richtantennen an zwei Empfänger angeschaltet werden, deren Ausgangssignale über Phasendrehglieder geführt und dann begrenzt und differenziert .werden: Die: hierbei entstehenden schmalen Spannungsimpulse werden dann derart zusammengefaßt, daß sich nach ,entsprechender Phasenverschiebung in den Phasendrehgliedern die von der Störwelle herrührenden Anteile kompensieren. Die bei der Zusammenfassung entstehende Impulsfolge wird dann einem auf die Ausgangsfrequenz des Empfängers abgestimmten Durchla.ßfilter zugeführt.-Dessen Ausgangsspannung kann dann weiterverarbeitet werden, also der Auswerteeinrichtung zugeführt werden. Dieses vorgeschlagene Verfahren benötigt zwar einen etwas größeren Aufwand (zwei Empfänger), jedoch können mit ihm sehr schmale Ausblendbereiche erzeugt werden, wodurch eine Trennung von Stör- und Nutzwelle auch dann möglich wird, Brenn sich die Einfallsrichtungen dieser Hellen nicht sehr stark unterscheiden. Auberdea kann es bei derartigen Enpfangseinrichtungen erwünscht sein, die genaue Einfallsrichtung der -auszuwertenden,Welle innerhalb des Sektors zu bestimmen. benutzt man innerhalb eines Sektors zwei Richtantennen etwa gleicher Ausrichtung und: schaltet hieran je einen Emnf_@nger an, so lä13t sich die Phasendifferenz zwischen den beiden Empfangsspannungen und damit die Einfallsrichtung der 'Helle bestimmen.
• In beiden oben erwähnten Ausbildungen der Enpfangseinrich-, tung werden pro Sektor zwei Richtantennen und zwei-an diese Richtantennen angeschaltete Empfänger benötigt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, also durch Ausnutzungdes der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips kann der-Aufwand an Empfängern reduziert werden.. Bei Empfangseinrichtungen, bei denen in den einzelnen Sektoren zwei etwa gleich ausgerichtete Richtantennen für den Empfang eines Signals vorgesehen sind, können nämlich gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung für den Empfang des Vorsignals entweder nur eine Richtantenne eines Sektors oder beide Richtantennen parallel an einen Empfänger angeschaltet werden. Es müssen dann: derartige von der Prüf- und Umschalteinrichtung her, umgesteuerte Umschaltglieder vorgesehen werden, daß nach

  r durch Empfang des Vorsignals erhaltenen Bestimmung

  des Sektors, der den größten Signaleinfall aufweist, die-

  beiden Richtantennen dieses Sextors an zwei der n Empfänger

  Ln3eschaltet werden', die mit der Auswerteeinrichtung für

  das Hauptsignel verbunden werden

  D- -e :uzbiendung d.er Störwel--e_, bzw. die Bestimmung der ]#n-

  fa l -l srichfiuzg --i---t dann nur während des Einfalls des Haupt-

  bäglic_. Der Em_nf.rifzeraufwaizd wird hier durch die

  A:wendung der E.rfi:näun gnäung auf die H=lf #e reduziert. fei Empfang

  des Vors.gnals ist nämlich __rn Sektor nur ein Empfänger in

  .::zwet@ und- bei Eunfanr des Hauptsiwaals, also dannt wenn

  usgc:s-3Mt zur wei Empfänger für den einen Sektor in Be-

  sein müssen, wird ein Empfänger, der an sic-- einem

  Sektor zu:#:eordLe:u ist, in dem das Hauptsignal nicht empfangen

  t-ä'_rc, ult zum Emnfang des flau; tsignals ausgenutzt.

  -Die ri `,ur 1 zeigt ein Ausführungsbeis=piel der erfindungsge-

  mäjen Empfangseinrichtung.: Der Einfachheit halber sind

  hier nur drei Richtantennen 1 - 3 vorgesehen, die verschie-

  denen Empfangssektoren zugeordnet, also verschieden ausge-

  richtet sind.. An diese Richtantennen @ sind Empfänger 4 e

  angeschaltet i deren Überlagerungsteile von einem gemeinsamen

  Überlagerungsöszill.atsr.? her gespeist werden: Bei Empfang

  enea Vörsignals sind alle drei Empfänger 4 - 6 in Betrieb.

