DE651663C - Verfahren zur hochfrequenten Nachrichtenuebertragung ueber Mittel mit schwankenden UEbertragungseigenschaften, z. B. mittels Kurzwellen - Google Patents

Description

Zur Vermeidung von Störungen bei der drahtlosen Nachrichtenübermittlung, insbesondere mittels Kurzwellen, ist es bekannt, entweder eine Trägerfrequenz und zwei oder mehrere Seitenbänder oder lediglich mehr als zwei Seitenbänder auszusenden und dadurch die Möglichkeit der Differenztönbildung im Empfänger und so die Sicherheit beim Empfang der Nachrichten zu erhöhen.

Beiden angegebenen Verfahren ergeben sich jedoch Schwierigkeiten dann, wenn die vom Empfänger aufgenommenen verschiedenen Hochfrequenzen bestimmte Phasenbeziehungen zueinander haben, die von den Ubertragungseigenschaften der drahtlosen Strecke abhängig sind. Es können nämlich aus mehr als zwei Hochfrequenzen bzw. Hochfrequenzbändern im Empfänger gleiche Differenzfrequenzen verschiedener Phase entstehen, die sich mehr oder weniger (bei einer Phasenverschiebung von i8o° vollständig) aufheben. Bei der Übertragung eines oberen und eines unteren Seitenbandes neben der Trägerfrequenz kann • eine solche schädliche Phasenbeziehung, z. B.

zwischen den beiden gleichen Differenzfrequenzen, gebildet einmal aus dem oberen Seitenband und der Trägerfrequenz und das andere Mal aus dem unteren Seitenband und der Trägerfrequenz, bestehen. (Siehe H. Bartels, »Über den Einfluß des Phasenmaßes und der Dämpfung bei der Übertragung von modulierten Wellen«, W. V. S. Bd. VII, Heft 1.)

Ferner entstehen bei den angedeuteten Verfahren leicht dadurch Schwierigkeiten, daß sich aus den tieferen Differenzfrequenzen durch Verzerrung* Harmonische dieser Frequenzen bilden bzw. mit Absicht erzeugt werden, die dann mit den höheren Empfangsfrequenzen schädlich interferieren können. Wird wieder eine Übertragung beider Seitenbandreihen und der Trägerfrequenz vorausgesetzt, so können bei dieser Übertragung bei bestimmten Phasenbeziehungen der Frequenzen zueinander nicht nur, wie schon vorher angedeutet, die tiefen Differenzfrequenzen sich gegenseitig mehr oder weniger aufheben, sondern die aus den voneinander weiter entfernten Hochfrequenzen gebildeten Differenzschwingungen können interferieren mit den aus den tieferen Differenzschwingungen entstehenden Harmonischen.

Zur Beseitigung dieser Übelstände wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, Teile der Empfangsenergie vor der Gleichrichtung zum Modulationsfrequenzband gegenüber anderen Teilen zu verzerren, jeden Teil für sich gleichzurichten und die Ausgangsenergien sämtlicher Gleichrichter zur Bildung der übermittelten Nachricht zu benutzen.

Die Verzerrung kann z. B. eine Phasenver-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-In%. Joseph Sedlmayer in Berlin.

zerrung oder eine Verzerrung der Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Frequenz (Dämpfungsverzerrung) sein. Bei Phasenverzerrung erhalten die Modulationsfrequenzen in den verschiedenen Gleichrichtern verschiedene Phasenbeziehungen zueinander, und es können, wenn die Phasenverschiebung zwiV sehen gleichen Modulationsfrequenzen durch Wirkung der Üb er tr agungs strecke in einem ίο Gleichrichter i8o° ist, was ohne weitere Gleichrichter einen Zeichenausfall bedingen würde, gleiche Modulationsfrequenzen, die in den anderen Gleichrichtern entstehen, infolge ihrer von i8o° abweichenden gegenseitigen Phasenverschiebung nicht verschwinden, so daß das Zeichen erhalten bleibt.

Die gegenseitige Phasenverschiebung der Hochfrequenzen vor einem der Gleichrichter muß natürlich von einem ganzen geradzahligen Vielfachen von i8o° verschieden sein, da sonst keine verbessernde Wirkung auftritt. Die Phasenverschiebung zwischen zwei Gleichrichtern muß von einem ungeradzahligen Vielfachen von i8o° verschieden sein, da sich sonst die Energien dieser beiden Gleichrichter aufheben. Letzteres setzt voraus, daß die Ausgänge der Gleichrichter zusammengeschaltet werden.

