DE2335064C3 - Station für ein synchronisiertes Nachrichtenverkehrssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Station für ein synchronisiertes Nachrichtenverkehrssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Fernsehprogramme setzen sich häufig aus verschiedenen Teilen zusammen, die gleichzeitig aus zwei oder mehreren Städten gesendet werden. Diese verschiedenen Teile müssen dann auf den Bildschirmen der Fernsehteilnehmer mit richtiger Färb- und Bildsynchronisierung zusammengesetzt werden. Außerdem soll das Umschalten zwischen den Ursprungsorten des Programms ohne Schaltstöße vor sich gehen, die die richtige Horizontal- und Vertikalsynchronisation eines Fernsehsmpfängers durcheinander bringen können. Gegenwärtig erreicht man dies durch Verwendung besonders hochstabiler Oszillatoren in jedem der verschiedenen das Programm bereitstellenden Studios, mit welchen die Synchronisierungsgeneratoren an den betreffenden Orten zeitgesteuert werden.

Um die sehr langsame gegenseitige Verschiebung zweier solcher Oszillatoren auszugleichen, werden dem Techniker im »entfernten« Studio über eine Fernsprechverbindung oder andere Einrichtungen Anweisungen gegeben, die Phase seines Oszillators jeweils so nachzustellen, daß sie mit dem im »Hauptstudio« überwachten Signal des dortigen Oszillators übereinstimmt. Beispielsweise kann die Hauptstation, die das Programm zur Einspeisung in ein Sendernetz bereitstellt, in New York City sein, während der entfernte Ursprungsort bestimmter Programmteile in Washington D. C. liegen kann.

An jedem dieser verschiedenen Orte werden Rubidium-Frequenznormale verwendet, die im Handel erhältlich sind. Die Langzeitstabilität der von solchen Geräten gelieferten Frequenz ist besser als 2 · 10-"(20 Einheiten je 10¹² Einheiten). Mit Hilfe eines vom Rubidium-Frequenznormal gesteuerter Normalfrequenzgenerators wird die NTSC-Farbträgerfrequenz

f_c - 3 579 545 Hz

erzeugt, die dann in den richtigen Verhältnissen heruntergeteilt wird, um die Horizontal- und Vertikalablenkfrequenzen ///und /Vdes Synchronisierungsgenerators im Studio am betreffenden Ort zu steuern. Falls das Rubidium-Frequenznormal in der entfernten Station eine Stabilität von 10-" hat, beträgt die Verschiebung zu einem idealen Frequenznormal in der Hauptstation pro Stunde 46,5° einer Periode des Farbträgers, was einer Zeitdifferenz von 36 Nanosekunden entspricht.

Phasenfehler des Farbträgers müssen jedoch innerhalb 3° gehalten werden. Trotz der hohen Stabilität der Rubidium-Frequenznormale müssen verschiedene Phasenverstellungen von Hand oder automatisch vorgenommen werden, um die Farbsynchronisierung während eines einstündigen Programms aufrechterhalten zu können. Wenn Fernsehsignale über auf der Erde

befindliche Mikrowellen-Relaisstellen übertragen werden, wie sie in den USA weit verbreitet sind, dann sind Laufzeitänderungen nur langsam und betragen selten mehr als 100 Nanosekunden. Falls mp.fl für die Fernsehübertragung von einer entfernten Station zur Hauptstation eine Nachrichtenverbindung benutzt, die als Relaisstation einen sogenannten stationären Satelliten (Satellit mit einer der Erddrehung entsprechenden Umlaufzeit) enthält, dann ergeben sich jedoch durch Änderungen der Länge des Übertragungsweges Lauf-Zeitänderungen, die wesentlich größer sind als vorstehend beschrieben. Obwohl der Satellit nominell einer kreisförmigen Umlaufbahn folgt und bezüglich eines Punkts auf der Erdoberfläche stationär ist, gibt es dennoch Schwankungen in der Weglänge, die wesentliehe Laufzeitschwankungen bei der Übertragung zur Folge haben. Wenn, um ein typisches Beispiel zu nennen, der Satellit seine Position mit einer Genauigkeit von ±0,1 Längengraden seiner Bahn einhält, beträgt die Differenz zwischen seiner Entfernung im Apogäum (größte Erdferne) und seiner Entfernung im Perigäum (Erdnähe) etwa 40 nautische Meilen, da die Umlaufbahn des Satelliten leicht elliptisch ist. Bei einem Umlauf ergibt sich eine Laufzeitänderung von 535 Mikrosekunden. Diese Änderung hat eine Periode von einem Sterntag.

