DE2722722C2 - Unilaterales Übertragungssystem - Google Patents

Description

— daß zum Obertragen der von auf einem Flugzeugträger befindlichen Flugzeugen benötigten Ausrichtinformationen die am Turm (2) des Flugzeugträgers angeordneten Sender (10) optische Reflexions- und/oder Brechungseinrichtungen (12) zur Umlenkung der modulierten Strahlung in horizontale Strahlenbüschel besitzen, wobei die Strahlenbüschel benachbarter Sender sich breit überlagern, und

— daß jeder der an den Flugzeugen befindlichen optischen Empfänger (30) als horizontaler Rundumempfänger ausgebildet ist

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der optischen Sender (10) derart bemessen ist, daß die Zone, in der eine Strahlungsei fassung möglich ist, dem Deck des Flugzeugträgers entspricht.

3. Übertragungssystem nar.h Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenbüschel mit der maximalen Frequenz müdulie~t sind, die mit den Dioden (11) möglich ist, damit eine störende Übertragung durch Umgebungsgeräusche, hervorgerufen beim Betrieb der Flugzeugtriebwerke, vermieden ist.

4. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektroluminiszierenden Dioden (11) jedes optischen Senders (10) längs der fokalen Linie eines parabolischen Spiegels (12) angeordnet und auf den Spiegel gerichtet sind, wobei die fokale Linie horizontal orientiert ist.

5. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder optische Sender (10) eine zentrale Zylinderlinse (22), deren Zylinderachse horizontal liegt und die an der Frontseite der Dioden (21) angeordnet ist, und eine obere und eine untere zylindrische Linse (23, 24) besitzt, welche an die eine und die andere Seite der zentralen Linse (22) angeschlossen sind und jeweils an einen Spiegel (25,26) angrenzen.

6. Übertragungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten jeder elektroluminiszierenden Dioden (21) zwei Spiegel (27, 27) V-förmig angeordnet sind, deren Spiegelflächen in der Vertikalen orientiert sind.

7. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem jeder Empfänger Fotodioden enthält, welche die Seitenflächen eines regelmäßigen Prismas mit vertikaler Achse bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma von Lamellen (32), die in regelmäßigen Horizontalabständen angeordnet sind, umgeben ist, und daß der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Lamellen und ihre Breite derart bemessen sind, daß sie die Fotodioden (31) gegen eine Strahlung schützen, welche unter einem Winkel einfällt, der größer als ein Seitenwinkel zwischen 5 und 10" ist.

_ Die Erfindung betrifft ein Übertragungssyuem zum Übertragen von Informationen von stationären optisehen Sendern, die eine Mehrzahl von im Infrarotbereich strahlenden elektroluminiszierenden Dioden und eine Einrichtung zum Modulieren der Infrarotstrahlung aufgrund der erwähnten Informationen aufweisen, auf in unmittelbarer Nachbarschaft befindliche optische Empfänger, welche Einrichtungen zum Demodulieren ihrer Ausgangssignale aufweisen.

Bei Flugzeugträgern ist es erforderlich, viele am Flugzeug angebrachte Navigationsgeräte mit am Flugzeugträger angeordneten Geräten zu synchronisieren, und hierzu muß jedes Flugzeug vom Turm Informationen erhalten, die das Bezugssystem des Flugzeugträgers angeben, & h. die Komponenten für die Fahrtgeschwindigkeit des Flugzeugträgers, seine Position (Länge und Breite), seinen Kurs, sein Stampfen und sein Schlingern.

Damit die Übertragung unter günstigen Bedingungen für die Geheimhaltung und die militärische Sicherheit erfolgt, ist es einerseits erforderlich, daß das Emissionsfeld möglichst eng dem Deck des Flugzeugträgers angepaßt ist, damu die übertragenen Informationen nur auf dem Deck oder in unmittelbarer Nachbarschaft des Decks empfangen werden können. Andrerseits muß der Empfang an allen Punkten des Deckes ausgezeichnet sein und muß ein Schutz gegen Störungen äußeren Ursprungs vorgesehen sein.

