DE2338904A1

DE2338904A1 - Anordnung zur entfernungsmessung zwischen zwei stationen mittels funkuebertragung

Info

Publication number: DE2338904A1
Application number: DE19732338904
Authority: DE
Inventors: Pierre Bouvier; Max Schumperli
Original assignee: Dassault Electronique SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1972-08-02
Filing date: 1973-08-01
Publication date: 1974-02-14
Also published as: GB1435174A; FR2194974A1; FR2194974B1; DE2338904B2; US3900873A; IT993612B; DE2338904C3

Description

FRANZ NEYMEYER E 18 Jie/kö

Patentanwalt „_{ft 7} -. - ₇-

2731 Marbach/ViHingen "

Jöofädrerstra0e 20

JiARCSL üäSSaULT, Societe Anonyme, 75016 Paris (Frankreich)

Anordnung zur Entfernungsmessung zwischen zwei Stationen mittels Punkübertraguug.

i)±e Erfindung betrifft eine .anordnung zur Messung der Entfernung zwischen zwei Stationen mitteis Punkübertragung.

Die Anlage arbeitet nach dem Verfahren, bei dem ein Funksender einer ersten Station modulierte Signale sendet, die von einer zweiten mit einem /uitwortseuder ausgerüsteten Station empfangen werden und der Antwortsender seinerseits modulierte von dem eupfangenen Signal gesteuerte Signale senuefc, die wiederum von der ersten Station empfangen werden, uuci wobei die Entfernung zwischen den beiden Stationen bestiiiiut wird durch den Vergleich der an der ersten Station gesendeten und empfangenen Modulationen.

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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Übertragungssystem der Phasenmodulation, nach einer Funktion oder einem pseudo-stochastischen Coue, wobei die EntfermuigsbestiEnnung in der ersten Station dadurch erreicht wird, aab die gesendete Modulation verglichen wird iait der empfangenen Modulation.

In den bekanrttenAnlagen dieses Typs wird die Entfernungsbestiuiinung dadurch erreicht, daß zwei vvechseibeziehungsfiuiiitionen oder Vergleiche auf zwei verschiedenen Kanälen durchgeführt werden, wobei die Modulation des empfangenen Signals in einem ersten Kanal in Wechselbeziehung gesetzt wird mit einer ersten Funktion oder einem ersten Code und im zweiten Kanal verglichen wird mit einem identischen aber gegenüber aeri Code des ersten Kanals urneine Periode phasenverschobenen Code; die sich aus den beiden Wechselbeziehungen oder Vergleichen ergebende..- Differenzspannung wird in einer Ringschaltung zur Steuerung eines Oszillators benutzt, der die Periode der beiden pseudo-stochastischen Funktionen oder Coden festlegt, wie sie auf den Ausgängen Zweier nebeneinander liegender ßangstufen eines η-stufigen Registers ansteht.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vergleichsfunktionen in ein- und denselben Kanal einer Station mittels eines Umschalters durchgeführt werden, der diesen Kanal abwechselnd mit dem einen und anderen Ausgang des Registers verbindet, wobei durch eine Synchronschaltung die vom Kanal gelieferte Spannung abwechselnd positiv und negativ gemacht

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wiru, wie es ztir Erreichung der aemCszillator zugeführten Feillerspannung erforderlich ist.

iiVif diese Weise entfällt die !Notwendigkeit einer genauen Abstinnmng von zwei Kanälen, und es wird eine wesentliche Vereinfachung dadurch erzielt, daß zwei Kanäle durch einen einzigen ersetzt sind.

Des weiteren ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß aas Zusammenwirken der empfangenen Signale nit den örtlich vorhandenen Signalen direkt mit den modulierten Iioehfrequenz-Signalen erfolgt iuiq nicht, wie bisher üblich, nach einer Demodulation Eiit den Signalen der Video-Frequenz,

Dadurch wird es möglich, den Einfliiß der in die Übertragung zwischen den beiden Stationen eingehenden Frejnd^anmmgen zu viinxKialisieren, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn es sich un große Entfernungen und ins schwierige Verbinduiigs-

i handelt, wie das beispielsweise beim Kessen der g eines Satelliten von einer Bodenstation der Fall ist.