Es besteht also das Problem, die sich aus bahnbedingten Entfernungsänderungen eines Satelliten ergebenden Laufzeitschwankungen auf irgendeine geeignete Weise bei der Synchronisation zweier über den Satelliten jo verbundener Stationen zu berücksichtigen. Dieses Problem ist für den Spezialfall eines Zeitmultiplex-Nachrichtenverkehrssystems, das mehrere Bodenstationen und einen gemeinsamen Relais-Satelliten umfaßt, bereits gelöst worden, wie aus der US-Patentschrift r> 36 46 444 bekannt. Bei einem Zeitmultiplexsystem kommt es darauf an, daß die von allen Bodenstationen ausgesandten Nachrichtensignale in genau vorgeschriebener und unveränderter zeitlicher Lage zueinander an jeder einzelnen Bodenstation empfangen werden, da sonst eine Multiplex-Decodierung nicht möglich ist. Das heißt, alle Nachrichtensignale müssen bei ihrer Ankunft am Satelliten gleiche Zeitbasis haben. Um dies zu erreichen, empfängt ji'de Bodenstation vom Satelliten die Sendesignale einer ausgewählten Bezugsstation und 4-> außerdem vom Satelliten die eigenen Sendesignale zurück, um die Zeitbasis beider Signale miteinander zu vergleichen. Stimmen die Zeitbasen überein, dann besteht die geforderte Übereinstimmung auch am Satelliten. Weichen die Zeitbasen voneinander ab, dann -,0 wird ein entsprechendes Fehlersignal erzeugt, das einen die Zeitbasis der eigenen Sendesignale bestimmenden gesteuerten Oszillator zu nachstellt, bis die geforderte Übereinstimmung erzielt ist. Auf diese Weise empfängt jede Bodenstation die Nachrichtensignale aller anderen « Bodenstationen mit gleicher Zeitbasis, so daß ein beliebiger Zugriff möglich ist.

Es besteht nun insbesondere in der Fernsehtechnik häufig das in einer Station von fern über den Satelliten empfangene Nachrichtensignal mit Signalen zusam- e>o menzusetzen, die in der Station selbst erzeugt werden, um das zusammengesetzte Programm von dort direkt an den Konsumenten weiterzugeben. Hier muß dafür gesorgt werden, daß das über den Satelliten empfangene Nachrichtensignal der fernen Station am Ort der bs eigenen Station (und nicht am Ort des Satelliten) gleiche Zeitbasis mit dem selbst erzeugten Nachrichtensignal hat. Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, eine Station für ein synchronisiertes Nachrichtenverkehrssystem so auszubilden, daß die in der Station erzeugten eigenen Nachrichtensignale und von fern über einen Satelliten herangeführte fremde Nachrichtensignale am Ort der besagten Station gleiche Synchronisation haben.