Durch die DE-OS 22 10 422 ist ein Lichtsignalgerät bekannt, welches zwei antiparallel gerichtete Lichtstrahlen von einem rotierenden Prisma aus abstrahlt. Das Lichtsignal kann folglich innerhalb der gesamten von den Lichtstrahlen bestrichenen Rotationsebene empfangen werden. Ein solches Lichtsignalgerät ist für eine begrenzte, nur örtliche Übertragung nicht geeignet, da seine z. B. vom Turm eines Flugzeugträgers ausgestrahlten Lichtsignale noch in weiter Entfernung zu empfangen wären. Darüber hinaus ist das bekannte Gerät nicht zur Übertragung komplexerer Informationen geeignet, da sich mit ihm nur die beiden Informationen »Licht« und »kein Licht« gewinnen lassen.

Durch die CH-PS 4 68 615 ist ferner ein Lichtsignal-Rundum-Empfänger bekannt, der zur Anbringung auf Zielobjekten bei militärischen Manöversystemen mit Schußsimulation durch Lichtstrahlen bestimmt ist. Auch dieses Gerät ist zur Auswertung komplexerer Informationen nicht geeignet, da sich mit ihm nur die Information »vom Lichtstrahl getroffen« und »nicht getroffen« ermitteln lassen.

Ein zur Übertragung komplexerer Informationen geeignetes System ist durch die Literaturstelle »Cordless headphones« von John Free in »Popular Science«, Jan. 1976, Seite 91 bekannt. Dort werden akustische Signale, z. B. von einem Plattenspieler, in Infrarotstrahlung umgesetzt und ausgestrahlt, die von optischen Empfängern aufgefangen und über Kopfhörer wieder in in akustische Signale zurückverwandelt werden. Dieses System arbeitet mit einem Richtstrahler, ist aber nur in geschlossenen Räumen voll funktionsfähig, da zum Empfang die Reflexion der Strahlung an den Wänden

|| und Decken des Raumes ausgenutzt werden muß,

|| Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses

p bekannte Übertragungssystem für die Zwecke der

f§ Informationsübertragung auf Flugzeugträgern umzuge-

H stalten, wobei die räumlichen Gegebenheiten des

•?:S Startdecks berücksichtigt werden müssen und aus

Il Gründen der Geheimhaltung nur ein den Abmessungen

ff, des Flugzeugträgerdecks eng angepaßtes Emissionsfeld

Jjf aufgebaut werden darf.

jfij Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß

If vorgesehen, daß die am Turm anzuordnenden Sender

fjl mit optischen Reflexions- und/oder Brechungseinrich-

Jl tungen ausgerüstet sind zur Umlenkung der von den

l<fi Dioden ausgehenden Strahlung in ein horizontales

[ίΐ? Strahlenbüschel, wobei die Sender derart angeordnet

j ' sind, daß die Strahlenbüsche! benachbarter Sender sich

; ν sehr breit überlagern, und daß jeder der an den

f| Flugzeugen befindlichen optischen Empfänger als

|| Rundumempfänger zum Empfang in der Horizontalebe-

f| ne ausgebildet ist

ψί Dadurch wird gewährleistet, daß die ausgestrahlten

ψ, optischen Signale nur von den an den Flugzeugen in

?·$ einer bestimmten Höhe angeordneten optischen Emp-

;1| fängern aufgefangen werden können. Da auf einem

ψ Flugzeugträger keine Wände und Decken für die

':} Reflexion der Strahlung zur Verfügung stehen, sind die

■χ Empfänger als Rundumempfänger ausgerüstet Die

^: Verwendung inkohärenter Strahlung stellt zum einen

':.). sicher, daß die Signale von jedem Flugzeug empfangen

werden können, ohne daß durch Überlagerung ein Auslöschen der Strahlung erfolgt, zum anderen kann dadurch die Reichweite der Strahlung auf die Abmessungen des Startdecks begrenzt werden.

Das Übertragungssystem nach der Erfindung garantiert folglich eine quasi absolute Geheimhaltung, da nach der Gesetzmäßigkeit für den Empfang einer inkohärenten Strahlung, die von den elektroluminiszierenden Dioden ausgesendet wird, die Gleichung Md¹ gilt, wobei dder Abstand vom Sender ist; folglich ist die Dämpfung sehr stark und das Emissionsfeld kann deshalb eng auf das Deck des Flugzeugträgers begrenzt werden.

