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Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung der Geheimhaltung bei der
drahtlosen Übertragung telegraphischer Berichte Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren und die bei diesem zu verwendenden Sende- und Empfangsvorrichtungen zur
Erzielung der Geheimhaltung bei der drahtlosen Cbertragung telegraphischer Berichte.
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Die bekannten Systeme zur Erzielung der Geheimhaltung arbeiten in
den meisten Fällen mit Code oder Geheimschrift, mit einer periodisch veränderten
Sendefrequenz, die durch eine Empfangsvorrichtung mit synchron sich verändernder
Abstimmung aufgenommen wird, oder mit einem sogenannten Strahlsender. Diese Systeme
gewährleisten aber nicht die gewünschte Sicherheit gegen Unterschlagung der Berichte.
Ein Code läßt sich nach Empfang immer entziffern; eine sich ändernde Sendewelle
kann unter allen Umständen durch einen für einen breiten Wellenbereich durchlässigen
Empfänger aufgenommen werden, und Strahlsender senden außer in der gewünschten Richtung
auch in einem zwar schmalen, jedoch außerhalb dieser Richtung liegenden Sektor sowie
in einigen Nebenrichtungen Energie aus.
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Auch ist es bekannt, zur Erzielung der Geheimhaltung die Signale (z.
B. Morsezeichen oder Teile dieser Zeichen) mittels einer Anzahl beliebig abgewechselter
Arbeitsfrequenzen zu erzeugen, die vom Empfänger aufgenommen werden und deren Gesamtwirkung
einer gemeinsamen Wiedergabevorrichtung zugeführt wird. Es wird dadurch der Vorteil
erreicht, daß, auch wenn das Prinzip des Sendeverfahrens bekannt ist, die Unterschlagung
der Berichte durch einen unbefugten Empfänger große Schwierigkeiten mit sich bringt.
Die Abwechslung kann derart vorgenommen werden, daß alle zur Verfügung stehenden
Arbeitsfrequenzen in beliebiger Reihenfolge nacheinander geschaltet oder eine oder
mehrere Frequenzen während längerer Zeit überhaupt nicht benutzt werden. Es wird
dem unbefugten Empfänger dadurch die Feststellung des Umfanges der benutzten Gesamtfrequenzgruppe
erschwert. Besteht z. B. die verabredete Gruppe aus sieben Frequenzen, so kann der
Sender immer mit mir drei Frequenzen senden und diese Dreizahl innerhalb der Gruppe
beliebig wechseln.
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Erfindungsgemäß wird die Geheimhaltung bei einem solchen System noch
dadurch erheblich gesteigert, daß zwischen den Signalen eine Anzahl nach Belieben
miteinander abgewechselter und gegebenenfalls auch unterbrochener Ruhefrequenzen
ausgesandt werden; erforderlichenfalls können dabei während der Aussendung der Signale
die Arbeits-und Ruhefrequenzen von Zeit zu Zeit ganz oder zum Teil untereinander
gewechselt werden.
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Da der Empfänger, für den der Bericht bestimmt ist, die Ruhefrequenzen
nicht aufnimmt, steht es dem Sender vollkommen frei,
die Periodenzahl
und die Reihenfolge dieser Ruhefrequenzen willkürlich anzunehmen. Der unbefugte
Empfänger aber, der außer den Arbeitsfrequenzen noch eine Reihe anderer Frequenzen
wahrnimmt, wird sich zunächst darüber klar zu werden haben, welche dieser Frequenzen
den geheimen Bericht darstellen und welche außer Betracht gelassen werden müssen.
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In der Praxis werden hierbei solche Schwierigkeiten entstehen, daß
man von der Unmöglichkeit einer unbefugten Aufnahme des Berichtes sprechen kann.
Die Zahl der möglichen Variationen ist nämlich praktisch unbeschränkt.
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Versuche des Empfängers können in jedem Augenblick wieder rückgängig
gemacht werden, indem in der obenerwähnten Weise auf eine andere Gruppe Arbeitsfrequenzen
bzw. auch Ruhefrequenzen übergegangen wird oder die Arbeits- und Ruhefrequenzen
ganz oder zum Teil miteinander abgewechselt wenden (Übertragung des Bezichtes mittels
der ursprünglichen Ruhefrequenzen).
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Weiter liegt, wie gesagt, die Möglichkeit vor, die Lösung des Geheimnisses
dadurch zu erschweren, daß die Ruhefrequenzen an sich in beliebiger Weise unterbrochen
werden, wodurch sie den Charakter von Arbeitsfrequenzen erhalten (es läßt sich z.
