DE2919185C2

DE2919185C2 - Verfahren und Anordnung zum Erfassen und zum Verarbeiten einer Gruppe von zufällig in einer Station empfangenen Signalen, die von einer Mehrzahl von Signalquellen stammen

Info

Publication number: DE2919185C2
Application number: DE2919185A
Authority: DE
Inventors: Michel 92160 Antony Geesen; Daniel Pierre 31520 Ramonville Saint Agne Ludwig; Jacques 78310 Maurepas Mourant
Original assignee: Centre National dEtudes Spatiales CNES
Current assignee: Centre National dEtudes Spatiales CNES
Priority date: 1978-05-12
Filing date: 1979-05-12
Publication date: 1983-08-18
Also published as: US4398286A; NO147974C; DE2919185A1; FR2425777B1; FR2425777A1; JPS5526794A; NO147974B; NO791584L; CA1127715A

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um das Erfassen und Verarbeiten einer Mehrzahl von innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes zufällig empfangener Funksignale.

Ein bequemes Mittel zum raschen Gewinnen von Informationen, die sich auf eine ausgedehnte Fläche der Erdkugel beziehen, besteht bekanntlich darin, in einem relativ zur Erde beweglichen Satelliten einen Empfangsapparat vorzusehen, der geeignet ist, radioelektronische Informationen zu empfangen, die von einer Vielzahl von Erdefunkstellen stammen, die über die vom Satelliten überflogene Zone verteilt sind.

Die Sender der Erdefunkstellen, welche gleiche oder JO einander benachbarte Nenn-Sendefrequenzen haben können, von denen die tatsächlichen Frequenzen wegen der unterschiedlichen Alterung der Sender oder wegen Schwankungen der klimatischen Bedingungen geringfügig abweichen, übertragen Nachrichten in Zeitintervalle len, die regelmäßig sind oder nicht, wobei die Nachrichten gewöhnlich von ungleicher Dauer sind.

In allen Fällen gelangen die von den Erdefunkstellen ausgesendeten Nachrichten zu unvorhersenbaren Zeitpunkten zum Satelliten.

■w Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei der Erfassung und Verarbeitung derartiger Signale auftretenden Probleme unter Benutzung mehrerer Verarbeitungseinrichtungen von prinzipiell gleichartigem Aufbau zu lösen und dabei die Ausnutzung dieser ■»> Verarbeitungseinrichtungen zu optimieren, so daß die Anzahl der erforderlichen Verarbeitungseinrichtungen verringert werden kann, was eine entsprechende Verringerung des Gewichts und der Kosten zur Folge hat.

'" Bezüglich der das Verfahren und die Anordnung zum Durchführen desselben betreffenden Aspekte d?r Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Patefansprüche 1 bzw. 13 gelöst.

Danach werden die empfangenen Signale den 5> Eingängen von absilmmbaren Verarbeitungssinrichtungen zugeführt, die jede dazu geeignet sind, in Abhängigkeit von einem Schätzwert der Frequenz eines betreffenden, innerhalb des Eingangsfrequenzbandes erfaßten Signals in ihrer Frequenz eingestellt zu werden. Jede der Verarbeitungseinrichtungen sucht ihre Frequenz an diejenige eines Eingangssignals anzuhängen oder heranzuziehen, dessen Frequenz dem Schätzwert der Frequenz benachbart ist, der dieser Verarbeitungseinrichtung zugeteilt ist. Unabhängig von den Verarbei^b5 tungseinrichtungen wird mindestens ein Schätzwert der Frequenz für jedes Eingangssignal ermittelt, indem eine Spektralanalyse des Eingangsfrequenzbandes durchgeführt wird, leder neue fsrhat/wprt Her Fronnon-* ^,\^a

mit den bereits den Verarbeitungseinrichtungen zugeteilten Schätzwerten der Frequenz verglichen, um über die Zuteilung oder NichtZuteilung des neuen Schätzwerts der Frequenz zu einer der Verarbeitungseinrichtungen zu entscheiden.

Wenn sich eine Verarbeitungseinrichtung bereits an ein Eingangssignal herangezogen hat, kann sein Schätzwert der Frequenz nicht mehr geändert werden, bis die Verarbeitung dieses Eingangssignals beendet ist. Es handelt sich in diesem Fall um eine endgültige Zuteilung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist insbesondere vorgesehen, daß, wenn der neue Schätzwert der Frequenz einem bereits einer ersten Verarbeitungseinrichtung zugeteilten Schätzwert benachbart ist, die mit einem der Eingangssignale phasenverriegelt ist (endgültige Zuteilung), der neue Schätzwert der Wird ein neuer Schätzwert der Frequenz festgestellt, der zu keinem bereits einer Verarbeitungseinrichtung zugeteilten Schätzwert der Frequenz benachbart ist, so ist dies ein Zeichen dafür, daß ein neues Signal innerhalb des Eingangsfrequenzbandes vorhanden ist.

Wenn eine Verarbeitungseinrichtung frei ist. kann der neue Schätzwert dieser zugeteilt werden. Wenn keine der Verarbeitungseinrichtungen frei ist, jedoch der Pegelwert des dem neuen Schätzwert der Frequenz

^|() zugehörigen Signals erhöht ist. kann dieser neue Schätzwert einer der Verarbeitungseinrichtungen zugeteilt werden, die sich bereits im Zustand der vorläufigen Zuteilung befindet, falls bei dieser Verarbeitungseinrichtung der zugehörige Signalpegelwert niedriger liegt als der neue Pegelwert des betreffenden Signals. Dadurch wird sichergestellt, daß diejenigen Signale bevorzugt verarbeitet werden, die an Bord des Satelliten mit

Frpniipri7 7nnirlciJPwipspn wird, um dnrlnrrh 711 höheren P^pcr?!n 0ΓΠ^ηί3Π^σρΠ wprrjpn

verhindern, daß eine zweite Verarbeitungseinrichtung auf das gleiche Signal anspricht, dessen Verarbeitung bereits durch die erste Verarbeitungseinrichtung erfolgt.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist ferner vorgesehen, daß. wenn eine Verarbeitungseinrichtung auf einen ersten Schätzwert der Frequenz eingestellt ist. nicht zugelassen wird, daß dieser Schätzwert der Frequenz durch einen neuen nahegelegenen Schätzwert der Frequenz ersetzt wird, es sei denn, letzterer ist der tatsächlichen Frequenz eines der Eingangssignale näher benachbart als der erste Schätzwert.

