DE917318C - Einrichtung zum Empfang modulierter Traegerwellenzeichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Empfang modulierter Trägerwellenzeichen, welche insbesondere für mit impulsmodulierten Zeichen arbeitende Peilanlagen geeignet ist. Die Impulse derartiger Zeichen sind meist rechteckiger Form und werden gleichzeitig zur Angabe der Sendestation verwendet, indem sie zu Impulsgruppen zusammengefaßt sind, deren Impulse einen für die Sendestation charakteristischen gegenseitigen Abstand haben. Die Zeichen werden einer Anzeigeoder Steuervorrichtung zugeführt, welche die Sendestation auf Grund des vorgenannten Impulsabstandes selbsttätig anzeigt oder beim Empfang von Zeichen mit vorbestimmtem Impulsabstand das Aussenden von Antwortzeichen veranlaßt.

Derartige Anlagen sind für Störzeichen sehr empfindlich. Wenn beispielsweise impulsmodulierte Störzeichen empfangen werden, deren Impulse halb so stark sind wie diejenigen des erwünschten Zeichens und zwischen die Impulse einer Impulsgruppe des erwünschten Zeichens fallen, dann macht die Anzeige- oder Steuervorrichtung keinen Unterschied zwischen den Impulsen des erwünschten Zeichens und den Störimpulsen und wirkt demnach entsprechend einer Impulskombination, welche verschieden von derjenigen des tatsächlich empfangenen Zeichens ist.

Es sind schnell wirkende Empfindlichkeitsregler bekannt, welche auf den ersten Impuls der Impulsgruppe des empfangenen Zeichens ansprechen und die Verstärkung des Empfängers derartig vermindern, daß Störzeichen der vorgenannten Art im Ausgangskreis des Empfängers nicht in Erscheinung treten können. Derartige Regler umfassen gewöhnlich einen Gleichrichter und einen an diesen angeschlossenen Kondensator mit kurzer Ladungs-

zeit und langer Entladungszeit. Dieser Kondensator wird durch den ersten Impuls der Impulsgruppe geladen und erzeugt eine Regelspannung, welche infolge der langen Entladungszeit des Kondensators während einer zum Eintreffen aller Impulse¹ der Impulsgruppe ausreichend langen Zeit aufrechterhalten wird. Nach Ablauf dieser Zeitdauer vermindert sich die Regelspannung langsam, und die ursprüngliche Empfindlichkeit des Empfängers wird ίο allmählich wiederhergestellt. Da die Herstellung der ursprünglichen Empfindlichkeit des Empfängers eine geraume Zeit beansprucht, kann eine solche Vorrichtung nicht verwendet werden, wenn es sich um den Empfang von Zeichen mit sich in kurzen Zeitabständen wiederholenden ImpulsgTuppen handelt

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Empfangsanordnung für mit Impulsgruppen periodisch modulierte Trägerwellen, die Mittel aufweist, durch die die Verstärkung des Übertragungskanals durch eine von dem ersten Impuls der Impulsgruppe erzeugte Regelspannung im Sinne eines Ausgleichs von Schwankungen der Eingangsspannung selbsttätig geregelt wird. Diese Regelung erfolgt erfindungsgemäß derart, daß die Regelung für die Dauer jeder Impulsgruppe konstant gehalten, sofort nach Ablauf der Impulsgruppe aber aufgehoben und anschließend die Normalverstärkung wiederhergestellt wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 und 3 sind schematische Schaltskizzen von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Empfangseinrichtungen, und Fig. 2 und 4 stellen die Wirkungsweisen dieser Einrichtungen erläuternde Diagramme dar.

Die Einrichtung gemäß Fig. 1 kann als der Empfänger einer Peilanlage betrachtet werden, welche mit impulsmodulierten Trägerzeichen arbeitet, deren Impulse zu Impulsgruppen zusammengefaßt sind, wobei diese Impulsgruppen eine vorbestimmte Mindeststärke und eine vorbestimmte größte Zeitdauer haben. Die Einrichtung umfaßt ein Antennensystem 10, 11 und einen aus dem Pendelrückkopplungsempfänger 12, dem Amplitudenbegrenzer 13 und der Kathodenstrahlröhre 14 bestehenden Zeichenkanal. Das Ausgangszeichen des Amplitudenbegrenzers kann, wie der Pfeil 19 andeutet, auch einer Vorrichtung zur Anzeige der Sendestation oder zum Steuern eines Antwortsenders zugeführt werden.