Eine einfache Abwandlung des vorstehend beschriebenen bekannten Multiplex-Systems im Sinne einer Lösung der gestellten Aufgabe würde darauf hinauslaufen, die über den Satelliten empfangenen Signale der entfernten Station, deren Zeitbasis den durch die Entfernungsänderungen des Satelliten verursachten Laufzeitänderungen folgt, direkt zur Synchronisierung des die Zeitbasis der eigenen Signale steuernden spannungsgesteuerten Oszillators zu verwenden. Hierzu wäre aber Voraussetzung, daß die fremde Station ständig sendet, auch während der ausschließlich aus eigenen Nachrichtensignalen bestehenden Abschnitte des Programms, da sonst die Bereitschaft der Station zum stoßfreien Einblenden der fernerzeugten Nachrichtensignale verlorengehen würde. Dies bedeutet eine schon aus Kostengründen unerwünschte zusätzliche Belegungszeit für den Satelliten. Außerdem benötigt man für eine solche Fremdsynchronisierung insbesondere beim Fernsehen aufwendige Phasenregelkreise mit empfindlichen Phasenvergleichsschaltungen und spannungsgesteuerten Oszillatoren, die nicht nur die relative Phase der hochfrequenten Farbsynchronimpulse, sondern auch die Phase der niedrigerfrequenten Horizontal- und Vertikalsynchronisierimpulse in Einklang bringen müssen.

Die vorliegende Erfindung löst die gestellte Aufgabe auf andere Weise, und zwar durch Maßnahmen, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet sind.

Gemäß der Erfindung wird also zur Bildung der Bezugsfrequenzquelle der Station auf einen unabhängig schwingenden frequenzkonstanten Oszillator zurückgegriffen, bei dem es sich z. B. um eines der weiter oben beschriebenen Rubidium-Frequenznormale hoher Langzeitstabilität handeln kann, wie sie bisher in personalüberwachten und handgesteuerten Fernseh-Kommunikationssystemen verwendet wurden. Durch Hin- und Rücksendung der in Relation zu der Bezugsfrequenz stehenden Wellen wird gleichsam eine veränderliche elektrische Verzögerungsleitung gebildet, über welche die Zeitbasis des lokalen Synchronisierungsgenerators den Laufzeitänderungen des von fern herangeführten Signals angeglichen wird, die sich durch bahnbedingte Entfernungsänderungen des Satelliten ergeben. Somit wird erreicht, daß die Zeitbasis der lokal erzeugten Nachrichtensignale am Ort der Station synchron mit der Zeitbasis der von fern empfangenen Nachrichtensignale ist, so daß eine Mischung oder stoßfreie Überblendung zwischen beiden Signalen möglich ist.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bringen gegenüber einer Fremdsynchronisierung insbesondere beim Fernsehen wichtige Vorteile, da hier nicht lediglich die Phase z. B. des Farbträgers synchronisiert wird, sondern die elektrische Verzögerung, die über mehrere Perioden des Farbträgers gehen kann, nachgebildet wird, um die tatsächliche Änderung der räumlichen Weglänge auszugleichen. Somit werden auch die Horizontal- und Verti^alsynchronsignale des lokal erzeugten und des von fern herangeführten Nachrichtensignais in Deckung gehalten.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen werden nachstehend an Ausfüh-

rungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Übertragungswege zu einem stationären Relais-Satelliten; ■>

F ig.2 «igi in Ülockda-stellungdie einlernte Station i!"d die gemäß der Erfindung ausgestattete Station sowie den als Relais-Station dienenden Satelliten;

F i g. 3 ist ein ausführlicheres Blockschaltbild der Signalschleife für Jen Hilfsträger zwischen einer u> =rfindungsgemäßen Station und dem Satelliten;

F i g. 4 ist ein Blockschaltbild einer Einrichtung, die in der erfindungsgemäßen Station verwendet werden kann, um die Unterschiede in den Weglängen zwischen dieser Station und dem Satelliten und zwischen der i> entfernten Station und dem Satelliten auszugleichen;

F i g. 5 ist ein Blockschaltbild einer anders ausgebildeten Einrichtung zum Ausgleich solcher Weglängenunterschiede.