Man kann die Erscheinung, daß bei einer Phasenverschiebung zwischen zwei Gleichrichtern um ein ungeradzahliges Vielfaches von i8o° sich die Energien der Gleichrichter aufheben, dazu verwerten, den Dämpfungsanstieg' an den Grenzen des Durchlässigkeitsbereiches des Empfängers zu vergrößern, indem man dort eine Phasenverschiebung von (2μ+ι)·ι8ο° einrichtet, während sie in der Mitte des Durchlässigkeitsbereiches beispielsweise 2%· 180° beträgt, wo n — i, 2, 3 . ..ist.

Verwertet man die Energien der Gleichrichter getrennt, so fällt die Bedingung, daß die Phasenverschiebung von i8o° oder einem ungeradzahligen Vielfachen hiervon verschieden sein muß, fort. Die Kombination der Äusgangsenergien der Gleichrichter kann dann beispielsweise gleichstrommäßig (bei Telegraphie) erfolgen.

Zweckmäßig soll in keinem Fall die Laufzeitkurve der Phasenglieder eine gerade Funktion von ω—ω0 sein, wo ω₀ die Frequenz der Trägerwelle oder eine der harmonischen Hochfrequenzen und ω eine beliebige Frequenz im Übertragungsbereich bedeuten, da sonst zwar Verschiebungen der Hochfrequenzen untereinander stattfinden, jedoch derart, daß mindestens teilweise die Phasenbeziehungen gleicher Differenztöne erhalten bleiben. Die gleiche Wirkung wie die Phasenverzerrung bringt eine Dämpfungsverzerrung. Es wird dadurch das Amplitudenverhältnis der schädlich interferierenden Frequenzen in dem einen Teil oder den einen Teilen gegen-.über dem anderen Teil oder den anderen ' Teilen' der Empfangsenergie verschoben, so ■daß einer vollkommenen Nullstelle hinter dem einen Gleichrichter oder den einen Gleich- ^; Yichtern ein Restbetrag an Energie hinter diem (den) anderen Gleichrichter (n) entspricht.

Der Dämpfungsverlauf darf weder zur Trägerwelle noch zu einem der Hochfrequenzbänder symmetrisch sein.

Gegenüber der vollständigen Absiebung eines Seitenbandes bietet dieses Verfahren die Vorteile größerer Sicherheit, Unempfindlichkeit gegen Frequenzschwarikungen und leichterer Ausführbarkeit.

Natürlich ist eine Kombination von Phasen- tind Dämpfungsverzerrung möglich; dies wird sogar der Normalfall sein, da bei technischen Ausführungen Gebiete mit starkem Frequenzgang der Phase mit Gebieten stark frequenzabhängiger Dämpfung meist zusammenfallen.

Die gegenseitige Verzerrung kann entweder durch Verzerrungsglieder vor jedem Gleichrichter erzielt werden, oder man kann auch einen der Gleichrichter ohne verzerrendes Übertragungsglied benutzen,

Als Phasenverzerrungsglieder haben sich Kreuzgliederkettenleiter zweiter Ordnung (S-Glieder), wie sie in der Niederfrequenztechnik bereits bekannt sind, als. zweckmäßig herausgestellt. .

Glieder, deren Empfindlichkeit sich mit der Frequenz ändert, sind beispielsweise Kondensator- oder Spulenleitungen.

Die Übertragung ausgedehnter Frequenzbänder nach dem Zweiseitenbandverfahren, z.B. Sprache, läßt sich durch derartige Verzerrung natürlich ebenfalls verbessern. Wenn die dadurch entstehende nichtlineare Verzerrung unerwünscht ist, was z. B. bei Sprache der Fall ist, so kann durch geeignete Bemessung des Frequenzabstandes der Seitenbänder von der Trägerwelle erreicht werden, daß die entstehenden Obertöne außerhalb des benutzten Frequenzbandes liegen. Die Vergrößerung des Frequenzabstandes der Seitenbänder von der Trägerwelle kann durch Überlagerung der Modulationsfrequenz mit einer Zwischenfrequenz in bekannter Weise erzielt werden. Durch ein derartiges Verfahren wird der Vorteil der Doppelübertragung durch zwei Seitenbänder bei Sprache erst wirksam emacht. Schädliche Phasenbeziehungen können, z. B. "bei Sprach- oder Bildübertragung, zeitlich veränderlich, auch bei Übertragungen über lange Drahtleitungen auftreten; auch dort ist das Verfahren zweckmäßig anwendbar.