Im Ausgangskreis des Empfängers 12 ergeben sich während des Ruhezustandes des Empfängers auf Rauschspannungen, Schroteffekte u. dgl. zurückzuführende Ruheausgangsspannungen, welche insbesondere im Falle der Verwendung eines Pendelrückkopplungsempfängers ziemlich hoch sein können. Da diese Spannungen ein Maß für die Empfindlichkeit des Verstärkers sind, werden sie dazu verwendet, die Empfindlichkeit des Empfängers selbsttätig auf einem gewissen Nominalwert zu halten. Zu diesem Zweck ist ein Empfindlichkeitsregler 15 vorgesehen, der beispielsweise einen frequenzabhängigen Verstärkerkreis und einen Gleichrichter zur Erzeugung einer Regelspannung enthalten kann. An den Ausgangskreis des Reglers ist ein aus dem Widerstand 17 und dem dazu parallel geschalteten Kondensator 16 bestehender Zeitkonstantenkreis angeschlossen, dessen Zeitkonstante so groß ist, daß die Regelspannung durch die empfangenen kurzzeitigen Impulse nicht merklich beeinflußt wird. Diese Regelspannung wird über die Leitung 18 einem Regelkreis des Empfängers 12 zugeführt.

Ferner enthält die Einrichtung eine außerhalb des Zeichenkanals 12 bis 14 gelegene Vorrichtung 20 zur Erzeugung einer beim Eintreffen eines Zeichens beginnenden und während der Zeichendauer anhaltenden Regelspannung. Diese Vorrichtung enthält einen an den Empfänger 12 über die Leitung 32 angeschlossenen Impulsgleichrichter und Verstärker 21. Der Impulsgleichrichter ist zweckmäßig als Spitzengleichrichter ausgebildet, so· daß seine Ausgangsspannung eine vom Spitzenwert des ihm zugeführten impulsmodulierten Zeichens abhängige Größe hat. Der Gleichrichter erhält zweckmäßig eine derartige Vorspannung, daß er für Zeichen unempfindlich wird, deren Stärke einen gewissen Schwellwert nicht erreicht. In Fig. 2 ist dieser Schwellwert mit B bezeichnet.

Der Ausgangskreis des Verstärkerteiles der Einheit 21 ist über zwei Tetroden 22 und 23 an einen als Energiespeicher wirkenden Kondensator 24 angeschlossen, an welchem sich bei seiner Aufladung durch die Einheit 21 eine Regelspannung ergibt. Die Röhre 22 ist an die Einheit 21 über einen Kondensator 26 und einen Gitterwiderstand 27 augeschlossen, und die Röhre 23 ist mit der Röhre 22 ebenfalls über einen. Kondensator 28 und einen Gitterwiderstand 29 verbunden. Die Röhren erhalten ihre Betriebsspannungen von den Spannungsquellen +B, +S_c und —E_c. Zum Kondensator 24 ist ein Widerstand 25 parallel geschaltet, der so bemessen ist, daß die Zeitkonstante des Entladungskreises des Kondensators ein Mehrfaches der Zeitdauer der impulsmodulierten Zeichen beträgt. Die sich in diesem Entladungskreis ergebende Regelspannung wird über die Leitung 30 dem Empfänger 12 zugeführt, um seine Empfindlichkeit auf einen gegenüber ihrem Normalwert verminderten Wert herabzusetzen.

Zwecks Unterbrechung der Regelspannung nach no Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne wird von einer an sich bekannten Schaltung Gebrauch gemacht: an den Belastungswiderstand 35 der Röhre 22 wird ein aus Längsspulen und Querkondensar toren bestehendes, am Ende kurzgeschlossenes Verzögerungsnetzwerk 31 angeschlossen, dessen Wellenwiderstand gleich dem Wert des Widerstandes 35 ist.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ergibt sich aus den Diagrammen der Fig. 2. Die Kurve A zeigt die Ausgangsspannung des Empfängers 12 beim Empfang eines impulsmodulierten Zeichens. Die Schwingungen 5,, kleiner Amplitude stellen die Ruheausgangsspannung des Empfängers dar. Die Impulse P₁, P₂ und Ρ_Ά bilden das empfangene Peilzeichen, dessen Zeitdauer T₁ ist, jedoch sich bis