B. ein Strich durch geeignete Unterbrechung in einen oder mehrere Punkte verwandeln).
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Es ist klar, daß die Ruhefrequenzen auch «nährend der Signale erzeugt
werden können und dann ebenfalls zur Verbesserung der Geheimhaltung beitragen. Den
Empfänger, für den sie bestimmt sind, stören sie nicht, da dieser die Ruhefrequenzen
nicht aufnimmt.
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Die Arbeits- und Ruhefrequenzen, die beim Verfahren nach der Erfindung
benutzt werden, können eine derartige Periodenzahl haben, daß sie entweder unmittelbar
oder als Modulationen einer oder mehrerer Trägerfrequenzen ausgesandt werden, und
zwar derart, daß die Trägerwellen eine höhere Frequenz als die Signalwellen haben.
Außerdem gibt es Zwischenformen, bei denen beide Methoden kombiniert zur Anwendung
kommen können. Dabei werden z. B. die Ruhefrequenzen unmittelbar ausgesandt und
die Arbeitsfrequenzen auf eine oder mehrere Trägerwellen moduliert; oder umgekehrt.
Auch kann man sowohl die Arbeits- als die Ruhefrequenzen zum Teil unmittelbar aussenden
und zum Teil geeigneten Trägerwellen überlagern.
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Die gemäß der Erfindung erzielte Geheimhaltung ist so vollkommen,
daß es nicht notwendig ist, bei der Übertragung der Buchstaben oder Ziffern, aus
denen der Bericht zusammengesetzt ist, Code oder Geheimschrift zu verwenden. Dadurch
wird dem eingeweihten Empfänger nicht nur die Aufnahme erleichtert, sondern es werden
auch Irrtümer vermieden, die bei Geheimschrift viel schwerer zu entwirren sind als
bei gewöhnlicher Schrift. Die Abwechslung der Ruhefrequenzen kann, da der mit dem
Sender zusammenwirkende Empfänger diese Frequenzen nicht aufnimmt, in jedem Augenblick
erfolgen. Dasselbe gilt für die Unterbrechung. Selbstverständlich läßt sich die
erfindungsgemäße Beeinflussung der Arbeits-und Ruhefrequenzen nicht nur im Prinzip,
sondern auch in ihrer praktischen Verwirklichung auf verschiedene Weise lösen, je
nachdem die Steuerung des Senders, die Schaltung der abgestimmten Kreise, die Lage
der Taste usw., gewählt wird.
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Die Arbeitsfrequenzen lassen sich entweder zwischen oder während der
eigentlichen Zeichen umschalten. Den Wechsel der Arbeitsfrequenzen `während der
Signale kann man sich in der Weise vorstellen, daß z. B. die Umschalteinrichtung
der Arbeitsfrequenzen (die Umschalteinrichtung eines oder mehrerer zusammenwirkender
abgestimmter Kreise) und die Sendetaste in Reihe geschaltet sind. Die in beliebiger
Weise angetriebene Umschalteinrichtung verursacht in diesem Falle eine beliebige
Reihenfolge der Arbeitsfrequenzen, von denen nur diejenigen ausgesandt werden, .
die während der Schließung der Taste entstehen.
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Zur Umschaltung der Ruhefrequenzen kann dabei für die diesen Frequenzen
zugeordnete Schalteinrichtung ein anderer Stromweg. in Reihe mit der Taste vorgesehen
werden. Dieser Stromweg wird dann geschlossen, wenn der Stromkreis für die Umschalteinrichtung
der Arbeitsfrequenzen unterbrochen ist.
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Sollte es aus irgendwelchen Gründen nicht zulässig sein, die Umschaltung
der Arbeitsfrequenzen während der Übertragung der Zeichen zu veranlassen, so muß
die Wirkung der entsprechenden Umschalteinrichtung von der Steuerung der Taste unabhängig
gemacht werden (d: h. sie darf nicht eintreten, wenn die Sendetaste nicht geöffnet
ist).
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Für einfache Sendeanordnung hat sich eine Schaltung nach der Erfindung
als sehr vorteilhaft herausgestellt, bei der man durch das Niederdrücken der Sendetaste
jedesmal eine bestimmte Arbeitsfrequenz einschaltet, die beim Loslassen der Taste
durch eine beliebige Ruhefrequenz ersetzt wird.