Eine solche enge Begrenzung des Emissionsfeldes ist

mit einer radioelektrischen Übertragung nicht erreich-

. bar, denn für die Empfangsintensität der in diesem Falle

kohärenten Strahlung gilt die Abhängigkeit Md, d.h.

daß die Dämpfung weniger stark ist.

Die Verwendung einer inkohärenten Strahlung erlaubt es ferner, einen Punkt des Decks mit zwei oder mehreren Sendern problemlos anzustrahlen, während die Verwendung mehrerer Quellen mit kohärenter Strahlung Interferenzerscheinungen hervorrufen würde, die für den Empfang lästig sind. Man kann darüber hinaus die Beleuchtungsstärke in einfacher Weise variieren, indem man die Zahl der Dioden jedes optischen Senders modifiziert.

Ein weiterer Vorteil des Übertragungssystems besteht darin, daß eine willentliche Störung des Empfangs mit Rücksicht auf die benutzte Wellenlänge praktisch unmöglich ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen ' werden, daß die Leistung der optischen Sender derart

bemessen ist, daß die Zone, in der eine Strahlungserfassung möglich ist, dem Deck des Flugzeugträgers entspricht.

Die Anzahl der elektroluminiszierenden Dioden in jedem optischen Sender und der verwendete Diodentyp werden derart gewählt, daß der Empfang, unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Verhältnisse bei Nebel, ar. den Bereichen des Decks noch hervorragend ist, die am weitesten vom Turm entfernt sind. Es muß jedoch, soweit es den Nebel betrifft, präzisiert werden, daß die Sichtverhältnisse noch ausreichend sein müssen, um eine Landung der Flugzeuge auf Deck zu gestatten. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann jeder optische Sender eine Mehrzahl von elektroluminiszierenden Dioden besitzen, die in der fokalen Linie eines parabolischen Spiegels angeordnet und diesem Spiegel zugewandt sind, wobei die fokale Linie horizontal orientiert ist

Man erhält dann ein Strahlenbüschel mit einem Seitenwinkel von 100° und einem Erhöhungswinkel von 2°. Die sich bei einem Erhöhungswinkel von 2° ergebende Parallelabweichung beim Strahlenbüschel beruht darauf, daß die Dioden nicht exakt punktförmige Quellen sind. Ein paralleles Strahlenbüschel wäre aber auch vor Nachteil, denn man müßte dann die Höhe der optischen Empfänger auf einen preisen Wert einstellen. Dagegen sichert ein leicht divergie; endes Strahienbüschel einen guten Empfang auch mit Empfängern, die in etwas unterschiedlichen Höhen angeordnet sind.
Andererseits darf der Empfang nicht durch Sonnenstrahlt'-ig derselben Wellenlänge gestört werden. Aus diesem Grunde besitzt jeder Empfänger Fotodioden, welche die Seitenflächen eines regelmäßigen Prismas mit vertikaler Achse bilden, wobei der Erfindung zufolge das Prisma von Lamellen, dit in regelmäßigen Horizontaiabständen angeordnet sind, umgeben ist, und der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Lamellen und ihre Breite derart bemessen sind, daß sie die Fotodioden gegen eine Strahlung schützen, welche unter einem Winkel einfällt, der größer als ein Seitenwinkel zwischen 5° und 10°, vorzugsweise von 7,5°, ist.

Eine unter einem niedrigeren Winkel als 7,5° einfallende Sonnenstrahlung entspricht einer ausgehenden oder untergehenden Sonne und ist deshalb zu schwach, um einen Empfang auszulösen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles für das Übertragungssystem näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf den Turm und eine mögliche Anordnung der optischen Teile des Systems;

F i g. 2 in einer vereinfachten vertikalen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines optischen Senders;

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispieles eines optischen Senders;

F^;g 4 eine perspektivische Ansicht zum Aufbau des Senders nach F i g. 3;

F i g. 5 eine schimatische Ansicht zum Aufbau eines Ausführungsbeispieles eines optischen Empfängers;

F i g. 6 ein Blockschaltbild der Schaltung, welche das Modulationssignal für den optischen Sender aufgrund eines vom Turm gelieferten Signales erzeugt;

Fig.7 ein Zeitdiagramm, welches der durch die Schaltung nach Fig.6 bewirkten Signalverarbeitung entspricht; und

Fig.8 ein Blockschaltbild der Demodulationsschaltung, welche das Ausgangssignal des optischen Empfängers verarbeitet.