auf T₀ vergrößern kann. Der erste Impuls P₁ ist ein Steuerimpuls, und die folgenden beiden Impulse P₂ und P₃ haben einen gegenseitigen zeitlichen Abstand, der die Sendestation kennzeichnet. Die Stärke aller dieser Impulse übersteigt einen durch die gestrichelte¹ Linie B dargestellten Schwellwert. Der Impuls P₄ stellt einen Störimpuls, z. B. einen Echoimpuls dar, der in der Zeitspanne zwischen dem Eintreffen der Impulse P₁ und P₂ eintrifft und

ίο ebenfalls eine den Schwellwert B übersteigende Stärke hat. Wenn also die durch die Kurve A dargestellte Ausgangsspannung in dieser Form der über die Leitung 19 angeschlossenen Anzeige- oder Steuervorrichtung zugeführt werden würde, würde

!5 diese eine falsche Anzeige liefern bzw. eine unerwünschte Wirkung ausüben.

Die Spannung A gelangt über die Leitung 32 zum Impulsgleichrichter und Verstärker 21, dessen Empfindlichkeitsgrenze ebenfalls durch die Linie B dar-

ao gestellt ist, so daß die Einheit 21 die Ruheausgangsspannung S_Q des Empfängers unterdrückt. Die Spitze des im Zeitpunkt i₀ zur Einheit 21 gelangenden Steuerimpulses P₁ wird in dieser Einheit gleichgerichtet und der Röhre 22 zugeführt. Von dieser Röhre gelangt ein Teil der Impulsspannung zum Verzögerungsnetzwerk 31, während ihr anderer Teil in Form eines Impulses positiver Polarität der Röhre 23 zugeführt wird. Diesen Impuls stellt der Impuls P₅ der Kurve C dar. Er wird in der Röhre 23 nochmals verstärkt und mit umgekehrter Polarität dem Kondensator 24 zugeführt. Infolge der durch diesen Impuls bewirkten Aufladung des Kondensators ergibt sich an diesem die durch die Kurve D dargestellte negative Regelspannung, welehe ihren größten Wert e_x im Zeitpunkt t₁ erreicht. Die Zeitspanne i₀ — t_t ist nur ein Bruchteil der Zeitdauer J₀ — t₂ des Steuerimpulses P₁, so daß also die durch die Kurve D dargestellte Regelspannung sich schon zu Anfang der Zeitdauer T₁ des durch die Kurve A dargestellten Zeichens ausbildet.

Diese Regelspannung wird über die Leitung 30 dem Empfänger 12 zugeführt und vermindert seine Empfindlichkeit auf einen unterhalb des durch den Empfindlichkeitsregler 15 bestimmten Normalwer-

+5 tes liegenden Wert. Infolgedessen erhält die Ausgangsspannung des Empfängers statt der durch die Kurve A dargestellten Form in Wirklichkeit die durch die Kurve E dargestellte Form. Aus diesen Kurven geht hervor, daß nur der erste Teil des Steuerimpulses P₁ den Schwellwert B der Einheit 21 übersteigt, während der übrige Teil dieses Impulses sowie die Impulse P₁, P₂ und P₃ durch diese Einheit unterdrückt werden. Infolgedessen ist auch die Dauer des Impulses P₅ kürzer als diejenige des Steuerimpulses P₁. Infolge der großen Zeitkonstante des Entladungskreises des Kondensators 24 bleibt der größte Wert e_x der durch die Kurve D dargestellten Regelspannung für eine die längste Dauer t₀ des Zeichens übersteigende Zeitspanne erhalten, s'o daß der Amplitudenbegrenzer eine der Kurve E entsprechende Eingangsspannung erhält. Der Amplitudenbegrenzer läßt nur den zwischen die Linien F und G fallenden Teil der Impulse durch und unterdrückt daher sowohl den Störimpuls P₄ als auch die den Impulsen P₁, P₂ und P₃ Überlagerten Rauschspannungen. Am Ausgang des Amplitudenbegrenzers ergibt sich daher die durch die Kurve// dargestellte Ausgangsspannung, welche der Kathodenstrahlröhre 14 und der nicht dargestellten Anzeige- bzw. Steuervorrichtung zugeführt wird.