Gemäß der Darstellung nach F i g. 1 wird die Erde 1 in ihrer Äquatorebene (gestrichelt gezeigt) von einem »stationären« Satelliten 3 in einer Äquator-Umlaufbahn umkreist. Zwei Erdefunkstellen, deren eine mit NY für »New York« und deren andere mit WA für »Washington« bezeichnet ist, bilden zwei zueinander entfernte :"> Stationen. Die Station NY sei eine erfindungsgemäß ausgebildete Hauptstation, wo Fernsehsendungen zusammengefaßt werden, während WA eine entfernte Station sei, von wo aus Fernsehsendungen über den Satelliten 3 zur Station A/Vgesendet werden. Die beiden jo Stationen NY und WA liegen im Vergleich zu ihrer jeweiligen Entfernung zum Satelliten 3 (35 000 km) so nahe beieinander (400 km), daß die auf der von WA zum Satelliten 3 verlaufenden Di- Linie liegende Vektorkomponente der Radialbewegung des Satelliten praktisch r> gleich ist derjenigen Vektorkomponente der Radialbewegung, die auf der Linie D\ von NY zum Satelliten 3 liegt. In F i g. 2 ist die Bodenstation WA insgesamt mit 5 bezeichnet. Ein Kameraaggregat 7 liefert Bildinformationen an eine Video-Endstelle 9. Ein Synchronisierungsgenerator 11 liefert Taktsignale zur Video-Endstelie 9. Der Synchronisierungsgenerator wird seinerseits von einem Farbhilfsträgersignal der Frequenz f_c gesteuert, welches ihm von einem Rubidium-Normalfrequenzoszillator 13 über einen kontinuierlich verstellbaren Phasenschieber 15 zugeführt wird. Am Ausgang der Video-Endstelle 9 erscheint ein Fernseh-Signalgemisch, welches aus Bildsignalen, Synchronimpulsen und dem Modulationseingang des Sendegeräts 19 der Bodenstation zugeführt wird. Im Sendegerät 19 wird das w Signalgemisch einer Trägerwelle aufmoduliert, die dann von der Ausgangsschaltung des Sendegeräts 19 zur Antenne 21 gegeben und von dort durch den Raum über die Strecke 23 zur Antenne 24 und dem (nicht gezeigten) Transponder des Satelliten 3 gestrahlt wird.

Die so empfangenen Signale werden auf einer anderen Trägerfrequenz über den Raumweg 25 zur Bodenstation NY zurückgesendet die insgesamt mit 27 bezeichnet ist. Die von der Antenne 29 aufgefangenen Signale werden dem Empfangsteil 31 dieser Bodenstation zugeführt der mindestens zwei Empfangskanäle hat Der Empfangsteil 31 gewinnt aus dem zurückgesendeten Signal das eben beschriebene Fern? ih-Signalgemisch wieder, und von der Ausgangsschaltung des Empfangsteils 31 gelangt dieses Signalgemisch zur Eingangsschaltung einer Video-Endstelle 35 des Studios der Station NY. Hier werden Teile des Signals ausgeblendet bevor das Signal einem Mischverstärker 39 zugeführt wird. Ein zweiter Ausgang der Video-Endstelk S5 liefert den wiederhergestellten Farbträgor, der von den Farbsynchronimpulsen des von der Station WA gesendeten NTSC-Signals abgeleitet wurde. Dieser Farbträger wird einem Phast-nmonitor 43 (bzw. Vektorskop) zur überwachung seiner Phase zugeführt.

Ein Kameraaggregat 45 ist mit der Video-Endstelle 49 verbunden, die von einem Synchronisierungsgenerator 51 gesteuert wird. Das Kameraaggregat 45, die Video- Fndstelle 49 und der Synchronisierungsgenerator 51 arbeiten wie die entsprechenden Teile 7,9 und 11 der Station WA im Block 5. Der Synchronisierungsgenerator 51 kann direkt von einem Rubidium-Normalfrequenzoszillator 53 beaufschlagt werden, wenn der Schalter 55 aus der gezeigten Stellung in die andere Stellung umgelegt ist. Die Videosignale vom Ausgang der Endstelle 49 werden auf den Mischverstärker 39 gegeben. Im Mischverstärker 39 wird das von der Endstelle 49 gelieferte Signalgemisch während bestimmter Teile des Bildrasters durch Teile des von der Station WA gesendeten Signals ersetzt, um am Ausgang 59 ein Signal zur Einspeisung in ein Verteilernetz oder zur Aussendung über Rundfunk oder zur Aufnahme auf Videoband bereitzustellen. Der Misch verstärker 39 kann auch nacheinander zwischen Signalen von den Kameras 7 und 45 wählen.