Zu diesem Zweck wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform jeder Schätzwert der Frequenz in Abhängigkeit von einer Pegelwertschablone oder -lehre für den Wert des Ausgangspegels mindestens eines Bandpaßfilters ermittelt, mittels welchen Bandpaßfilters mindestens ein Abschnitt des Eingangsfrequenzbandes abgetastet wird. Man läßt das Ersetzen eines bereits einer Verarbeitungseinrichtung zugeteilten Schätzwerts der Frequenz durch einen benachbarten neuen Schätzwert der Frequenz nur zu. wenn der dem letztgenannten zugehörige Signalpegelwert höher ist als der dem vorausgehenden Schätzwert zugehörige Pegelwert.

Je mehr sich bei der Abtastung die Durchlaßfrequenz des Filters der Frequenz eines der Eingangssignale annähen, desto mehr steigt der Ausgangspegelwert und umso besser entspricht der zugeordnete Schätzwert der Frequenz der tatsächlichen Frequenz dieses Signals, bis der Pegeluert durch ein Maximum hindurchgeht. Ausgehend von einem Schätzwert der Frequenz, der in der Pegelwertschablone dem maximalen Pegelwert benachbart ist. Hnn sich daher die betreffende Verarbeitungseinrichtung sehr schnell mit dem diesem Maximum entsprechenden Eingangssignal verriegeln.

Man erhält auf diese Weise eine fortschreitende Einsteilung der Voreinstellfrequenz der Phasenschleife dieser Verarbeitungseinrichtung bis hin zu einem Schätzwert der Frequenz, der ausreichend nahe bei der tatsächlichen Frequenz desjenigen Signals gelegen ist, mit dem sich die Phasenschleife verriegelt. Dadurch wird ermöglicht, daß sich eine Verarbeitungseinrichtung sehr schnell auf eine Frequenz eines Signals abstimmt, das durch die Vorrichtung zur Spektralanalyse neu entdeckt worden ist, und daß die Zeitdauer dadurch verringert wird, die verstreicht, bevor die Auswertung oder die Demodulation des Signals stattfinden kann.

Die Abtasrung des Eingangsfrequenzbandes kann in Überlagerungstechnik mittels einer variablen Abtastfrequenz und einem oder mehrerer Bandpaßfilter fester Durchlaßfrequenz erfolgen.

Vorzugsweise wird über die Zuteilung jedes neuen

-° Schätzwerts der Frequenz in Abhängigkeit von dem diesem Schätzwert zugehörigen Pegel in der Weise entschieden, daß diese beiden Werte (Frequenz und Pegel) mit den bereits den Verarbeitungseinrichtungen zugeteilten Schätzwerten der Frequenz und zugehörigen Pegeln verglichen werden, und zwar indem man jedem der letzteren eine Frequenz-Pegelwert-Schablone zuord''''?·..

Besonders wirksam anwendbar ist die Erfindung auf Frequenzsignale, die aus zwei Teilen zusammengesetzt

¹⁽¹ sind: einem Anfangsteil in Form einer reinen Trägerfrequenz, d. h. einem unmodulierten Teil, gefolgt von einer Signalinformation, die durch Phasenmodulation übertragen wird. Der Schritt des Feststellen des Signals und der fortschreitenden Abstimmung einer Verarbeitungseinrichtung auf dieses Signal erfolgt während des einleitenden Signalteils, so daß die Verarbeitungseinrichtung sich in endgültiger Zuteilung bereits phasenverriegelt hat. bis der Nachrichtenteil des Signals am Eingang der Verarbeitungseinrichtung erscheint.

Die Erfindung sieht gleichermaßen eine Anordnung für die Erfassung und Verarbeitung von Eingangssignalen vor, die zufallsweise und mit unbekannten Frequenzen empfangen werden, die innerhalb eines bekannten Eingangsfrequenzbandes gelegen sind, wobei diese Anordnung einen Spektralanalysator für dieses Eingangsfrequenzband aufweist, der dazu dient, für jedes innerhalb dieses Spektrums festgestellte Signal eine Folge von Schätzwerten der frequenz zu liefern, von denen jeder einem Indikator des zugehörigen

so Pegels entspricht. Es ist mindestens eine Verarbeitu.igseinrichtung vorgesehen, die die Eingangssignale empfängt und deren Betriebsfrequenz auf einen Schätzwert der Frequenz eingestellt werden kann, von dem ausgehend sich ihre Einstellung weiterentwickelt, indem sie sich mit der Frequenz des betreffenden Eingangssignals zu synchronisieren sucht Außerdem sind Mittel für die selektive Zuteilung jeder neuen Angabe eines Schätzwerts am Ausgang des Spektralanalysators vorgesehen, wobei diese Zuteilmittel Komparatoreinrichtungen zum Vergleichen des Schätzwertes und seines zugehörigen Pegels mit einem bereits der Verarbeitungseinrichtung zugeteilten Schätzwert der Frequenz und zugehörigem Pegel aufweist

Bei einer Ausrüstung eines Satelliten unter Anwendung der Erfindung können nicht nur die Informationen verschiedener empfangener Nachrichten in der vorstehend erwähnten vorteilhaften und wirksamen Weise gewonnen werden, sondern es kann auch eine

Ortsbestimmung der Senclefeuer für die Nachrichten erfolgen, und zwar, indem aus dem Dopplereffekt Vorteil gezogen wird, durch den jede empfangene Nachricht beeinflußt wird. Eine solche Ortsbestimmung unter Ausnutzung des Dopplereffekts kann bewerkstelligt werden, ohne daß es notwendig ware, zu diesem Zweck besondre aufwendige Einrehtungcn vorzusehen.