Im Zeitpunkt t₅ erscheint der vom kurzgeschlossenen Ende des Verzögerungsnetzwerkes 31 reflektierte Teil des Impulses P₅ der Kurve C in Form des Impulses P₆ an den Eingangsklemmen des Netzwerkes. Der Zeitunterschied t₀ — t₅ zwischen den Impulsen P₅ und P₆ entspricht also der doppelten Verzögerungszeit des Netzwerkes, welche dem geometrischen Mittel der Summe aller Längsinduktivitäten und aller Querkapazitäten des Netzwerkes proportional ist und die längste Zeitdauer T₀ des Zeichens etwas übersteigt. Der reflektierte Impuls P₆, der infolge der Reflektion negative Polarität hat, wird über die Röhre 23 dem Kondensator 24 zugeführt und entlädt diesen, wodurch die durch die Kurve D dargestellte Regelspannung unterbrochen wird. Nach dem Wegfall dieser Regelspannung gewinnt der Empfänger 12 unter der Einwirkung des Empfindlichkeitsreglers 15 seine normale Empfindlichkeit wieder und kann daher das nächste Zeichen empfangen, und zwar auch dann, wenn dieses erheblich schwächer sein sollte als das vorangegangene.

Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen Überlagerungsempfänger. An das Antennensystem 40, 41 ist ein Hochfrequenzverstärker 42 und eine Mischstufe 43 angeschlossen, an deren Ausgang sich der Zeichenkanal in zwei Zweige teilt. Der eine Zweig, der zur Empfindlichkeitsregelung des Empfängers dient, enthält einen Zwischenfrequenzverstärker 44, einen zur Aufrechterhaltung des Noirmalwertes der Empfindlichkeit bestimmten Empfindlichkeitsregler 45 und einen impulsgesteuerten Empfindlichkeitsregler 46. Die Regler 45 und 46 können ebenso ausgebildet sein wie die Regler 15 und 20 der Anordnung gemäß Fig. 1. Die sich im Regler 45 ergebende Regelspannung wird über die Leitung 47 den Vorrichtungen 42, 43 und 44 zugeführt und hält die Empfindlichkeit des Empfängers auf ihrem Normalwert. Die vom Regler 46 gelieferte Regelspannung gelangt über die Leitung 48 zum Zwischenfrequenzverstärker 44 und ändert die Empfindlichkeit des Empfängers während des Zeichenempfanges.

Der andere Zweig des Zeichenkanales besteht aus einem an die Mischstufe angeschlossenen Verzögerungsnetzwerk 50, einem Zwischenfrequenzverstärker 51, einem Demodulator und Verstärker 52, einem Amplitudenbegrenzer 53 und einer Kathodenstrahlröhre 54. Das Ausgangszeichen des Amplitudenbegrenzers kann auch einer Anzeige- oder Steuervorrichtung zur Anzeige der Sendestation oder zur Veranlassung der Aussendung eines Antwortzeichens zugeführt werden, wie dies der Pfeil 55 andeutet. Die Regelspannung der Regler 45 und 46 wird über Abzweigungen der Leitungen 47 und 48

auch dem Zwischenfrequenzverstärker 51 zugeführt um die Empfindlichkeit des zweiten Zweiges des Zeichenkanals entsprechend zu regeln.

Die Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 3 ergibt sich aus den Diagrammen der Fig. 4, welche im wesentlichen gleich denjenigen der Fig. 2 sind. Die Kurve A' unterscheidet sich insofern von der Kurve A der Fig. 2, daß sie die eine Hälfte der Hüllkurve der Ausgangsspannung der Mischstufe 43 darstellt und keinen Steuerimpuls enthält, da ein solcher zur Erreichung der gewünschten Wirkung der Anordnung gemäß Fig. 3 nicht erforderlich ist. Die Impulse P₂', P ζ und P [ sowie die Zeitspannen T₁
P.

und T₀
sowie

entsprechen den Impulsen P₂, P₁

und P_i sowie den Zeitspannen T₁ und T₀ der Kurve A in Fig. 2.