Abgesehen von den Sendeteilen 19 und 63 der Bodenstationen, dem Empfangsteil 31 der Bodenstation und dem Satelliten sind die vorstehend beschriebenen Bestandteile der Stationen 5 und 27 bei Fernseh-Sendernetzen gebräuchlich, um Aufnahmen von verschiedenen Kameraaggregaten zu mischen oder zwischen solchen Aufnahmen umzuschalten.

Das am Ausgang 61 des Rubidium-Frequenznormals 53 gelieferte Farbträgersignal wird der Eingangsschaltung eines Senders 63 in der Bodenstation zugeführt und einer Trägerwelle aufmoduliert, die auf die Antenne 29' gegeben wird. Die Antenne 29' kann mit der Antenne 29 vereint sein. Die modulierte Trägerwelle wird über den Raumweg 65 zum Satelliten 3 gesendet und von dort über den Raumweg 25' zur Antenne 29 und zum Empfänger 31 zurückgegeben. Ein gesonderter Empfangskanal im Empfänger 31 gewinnt aus der Trägerwelle einen verzögerten Farbhilfsträger zurück und liefert ihn selektiv von seinem Ausgang 67 über den Schalter 55 zum Synchronisierungsgenerator 51.

Mit dieser Anordnung wird eine Signalschleife über den Satelliten 3 gebildet, in welcher der vom Frequenznormal 53 gelieferte Farbträger um die Laufzeit im Raum verzögert wird, bevor er zur Synchronisierung des Kameraaggregats in der Station NY herangezogen wird. Der zurückempfangende Farbträger ist also über dem ursprünglichen Signal vom Frequenznormal 53 phasenverschoben.

Während seines Hin- und Rücklaufs durchläuft der Farbträger eine erste gesamte Weglänge (65 plus 25'), die doppelt so groß ist wie die Weglänge von der Station NYzum Satelliten. Das den Farbhilfsträger von der Station WA enthaltende Signalgemisch durchläuft eine zweite Gesamtweglänge (23 plus 25). Diese zweite Gesamtweglänge ist im wesentlichen gleich der Weglänge von der Station NY zum Satelliten (der Weglänge von der Station WA zum Satelliten) plus der Weglänge vom Satelliten zur Station WK Daher beeinflußt jede Änderung der Höhe des stationären Satelliten sowohl die erstgenannte Gesamtweglänge als auch die zweitgenannte Gesamtweglänge in praktisch der gleichen Weise. Die Phasenverschiebung bzw. der

Laufzeitunterschied zwischen den von der Antenne aufgefangenen Farbträgersignalen ist also sehr klein, ob diese Signale nun vom Rubidium-Frequenznormal 13 in der Station WA oder vom Frequenznormal 53 in der Station /Wstammen. Der restliche Laufzeitunterschied At₀ zwischen diesen Signalen ist so gering, daß er auf herkömmliche Weise mit einer veränderbaren Verzögerungsleitung (einer sogenannten »Mop-up«-Verzögerungsleitung) kompensiert werden kann, wie sie derzeit in Fernsehstudios sowohl für Live-Sendungen als auch für aufgezeichnete Sendungen verwendet wird.

Einzelheiten der Signalschleife von der Station NY zum Satelliten seien nachstehend an Hand der Fig.3 beschrieben. In dieser Figur sind Teile, die bereits an Hand der Fig.2 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Ein Rubidium-Frequenznormal 69 liefert eine sehr stabile Ausgangsfrequenz von 5 MHz. Dieses Ausgangssignal wird einem Frequenzsynthesizer 71 (mit Frequenzsynthese) eingegeben.