Fig. 1 zeigt sehr vereinfacht einen Flugzeugträger mit einem Startdeck 1 und einem Turm 2. Die Flugzeuge können sich an jedem Punkt des Decks befinden. Die

Abmessungen des Decks sind beispielsweise 20 m Breite und 250 m Länge.

Der Turm 2 trägt vier optische Sender oder Strahler 10, deren Strahlungsquellen von elektroluminiszierenden Dioden AsGa gebildet sind, welche im Infrarot-Bereich (0,95 μηι) strahlen. Die Strahler IO sind derart angeordnet, daß das gesamte Startdeck mit ihren Strahlenbüscheln ausgestrahlt ist. Andererseits trägt jedes Flugzeug an seinem Seitenleitwerk einen optischen Empfängerkopf 30, der für die von den Strahlern 10 gesendete Infrarot-Strahlung sensibel ist. In der Praxis befinden sich die Strahler 10 und die Empfängerköpfe 30 annähernd in der gleichen Höhe, von 4 oder 5 m, über dem Startdeck 1.

Im folgenden werden ein Strahler 10 und ein Empfängerkopf 30 im einzelnen, beschrieben, und danach wird die Elektronik der Ausstrahlung näher erläutert, welche aufgrund von Ausrichtinformationen ein Modulationssignal für das von den Strahlern 10 süsgc'and.c ^irsftiCnsüscnc! erzeugt; asnscn «;ra g;c Empfangselektronik beschrieben, welche das Ausgangssignal des Empfängerkopfes 30 derart verarbeitet, daß dieses an Bord des Flugzeuges verwendbar ist.

Gemäß einer ersten, in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform besitzt jeder Sender eine Reihe elektroluminiszierender Dioden 11 und einen parabolischen Spiegel 12. Die Dioden sind auf der fokalen Linie des Spiegels 12 angeordnet und strahlen auf den Spiegel. Hierdurch ist die von dem Spiegel reflektierte Strahlung fast parallel. Eine leichte Divergenz der Strahlung ergibt sich, weil die Dioden 11 nicht exakt punktförmige Quellen sind.

Der Spiegel 12 ist derart angeordnet, daß seine Erzeugenden horizontal liegen, und folglich führt die Divergenz des Strahlenbüschels zu einem Erhöhungswinkel. Dieser ist ungefähr 2°, was einer ungefähren Divergenz von 1 m auf 60 m entspricht. Diese Divergenz ist vorteilhaft, denn sie erübrigt es, die Höhenlage des Empfängerkopfes 30 gegenüber dem Deck 1 mit großer Genauigkeit festzulegen.

Der Seitenwinkel des Strahlenbüschels ist. wie man aus F i g. 1 ersehen kann, ungefähr 100°. Man sieht, daß bei vier Sendern dieses Typs der größte Teil des Decks durch mindestens zwei Sender bestrahlt wird. Da die von AsGa-Dioden ausgesandte Strahlung inkohärent ist, ergeben sich aus der Überlagerung der verschiedenen Strahlenbüschel oder Strahlenfächer keinerlei Interferenzprobleme.

Aus dem gleichen Grunde kann die Anzahl der bei jedem Sender vorgesehenen Dioden entsprechend der gewünschten Strahlungsintensität frei gewählt werden. Jeder Sender kann beispielsweise acht Dioden besitzen.

Die F i g. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform des Senders. Der Sender umfaßt hier eine Reihe von AsGa-Dioden, beispielsweise vier Dioden, die auf einer horizontalen Linie verteilt sind und die diesmal in Richtung des Decks strahlen. Die von den Dioden 21 ausgehende Strahlung wird durch eine zentrale Zylinderlinse 22 und durch je eine obere und eine untere zylindrische linse 23,24 zentriert, an welche sich jeweils die beiden Spiegel 25, 26 anschließen. Die erhaltene Strahlung besitzt einen Erhöhungswhikel in der Größenordnung von 2° wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2, aber der Seitenwinkel liegt hier in einer Größenordnung von 50°. Folglich muß man zwei solcher Sender nehmen, um eine Seitenüberdeckung analog dem Sender nach F i g. 1 zu erreichen.