In der folgenden Bcsciireioung, die beispielhaft ist, wird auf die Zeichnungen iiezug genommen. Es zeigt

Γ i g. 1 das Blockschaltbild einer Satellitenausrüstung;

Fig. 2 ein in Einzelheiten gehendes Blockschaltbild eines Teiles dieser Ausrüstung;

F i g. 3 ein Diagramm;

F i g. 4 ein anderes Diagramm.

Der Satellit bewegt sich über einem Erd- und/oder See-Gebiet, auf das eine gewisse Anzahl von Erdefunkstellen oder Funkfeuern verteilt ist. von denen gewisse ortsfest und andere beweglich sein können, auf dem Erdboden oder auf der Wasseroberfläche angeordnet oder auch von Ballonen oder anderen Flugmaschinen getragen. Jede der Funkstellen sendet in Zeitintervallen, die regelmäßig sind oder nicht. Nachrichten aus. Jede Nachricht weist beispielsweise einen ersten Teil, der eine reine Trägerwelle ist, vorteilhafterweise in Phase. Die Modulation übersetzt die Information, die in numerischer Sprache zu übertragen ist. Die Frequenzen der Funkstellen sind kontinuierlich in einem Frequenzband, das größenordnungsmäßig einige kHz betragen kann

Beispielsweise haben die Sender der Funkstellen anfangs dieselbe Nenn- oder Soll-Frequenz und ihre tatsächlichen oder Ist-Frequenzen sind aus Gründen der unterschiedlichen Alterung der Sender und der klimatischen Bedingungen, denen sie unterworfen sind, verschieden geworden.

Oder dann, wenn die Funkstellen äußerst zahlreich sind, kann ihre Frequenz in einem breiteren Band von größenordnungsmäßig einigen IO kHz enthalten sein.

Der erste Teil jeder Nachricht, der aus einer reinen Trägerwelle besteht, hat eine Dauer von größenordnungsmäßig 100 bis 200 ms. Die eigentliche Nachricht hat eine Dauer von größenordnungsmäßig 200 bis 1000 ms. Sie umfaßt vorteilhafterweise einen Anfang der Nachricht, welcher die Kennumnser der Funkstelle ist. die die Nachricht aussendet.

Diese Zahlenangaben sind nur beispielsweise gegeben worden.

Die Nachrichten gelangen derart zum Satelliten, daß es nicht möglich ist, den Augenblick vorherzusehen, in dem eine Nachricht empfangen wird. Tatsächlich können in einem gegebenen Zeitpunkt Nachrichten, die von zahlreichen Funkstellen ausgesendet werden, gleichzeitig oder quasi-simultan empfangen werden, und zwar mit Intensitäten, die von einer Nachricht zur anderen in Abhängigkeit von den Faktoren der Übertragung wechseln können.

Die Tatsache, daß die Nachrichten bei dicht benachbarten Frequenzen ausgesendet werden, hat Störungen zur Folge, insbesondere für die Signale mit niedrigem Pegel, die durch Signale mit erhöhtem Pegel stark gestört sein können. Außerdem besitzt jedes Signal wenigstens in seinem zur Benachrichtigung benutzten Teil nicht nur eine einzige Frequenz, sondern es ist von Frequenzstreifen umgeben.

Im übrigen ist der Satellit ständig in einer Ortsveränderung relativ zu den Funkstellen begriffen.

Die Ausrüstung des Satelliten weist einen eigentlichen Empfänger 11 (Fig. I) auf, an dessen Eingang 12 die von einer Antenne 13 aufgefangenen Signale eingegeben werden. Der Empfänger 11 übersetzt die Signale in Frequenz und die übersetzten Signale treten am Ausgang 14 auf. Der Empfänger 11 ist so ausgewählt und geschaltet, daß er die Pegelverhältnisse der gleichzeitig gegenwärtigen, verschiedenen Signale nicht ändert und daß die empfangenen Signale ohne das Erzeugen zusätzlicher Signale übertragen werden,

ι» selbst dann, wenn mehrere Signale gleichzeitig vorhanden sind.

Ein anderer Ausgang 15 des Empfängers 11 ist auf einen Apparat 16 angewandt, der geeignet ist, die Messung des Pegels der an seinem Eingang eintreffen-

ii den Signale und ebenfalls die Messung der Frequenz dieser Signale sicherzustellen.

Die Ergebnisse der Messungen werden über eine Verbindung 17 einer Steuereinheit 18 zugeführt. Am Ausgang 19 der Steuereinheit 18 steht ein Signal, das einem Eingang 21 des Empfängers U zugeführt diesen so steuert, daß er eine konstante Verstärkung aufweist, unabhängig davon, welchen Pegel die an seinem Eingang 12 eintreffenden Signale besitzen. Ein Ausgang 22 der Steuereinheit 18 ist Teil einer bidirektionalen Verbindung 23 zwischen der Steuereinheit 18 und einer Verarbeitungsgruppe 24, die eine Vielzahl von Verarbeitungseinrichtungen 25i, 252 ... 25„ umfaßt, die im Prinzip untereinander gleich und durch Leitungen 26i, 262... bzw. 26„ an die Verbindung 23 angeschlossen sind.

JC Diese Leitungen 26 ordnen somit den Verarbeitungseinrichtungen 25 in Übereinstimmung mit einem vom Empfänger 11 aufgenommenen Signal einen Faktor stellvertretend für die Frequenz dieses Signales und einen Faktor stellvertretend für den Pegel dieses Signales zu, wie vom Meßapparat 16 geliefert.

