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Anordnung zur ubertragung von kurzzeitigen Hochfrequenzimpulsen Es
ist bekannt, mit Sendern kurze Hochfrequenzimpulse auszusenden, um die direkte Welle
von den Raumwellen, die von verschiedenen Stellen der reflektierenden Schicht kommen,
im Empfänger trennen zu können.
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Zur Herstellung derartiger Impulse sind zahlreiche Verfahren vorgeschlagen
worden, die jedoch alle den Nachteil aufweisen, daß innerhalb der Sendeanordnung
starke Verzerrungen der Impulsform auftreten, welche in den Empfan,gsgeräten noch
erhöht werden.
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Durch diese Verzerrungen weisen die Impulse empfangsseitig eine geringere
Höhe und größere Breite auf und sind von etwaigen reflektierten Impulsen schwerer
zu trennen.
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Dabei wirken insbesondere Verstimmungen aufeinanderfolgender Kreise
im Sender oder Empfänger stark verzerrend, und zwar einseitig verzerrend. Das ist
beim Verkehr mit Flugzeugen und anderen schnell bewegten Fahrzeugen sehr nachteilig,
da sich hierbei infolge des Windes und der Erschütterungen stets Verstimmungen des
Antennenkreises ergeben.
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Bei der periodischen Tastung einer Hochfrequenz erhält man ein Spektrum,
dessen Einzelfrequenzen an der Taststelle bestimmte Phasen- und Amplitudenverhältnisse
zueinander aufweisen. Sollen nun die Impulse formgetreu im Empfänger wiedergegeben
werden, dann ist es erforderlich, die einzelnen Frequenzen in der Demodulationsstufe
wieder mit gleichen Amplituden- und Phasenverhältnissen zusammenzusetzen.
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Bei den bisher in Verwendung stehenden Übertragungseinrichtungen
wurde stets nur die Forderung nach amplitudenrichtiger Wiedergabe des Frequenzbereichs
erfüllt, da z. B. bei der Schallübertragung eine Phasenverschiebung der einzelnen
Frequenzen des Tongemisches innerhalb weiter Grenzen ohne ein fluß auf die Schallempfindung
bei derWiedergabe ist. Es wurde daher bei den bekannten Übertragungseinrichtungen
die Forderung der
phasenrichtigen Wiedergabe nicht beachtet, so
daß bei Impulsübertragung starke Verzerrungen auftreten.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es möglich ist,
die Impulsver zerrung durch geeignete Bemessung der Schaltelemente in den einzelnen
Übertragungskreisen zu vermeiden bzw. etwa noch verbleibende Impulsverrungen durch
entgegellgesetzt verrende Kreise im Übertrgungszug wieder zu kompensieren.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher eine Anordnung zur Übertragung
von kurzzeitigen Hochfrequenzimpulsen vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß zwecks Vermeidung von Verzerrungen der Impulsform die über den ganzen Hochfrequenzteil
vom Sender bis zum Empfänger gemessene Phasendrehzeit d#/d# kleiner als ein Drittel
der Impulszeit, vorzugsweise Null, ist, wobei q. der Phasenwinkel zwischen der Spannung
an der Taststelle im Sender und der Demodulatorstelle im Empfänger und # die Kreisfrequenz
der Hochfrequenz ist. d# Der Ausdruck stellt die Zeitverschied# bUng dar, mit der
die verschiedenen in einem Impuls enthaltenen Frequenzen den gesamten Hochfrequenzteil
vom Sender bis zum Empfänger passieren. Es soll dabei ausdrücklich erwähnt werden,
daß es sich bei diesem Ausdruck nicht um die zeitliche Phasendrehung einer einzigen
Frequenz, sondern um die relative Phasendrehung mehrerer verschiedener Frequenzen
untereinander handelt.
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In einem einzeliien Schwingungskreis ist die Phasendrellzeit bei
der Resonanzfrequenz
# = logarithmisches Dämpfungsdekrement des Kreises. Ist 0 - 0,03, so ist bei 900
m Wellenlänge, d.h. bei 1/3 Mergahertz.
| d# |
| = - 10-4 (Sek.) |
| d# max |
d.h. 1/10 Millisekunde. Diese Größe, die der Gruppenlaufzeit in der Kabeltechnik
entspricht, deutet an, daß die verschiedenen am Aufbau des Signals beteiligten Wechselströme
in der Nähe der Resonanzfrequenz mit etwa llto Millisekunde Zeitverschiebung gegeneinander
den Sehwingungskreis passieren.