Uni die von den Dioden 21 ausgesandte Strahlung maximal auszunutzen, ist ferner eine Reihe kleiner, in einer Zickzacklinie angeordneter Spiegel 27 vorgesehen, die in F i g. 4 gezeigt sind. Die Spiegel sind derart angeordnet, daß sie die seitlich gerichteten Strahlen der Dioden auf die Linsen zurückwerfen. Beiderseits jeder Diode 2t ist jeweils ein Spiegel 27 angeordnet, wobei die beiden Spiegel ein V bilden und die Spiegelflächen senkrecht orientiert sind. Man erhöht hierdurch beträchtlich die Strahlungsintensität bei einer gegebenen Anzahl von Dioden.

ίο In Fig.S ist schematisch ein Empfängerkopf 30 gezeigt, der am Seitenleitwerk jedes Flugzeuge« angebracht ist. Der Empfängerkopf ist aus sechs identischen Fotoelementen 31 aufgebaut, die derart angeordnet sind, daß sie die Seitenflächen eines regelmäßigen, sechseckigen Prismas bilden. Die Anschlüsse der Fotoelemente sind nicht gezeigt, aber diese sind einfach derart parallel geschaltet, daß sich die erhaltenen Ströme addieren. Die Fotoelemente 31 sind vorteilhafterweise mit einer pulverisierten Schicht aus

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Wellenlänge 0,95 μηι einschränken, mit welcher die AsGa-Dioden strahlen. Die Schicht aus CdTe kann ihrerseits mit einer Antireflexionsschicht versehen sein, welche die Sensibilität erhöht. Da dies ein üblicher Aufbau von Fotoelementen ist. erübrigen sich weitere Erläuterungen.

Die beschriebene Anordnung der Fotoelemente 31 erlaubt einen Rundumempfang, und damit ist ein Empfa.! ■£ unabhängig von der Stellung des Flugzeuges auf dem Startdeck sichergestellt.

Das von den Fotoelementen 31 gebildete Prisma ist durch einen Satz von undurchlässigen, parallelen Lamellen 32 eingefaßt, die in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Diese Lamellen erfüllen die Aufgabe von Jalousien, denn der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lamellen und der radiale Abstand zwischen ihrer Peripherie und den Fotoelementen sind derart bemessen, daß sie Strahlen, die unter einem Seitenwinkel größer als 7J5° einfallen, an einem Auf treffen auf die Fotoelemente 31 hindern.

Die Lamellen 32 verhindern zugleich eine Störung des Empfangs durch Sonnenstrahlung, aber sie lassen das von den Strahlern 10 gesandte Strahlenbüschel, das im wesentlichen horizontal ist, durchfallen. Es wird noch bemerkt, daß bei einem Sonnenstand niedriger als ein Seitenwinkel von 7.5° die Sonnenstrahlung vernachlässigbar klein ist gegenüber der von den Strahlen herrührenden Strahlung.

Der optische Empfängerkopf 30 ist ferner noch durch ein Gehäuse 33 geschützt, welches für die Infrarot-Strahlung der AsGa-Dioden durchlässig ist, und ferner ist der Kopf mit einem Deckel 34 versehen.

Im folgenden wird anhand der Fig.6 und 7 beschrieben, wie das Signal zur Modulation des von den elektroluminiszierenden Dioden ausgesandten Strahlenbüschels erreicht wird.

Die Ausrichtinformationen werden vom Turm in der Form eines Signales ARINC(siehe F i g. 7) geliefert, d. h. in Form eines Signales, das aus Kodewörtern von 32 Bit besteht, die stoßweise mit einem variablen numerischen Rhythmus zwischen 6 und 14kBd (Kilobaud) ausgewandt werden. Während des gesamten, zwei aufeinanderfolgende Kodewörter trennenden Intervalle ist das Signal NuIL Eine Übertragung mit einem Signal ARINC ist die an Bord von Flugzeugen und bei Flugzeugträgern übliche Übertragungsart.