Der Meßapparat 16 umfaßt Mittel, um einen Frequenzhub in einem betrachteten Frequenzbereich zu gewährleisten. Dieser Bereich hat eine Breite, die von der Frequenzschwankung, welche vom Dopplereffekt verursacht sein kann, und auch von der Zahl der zu behandelnden Funkstellen abhängt. Beispielsweise wird bei einem Frequenzband von 24 kHz ein Hub zwischen der unteren Grenze und der oberen Grenze in 80 ms ausgeführt.

Die Leitungen 26 liefern den Einrichtungen 25 andere Signale, wie nachstehend zu sehen sein wird, und sie dienen gleichfalls dazu, die Steuereinheit 18 über den Zustand dieser Einrichtungen zu unterrichten.

Der Ausgang 14 des Empfängers 11 ist in Zweige 27|, 27₂ ... 27„ aufgeteilt, welche die von der Antenne 13 empfangenen Signale nach Frequenztransposition oder -umsetzung den verschiedenen Einrichtungen 25|... 25„ zuführen.

Eine Einrichtung für Zeit- und Frequenz-Normale 31 ist durch eine Leitung 32 einerseits mit einem Eingang 33 der Steuereinheit 18, mit einem Eingang 34 des Apparates 16 zum Messen von Pegel und Frequenz und mit einem Eingang 35 des Empfängers 11 zur Verstärkungsüberwachung verbunden.

Die Einrichtung 31 ist andererseits durch eine Leitung 36, die sich in Zweige 37_S ... 37„ teilt, mit den Verarbeitungseinrichtungen 25i.. .25„ verbunden.

Ausgänge 38i... 38„ der verschiedenen Einrichtungen 2% ... 25„ sind mit Eingängen eines Apparates 41 zur Umgruppierung von Informationen verbunden, dessen anderer Eingang 42 durch eine Leitung 43 an die Steuereinheit 18 angeschlossen ist und dessen weiterer Eingang 44 durch eine Leitung 45 an die Einrichtung 31

angeschlossen ist.

Ein Ausgang 46 des Umgruppierungsapparates 41 ist mit einem Speicher des Satelliten oder auch mit einem Apparat zur Übertragung von Informationen verbunden, der dazu bestimmt ist, die Informationen auf den Erdboden zu übertragen, welche gesammelt wurden, nachdem sie verarbeitet worden sind, wie nachstehend erläutert wird.

In einem Ausführungsbeispiel umfaßt der Apparat 16 zum Messen von Pegel und Frequenz einen Mischer 51 (Fig. 2), dessen Eingang 52 mit dem Ausgang 15 des Empfängers 11 verbunden ist und dessen anderer Eingang 53 mit dem Ausgang 54 eines Quarz-Oszillators 55 verbunden ist. dessen Frequenz durch die elektrische Spannung gesteuert wird, die an seinem Eingang 56 durch eine Leitung 57 gelegt ist, welche am Ausgang eines Digital-/Analog-Wandlers 79 beginnt, der an den Ausgang eines Folgers 71 angeschlossen ist.

In dem beispielsweise gewählten Fall, dali das Band, innerhalb dessen die Frequenz des Oszillators 55 schwanken kann, viermal kleiner ist als das Frequenzband, in dem die dem Eingang 52 zugeführten Signale vorkommen können, ist der Ausgang 58 des Mischers 51 in vier Zweige 59|... 594 aufgeteilt. Jeder Zweig 59 weist außer einem Verstärker 61 einen Filter 62 auf, dessen Durchlaßfrequenz im Zentrum eines Teilbandes des Eingangs-Frequenzbandes liegt.

Jeder Weg oder Zweig 59 weist außerdem einen Detektor 63 gefolgt von einem Filter 64 auf, dessen Ausgang an einen Eingang 65 eines Multiplex- oder Mehrkanal-Gerätes 66 oder Kommutators angeschlossen ist; die verschiedenen Zweige sind somit nacheinander und auf eine zeitlich regelmäßige Weise durch ein angedeutetes Organ 67 zum Eingang 68 eines Analog-/Digital-Wandlers 69 in Beziehung gesetzt. Am Ausgang 77 dieses Wandlers 69 sind also in Reihenfolge, falls sie existieren, Signale gegenwärtig, die in ein erstes, dem Zweig 59| entsprechendes Grund-Frequenzband, in ein zweites, dem Zweig 592 entsprechendes Grund-Frequenzband usw. fallen.

Das Organ 67 steht unter dem Einfluß des Folgers 71, mit dem das Mehrkanal-Gerät 66 durch eine Leitung 72 verbunden ist. Der Folger 71 ist außerdem durch eine Leitung 73 mit einem ersten Eingang 74 einer von der Steuereinheit 18 zu unterscheidenden Steuereinheit 75 verbunden, die Teil der größeren Steuereinheit 18 ist und von der ein zweiter Eingang 78 mit dem Ausgang 77 des Analog-/Digital-Wandlers 69 verbunden ist. Die Anwendung eines numerischen Signals, das den Pegel des am Eingang 12 des Empfängers 11 auftretenden Signales übersetzt, auf den Eingang 78 und gleichzeitig von Signalen, die von dem das Gerät 66 steuernden Folger 71 geliefert werden, auf den Eingang 74, ei möglicht es, am Ausgang 76 der kleineren oder inneren Steuereinheit 75 in verschiedenen Augenblikken den Wert N des Pegels der Signale des einem Zweig 59 entsprechenden Frequenzbandes und den Wert Fder Frequenz dieser Signale gegenwärtig zu haben.