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Sind im gesamten Übertragungsweg etwa 5 Kreise dieser Art vorhanden,
dann überschreitet die gesamte Phasendrehzeit des Kanals mit 0,5 . 10-3 Sek. bereits
einige häufig gewählte Impulszeiten, die im allgemeinen 0,1 bis 0,3 m/Sek. betragen.
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In Abt. 1 ist die Ortskurve des Widerstandes eines Resonanzkreises
dargestellt, aus der man erkennt, daß die Phase seiner Impedanz heim Durchlaufen
der Itesonanzfrequenz von einem positiven zu einem negativen Wert stark geändert
wird. Hieraus erklärt sich die oben an einem Beispiel dargelegte große Phasendrehzeit
eines solchen Kreises.
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In Abb. 2, Kurve 1, ist die Ortskurve einer Kombination zweier Schwingunskreise
(Abb. 3) wiedergegeben, die gegeneinander etwas verstimmt sind. Wie man sieht, ist
hier in der Mitte (Punkt A) zwischen den Eigenfrequenzen der leiden Kreise (beide
in Punkt B) ein Bereich positiver Phasendrehzeit vorhanden. Es gibt aber auch eine
Verstimmung der Kreise, bei der die Phasendrehzeit annähernd verschwindet. zählt
man für die Gesamtübertragung eine solche Anordnung, bei der die Summe der Phasendrehzeiten
in der Übergangskette annähernd Null, jedenfalls aber erheblich kleiner als die
Impulszeit wird, beispielsweise höchstens ein Drittel der Impulszeit, so erhält
man eine fast ungefälschte Übertragung der Impulse.
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Einzelne Kreise können dabei positive, andere negative Phasendrehungen
ausführen. Wenn hierbei eine Frequenzkurve mit einer Einsattelung in der Mitte des
Durchlaßbereiches entsteht, dann werden die für einen schnellen Anstieg wesentlichen
Seitenhänder von etwa 3000 bis 6000 Hertz besonders bevorzugt.
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Eine solche Frequenzkurve entspricht in besonderer Weise dem Zwecke
der Erfindung.
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Soll die Anlage in einem größeren Wellenbereich arbeiten, so müssen
viele Kreise abstimmbar sein, und zwar dürfen sie teilweise nicht auf dieselbe Resonanzfrequenz
abgestimmt werden, wodurch die Bedienung erschwert wird. Gemäß der weiteren Erfindung
wird daher bei Verwendung eines Überlagerungsempfängers vorgeschlagen, den Phasenausgleich
im Z vischenfrequenzkreis vorzunehmen. Da hierbei die Signale verschiedener Trägerfrequenz
auf eine einzige Zwischenfrequenz transportiert werden, braucht bei dieser Anordnung
der Abgleich nur einmal vorgenommen zu werden.
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Die Feststellung des Phasenabgleiches kann nach der schematischen
Abb. 4 erfolgen, soweit es sich um normale, einseitig geerdete Sender und Empfänger
handelt und Sender und Empfänger räumlich nahe aneinandergebracht werden können.
Äian mißt dann die Spannungsbeträge zwischen den Punkten o und I,o und 2 sowie I
und 2. Aus diesen drei Spannungen kann man bei jeder Sendefrequenz ein Vektordreieck
hilden, aus dem sich die gegenseitige Phasenlage der Spannungen 0-1 und 0-2 ablesen
läßt. Werden Überlagerungsempfänger benutzt, so genügt im allgemeinen
eine
Vergleichsmessung beim Eintritt in die Überlagerungsstufe und eine getrennte Messung
des Üb erl agerungsteiles für sich.
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Ändert man die Trägerfrequenz, so läßt sich der Gang der Phase mit
der Frequenz verfolgen.
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Wie sich leicht zeigen läßt, ist bei annähernd gleicher Selektionskurve
die Phasendrehzeit um so länger, je mehr Abstimmkreise zur Erreichung dieser Selektionskurve
erforderlich waren Man arbeitet daher zur Vermeidung großer Phasendrehzeiten vorteilhaft
mit nur einem Abstimmkreis im Empfänger und erhöht seine Selektion durch Rückkopplung
bis auf den gewünschten Wert.
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Soll die ursprünglich bzw. im Idealfall rechteckige Impulsform im
Empfänger als spitze Kurve erscheinen, so ist die Gesamtphasendrebzeit bzw. die
Gesamteinschwingzeitkonstante des Systems annähernd gleich der Impulszeit zu machen,
da so eine ausreichend spitze Form mit kleinem Amplitudenverlust erzielt wird. Streuungen
der Einschwingzeitlronstante etwa um den Faktor 2 sind dabei zulässig.