  Einer oder mehrere dieser Empfänger empfangen dieses Vorsibnal. Sie liefern Ausgangsspannungen mit verschieden großen Rauschabständen. an Rauschsperren 8 -"10" In den Rauschsperren erfolgt nach Begrenzung-ein Vergleich zviisehen der gesamten Ausgangsspannung der -Empfänger und der$elben Ausgangsspannung, nachdem die Ausgangsfrequenz der Empfänger durch eine schmale Bandsperre ausgesperrt ist. Gelangt ein Vorsignal in einen oder mehrere dieser Empfänger, so steigt die Ausgangsspannung des oder der Empfänger an, dagegen -wird-die Spannung, bei der die Aus-Gniigszwischenfrequenz ausgefiltert wird, wegen der Regelung der Empfänger und der Begrenzerwirkung kleiner. Durch den Vergleich dieser beiden Spannungen erhält man somitam Ausgang der einzelnen Rauschsperren ein analoges Kriterium, das proportional dem-Geräuschabstand des empfangenen Vorsignals in den einzelnen-Empfängern ist.-Dieses Kriterium wird der Einrichtung zur Sektorkennung 11 zugeführt. In dieser Einrichtung 11 wird durch Vergleich festgestellt, ""eiche Rauschsperre das gröiite Sig-Lal geliefert hat, also in welchem Empfänger der gräßt-e Signal- zu Rauschabstand vorhanden ist. Die binrichtung zur Sektorkennung 11 erzeugt ein Schaltkriterium auf einer der Leitungen. 12a, 12b oder 12c, durch das eines der Tore 13, 14 oder 15 durchgeschaltet inrd, und zwar wird das Tor durchgeschaltet, dessen zugehä-Tiger Empfänger den größten Signal- zu Rauschabstand auf-

  _ -:eist. Durch die 'Pore 13 - 15 wird also fär das Haarsignal

  einer der Empfänger mit der Demodulatoreinrichtung 16 ver-

  bunden, au die die Auswerteeinrichtung fär das- riauntsignal

  angeschaltet ist.

  Während also für-den Empfang. des Vorsiguals alle drei Empfän-

  ger benötigt werden, wird für den Empf png des Hauptsignals

  nur der Empfänger benutzt, in dessen zugehörigen Sektor das

  Hauptsignal mit maximaler Feldstärke einfällt. Die anderen

  beiden Empfänger können fdr den Empfcn_, des Hauptsignals von

  den Antennen abgeschaltet werden.

  Die Figur 2 der Zeichnung zeigt ein Ausfdhrungsbeis-oiel der

  erfindungsgemäi#en Emnfangseinrichtunge bei dem z3. zur Be-

  stimmung der exaktem Einfallsrichtung des Haunts_ ;hals oder

  zur Ausblendung einer Störwelle bei Empfang des wauatsignals

  in den einzelnen :Sektoren zwei etwa in -leicheri^ @@t,:usg aus-

  gerichtete Richtantennen: vorgesehen sind. . Die einzelnen An-

  tennenpaare sind hier mit 1a und 1b, 2a und ?b und 3a und 3b

  bezeichnet. In den Umschaltgliedern 13, 19 und 20 sind für

  den Em:r=fang des Torsignals die -,ntennenylaare 1a und 1b, ?a

  und ?b und 3a und 3b parallel geschaytet. Die Aus-°auc sspan-

  nung der parallelgeschalteten und 1ö, 2a

  und 21 und 3a Tand 3b werden uber - @@3-e:-.e.ye Schal. ; =Ihr ichtim-

  gen 21 - 23 der. ihnx@f'ängern 4 - 6 z@z @t :h^°@:ß derh:y@ @j@berl: Ye-

  rungsteile wiederum von einem gemeinsamen Überlagerun:-soszillator `J versorgt werden. :n den Empfän;eraus? :nx sind auch hier @7:zederum Rauschsperren B - 10 arizesc naltat, die die gleiche Funktion wie die Rauschsperren beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 haben. Die Rauschsierren` führen der Einrichtung zur Sektorkennung 11 Signale 2u, die analog dem Rauschabstand des empfangenen Torsignals sind. Die Einrichtung zur Seitenkennung 11 stellt vriederUm fest, in welchem Sektor das grörte Signal einfällt. lach Feststellung des Sektors mit dem größten Einfallssignal -erzeugt die Einrichtung 11 ein Ausgangssignal, durch :=resches nunmehr aber eine Reihe von Schaltvorgängen bewirkt wird.
• Es sei angenommen, daß in der Einrichtung 11 fastgestellt wurde, daß im Sektor mit den Richtantennen 1a und 1b der zu empfangende Sender mit maximaler Feldstärke einfällt. 1n diesem Falle wird auf der Ausgangsleitung 24 ein Schaltsignal erzeugt, das einmal den Kontakt im Umschaltglied 8 .in die gestrichelt gezeichnete Zage bringt. deichzeitig wird der Kontakt im Umschaltglied 22 in die gestrichelt gezeichnete Stellung gebracht. Damit sind die beiden Richtantennen 1a und 1b an die Eingänge der Empfänger 5, bz;r. 4 gelegt. Weiterhin bewirkt das Ausgangssignal auf der Leitung 24, daß die Tore 13 und 14 durchgeschaltet werden. Schließlich werden durch dieses Schaltsignal auf der Zeitung 24 noch die Tore 25 und 28 auf Durchla3 geschaltet. Damit er-

  hältt man :an den Klemmen 31 und 32 Signale, die von den

  .=ten nen la, b-w. 'ib herrühren. Mit diesen. Signalen Bann

  zi-e e--@zakte Einfallsrichtung bestimmt werden; weiterhin

  zäun hiermit die Ausblendung einer Stärerelle vorgenommen

  Ä@@#t@.r@.le:. lach der Störauehlendung, bei der eine Zusar,men-

  i'a sj:ung der bei-den Signale vorgenommen wird, wird dann das

  die Zusammenfassung erhaltene Signal auf den.