Der Wert der Frequenz F wird mit einer Genauigkeit von größenordnungsmäßig einigen 10 Hz in Übereinstimmung mit den Durchlaßeigenschaften der Filter 62 geschätzt

Im Diagramm der Fig.3 sind auf der Abszisse die Frequenzen und auf der Ordinate die Pegel aufgetragen. Der Punkt / in diesem Diagramm stellt ein Signa! mit der Frequenz Fi und dem Pegel M schematisch dar als auf eine Verarbeitungseinrichtung 25 übertragen. Ein schraffierter Teil ist durch Vertikale a, b, c d, e, f, die bezüglich der At.'zissensenkrechten F, symmetrisch angeordnet sind, und durch Horizontale g, h, I, m begrenzt; die Vertikalen c, d sind dabei näher beieinander als die Vertikalen a, b und weniger nah > beieinander als die Vertikalen e, f. (Die Anordnungen der Vertikalen und Horizontalen und ihre Anzahl sind hier nur beispielsweise angegeben.)

Die Steuereinheit 18 ist so beschaffen, daß für jedes vom Empfänger 11 aufgenommene Signal, dem ein

H) Wert F und N entspricht, für den der das Signal darstellende Punkt unter der Horizontalen r liegt, die durch den Punkt /geht und im Innern der Fläche liegt, die durch den oben definierten gestuften Umriß begrenzt ist, dieses Signal weder an die das Signal /

i> aufnehmende Verarbeitungseinrichtung 25 noch übrigens an eine andere Verarbeitungseinrichtung weitergeleitet wird.

Andererseits wird ein Signal, das durch einen Punkt dargestellt ist, der über der Horizontalen r, deren Pegel

-" also größer ist als N,, und zwischen den Vertikalen e und /■liegt, wie schematisch durch den Punkt K dargestellt ist, an die Verarbeitungseinrichtung (25) weitergeleitet, während es das durch den Punkt / dargestellte Signal nicht mehr ist, und gleichzeitig nimmt die Steuereinheit

2> (18) einen Zustand an, für den das der Verarbeitungseinrichtung zugehörige Diagramm nicht mehr jenes oben definierte ist, sondern aus letzterem durch eine geradlinige Verschiebung hervorgeht, deren darstellender Vektor der Vektor IK ist.

)" Eine solche Fläche ist nun unter dieser neuen Bedingung durch die mit gestrichelten Linien eingezeichneten vertikalen Geraden a'. b'. c', d', e'. fund die horizontalen Geraden g', /i'und /', m' begrenzt, welche aus den Geraden a, b, c, d, e. fund g, h, I bzw. m durch

J> eine Translation hervorgehen, die durch den Vektor IK darstellbar ist. Nachdem also das Signal, dem das durch den Punki /dargesieliie Wenepaar Fi, /V,-einspricht, der Verarbeitungseinrichtung (25) zugeteilt worden ist, wird danach das Signal, dem das durch den Punkt K dargestellte Wertepaar Fk, Nk entspricht, derselben Verarbeitungseinrichtung zugeteilt.

Dieses letztere Signal, dessen Pegel stärker ist als jener des Signals, das es ersetzt, ist geeignet, ein Ergebnis zu liefern, das sicherer ist als das vorhergehen-

Und das ist nun so während des ganzen Frequenzhubes, bis der Pegel des zu verarbeitenden Signales abnimmt, in welchem Fall die Steuereinheit 18 eingreift, damit die Lehre G oder die Lehre der vorläufigen Zuteilung, welche die Rolle einer Sperre für die Verarbeitungseinrichtung (25) hinsichtlich jeden anderen Signales als jenen, die besser verarbeitet sein konnten als das Signal während des Empfangs, eine ein wenig verschiedene Rolle spielt, wie weiter hinten zu sehen sein wird

Die in dieser Hinsicht von der Steuereinheit 18 eingenommene neue Lage ist in dem aus Fig.4 ersichtlichen Diagramm schematisch dargestellt. Dieses Diagramm hat eine Gestalt analog jener der vorläufigen Zuteilung. Es ist hier als aus dem in F i g. 3 gezeigten Diagramm der vorläufigen Zuteilung hervorgehend betrachtet, als dieses in der mit durchgezogenen Linien eingezeichneten Lage war, d. h, dem Wertepaar F„ Ni entsprach.

Das Diagramm gemäß F i g. 4 enthält indessen keine Horizontale wie die Horizontale r, welche die Lehre der vorläufigen Zuteilung in einen ersten Teil oder Zone 1 über der Horizontalen r, deren Rolle hier zuvor klar

ausgedrückt worden ist, und einen zweiten Teil oder Zone 2 unter der genannten Horizontalen aufteilt, für welche die darstellenden Punkte der Signale ihre Weiterleitung an diese Verarbeitungseinrichtung untersagt haben.

Die schraffierte Zone des Diagramms entspricht nach der endgültigen Zuteil.mg in ihrer Vollständigkeit einem Verbot. Wenn beispielsweise während der Verarbeitung der Nachricht durch die Verarbeitungseinrichtung (25), deren darstellender Punkt in / mit der Abszisse F, und eier Ordinate N, schematisch gezeigt ist, in der Eu..>fci'..gsstation ein Signal ankommt, das durch den Pfiikt /im schraffierten Teil im Innerendes Diagramms 'arge elk ist. untersagt die Steuereinheit 18 die Weiterleitung des Signals an die Einrichtung, deren gutes Arbeiten also sichergestellt bleibt. Und das ist so, selbst dann, wenn das eintreffende Signal einen Pegel über ;V, hat.

Ein durch den Punkt Hdargestelltes Signal außerhalb des Sperr-Bereiches wird an eine andere Verarbeitungseinrichtung weitergeleitet als an jene, die das durch den Punkt /dargestellte Signal verarbeitet.

Unter dieser Voraussetzung werden die empfangenen Signale nicht mehr berücksichtigt, falls sie im Inneren des Sperr-Bereichs liegen. Sie werden von einer anderen Verarbeitungseinrichtung (25) berücksichtigt, falls sie außerhalb der Lehre liegen und wenn eine solche Einrichtung verfügbar ist.