Ir.- folgenden wird nun die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise n:uier erläutert. Es zeigen: Fi,.:. 1 ein Scualtsciieuia einer ersten Station Fi.v;. *-i ein Jcliaitscncna eiziex* ziveiteii Station rig. j zwei .Jxagrauiüie.

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-Ii-

Sine erste Station, die beispielsweise in einem Satelliten untergebracht ist, enthält einen ultra-stabilen Oszillator 10 (Fig. l), dessen Schwingungen nach dem Durchlaufen eines Precuenzvervielfachers in einem Modulator 12 durch einen Bezugscode moduliert werden, der von einem Bezugscode-Generator 13 erzeugt wird. Ss handelt sich dabei um einen P2\f-Code oder eine pseudo-stochastische Funktion, deren Zeichen oder Signale +1 und -1 sich entsprechend öler Zahl (2 -l) nach entsprechenden Gesetzmäßigkeiten mit einer Periode A fortsetzen.

Der Ausgang des Modulators 12 ist auf einen Sender 15 geschaltet, dessen Signale von einer Antenne 16 ausgestrahlt werden. Die zTfeite Station, die für die Ermittlung der genauen Entfernung der ersten Station vorgesehen ist, befindet sich beispielsweise in einer 3odenstation. Sie besitzt eine Antenne 21 (Fig. 2), welche die von der ersten Station ausgestrahlten Signale aufnimmt und diese direkt auf einen ersten Eingang 22 eines Hochfrequenzkorrelators 23 leitet, der nach einem System einer Folgeregelungsschaltung, die unter der Bezeichnung ¹¹ de lay-Io ck" bekannt ist, Teil eines einzigen Korrelationskanals für den "phase-lock" - Empfänger 25 ist. Der zweite Eingang 26 des Eorrelators 23 ist auf den Ausgang eines einzigen Modulators 27 geschaltet, dessen Eingang 28 abwechselnd mit den Ausgang 29 der Stufe η und den Ausgang 31 der Stufe (n -l) eines PN-Code-Generators 32 verbindbar ist,und zwar mittels eines Umschalters 33» der durch ein bewegliches Schaltorgan 3^ una zwei Kontakte 35 und 36, welche an den Ausgängen 2'J und 3i

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liegen, schematiscli dargestellt ist.

Der Umschalter 33 wird gesteuert durch die Signale, die ihm vom Ausgang 37 eines Schaltsignalgenerators 38 zugeführt wer-¹ den. Ein zweiter Ausgang 39 des Generators 38 steuert einen Umschalter 41, der den Ausgang 42 eines dem Empfänger ".phaselock" 25 nachgeschalteten Demodulator 43 abwechselnd mit dem positiven (+) Eingang 44 und dem negativen (-) Eingang 45 eines aktiven Filters 46 verbindet und somit das Zeichen (+) oder das Zeichen (-) auf dem Ausgang 42 des Demodulators 43 bestiiamt. Die Spanmung am Ausgang 47 des Filters 46 steuert die Frequenz eines Zeitgebers 48, der den Durchlaß der vom Generator 32 gelieferten einzelnen Zeichen der Zahl (2ⁿ-l) steuert,

Ein dritter Ausgang 49 des Generators 32 leitet den Code auf einen Kodüfetor 51» «er Schwingungen, die von einem Plochfrequenzosziilator 52 erzeugt und über einen Frequenzvervielfacher geleitet worden sind, moduliert. Die modulierte Frequenz wird über die Leitung 54 auf einen Sender 55 niit einer Antenne 56 geleitet. Die Hochfrequenz-Signale, welche auf diese Weise von der zweiten Station ausgesendet und nach dem vom Generator gelieferten Code moduliert worden sind, werden über die Antenne 6l (Fig. l) der ersten Station empfangen und auf den Eingang 62 des Hochfrequenzkorrelators 63 geleitet. Der zweite Eingang 64 des Korrelators 63 ist mit dem Ausgang eines Modulators 65 verbunden, dessen Modulation über den Eingang 66 von einem der Eingänge 67 und 68 entsprechend der Stufe 11

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oder der Stufe (η -l) von einem PN-Code-Generator 69 unter der Steuerung eines Umschalters 70 geliefert wird. Der Umschalter 70 ist scheciatisch dargestellt durch ein Umschaitorgan 7I» das abwechselnd nit einem Kontalit 72 und einem Kontakt 73 zusammenwirkt, welche auf den Ausgang 67 bzw. 68 des Generators 69 geschaltet sind. Der Umschalter 70 wird gesteuert durch die von einem Schaltsignalgeiierator 92 auf seinen Eingang 91 gegebenen Signale. Der PN-Code-Generator 69 und der Bezugs-Code-Generator I3 sind mit dem Entfernungsmeßitreis 83 zusanimengeschaltet. Die Doppler-Meßkreise sind ebenfalls gezeigt.

Auf der einzigen Leitung 73» welche den Ausgang des Korrelators 63 bildet, vollzieht sich abwechselnd eine erste Korrelation zwischen einem Teil des empfangenen Signals und der durch den Ausgang 67 modulierten Hochfrequenz sowie eine zweite Korrelation zwischen dem empfangenen Signal und der durch den Ausgang 68 modulierten Hochfrequenz.

Der Verlauf dieser Werte als Funktion der Verschiebung _to zwischen dem empfangenen Code und den auf den Ausgängen 07 und 08 vorhandenen Coden ist in den Diagrammen der Fig. 3 dargestellt. Der Ausgang 73 enthält einen daiait zusammenhängenden Demodulator l*t_t dessen Ausgang 75 über den von den Signalen des Generators 92 gesteuerten Umschalte 76 auf den einen oder anderen der Eingänge 77 und 78 schaltbar ist. Dabei

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ist der Eingang 77 positiv und der Eingang 78 negativ, und zwar mittels eines aktiven Filters 79, auf dessen Ausgang 81 sich die Fehlerspanmmg befindet, welche die Frequenz des Zeitgebers 82 steuert, der seinerseits die Folgefrequenz der 3its des Codes von Generator 69 besti-mnt.

Jie gleiche Leitung bzw. der gleiche I'anal wie in der zweiten Station ist aber auch in der ersten Station vorhanden. Diese wird benutzt, un die beiden für die Fehlerspannung naßgeblichen Anulitudenwerte zu erhalten, welche aus der Autokorrelation zweier zeitlichen Verschiebungsverte einer Periode der iiits des Codes resultiert. Sowohl in der einen als auch in der anderen Station wird die Korrelation zwischen den Eochfrequenzsignalen durchgeführt, was die T/irkung der von Störeinflüssen, insbesondere durch die Ausbreitung von Wellen auf dem Hin- und Herweg zwischen den beiden Stationen, minimalisiert.

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Claims

Patentansprüche

Anordnung zur Kessting der Entfernung zwischen einer ersten und einer zweiten Station durch die Dauer einer zwischen den beiden 3tationen hin- und zurücklaufenden Funkübertragung, wobei ein Funksender der ersten Station modulierte Signale sendet, die von einen .Antwortsender der zweiten Station empfangen werden und wobei der Antwortsender seinerseits modulierte, von den empfangenen Signalen gesteuerte Signale zurücksendet, welche wiederum von der ersten Station empfangen werden, und wobei die Entfernung bestimmt wird durch den Vergleich der von der ersten Station gesendeten und empfangenen, durch einen pseudo-stochastischen Code oder einen PN-Code phasenmodulierten Hochfrecuenzsigiiale und der WertbeStimmung der zeitlichen Verschiebung der Bit-Periode gegenüber dem Bezugscode nach dem binären "delay-lock"-System, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einer Station die mit den empfangenen Signalen zu vergleichenden Werte mittels eines Umschalters (41, 76) auf einen gemeinsamen Kanal gegeben werden, wobei der Umschalter (²Il, 76) diesen Kanal abwechselnd auf den einen und anderen Ausgang (hk, k5 bzw, 77, 78) eines Codegenerators (32 bzw. 69) schaltet.
2. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichswerte abwechselnd init entgegengesetzten

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Vorzeichen (+, -) mittels eines aweiten lait den Umschalter (41, 76) synchronisierten Unsclialters (33, 70) zugeschaltet werden.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umschalter (71» 76 und 33, 70) vom seihen Befehlsgenerator (38 bzw. 92) gesteuert werden.
4. Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einer Station der Vergleich des empfangenen Signals mit einem vorhandenen Signal nittels modulierter Hochfrequenzsignale stattfindet.

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