An der Klemme 61 wird ein Ausgangssignal mit der Frequenz

f_c = 3 579 545 MHz

abgegeben, die der in den USA geltenden NTSC-Norm entspricht. Der Signalweg von der Klemme 61 zum Anschluß 67 wurde bereits an Hand der Fig.2 beschrieben.

Zur Kompensation irgendwelcher restlichen Laufzeitfehler ist eine verstellbare Verzögerungsleitung 73 wünschenswert, die entweder in die Empfängerschaltung bei 67 (wie gezeigt) oder in die Senderschaltung bei 61 eingefügt werden kann. Das Ausgangssignal am Anschluß 67' besteht aus einer Signalwelle der Frequenz fc mit einer Doppler-Frequenzverschiebung. Diese Doppler-Verschiebung läßt sich ausdrücken als zeitabhängige Phasenverschiebung ΔΦ bezüglich einer anfänglichen Phasenlage am Beginn einer Periode, während welcher die Synchronisierung des Programms aufrechterhalten werden soll. Das Signal am Anrchluß 67' wird zur Taktsteuerung des Synchronisierungsgenerators 51 der F i g. 2 verwendet

Die oben beschriebene Einrichtung reicht zwar gewöhnlich zur Synchronisierung zweier Stationen aus. Zur Verbesserung der Phasenangleichung zwischen weitentfernten Stationen, wo sich die Weglängen der Strecken D\ und Di merklich unterscheiden, kann jedoch eine Änderung vorgenommen werden. Für den Fall der in den USA größtmöglichen Entfernung zwischen zwei Bodenstationen wurde errechnet, daß die Weglänge 23 von einer Bodenstation zu einem stationären Satelliten mit Äquator-Umlaufbahn um etwa 1,6% größeren Änderungen unterworfen ist als die Weglänge 25 von der anderen Bodenstation zum Satelliten.

Die erforderliche Korrektur zum Ausgleich der Geometrie der Standorte von Bodenstationen ist klein im Vergleich zu derjenigen Korrektur, die infolge der Radialbewegung des Satelliten erforderlich ist, Dennoch kann der durch die Erdgeometrie bedingte Laufzeitfehler 10 MikroSekunden betragen, d. h. er ist so groß, daß er mit einer verstellbaren Verzögerungsleitung kompensiert werden muß.

Die Längen der Übertragungswege durch den Raum lassen sich in Wellenlängen einer bestimmten Frequenz messen, die einer Trägerwelle aufmoduliert ist Mit wachsender Modulationsfrequenz steigt der in Wellenlängen der Modulationsfrequenz ausgedrückte Wert der Weglänge. Wenn die Modulationsfrequenz abnimmt.

dann wird dieser Wert kleiner. Die Modulationsfrequenz, mit welcher die Information des Frequenznormals vom Sender 63 der örtlichen Bodenstation ausgesandt und vom Satelliten 3 zum Empfänger 31 der örtlichen Bodenstation zurückgesendet wird, kann durch Überlagerungstechnik eingestellt werden. Wenn man die Länge (D\ + D]) der Übertragungswege 65 und 25 in Wellenlängen der eingestellten Modulationsfrequenz mißt und die Länge (D\ + Dz) der Übertra- gungswege 23 und 25 in Wellenlängen der Farbträgerfrequenz mißt, welche die Trägerwelle des Senders 19 der entfernten Bodenstation moduliert, dann lassen sich die prozentualen Änderungen dieser beiden Meßwerte einander gleich machen. Hiermit kann die Kompensie-

! 5 rung der Laufzeitschwankungen zwischen der örtlichen Bodenstation 27 und der entfernten Bodenstation 5 verbessert werden.