Die Ausrüstung erlaubt es Lomit, die empfangenen Signale aufs beste gegen den Verarbeitungsapparat 24 zu lenken, indem ein eintreffendes Signal zu einer Verarbeitungseinrichtung 25 hingeleitet wird, falls die Verarbeitungseinrichtung frei ist, und nachdem diese Verarbeitungseinrichtung in den besseren Zustand zum Verarbeiten dieses Signales versetzt worden ist, ist nun die Regelungsfrequenz oder Scharfabstimmung jener Verarbeitungseinrichtung oder die Ruhefrequenz seiner Phasenschleife genügend nahe bei jener des Signals gelegen, das ihr an ihrem Eingang zugeführt worden ist, damit sie im Hinblick auf diese letztere wirksam sein kann.

Im Laufe dieses Stadiums wird eine Verarbeitungseinrichtung (25) nacheinander auf Frequenzen eingestellt, die der Frequenz näher und näher kommen, welche jene des Signals zur Übertragung der Nachricht ist. Wenn während des Frequenzhubes die Frequenz der Übertragung der Nachricht passiert wird, ist die Verarbeitungseinrichtung praktisch in ihrer Frequenz eingestellt, woraus ein Zeitgewinn bei der Frfassung resultiert.

Solange das empfangene Signal bei Blickrichtung auf den Pegel nicht das beste ist in Anbetracht seiner Behandlung durch die Einrichtung 25, zu der es Zugang haben kann, kann auf diese Einrichtung ein anderes Signal angewandt werden, dessen Eigenschaften zeigen, daß seine Verarbeitung leichter und weniger gestört sein wird.

Der Sperr-Bereich vermeidet das Brücksichtigen von Signalen, die sowohl bei der Herkunftsbestimmung als auch bei der Sammlung der Daten nicht korrekt verarbeitet wurden. Er vermeidet es ebenfalls, im Laufe der Verarbeitung Modulationsstreifen zu berücksichtigen, die mit einem Signal verbunden sind.

Sobald andererseits die Zuteilung eines Signales an eine Verarbeitungseinrichtung endgültig ist, wird diese Verarbeitungseinrichtung, in Phase synchronisiert mit einem Signal, in ihrem Verarbeitungszustand gelassen, und zwar unabhängig davon, um welche Signale es sich bei den im Empfänger ankommenden handelt

Die Blockierungszeit der Verarbeitungseinrichtung kann im Laufe der Verarbeitung durch eine Information bestimmt sein, welche im Anfang der Nachricht enthalten ist.

Es sind auch Mittel vorgesehen, um die Verarbeitung augenblicklich zu beenden, falls die Taktfrequenz der Bits der Nachricht nicht nach einer vorherbestimmten Verarbeitungszeit ermittelt ist und falls das Synchronisationswort nicht in einer von der Erlangung der ίο Taktfrequenz der Bits an gerechneten, vorbestimmten Zeitspanne festgestellt ist.

Eine Verarbeitungseinrichtung kann sich also in einem der vier folgenden Zustände befinden:

unversorgt;

gespeist und verfügbar;
gespeist und vorläufig belegt;
gespeist und endgültig belegt.

Das Schmalbandfilter, das eine Verarbeitungseinrichtung enthält, erlaubt die Verarbeitung eines Signals, ohne daß die Einrichtung durch andere gegenwärtige Signale, selbst in der Frequenz naheliegende, behindeit wird.

Man kann also mit einer verhältnismäßig beschränkten Zahl von Verarbeitungseinrichtungen zahlreiche Signale verarbeiten, die auf zufällige Weise am Satelliten eintreffen, und dies mit einem Maximum an Wirksamkeit.

ίο Die Lehre G" ist so gewählt, diß das Sperrgebiet, das sie bestimmt, die sichere Beseitigung der Modulationsstreifen des Signals im Laufe des Empfangs erlaubt, dessen Eigenschaften des Pegels und der Frequenz nicht auf den Verarbeitungsapparat 24 übertragen werden.

}*> Im Falle eines Signales in Form einer reinen Trägerwelle, die der eigentlichen Nachricht vorausgeht, geschieht im Laufe der spektraler. Zerlegung durch den Meßapparat 16 mit Blickrichtung auf die Frequenz die fortschreitende Anpassung der Verarbeitungseinrichtung an das empfangene Signal. Diese Anpassung erfolgt während einer einzigen Abtastung des Spektralanalysators.

Der Frequenzwert wird andauernd von der^% *rarbeitungseinrichtung mit Hilfe der Steuereinheit 18 erkannt und die in der Verarbeitungseinrichtung enthaltene Phasenschleife ist, wenn die vorläufige Zuteilung endgültig wird, auf den Wert der Frequenz mit maximalem Pegel eingestellt.

Die Phasenschleife 81 (Fig.2), die Teil einer Verarbeitungseinrichtung 25 ist, weist einen Frequenzgeber 82 auf, der über eine mit der Unter-Steuereinheit 72 verbundene Leitung 83 genau auf den Wert eingeregelt ist, welcher der Frequenz des Signals mit dem maximalen Pegel entspricht Die Phasenschleife 81 ist also rasch in der Lage, die Demodulation der Nachricht zu gewährleisten durch Anwendung der angemessenen örtlichen Frequenz mittels einer Leitung 84 auf einen Mischer 85, der Teil der Schleife 81 ist, die einen zweiten Mischer 86 aufweist, der mit dem Mischer 85 durch eine Leitung 80 verbunden ist und dessen zweiter Eingang 87 an den Ausgang 14 des Empfängers 11 angeschlossen ist Die Phasenschleife 81 enthält außerdem einen Verstärker 88, ein Bandfilter 89, einen Verstärker 91 und einen Phasenkomparator 92, dessen zweiter Eingang S3 über eine Einrichtung 95 zur Frequenz-Vervielfachung und -teilung mit einem ultrastabilen Oszillator 94 verbunden ist Die Phasenschleife 91 weist außerdem das übliche Schleifenfilter 96 ebenso

wie einen Oszillator 97 mit hoher Stabilität auf, der durch einen Ausgang 98 des Filters 96 gesteuert wird. Fin Ausgang 99 des Phasenkomparator 92 ist durch eine Leitung 101 mit einem Datendemodulator verbunden.