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Eine sehr geeignete Schaltung, die sich in der Praxis als vollkommen
betriebssicher. herausgestellt hat und außerdem eine große Einfachheit mit einer
leichten Handhabung verbindet, läßt sich dadurch erhalten, daß mit Hilfe der Sendetaste
ein Differentialrelais gesteuert wird, wodurch eine oder mehrere
in
den abgestimmten Schwingungskreisen gleichzeitig die erforderlichen Umschaltungen
herbeiführende Schaltscheiben stufenweise weitergeschaltet werden. Dadurch ist unter
allen Umständen die Sicherheit gewährleistet, daß beim Niederdrücken bzw. Loslassen
der Taste die für die nächste Periode (Arbeits-bzw. Ruheperiode) erforderliche Welle
eingestellt wird. Die Anschließungen der Kontakte der Schaltscheiben bestimmen die
Reihenfolge der erzeugten Wellen. Diese Reihenfolge läßt sich durch Anwendung auswechselbarer
Scheiben verändern.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
wobei die obenerwähnte Schaltung benutzt wird. Die Signale werden mittels einer
Gruppe von sechs Arbeitsfrequenzen unmittelbar als Hochfrequenzschwingungen ausgesandt.
Zwischen den Arbeitsfrequenzen werden sechs Ruhefrequenzen verwendet.
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Die Schaltung besteht aus einer Senderöhre Z, deren Anodenkreis abgestimmt
und unmittelbar finit der Antenne A verbunden ist.
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Die Zufuhr des Anodenstromes erfolgt über eine Drosselspule P. Der
Anodenkreis besteht aus einer Spule I_ und drei Kondensatoren k1, k2 und 1z3. Mit
Hilfe dieser Kondensatoren und der Anzapfungen 13-r8 der Spule L läßt sich eine
unbeschränkte Anzahl verschiedener Wellenlängen erzeugen. Die Generatorwirkung wird
durch eine mit dem Gitter der Röhre verbundene und magnetisch mit der Anodenspule
L gekuppelte Spule R unterhalten. Beim Telegraphieren ist der Sender Z ununterbrochen
in Betrieb, und die Abwechslung der Arbeits- und Ruhewellen wird durch Steuerung
einer Taste S herbeigeführt, deren Ruhekontakt 20 mit der Wicklung zu, und deren
Arbeitskontakt 21 mit der Wicklung w2 verbunden ist. Durch diese Wicklungen wird
der Anker D Einer Hemmung beeinflußt, die eine Zahnscheibe B antreibt, deren Achse
mit dem Schaltarm iU gekuppelt ist. Auf der Zeichnung ist die Taste in der Ruhelage
dargestellt, so daß die Wicklung % erregt und der Anker D um seine Achse nach rechts
gedreht ist. Wird die Verbindung mit dem Arbeitskontakt 21 hergestellt, so wird
sich das Rad B in an sich bekannter Weise einen Schritt weiter bewegen. Der Schaltraum
11I ist unter allen Umständen mit zwei einander gegenüberliegenden Kontakten in
Berührung. In der gezeichneten Stellung sind die Kontakte i, i' verbunden, in der
nächsten Stellung die Kontakte 2":2' usw. Die Schaltung der. Kontakte ist derart,
daß bei der Bewegung des Schaltarmes abwechselnd eine Ruhe- und eine Arbeitswelle
erzeugt wird. Aus der Zeichnung ergibt sich, daß die Anzapfungen 13, 15 und 17 der
Spule L in Vereinigung mit den Kondensatoren hl, k2 und h3 die Ruhewellen bestimmen.
Die Anzapfungen 1q., 16 und 18 dagegen dienen bei ihrer Verbindung mit den Kondensatoren
zur -Erzeugung der Arbeitswellen. Obwohl sich mit Hilfe der Anzapfungen allein bereits
eine hinreichende Zahl Wellen erzeugen läßt, sind die Kondensatoren vorgesehen,
um durch Einstellung ihrer Kapazitätswerte die Gesamtzahl der Wellen noch vergrößern
zu können. Die Anzahl der Anzapfungen sowie der Kondensatoren ist selb,stverständlich
ganz beliebig. In den Leitungen r1, r2 und r3 zu den Anzapfungen für die Ruhewellen
sind Unterbrecher o1, o2 und o3 eingeschaltet, die dazu dienen, während der Übertragung
der Berichte in beliebiger Weise die Ruhewellen zu unterbrechen und ihnen den Charakter
von Arbeitswellen zu erteilen. Diese Unterbrecher können durch Kurzschluß der Schalters',
s2 und s3 außer Betrieb gesetzt werden.