Fig.4 zeigt eine hierzu geeignete Einrichtung. Der am Ausgang des Frequenzsynthesizer 71 erscheinende Farbhilfsträger der Frequenz f_c wird einem Modulator 75 zugeführt und dort mit einem von einem Oszillator 87 kommenden Signal der Frequenz f\ moduliert. (Der Oszillator 87 kann in seiner Frequenz und seiner Phase mit dem Farbträger gewünschtenfalls über eine Verbindung 89 vom Frequenzsynthesizer 71 synchronisiert werden.) Das Frequenzspektrum des Ausgangssignals des Modulators 75 kann man als zwei Teilspektren ansehen: ein Teilspektrum mit höheren Frequenzen als diejenige des Farbträgers und ein Teilspektrum mit niedrigeren Frequenzen. Ein Bandfilter 77 selektiert die Signale eines dieser Teilspektren (im gezeigten Fall fc + f], d. h. das Teilspektrum mit den höheren Frequenzen), um sie dem Eingang 61 des Senders 63 typischerweise ein Gegentaktmodulator zur Unterdrükkung des Farbträgers f_a und das Filter 77 stellt einen Einseitenbandmodulator dar.

Das vom Empfänger 31 an der Klemme 80 bereitgestellte Signal hat die Frequenz f_c + f\ mit einer relativen Phasenverschiebung von ΔΦ. Dieses Signal wird mit der Modulationsfrequenz f\ im Modulator 81 überlagert. Ein unerwünschtes Teilspektrum des Ausgangssignals vom Modulator 81, welches oberhalb der Frequenz f_c + f\ liegt, wird durch ein Filter 83 unterdrückt.

Das Ausgangssignal an der Klemme 67' hat somit die Frequenz f_c und ist durch die Laufzeit im Raum phasenverschoben wie bei der Einrichtung nach F i g. 3. Dabei gibt es jedoch einen wesentlichen Unterschied. Da die Übertragung durch den Raum mit der Frequenz

so fc + f\ erfolgt, umfassen die vom Satelliten 3 hervorgerufenen Weglängenänderungen eine größere Anzahl von Wellenlängen, als es bei einer Übertragungsfrequenz /_cder Fall wäre. Es gilt somit:

Die Phasenverschiebung der Farbträgerfrequenz f_c ω scheint von einer um den Faktor (1 + /i//_c) größeren Weglängenänderung verursacht zu sein. Um die Kompensation der Laufzeitunterschiede zu verbessern, wird das Verhältnis f\/f_c so eingestellt, daß es gleich demjenigen Prozentsatz ist, um den die durch die Radialbewegung des Satelliten 3 hervorgerufene Änderung der kürzeren physikalischen Weglänge D\ + D₁ größer ist als die Änderung der größeren physikalischen Weglänge D₁ + D₁.

Das untere Seitenband des Modulators 75 wird als Modulationssignal für den Sender 63 dann gewählt, wenn die Weglänge zwischen der örtlichen Station und dem Satelliten kurzer ist als die Weglänge zwischen der entfernten Station und dem Satelliten. Für jede einzelne entfernte Station kann ein geeigneter Wert für f\ gewählt werden, der aus der Geometrie der Standorte der Stationen errechnet werden kann. Die Modulatoren 75 und 81 können Synchronschalter, Analogmultiplikatoren oder Mischer anderer Typen sein.

Eine gegenüber der Fig.4 abgewandelte Ausführungsform ist als Blockschaltbild in F i g. 5 dargestellt. Vom Frequenzsynthesizer 71 werden gleichzeitig zwei Ausgangssignale erhalten. Das eine Ausgangssignal hat

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die Frequenz f_c + /", (oder f_c - /i), und das andere Ausgangssignal wird dem Modulator 81 zugeführt. Das phasenverschobene Empfangssignal der Frequenz fc + f\ (oder f_c - Ζ,) wird durch den Modulator 81 überlagert, und das resultierende Signal wird wie bei der Einrichtung nach F i g. 4 in einem Bandfilter 83 gefiltert. Am Anschluß 67' erscheint die wiedergewonnene Bezugswelle der Normalfrequenz f_c mit der richtigen Phasenverschiebung, wie es weiter oben beschrieben

ίο wurde.