  Demoduatör und. schlieülich auf das Auswertegerät gegeben.

  Diese Glieder sind hier nicht mehr dargestellt.

  tr--d dagegen fesUgestellt, daf@ die zu empfangende Welle in

  dem Se,:tcr mit maximaler Feldstirne einfällt,-in dem die

  Richtüeinen 2a und 2b aufaesteli.t sind, so erzeugt die

  Einrichtung zur, 5ektorkenn;ulg ein ächaltsignal auf der

  Lesung 33. Dieses schaltet den Umschalter 19 sowie den

  Uaschaater ?3 in die gestrichelt gezeichnete Stellung. Damit

  sind die .beiden Antennen 2a und 2b an die Empfänger- 5 und 6

  ,angeschaltet. Auxerdem werden n@znnear die Tore 14 und 15

  sowie 27 und 30 auf Durchla zeschaltet. Damit erhält@man

  an den Klemmen 31 und 32 Spannungen, die über die Antennen 2a

  und %b empfangen -werden. Fällt die auszunutzende '.Vene im

  Sektor der Antennen 3a und 3b optimal ein, so erscheint auf

  der Leitung 34 ein Aüsgangasignal. Dieses Ausgangssignal

  schaltet -die Schaltglieder 20 und 2't in die gestrichelt

  gezeichnete Stellung und schaltet die Tore 15 und 13 sowie

  29 und 26 durch. In diesem Fall werden die Empfänger 4

  und 6 für den Empfang des Hauptsignals ausgenutzt.

  Obwohl sechs Richtantennen vorgesehen sind, kommt man bei

  dieser Ausbildung der erfindungsgemäßen -Empfangseinrich-

  tung mit nur drei Enpfz@nZern für den Empfeng des Hauut--

  ;@i ;nals aus. Bei beider Ausführun: "sbeispielen wird ledin--

  licn eine Auswerteeinrichtung für das .Hauptsignal benötigt,

  obwohl die erfindungsgemäße Ihrf::.ngsenrichtung auf einer

  Rei"e von Sektoren emf--:.ngsbereit ist.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Einrichtung zum r'n-ofang von von einem Sender sehr kurz- zeitig ausgesandten, eine Nachricht enthaltenden Hochfre- quenzsgnalen, die aus einem Vorsignal und dem die eigent- liche Nachricht enthaltenden Hauptsignal bestehen, das empfangsseitig von-dem Vorsignal abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, däb der Richtungsbereich, aas dem derartige pfan.Tasgnale erwartet werden, durch Verwendung vcn ver- schieden ausgerichteten Richtanten-ncn, deren raef.n@sdiä- örasmme diesen Richtungsbereich ausfülien, in n Sektoren aufgeteilt ist, dä2 an jede dieser n Richtantennen einer von n auf die gleiche Frequenz abgestimmten Empfängern ange- schaltet ist, da13 eine Prüf- und Umschalteinrich-üung vorge- selien ist, die bei Eintreffen eines Vorsignals feszstellt, in welchem der n Empfängerausgänge das Vorsignal die größte Ausgangsspannung, bzw. den größten Signal- zu Rauschabstand erzeugt und da_3 mit Hilfe dieser Prüf- und Umschalteinrich- tung der Empfängerausgang mit der größten Ausgangsscarnlung, bzw. mit dem größten Rauschabstand auf die Auswerteein- richtung für das Eaup.tsignal.aufschaltbar ist. 2'. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den n Empfängern zur Umsetzung der Emofsugsfrequenz ein oder bei mehrfacher Umsetzung mehrere gemeinsame Überlagerungsoszillatoren zugeordnet sind. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Sektoren für verschiedene Empfangsfrequenzbereiche mehrere Richtantennen aufgesteilt sind 4. Einrichtung nach Anspruch 3., dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Antennenzeilen als Richtantennen Einzelantennen für Richtantennen in verschiedenen Freauenzbe=eichen anschaltbar sind. 5. Einrichtung nach einem der Ansrorüche 1 - 4, bei der z. B. aus Gründen der gleichzeitigen Bestimmung der genauen Einfallsrichtung der Welle innerhalb des Sektors und/oder zur Störwellenausblendung die Sektoren in, je zwei Halbsektore mit jeweils einer Richtantenne aufgeteilt sind, Wobei die beiden Richtantennen eines Sektors etwa in gleiche Richtung ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, da=;' für den Empfang des Vorsignals entweder nur eine Richtantenne eines Sektors oder beide Richtantennen parallel an den dem Sektor .zugeordneten Empfänger angeschaltet sind und daB,derartige von der Prüf'- und Umschalteinrichtung gesteuerte Umschaltglieder vorgesehen sind, daB nach der durch Empfang des Vorsignals erhaltenen Bestimmung des Sektors mit den größten Si@c.naleniall. die beiden Richtantennen dieses Sektors an ü@r°i der. _n ihpfänger azzescha.teü werden, die mit der _-@:etevinrichttung f=är das Hauptsi= ial verbunden werden.