Dieses Signa! ist nicht unmittelbar zur Modulation der optischen Strahlung verwendbar. Em Modulationssignal

muß in der Tat einen regelmäßigen Rhythmus haben und muß Synchronisierungs-Kodewörter aufweisen, um für den Empfang verwertbar zu sein. Fig. 6 zeigt eine Schaltung, mn der ein solches Modulationssignal erreicht werden kann. -,

Das Signal ARINC wird über einen Verstärker 50 einerseits an einen Zweiweggleichrichter 51, der das Si£*il H\ ARINC liefert, und andrerseits an einen Einweggleichrichter 52 gegeben, der das Signal RZ A RINC liefert. in

Der monostabile Kreis 53 liefert aufgrund des Signales //, ARINC das Signal H₂ARINC, welches in den Pufferspeicher 54 eingeschrieben wird. Das Signal Wi AR INC steuert ferner einen monostabilen Auslösekreis 55 an, dessen Ausgangssignal SMeine gewisse Zeit ti nach Ende eines Kodewortes auf das Niveau Null zurückfällt.

Fs handelt sich hier also um ein Signal für das

Ιέ nrl**iyr»rl*»nH<» u>«»ts<h«»c Qiernal \*f'ta «JJ£^ beschrieb"" wird, parallel die Übergabe des Inhaltes des Speichers j» 54 an den Speicher 56 steuert. Der Ausgangsrhythmus des Speichers 56 wird durch ein Taktsignal H »NRZ« von der Frequenz 14,5 kHz geliefert, wozu im Zähler 57 eine Taktfrequenz H »PSK« von einer Frequenz 116 kHz durch 8 geteilt wird. Dieses Signal H »NRZ« ist >, in F i g. 7 in zwei verschiedenen Maßstäben gezeigt.

Das Taktsignal H »NRZ« und das von dem monostabilen Kreis 55 gelieferte Signal SM für ein Kodewortende werden an ein UND-Tor 58 gegeben, und das sich ergebende Signal wird an eine Anordnung 59 ^eführt. Die Anordnung 59 liefert ein Signal, welches die Übergabe des Inhaltes des Speichers 54 an den Speicher 56 steuert, wenn das erste Übergabesignal vom UND-Tor 58 ansteht. Die Übergabe läuft dann in Phase mit dem Taktsignal H »NRZ« ab. j5

Dem Register 56 folgen zwei Speicherstufen 60, 61, die auf den Wert »I« eingestellt sind, wenn sie das Steuersignal der Anordnung 59 erhalten. Das Signal H»NRZ« liefert den Verschieberhythmus zwischen Speicher 56 und diesen Stufen 60 und 61. -to

Das sich ergebende Signal NRZ »L« hat dann einen konstanten numerischen Rhythmus von 143 kbits/s und weist zwei Bits von der Größe »I« auf, die unmittelbar dem Informations-Kodewort von 32 Bit vorangehen, den beiden Bits von der Größe »1« gehen mindestens zwei Bits von der Größe »0« voran, was sich aus der Struktur des Startsignales ARINC ergibt. Die somit erhaltene Anordnung 0011 bildet das Synchronisierungskodewort.

Das Signal NRZ »L« ist nicht als direktes Modulationssignal geeignet, da sein Rhythmus nur 143 kbits/s beträgt. Man ist daran interessiert, eine möglichst hohe Frequenz zu wählen, um Störungen durch ein Umgebungsgeräusch zu vermeiden, was insbesondere bei Betrieb der Flugzeugtriebwerke hervorgerufen wird Deshalb gibt man das Signal NRZ »L« an einen Flip-Flop 6Z welcher das Signal NRZ»Sa (Fig.7) liefert, welches nur noch Obergänge für die Werte Null von NRZ»L« präsentiert, und man führt das Signal NRZ »S« und das Taktsignal H NRZ an ein exklusives ODER-Tor 63, welches das Signal ΒΘ »Se abgibt Das Signal ΒΘ »S« wird an ein exklusives ODER-Tor 64 geliefert ebenfalls das Taktsignal H»PSK« von 116 kHz, welches eine Modulation durch Umkehr der Phase des Signals H»PSK« bewirkt Man erhält dann das Signal ΒΘ »Sa/PSK, weiches nach Durchgang durch einen Verstärker 65 an die elektroluminiszierenden, symbolisch dargestellten Dioden 66 geliefert wird, um nach der Methode Alles-oder-Nichts das optische Lichtbüschel zu modulieren.