Der Impuls P₂' erreicht im Zeitpunkt t₀ den Regler 46 und erzeugt dort die durch die Kurve D' dargestellte Regelspannung in der oben dargelegten Weise. Diese Regelspannung erreicht ihren größten Wert e_t' im Zeitpunkt t/ und wird sowohl dem Zwischenfrequenzverstärker 44 als auch dem Zwischenfrequenzverstärker 51 zugeführt, um die Empfindlichkeit beider Zweige des Zeichenkanals so zu vermindern, daß der Störimpuls P₄' unterdrückt wird. Das Verzögerungsnetzwerk 50, über welches die Ausgangsspannung der Mischstufe 43 dem zweiten Zweig des Zeichenkanals zugeführt wird,

gleiche Verzögeist als diejenige welche zur Verminderung der

hat eine der Zeitspanne t₀ — £₆ rungszeit, welche etwas langer

¹I '

Zeitspanne i₀

Empfindlichkeit des zweiten Zweiges des Zeichenkanals durch den Regler 46 erforderlich ist. Infolgedessen hat die Ausgangsspannung des Demodulators und Verstärkers 52 die durch die Kurve E' dargestellte Form. Diese Spannung wird durch den Amplitudenbegrenzer 53 auf ihre zwischen den Linien F' und G' liegenden Teile begrenzt und in der durch die Kurve H' dargestellten Form der Kathodenstrahlröhre 54 und der nicht dargestellten Anzeige^ oder Steuervorrichtung zugeführt.

Da das empfangene Zeichen dem Zwischenfrequenzverstärker 51 mit einer zeitlichen Verzögerung zugeführt wird, ist der Regler 46 so eingestellt, daß die durch die Kurve D' dargestellte Regelspannung erst dann unterbrochen und die normale Empfindlichkeit beider Zweige des Zeichenkanals erst dann wiederhergestellt wird, wenn die Empfindlichkeit des zweiten Zweiges des Zeichenkanals bereits während einer der größten Zeitdauer T₀ des empfangenen Zeichens gleichen oder diese etwas übersteigenden Zeitspanne herabgesetzt war.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß die Empfangseinrichtung eine sehr hohe Empfindlichkeit haben kann, ohne daß ihr Betrieb durch Störzeichen gestört werden könnte. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die von einem etwa in der Nähe der Empfangseinrichtung liegenden Sender herrührenden sehr starken Zeichen die Empfangseinrichtung nicht übersteuern können, da sie durch die erfindungsgemäßen Regelorgane auf eine normale Stärke herabgesetzt werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Empfangsanordnung für mit Impulsgruppen periodisch modulierte Trägerwellen mit einer Anordnung zur Unterdrückung oder weitgehenden Verminderung von vorzugsweise in die Impulsgruppe fallenden Störimpulsen, bei der der Übertragungskanal in der Verstärkung durch eine von dem 1. Impuls der Impulsgruppe erzeugte Regelspannung im Sinne eines Ausgleichs von Schwankungen der Eingangsspannung selbsttätig geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung für die Dauer jeder Impulsgruppe konstant gehalten, sofort nach Ablauf der Impulsgruppe aber aufgehoben und anschließend die Normalverstärkung wiederhergestellt wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerwelle einem Spitzengleichrichter (21) zugeführt wird, der die Regelspannung erzeugt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzengleichrichter einen Strom, liefert, der die Aufladung eines Kondensators (24) bewirkt, dessen Entladungszeit ein Mehrfaches der Zeitdauer einer einzelnen Impulsgruppe ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vom Spitzengleichrichter (21) ein Spannungsimpuls einen am anderen Ende kurzgeschlossenem Verzögerungsnetzwerk (31) zugeführt wird, das nach einer Zeitspanne einen die Regelspannung unterbrechenden Impuls erzeugt.
5. 5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die modulierte Trägerwelle im Übertragungskanal (50 bis 54) um eine Zeitspanne verzögert wird, die zumindest gleich der zur Erzeugung Regelspannung erforderlichen Zeit ist.

   der

   Angezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 845 551, 869219;

   britische Patentschrift Nr. 557225; TJSA.-Patentschrift Nr. 2 188 970.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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