Eine Abzweigung 102 der Phasenschleife 81, welche an einen Eingang 103 eines Mischers 104 angeschlossen ist, der über seinen zweiten Eingang 105 nach Vervielfachung oder Teilung der Frequenz in der Einrichtung 95 Schwingungen empfängt, die von dem ultrastabilen Oszillator 94 stammen, erlaubt es, am

Ausgang 106 des Mischers 104 ein Signal zu erhalten, das die Zählung der Frequenz gestattet, die aus dem Dopplereffekt Vorteil ziehend eine Information über den Ort der Funkstelle liefert, deren Signal sich in Verarbeitung befindet

Mit der Erfindung kann die Dauer der nicht modulierten, reinen Trägerwelle auf das strenge Minimum reduziert werden, was die Dauer der Nachrichteneinheit minimalisiert und es erlaubt, die Anzahl der notwendigen Verarbeitungseinrichtungen zu vermindern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erfassen und zum Verarbeiten einer Mehrzahl von innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes zufällig empfangener Frequenzsignale, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Signale den betroffenen Eingängen einer Mehrzahl von Verarbeitungseinrichtungen vom abstimmbaren Typ zugeführt werden, die grundsätzlich gleich ausgebildet und je dazu geeignet sind, auf eine Frequenz in Abhängigkeit von einem diesbezügl. Schätzwert der Frequenz eingestellt zu werden, der dieser Verarbeitungseinrichtung zugeteilt wird und von dem ausgehend die Verarbeitungseinrichtungen versuchen, sich auf ein benachbartes Frequenzsignal in dem besagten Frequenzband der Eingangssignale abzustimmen; daß, unabhängig von den Verarbeitungseinrichtungen, das Frecyienzspektrum der innerhalb des besagten Bandes empfangenen Signale analysiert wird, um für jedes der innerhalb des Bandes vorhandenen Signale innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls wenigstens einen Schätzwert der Frequenz dieses Signals zu bilden; und daß dieser Schätzwert der Frequenz mit den Schätzwerten der Frequenz, die bereits wenigstens einigen der Verarbeitungseinrichtungen zugeteilt worden sind, verglichen wird, um über Zuteilung oder Nichtzuteilung dieses Schätzwertes der Frequenz zu einer der Verarbeitungseinrichtungen in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs zu entscheiden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Analysie/er, des Frequenzspektrums der Eingangssignale das beb gte Eingangs-Frequenzband zyklisch mittels mindestens eines J^ Bandfilters abgetastet wird, daß die aufeinanderfolgenden Pegelwerte der Signale am Ausgang dieses Filters und der Wert der Eingangsfrequenz, die jedem dieser Pegelwerte entspricht, ermittelt werden, um mindestens einen Schätzwert der Frequenz -to zu erhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf der Abtastung als Schätzwert der Frequenz für das Einstellen einer Verarbeitungseinrichtung ein Wert der Eingangsfre- -»5 quenz festgehalten wird, der genau einem Maximalwert des Signalpegels am Ausgang des Bandfilters entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalpegel am Ausgang dieses >° Filters zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten überprüft und der Wert der entsprechenden Eingangsfrequenz zu jedem dieser Zeitpunkte ermittelt wird, um für den betreffenden Zeitpunkt ein entsprechendes Wertepaar aus Schätzwert der Frequenz und " zugehörigem Pegel zu bilden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes neu gewonnene Frequenz/ Pegel-Wertepaar eine Entscheidung über Zurückweisung oder Zuteilung in Abhängigkeit von einem ^hl) Vergleich getroffen wird, bei dem der Schätzwert der Frequenz und/oder der zugehörige Pegel mit mindestens einem der bereits einer der Verarbeitungseinrichtungen zugeordneten Schätzwerte der Frequenz und/oder dem zugehörigen Pegel vergli- ^h> chen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuteilung eines neuen Schätzwertes der Frequenz zu einer solchen Verarbeitungseinrichtung unterbunden wird, die sich bereits zur Verarbeitung eines Eingangspegels abgestimmt hat

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß ein neuerlich gewonnener Schätzwert der Frequenz zurückgewiesen wird, wenn dieser sich im Innenraum einer Frequenzzone befindet, die in bezug auf einen vorausgehend einer Verarbeitungseinrichtung zugeteilten Schätzwert der Frequenz vorbestimmt ist, der zu einer Abstimmung derselben auf ein betreffendes Eingangssignal geführt hat.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß ein neuerlich gewonnener Schätzwert der Frequenz einer Verarbeitungseinrichtung, die nicht bereits aufgrund eines Schätzwerts der Frequenz, der dieser bereits vorausgehend zugeteilt worden ist auf ein Eingangssignal abgestimmt ist zugeteilt wird, wenn der neue Schätzwert der Frequenz sich im Innenraum einer Frequenzzone befindet, die in bezug auf den bereits zugeteilten Schätzwert der Frequenz vorbestimmt ist, und wenn der dem neuen Schätzwert zugehörige Pegel höher ist als der Pegel des bereits zugeteilten Schätzwerts.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein neuerlich gewonnener Schätzwert der Frequenz zurückgewiesen wird, wenn dieser sich mit seinem zugehörigen Pegel im Innern irgendeiner Frequenz/Pegel-Sperrzone befindet, die irgendeiner der Verarbeitungseinrichtungen in Abhängigkeit von dem dieser Verarbeitungseinrichtung bereits zugeteilten Schätzwert der Frequenz und zugehörigem Pegel zugeordnet ist.

10. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet daß ein neuerlich gewonnener Schätzwert der Frequenz einer verfügbaren, αι.ό einer weder einer provisorischen noch endgültigen Zuteilung eines Schätzwerts der Frequenz unterliegenden, Verarbeitungseinrichtung zugeteilt wird, wenn dieser Schätzwert mit seinem zugehörigen Pegel außerhalb der Sperrzonen liegt, die den anderen Verarbeitungseinrichtungen zugeordnet sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schätzwert der Frequenz, der bereits einer Verarbeitungseinrichtung, die sich noch nicht abgestimmt hat, zugeteilt worden ist, durch einen neuerlich gewonnenen Schätzwert ersetzt wird, der zu einem Pegel gehört, der höher ist als derjenige Pegel, der dem älteren Schätzwert der Frequenz zugehörig ist, wenn das neue Wertepaar sich außerhalb der den Verarbeitungseinrichtungen zugeordneten Sperrzonen befindet.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 für das Erfassen und Verarbeiten von Signalen mit einer phasenmodulierten Trägerwelle, der ein unmodulierter Abschnitt der gleichen Frequenz vorausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Analyse des Eingangs-Frequenzbandes mittels einer Abtastung durchgeführt wird, die eine fortschreitende Abstimmung einer Verarbeitungseinrichtung auf jedes Eingangssignal aufgrund des besagten unmodulierten Abschnitts der Trägerwelle bei einem einzigen Abtastvorgang ermöglicht.

13. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch I für das Erfassen und Verarbeiten einer Mehrzahl von Eingangssignalen, die mit

verschiedenen Frequenzen innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbandes zufällig empfangen werden, gekennzeichnet durch einen Signalempfänger (Ii); durch mindestens eine Verarbeitungseinrichtung (25) vom abstimmbaren Typ, die mit dem Ausgang (14) des Empfängers (11) verbunden ist und Mittel aufweist, um ihre Arbeitsfrequenz auf einen Schätzwert der Frequenz einzustellen, von dem ausgehend die Verarbeitungseinrichtung (25) versucht, sich auf ein an ihrem Eingang (87) gegenwärtiges Signal abzustimmen, dessen Frequenz der Finstellfrequenz benachbart ist; durch an den Ausgang (15) des Empfängers (11) angeschlossene Analysiervorrichtungen (16), die aufeinanderfolgend Schätzwerte der Frequenz (F) eines innerhalb des Eingangs-Frequenzbandes vorhandenen Signals liefern, weiche Schätzwerte je einer Angabe des zugehörigen Pegels (N) entsprechen; und durch Vorrichtungen (18) zum Zuteilen solcher Angaben des Schätzwerts der Frequenz zur Verarbeitungseinrichtung (25), um deren Arbeitsfrequenz einzustellen, weiche Zuteil-Vorrichtungen Komparutoreinrichtungen (75, Fig.3, 4) zum Vergleichen jedes neu gewonnenen Schätzwerts der Frequenz (F) und der Angabe des zugehörigen Pegels (N) einerseits mit einem bereits dieser Verarbeitungseinrichtung (25) zugeteilten Schätzwert der Frequenz (F) und dem zugehörigen Pegel (N) andererseits aufweisen, um den neu gewonnenen Schätzwert der Frequenz (F) zurückzuweisen oder dieser Verarbeitungseinrichtung (25) zuzuteilen.

14. Anordnung nach Anspruch 13 zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Analysiervorrichtungen (16) mindestens eine Einrichtung (51) zum Umsetzen der Ausgangsfrequenz des Empfängers (11) mit Hilfe eines Ortsoszillators (55) für zyklische Frequenzabtastung, mindestens ein mit dem Ausgang dieser Umsetzeinrichtung (51) verbundenes Bandfilter (62), Prüfeinrichtungen (66,67,71) für den Pegel (N) eines Signals am Ausgang des Bandfilters (62) sowie Mittel (71, 73) aufweist, um die jeder Prüfung des Pegels (N) innerhalb des Eingangs-Frequenzbandes entsprechende Eingangsfrequenz (F) als Schätzwert der Frequenz (F) zu ermitteln, und daß di-j besagten Komparatore.nrichtungen (75) in Abhängigkeit von den Angaben des Schätzwerts der Frequenz und des zugehörigen Pegels arbeiten.

15. Anordnung nach Anspruch 14 zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Analysiervoivichtungen (16) eine Mehrzahl von Bandfiltern (62), die am Ausgang der Umsetzeinrichtung (51) zueinander parallel geschaltet sind, sowie Mittel (66, 67, 71) für das sequentielle Abgreifen der Signalpegel am Ausgang dieser Bandfilter (62) aufweisen.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15 zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von Verarbeitungseinrichtungen (25) vom abstimmbaren Typ besitzt, die am Ausgang des besagten Empfängers (11) parallel geschaltet sind, und daß die besagten Vorrichtungen (18) zum Zuteilen des Schätzwerts der Frequenz Komparatoreinrichtungen (75, Fig. 3, 4) aufweisen, um einjn neuerlich gewonnenen Schätzwert der Frequenz (F) und seinen zugehörigen Pegel (N) mit

mehreren, bereits vorher bestimmten Verarbeitungseinrichtungen (25) zugeteilten Schätzwerten der Frequenz (F) und/oder den diesen zugehörigen Pegeln (N) zu vergleichen.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Verarbeitungseinrichtungen (25) eine phasenstarre Demodulationsschleife (81) und einen Frequenzsynthesizer (82) aufweist, der dazu geeignet ist, die Arbeitsfrequenz dieser Schleife (81) in Abhängigkeit von einem angegebenen Schätzwert der Frequenz (F) über seinen programmierbaren Eingang (83) einzustellen.