Fig.8 zeigt einen Demodulationskreis, welcher es ermöglicht, aus dem Ausgangssignal des optischen Detektors ein an Bord des Flugzeuges verwendbares Signal vom Typ ARINCzu erhalten.

In Fig.8 ist mit Positionsziffer 70 ein optischer Empfänger der vorher beschriebenen Art bezeichnet. Das Ausgangssignal, das ein extrem variables Niveau besitzt, da der Abstand des Flugzeuges vom Turm zwischen 5 m und 120 m variieren kann und da Nebel die Strahlung beträchtlich dämpfen kann, wird einmal in einem Verstärker 71 mit schwachem Verstärkergeräusch verstärkt, welcher in der Nachbarschaft des Empfängers 70 angeordnet ist.

Es kann maximal ein Verhältnis in der Größenordnung von I : 100 000 zwischen niedrigem Niveau und hohem Niveau des Signals vorliegen.

Aus dicSEm Gründe ist cii'ic Anordnung 72 mit automatischer Regelung des Verstärkerfaktors ebenfalls am Seitenleitwerk angeordnet, dessen Ausgangssignal auf einem Niveau variiert, das mit einer Kabelübertragung verträglich ist.

Allerdings besitzt der Verstärker 72 aufgrund seiner sehr weiten Dynamik eine große Zeitkonstante und er kann nicht die schnellen Niveauänderungen absorbieren, die auftreten, wenn das Strahlenbüschel Turbulenzen durchquert, die bei Betrieb der Triebwerke des Flugzeuges hervorgerufen werden und die eine Frequenz von einigen hundert Hertz haben können. Deshalb ist an Bord des Flugzeuges eine zweite Anordnung 73 mit automatischer Steuerung des Verstärkungsfaktors vorgesehen, deren Dynamik geringer ist(l : 5— 10), deren Zeitkonstante aber kürzer ist, so daß die vorerwähnten raschen Variationen absorbiert werden können. Diese Anordnungen sind üblich und müssen hier nicht mehr näher beschrieben werden. Die in Fig.8 links der gestrichelten Linie gezeigten Schaltungsteile befinden sich am Seitenleitwerk, während die rechts der gestrichelten Linie dargestellter Schaltungsteile an Bord des Flugzeuges angeordnet sind.

Zur Rückgewinnung des für die Emission gebildeten Signales NRZ »S« müssen die umgekehrten Operationen durchgeführt werden, die die Tore 63 und 64 in Fig.6 ausgeführt haben, und hierfür müssen die Taktsignale wiedergewonnen werden, die man zur Erzeugung des Modulationssignales benutzt hat, d. h. die Signale H»PSK«(\ 16 kHz)und H»NRZ«(H$ kHz).

Die Wiedergewinnung des Taktsignales PSK geschieht wie folgt Man leitet das Ausgangssignal der Anordnung 73 an einen Zweiweggleichrichter 74. Man filtert dann das gleichgerichtete Signal in einen Bandfilter 75 von 232 kHz (2 · 116 kHz). Andrerseits liefert ein Oszillator 76 ein Signal von der Frequenz 7192 kHz, welches an einen Zähler 77 gegeben wird. Dieser Zähler teilt mal durch 30, mal durch 32, und er wird durch einen Phasenvergleicher 78 gesteuert, welcher permanent das vom Filter 75 gelieferte und durch einen Verstärker 79 verstärkte Signal und das vom Zähler 77 gelieferte Signal vergleicht Der Zähler 77 liefert folglich ein Signal von der Frequenz 232 kHz, welches in ein Signal H »PSK« von der Frequenz 116 kHz umgewandelt wird, indem es in den Zähler 80 gegeben wird, der die Frequenz durch 2 teilt

Das Taktsignal H »PSK« dient zur Kommutierung eines Gleichgewichts-Modulators 81, welcher das Signal Bd »Sfi/PSK von der Anordnung 73 erhält und der mit

einem Verstärkungsfaktor +1 oder — 1 je nach Niveau des Signales H»PSK« verstärkt. Der Modulator 81 stellt folglich das Signal BB »S« »analog« wieder her, das frei von den verschiedenen Störungen ist.

Nachfolgend geht es darum, das Taktsignal H »NRZ« -, wiederzugewinnen, bevor es zur Kommutierung eines zweiten Gleichge-.vichts-Modulators 82 verwendet wird, der das Signal BB »S« erhält und an seinem Ausgang das Signal NRZ »SWabgibt.

Die Schaltung zur Wiedergewinnung des Taktsignals m umfaßt in diesem Falle ein Bandpaßfilter 83 mit der zentralen Frequenz 14,5 kHz, einen Zweiweggleichrichter 84, einen auf 29 kHz geregelten Schwingkreis 85, einen Begrenzerkreis 86, einen Verzögerungskreis 87 für ein Zurückbringen in Phase und einen Zähler 88, um \-_Ί die Frequenz durch 2 zu teilen und ein Signal von 14,5 kHz zu erhalten.

Da allerdings die Multiplikation der Frequenz mit »2« einer Division durch »2« folgt, hat man eine

Zweideutigkeit ΪΠ der phase des Signals H»NRZ«. Um >n

diese Zweideutigkeit zu beheben, benutzt man den Umstand, daß das Signal BB »S« immer einen Übergang in der Mitte eines Bits (siehe F i g. 7) präsentiert.

Man behandelt im übrigen das vom Modulator 81 ausgegebene, von Störungen freie Signal, um ein reines >-, logisches Signal zu erzielen. Für diese Bearbeitung wird das Signal an einen Integrator 89 gegeben, der mit einer Frequenz von 29 kHz auf Null zurückgestellt wird. Das Vorzeichen des Integrationsergebnisses wird durch einen Verstärker 90 im logischen Kreis 91 geliefert, welcher das Bit »I« abgibt, wenn das Resultat positiv ist, und welcher das Bit von der Größe Null abgibt, wenn das Resultat negativ ist.

Das dann erhaltene logische Signal BB »S« wird an ein exklusives ODER-Tor 92 geführt, welches gleichzeitig das Signal ΒΘ »S« erhält, welches um ein Halb-Bit durch den Verzögerungskreis 93 verschoben ist. Das Ausgangssignal des Tores 92 hat seine Übergänge immer zu Beginn einer Periode und kann dann nach Durchgang durch einen rnonostabilen Kreis 94 mit dem vom Zähler 88 gelieferten Signal in einem UND-Tor 95 verglichen werden. Wenn das UND-Tor 95 drei Impulse abgegeben hat, liefert der Zähler 96 ein Signal, welches die Phasendifferenz des Signales H »NRZ« einer Halb-Periode über den zwischengeschalteten Verzögerungskreis 97 steuert. Zur Erhöhung der Sicherheit wird das vom Zähler 88 abgegebene Signal ebenfalls an ein UND-Tor 98 nach Inversion im Kreis 99 geliefert, und das UND-Tor 98 empfängt ebenfalls das vom Zähler 68 abgegebene Signal und liefert Impulse an den Zähler 96. Die Phase des Signales H »NRZ« ist dann korrekt festgelegt.

Das Signal N'RZ »S« am Ausgang des Modulators 82 wird dann, zur Erzielung eines reinen logischen Signales, in einem Kreis behandelt, der einen Integrator 100, einen Verstärker 101, welcher das Vorzeichen des Integrationsergebnisses liefert, und einen logischen .'-. Kreis 102 umfaßt.

Das Signal NRZ»S« wird an einen Umkodierer 105 gegeben, welcher das Signal NRZ »L« wiedergewinnt. Das Signal NRZ »L« wird an einen Synchronisierungsdetektor 106 geführt, welcher die Synchronisierungskojn dewörter von der Information trennt und ein Signal in der Form ARINCmit konstantem numerischen Betrag liefert.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche;

1. Übertragungssystem zum Obertragen von Informationen von stationären optischen Sendern, die eine Mehrzahl von im Infrarotbereich strahlenden elektroluminiszierenden Dioden und eine Einrichtung zum Modulieren der Infrarotstrahlung aufgrund der erwähnten Informationen aufweisen, auf in unmittelbarer Nachbarschaft befindliche optische Empfänger, welche Einrichtungen zum Demodulieren ihrer Ausgangssignale aufweisen, dadurch gekennzeichnet,