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Die Reihenfolge der Arbeits- und Ruhefrequenzen beim Umlauf des Schaltarmes
ist durch Veränderung der Verbindungen zwischen den Kontakten untereinander und
zwischen diesen Kontakten und den Kondensatoren und Teilspulen nach Belieben veränderbar.
Es muß aber darauf geachtet werden, daß die beiden Arten. Wellen einander regelmäßig
abwechseln. ` Die zwischen der Spule L und den Unterbrechern eingeschalteten Umschalter
cl, c2 und c3 dienen zur Vertauschung der Ruhe-und Arbeitsfrequenzen. Wird z. B.
der Umschalter cl umgelegt, so wird die Leitung r1 mit der Anzapfung 1.t und die
Leitung w1 mit der Anzapfung 13 verbunden. Auch in diesem Falle wird die Ruhewelle
vom Unterbrecher beeinflußt.
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Es ist selbstverständlich, daß sich die verschiedenen Frequenzen auch
durch in ganz anderer Weise geschaltete und ausgebildete Schwingungskreise erzeugen
lassen. Von wesentlicher Bedeutung ist nur, daß durch den Schalter i111 abwechselnd
eine Ruhe- und eine Arbeitswelle hervorgerufen wird. Auch kann zwischen der Antenne
und dem abgestimmten Anoden- bzw. Gitterkreis der Senderöhre ein ebenfalls abgestimmter
Zwischenkreis vorgesehen sein, der von einem entsprechenden, ebenfalls auf der Achse
des Zahnrades B befestigten Schaltarm betrieben wird. In diesem Falle ist es zweckmäßig,
die Kondensatoren der beiden Kreise miteinander zu kuppeln, um bei ihrer Einstellung
gleiche Veränderungen der Frequenzgruppen herbeiführen zu können. Wird die Umschaltung
der Arbeitsfrequenzen in beliebigen Augenblicken vorgenommen, so muß die Steuerung
der Taste von der der Umschalteinrichtung getrennt
werden. Eine
solche freie Umschaltung kann sowohl von Hand als auch mit einem Apparat (selbsttätig)
herbeigeführt werden. In beiden Fällen besteht zwischen den Zeitpunkten, in denen
die Taste und die Umschalteinrichtung ihre individuelle Wirkung verrichten, gar
kein Zusammenhang. Bei Anwendung eines Apparates ergibt sich eine kompaktere Bauart,
die aber den Nachteil hat, daß die Reihenfolge der Umschaltungen vorher bestimmt
ist und sich infolgedessen mehrmals wiederholen wird. Bei der Steuerung von Hand
fällt dieser Übelstand fort.
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Der bei Durchführung des neuen Verfahrens verwendete Empfänger muß
unter allen Umständen in der Lage sein, mehrere Arbeitsfrequenzen aufzunehmen und
ihre Gesamtwirkung einer einzigen Wiedergabevorrichtung (z. B. einem Schreibapparat
usw.) zuzuführen. Seine Ausbildung hängt mit der Weise, in der die Signale übertragen
werden, zusammen (Hochfrequenzschwingungen, Niederfrequenzschwingungen oder beide)
und läßt sich mit Rücksicht auf die bereits bekannten Empfangsschaltungen auf verschiedene
Weise verwirklichen.
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Das System nach der vorliegenden Erfindung gewährleistet durch die
Verwendung der beliebig erzeugten Ruhefrequenzen die erforderliche Geheimhaltung
selbst dann, wenn man von dem Prinzip der Übertragung unterrichtet ist. Dies rührt
in erster Linie daher, daß das System nicht starr ist und daß die Gruppe Arbeitswellen
in jedem Augenblick durch eine andere ersetzt werden kann. Außerdem wird der unbefugte
Empfänger mit der Lösung der Aufgabe, welche der Frequenzen als Arbeitsfrequenzen
und welche als Ruhefrequenzen anzusehen sind, geraume Zeit beschäftigt sein. Die
Umschaltung von der einen Gruppe Arbeitsfrequenzen auf die andere ist nicht mit
nennenswerter Mühe verbunden, da man in der Lage ist, die veränderlichen Elemente
(z. B. Kondensatoren, Variometer usw.) des Senders und des Empfängers derart zu
kur.-peln und auszubilden., daß gleiche Handgriffe in beiden Stationen gleiche Umschaltungen
verursachen.