Die vorliegende Erfindung ist anwendbar sowohl bei Nachrichtenübertragungen mittels modulierter Lichtwellen als auch bei Nachrichtenübertragungen mittels modulierter Hochfrequenzträger.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Station für ein synchronisiertes Nachrichtenverkehrssystem, welches einen Erdsatelliten als Relaisstation für von fern zu empfangende Nachrichtensignale benutzt, mit einer Quelle für eine die Zeitbasis lokal erzeugter Nachrichtensignale steuernde Bezugsfrequenz, ferner mit einer Sendeeinrichtung zum Senden von mit der Bezugsfrequenz zeitgesteuerten Wellen an den Satelliten sowie mit einer Empfangseinrichtung zum Rückempfang dieser Wellen vom Satelliten, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfrequenzquelle ein unabhängig schwingender frequenzkonstanter Oszillator (53) ist und daß die vom Satelliten (3) rückempfangenen Wellen einem die loka! erzeugten Nachrichtensignale synchronisierenden Synchronisierungsgenerator (51) als Zeitbezugssignal zuführbar sind.

2. Station nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsfrequenzquelle (69) ein erster Frequenzumsetzer (71,75,77,87 in F i g. 4 oder 71 in Fig.5) nachgeschaltet ist, der ein erstes Modulationssignal (f_c + f\) auf die Sendeeinrichtung (63) gibt, und daß die Empfangseinrichtung (31) für die vom Satelliten zurückkommenden Wellen über einen zweiten Frequenzumsetzer (71, 87, 8I_n 83 in Fig.4 oder 71, 81, 83 in Fig.5) mit dem Synchronisierungsgenerator (51) gekoppelt ist. jo

3. Station nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Frequenzumsetzer eine Anordnung (71, 87 in Fig.4 oder 71 in Fig. 5) enthält, welche ein zweites Modulationssignal (f\) an einen im zweiten Frequenzumsetzer enthaltenen Modula- r> tor (81) liefert, um dort eine Frequenzänderung um ein Maß zu bringen, welches im wesentlichen gleich der Frequenz des zweiten Modulationssignals ist, und daß der erste und der zweite Frequenzumsetzer jeweils eine feste Frequenzänderung bringen, deren 4» Beträge einander im wesentlichen gleich sind, deren Richtungen jedoch verschieden sind.

4. Station nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Frequenzumsetzer einen ersten Modulator (75) und der zweite Frequenzumsetzer A^r> einen zweiten Modulator (81) aufweist; daß beide Modulatoren mit dem zweiten Modulationssignal (f\) angesteuert sind; daß der erste Frequenzumsetzer ferner ein mit dem ersten Modulator gekoppeltes Filter (77) aufweist, welches ein Einseitenbandsignal w an die Sendeeinrichtung (63) durchläßt; daß der zweite Frequenzumsetzer ferner ein mit dem zweiten Modulator gekoppeltes Filter (83) aufweist, welches ein Einseitenbandsignal an den Synchronisierungsgenerator (51) durchläßt (Fig. 4). Vi

5. Station nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Frequenzumsetzer einen mit der Bezugsfrequenzquelle (69) gekoppelten Frequenzgenerator mit Frequenzsynthese (71) enthält, der das erste (f_c + f\) und das zweite Modulationssignal (ίή bo erzeugt (F ig. 5).

6. Station nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß — für den Fall, daß zwischen der physikalischen Weglänge (Eh + Di) von der entfernten Station (WA) über den Satelliten (3) zur lokalen Station (NY) und der physikalischen Weglänge (D\ + Di) von der lokalen Station zum Satelliten und zurück ein Größenunterschied besteht — das Verhältnis (ft/Q der Frequenz (f\) des zweiten Modulationssignals zur Differenzfrequenz (f_c) zwischen dem ersten (f_c + /1) und dem zweiten Modulationssignal gleich demjenigen Prozentsatz ist, um den die durch die Radialbewegung des Satelliten hervorgerufene Änderung der kürzerei.· Weglänge größer ist als die Änderung der größeren Weglänge.