Gegentaktschaltung der Hochfrequenzgleichrichter ist vielfach günstig, da hierdurch die bei einfachen Gleichrichtern auftretenden Verzerrungen zum großen Teil kompensiert werden.

Das vorstehend beschriebene Verfahren läßt sich natürlich auch bei Mehrfachausnutzung von Übertragungswegen anwenden.

Die Abb. ι zeigt schematisiert eine gemäß ίο der Erfindung ausgebildete Empfangseinrichtung. Von dem die Hochfrequenzschwingungen aufnehmenden Teil E wird ein Teil der Energie einem Gleichrichter Gl₁ über ein verzerrendes Glied V₁, der andere Teil einem Gleichrichter Gl₂ über ein verzerrendes Glied V₂ zugeleitet. Die Ausgänge beider Gleichrichter sind parallel geschaltet und speisen als Anzeigevorrichtung ein Telephon T.

Die Abb. 2 zeigt die Schaltung eines Kreuzgliederkettenleiters zweiter Ordnung (ß-Glied), der als Phasenverzerrungsglied besonders geeignet ist. Die Kapazitäten dieses Gliedes sind mit C₁ und C₂ und die Induktivitäten mit L₁ und L₂ bezeichnet.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur hochfrequenten Nachrichtenübertragung über Mittel mit schwankenden Übertragungseigenschaften, z. B. mittels Kurzwellen, bei dem mehr als zwei Hochfrequenzbänder oder eine Trägerwelle und wenigstens zwei Hochfrequenzbänder zur Übertragung benutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangsseitige Gleichrichtung zur Modulationsfrequenz in mehreren Gleichrichtern nebeneinander erfolgt, denen untereinander verschieden phasen- und/oder dämpfungsverzerrende Mittel, die die gleichzeitige Auslöschung des Empfanges in den verschiedenen Gleichrichtern verhindern, vorgeschaltet sind, und die Ausgangsenergien sämtlicher Gleichrichter zur Nachrichtenbildung benutzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Grenzen des Übertragungsbereiches die resultierenden Phasenverschiebungen einer Gruppe von Gleichrichtern bzw. die Phasenverschiebung des einen Gleichrichters sich von den resultierenden Phasenverschiebungen der restlichen Gleichrichter bzw. von der Phasenverschiebung des anderen Gleichrichters um ein ungeradzahliges ganzes Vielfaches von i8o° unterscheidet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Phasenverzerrung die Laufzeiten in den einzelnen Gleichrichterzweigen ungerade Funktionen von ω — ω₀ sind, wo ω₀ die Frequenz der Trägerwelle oder eine der harmonischen Hochfrequenzen und ω eine beliebige Frequenz im Übertragungsbereich bedeuten.

4. Einrichtung zum Empfang von Nachrichten nach . einem der Verfahren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch η Hochfrequenzgleichrichter, wobei zumindest η — ι Gleichrichtern phasenverzerrende Glieder, z. B. Kreuzgliederkettenleiter zweiter Ordnung (5-Glieder), vorgeschaltet sind.

5. Einrichtung zum Empfang von Nachrichten nach einem der Verfahren der An-Sprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch η Hochfrequenzgleichrichter, wobei zumindest ti — ι Gleichrichtern dämpfungsverzerrende Glieder, z. B. Kondensatoroder Spulenleitungen, vorgeschaltet sind.

6. Einrichtung zum Empfang von Nachrichten nach einem der Verfahren der Ansprüche ι bis 3, gekennzeichnet durch η Hochfrequenzgleichrichter, wobei zumindest η — ι Gleichrichtern Glieder vorgeschaltet sind, die sowohl phasen- als auch dämpfungsverzerrend wirken.

7. Einrichtung zum Empfang von Nachrichten nach einem der Verfahren der Ansprüche ι bis 3, gekennzeichnet durch η Hochfrequenzgleichrichter, wobei zumindest η —1 Gleichrichtern Glieder vorgeschaltet sind, von denen ein Teil nur phasenverzerrend, ein Teil nur dämpfungsverzerrend wirkt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4, 6 und 7, gekennzeichnet durch Phasenglieder, deren Laufzeitkurven ungerade Funktionen von ω — ω₀ sind, wo ω₀ die Frequenz der Trägerwelle oder eine der harmonischen Hochfrequenzen und ω eine beliebige Frequenz im Übertragungsbereich bedeuten.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge sämtlicher Gleichrichter parallel oder in Gegentakt oder zum Teil parallel und zum Teil in Gegentakt oder mehrere durch Parallelschalten entstandene Gruppen in Gegentakt oder mehrere Gegentaktanordnungen parallel geschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen