DE956691C

DE956691C - Method of transmitting messages by means of impulses

Info

Publication number: DE956691C
Application number: DEC4604A
Authority: DE
Inventors: Robert H Rines
Original assignee: KAROLINE HELENE MATHILDE CAUER
Current assignee: KAROLINE HELENE MATHILDE CAUER
Priority date: 1950-12-18
Filing date: 1951-08-16
Publication date: 1957-01-24

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 24. JANUAR 1957ISSUED JANUARY 24, 1957

C 4604 Villa/ 21a¹ C 4604 Villa / 21a ¹

Zusatz zum (Patent 892Addition to (Patent 892

Das Patent 892 772 betrifft ein Verfahren zur Nachrichtenübermittlung durch Impulse, bei welchem eine amplitudenmodulierte, phasenverzerrte Impulsträgerschwingung von bestimmter — bei jedem Impuls gleicher — Impulsbreite und bestimmtem — bei jedem Impuls gleichem — Scheitelwert der Einhüllenden gesendet wird und beim Empfang die Phasenverzerrung kompensiert wird, um die Impulsbreite und den Scheitelwert der Einhüllenden zu ändern.The patent 892 772 relates to a method for Communication by means of pulses, in which an amplitude-modulated, phase-distorted Pulse carrier oscillation of a certain - the same for every pulse - pulse width and a certain - the same peak value of the envelope is sent for each pulse and at Reception the phase distortion is compensated to the pulse width and the peak value of the Change envelope.

In Weiterbildung des Verfahrens nach Patent 892 772 wird erfindungsgemäß zur Modulation der trägerfrequenten Impulse bei jedem Impuls die Frequenz der Impulsträgerschwingung während der Tastzeit so geändert, daß der Unterschied zwischen der Trägerschwingungsfrequenz am Impulsanfang und der Trägerschwingungsfrequenz am -Impulsende ein Maß für den Augenblickswert der Amplitude der Modulationsspannung ist.In a further development of the method according to patent 892 772, the invention is used to modulate the carrier-frequency pulses for each pulse the frequency of the pulse carrier oscillation during the Duty cycle changed so that the difference between the carrier oscillation frequency at the beginning of the pulse and the carrier oscillation frequency at the end of the pulse a measure of the instantaneous value of the amplitude is the modulation voltage.

Zweckmäßig wird bei jedem Impuls die Frequenz ao der Impuilsträgerschwingung ausgehend, von einem be: jedem Impuls gleichen Frequenz wert der Impulsträgerschwingung am Anfang des Impulses während der Tastzeit bis zu einem Frequenzwert am Ende des Impulses kontinuierlich gesteigert, der vom Augenblickswert der Amplitude der Modulationsspannung abhängt.For each pulse, the frequency ao of the pulse carrier oscillation is expediently based on one be: every pulse has the same frequency value of the pulse carrier oscillation at the beginning of the pulse during the scanning time continuously increased up to a frequency value at the end of the pulse, which depends on the instantaneous value of the amplitude of the modulation voltage.

Zur empfangsseitigen Demodulation der auf diese Weise modulierten trägerfrequenten Impulse dient ein Laufzeitnetzwerk von der im Patent 892 772 näher erläuterten Art, das die zugeführten trägerfrequenten Impulse, deren Scheitelwert und BreiteFor demodulation on the receiver side Wise modulated carrier-frequency pulses are used in a transit time network of the type described in patent 892 772 explained in more detail, that the supplied carrier-frequency pulses, their peak value and width

der Einhüllenden konstant ist, in trägerfrequenfc Impulse umformt, deren Scheitelwert und Breite der Einhüllenden ein Maß für den Augenblickswer der Amplitude der Modulationsspannung ist. Die am Ausgang des Laufzeitnetzwerkes auftretenden trägerfrequenten Impulse sind nach formgetreuer Umwandlung in niederfrequente Impulse entweder durch einen Impulsdetnodulator auswertbar, der aus der Höhe der einzelnen Impulse die Modulations-ίο spannung ableitet, oder einem Impulsdemodulato: zuführbar, bei welchem die Modulationsspännung aus der Dauer der einzelnen niederfrequenten Impulse zurückgewonnen wird.the envelope is constant, converted into carrier frequency pulses, their peak value and width the envelope is a measure of the instantaneous value of the amplitude of the modulation voltage. the Carrier-frequency pulses occurring at the output of the transit time network are more true to shape Conversion into low-frequency impulses can either be evaluated by a impulse detector, which consists of the modulation voltage derives from the height of the individual pulses, or a pulse demodulator: can be supplied, in which the modulation voltage from the duration of the individual low-frequency pulses is recovered.

Die Erzeugung der modulierten trägerfrequenten Impulse erfolgt zweckmäßig durch ein Reflexionsklystron, dessen Reflektorvorspannung eine . jeweils innerhalb der Impulstastzeit von Null linear auf ihren Endwert ansteigende und nach Beendigung des Impulses rasch auf Null absinkende Kippspannung überlagert wird, deren Endwert ein Maß für den Augenblickswert der Amplitude der Modulationsspannung ist. Die Reflektorvorspannung des Reflexionsklystrons ist dabei so gewählt, daß im Bereich der Aussteuerung des Reflektors durch die Kippspannungen eine praktisch lineare Beziehung zwischen der Reflektorspannungsänderung und der Schwingfrequenzänderung des Reflexionsklystrons besteht.The generation of the modulated carrier-frequency pulses is expediently carried out by a reflection klystron, whose reflector bias a. each linear within the pulse sampling time from zero Breakover voltage rising to its final value and rapidly falling to zero after the end of the pulse is superimposed, the end value of which is a measure of the instantaneous value of the amplitude of the modulation voltage is. The reflector bias of the reflection klystron is chosen so that in The range of modulation of the reflector by the breakover voltages has a practically linear relationship between the reflector voltage change and the oscillation frequency change of the reflection klystron consists.

Weitere Einzelheiten des Verfahrens nach der Erfindung sowie der Einrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens gehen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen hervor.Further details of the method according to the invention and the device for exercising it this method emerges from the following description and the drawings.

Der Erläuterung des Grundgedankens des Impulsmodulationsverfahrens nach der Erfindung werde die in Abb. 1 gezeigte Kurvenform der Modulationsspannung zugrunde gelegt. An den durch die Buchstaben A ... G gekennzeichneten Stellen der Modulationsspannung 180, die gleichen zeitlichen Abstand voneinander aufweisen, erfolge die Abtastung der Modulationsspannung durch eine Folge äquidistanter trägerfrequenter Impulse mit dem Ziele, den zum betreffenden Abtastzeitpunkt erscheinenden Impuls während seiner Tastzeit einen Frequenzunterschied zwischen seiner am Impulsanfang und am Impulsende herrschenden Trägerschwingung 39 aufzuprägen, der ein Maß für die Amplitude der Modulationsspannung 180 zum Abtastzeitpunkt ist. Die Einhüllende 37 der einzelnen trägerfrequenten Impulse verlaufe — wie Abb. 3 zeigt — aus den im Patent 892 772 näher erläuterten Gründen nach einer Verlustfunktion oder Gaußschen Verteilung. Die Trägerfrequenzschwingung 39-^ des ersten Impulses, mit dem die Modulationsspannung 180 zu einem Zeitpunkt abgetastet wird, zu dem sie den der Stelle A entsprechenden Amplituden wert hat, weist zu Beginn des Impulses einen bestimmten, bei allen Impulsen gleichen Frequenzwert auf, der während der Dauer dieses Impulses kontinuierlich zu einem Betrag ansteigt, der ein Maß für die Amplitude der Modulationsspannung 180 am Punkt A ist. Der auf den Impuls mit der Trägerschwingung 39-^ folgende Impuls tastet die Modulationisspartnung 180 am Punkt .B ab. Die Trägerschwingung 39-5 des dem Punkt B zugeordneten Impulses hat am Impulsanfang die gleiche Frequenz wie die Trägerschwingung 39-^ des vorausgehenden Impulses an dessen Anfang, jedoch steigt entsprechend der höheren Amplitude der Modulationsspannung 180 am Punkt B die Trägerschwingung 39-5 im Verlauf der Tastzeit auf einen höheren Frequenzwert an als die Trägerschwingung ZQ-A während der gleich langen Tastzeit. Beim dritten Impuls mit der Impulsträgerschwingung 39-C ist der Frequenzunterschied zwischen der Frequenz der Trägerschwingung am Anfang und der Frequenz der Trägierschwingung am Ende des Impulses noch größer als bei den beiden vorhergehenden Impulsen entsprechend der höheren Amplitude der Modulationsspannung 180 am Punkt C. Der zwischen Anfang und Ende jedes Impulses herrsehende Frequenzunterschied der Trägerschwingung erreicht im gewählten Beispiel einen Höchstwert beim Impuls mit der Trägerschwingung 39-D entsprechend dem Höchstwert, den die Amplitude der Modulationsspannuing 180 am Punkt D aufweist. Bei den nachfolgenden Impulsen mit den Trägerschwingungen 39-E₁ 39-i⁷ und! 39-G nimmt der Unterschied zwischen der Impulsträgerschwingungsfrequenz am Impulsanfang und der Impulsträgerschwingungsfrequenz am Impulsende bei jedem Impuls um einen bestimmten Betrag ab, entsprechend den abnehmenden Amplituden der Modlulationsspannutng 180 an den Punkten E, F und G. Die auf solche Weise modulierten Impulse unterscheiden sich demnach voneinander lediglich durch verschieden hohe Frequenzdifferenzen ihrer Impulaträgersdhwingung am Anfang und Ende eines jeden Impulses entsprechend der jeweiligen Amplitude der Modulationsspannung im Abtastzeitpunkt, während Scheitelwert und Breite der Einhüllenden bei jedem Impuls gleich sind.The explanation of the basic idea of the pulse modulation method according to the invention will be based on the waveform of the modulation voltage shown in FIG. At the points of the modulation voltage 180 identified by the letters A ... G , which are at the same time interval from one another, the modulation voltage is sampled by a sequence of equidistant carrier-frequency pulses with the aim of ensuring that the pulse appearing at the relevant sampling time has a frequency difference between its sampling time to impress its carrier oscillation 39 prevailing at the beginning and end of the pulse, which is a measure of the amplitude of the modulation voltage 180 at the time of sampling. The envelope 37 of the individual carrier-frequency pulses run - as Fig. 3 shows - for the reasons explained in more detail in Patent 892 772 according to a loss function or Gaussian distribution. The carrier frequency oscillation 39- ^ of the first pulse, with which the modulation voltage 180 is sampled at a point in time at which it has the amplitude corresponding to the point A , has at the beginning of the pulse a certain frequency value that is the same for all pulses, which is during the The duration of this pulse increases continuously to an amount which is a measure of the amplitude of the modulation voltage 180 at point A. The pulse following the pulse with the carrier oscillation 39- ^ scans the modulation partition 180 at point .B. The carrier oscillation 39-5 of the pulse assigned to point B has the same frequency at the beginning of the pulse as the carrier oscillation 39- ^ of the preceding pulse at its beginning, but the carrier oscillation 39-5 increases in accordance with the higher amplitude of the modulation voltage 180 at point B in the course of the Scanning time to a higher frequency value than the carrier oscillation ZQ-A during the scanning time of the same length. With the third impulse with the impulse carrier oscillation 39-C the frequency difference between the frequency of the carrier oscillation at the beginning and the frequency of the carrier oscillation at the end of the impulse is even greater than with the two previous impulses corresponding to the higher amplitude of the modulation voltage 180 at point C. The between beginning and the frequency difference of the carrier oscillation at the end of each pulse reaches a maximum value for the pulse with the carrier oscillation 39-D corresponding to the maximum value that the amplitude of the modulation voltage 180 at point D has in the selected example. For the following pulses with carrier oscillations 39-E ₁ 39-i ⁷ and! 39-G, the difference between the pulse carrier oscillation frequency at the beginning of the pulse and the pulse carrier oscillation frequency at the end of the pulse decreases by a certain amount for each pulse, corresponding to the decreasing amplitudes of the modulation voltage 180 at points E, F and G. The pulses modulated in this way differ accordingly from each other only by different high frequency differences of their pulse carrier vibration at the beginning and end of each pulse corresponding to the respective amplitude of the modulation voltage at the sampling time, while the peak value and width of the envelope are the same for each pulse.

Die empfangsseitige Wiedergewinnung der Modulationsspannung aus den modulierten Impulsen setzt ein Laufzeitnetzwerk mit den im Patent 892 772 im einzelnen erläuterten Ubertragungseigenschaften voraus. Werden einem solchen Laufzeitnetz werk Impulse nach Art der in Abb. 3 gezeigten Impulsreihe zugeführt, so erscheinen am Ausgang des Netzwerks trägerfrequente Impulse, deren Einhüllende gemäß Abb. 4 umgeformt ist. Je nach dem ^11D Frequenzunterschied, der bei den einzelnen Impulsen zwischen der Frequenz der Trägerschwingung am Impulsanfang und der Frequenz der Trägerschwingung am Impulsende besteht, ist der am Ausgang des Laufzeitnetzwerkes nach Patent 772 erscheinende trägerfrequente Impuls höher und schmäler oder niedriger und breiter. Ein trägerfrequenter Impuls mit hohem Frequenzunterschied wischen der Frequenz der Impulsträgerschwingung am Impulsanfang und der Frequenz der Impulsträgerschwingung am Impulsende wird durch das Laufzeitnetzwerk in einen höheren und schmäleren Impuls umgeformt als ein Impuls mit geringerem Frequenzunterschied zwischen der Frequenz der Impulsträgerschwingung am Anfang und Ende des betrachteten Impulses. Demnach wird durch einThe recovery of the modulation voltage at the receiving end from the modulated pulses requires a transit time network with the transmission properties explained in detail in Patent 892 772. If pulses of the type shown in Fig. 3 are fed to such a transit time network, carrier-frequency pulses appear at the output of the network, the envelope of which is reshaped as shown in Fig. 4. Depending on the ^11D frequency difference between the frequency of the carrier oscillation at the beginning of the impulse and the frequency of the carrier oscillation at the end of the impulse, the carrier-frequency impulse appearing at the output of the transit time network according to patent 772 is higher and narrower or lower and wider. A carrier-frequency pulse with a high frequency difference between the frequency of the pulse carrier oscillation at the start of the pulse and the frequency of the pulse carrier oscillation at the end of the pulse is converted into a higher and narrower pulse by the transit time network than a pulse with a lower frequency difference between the frequency of the pulse carrier oscillation at the beginning and end of the pulse under consideration. Accordingly, a

solches Laufzeitnetzwerk der Impuls mit der Trägerschwingung 39-^4 in einen tragerfrequenten Impuls von vergleichsweise kleinem Scheitelwert und großer Breite der Impulseinhüllenden umgeformt. Der Impuls mit der Trägerschwingung 39-5, bei welchem der Unterschied zwischen den Trägerschwingungsfrequenzen am Impulsanfang und am Impulsende entsprechend dem Augenblickswert der Amplitude der Modulationsspannung am Punkt B größer ist als beim Impuls mit der Trägerschwingung 39-^, weist nach der Umformung durch das Laufzeitnetzwerk eine Einhüllende auf, deren Scheitelwert höher ist als der Scheitelwert der Einhüllenden des vorausgehenden Impulses mit der Trägerschwingung 39-yi, die Breite der Einhüllenden des Impulses mit der Trägerschwingung 39-5 ist jedoch geringer als die Breite der Einhüllenden des vorausgehenden Impulses. Das über die Umformung der Impulse mit den Trägerschwingungen 39-yi und 39-S durch ein Laufzeitnetzwerk nach Patent 892 772 obenstehend Dargelegte läßt die in Abb. 4 jeweils unter Fortlassung der Impulsträgerschwingung gezeigte Form und Größe der Einhüllenden der einzelnen Impulse mit den Scheitelwerten a ... g ohne weitere Erläuterung im einzelnen leicht erklärlich erscheinen.Such a transit time network transforms the pulse with the carrier oscillation 39- ^ 4 into a carrier-frequency pulse with a comparatively small peak value and a large width of the pulse envelope. The pulse with the carrier oscillation 39-5, in which the difference between the carrier oscillation frequencies at the start of the impulse and at the end of the impulse, corresponding to the instantaneous value of the amplitude of the modulation voltage at point B, is greater than in the case of the impulse with the carrier oscillation 39- ^, shows after the transformation by the transit time network has an envelope whose peak value is higher than the peak value of the envelope of the preceding pulse with the carrier wave 39-yi, but the width of the envelope of the pulse with the carrier wave 39-5 is smaller than the width of the envelope of the previous pulse. What was presented above about the transformation of the pulses with the carrier oscillations 39-yi and 39-S by a transit time network according to patent 892 772 leaves the shape and size of the envelopes of the individual impulses with the peak values a shown in Fig. 4, omitting the impulse carrier oscillation . .. g appear easy to explain in detail without further explanation.

Die am Ausgang eines Laufzeitnetzwerkes nach Patent 892 772 auftretenden tragerfrequenten Impulse sind nach Umformung in niederfrequente Impulse entweder durch einen Impulsdemodulator auswertbar, wie er aus der Impulstechnik für amplitudenmodulierte Impulse bekannt ist, oder es dient zur Rückgewinnung der Modulationsspannung aus den niederfrequenten Impulsen ein Impulsdemodulator, der auf die unterschiedliche Impulsbreite der ihm zugeführten Impulse anspricht. Impulsdemodulatoren für breitemodulierte niederfrequente Impulse gehören ebenfalls bereits dem Stande der Technik an.The carrier-frequency pulses occurring at the output of a transit time network according to patent 892 772 are after conversion into low-frequency impulses can either be evaluated by a pulse demodulator, as used in pulse technology for amplitude-modulated Pulses is known, or a pulse demodulator is used to recover the modulation voltage from the low-frequency pulses, which responds to the different pulse widths of the pulses supplied to it. Pulse demodulators for broadly modulated, low-frequency pulses also already belong to the State of the art.

Die nach der Erfindung modulierten Impulse weisen hinsichtlich ihres Verhaltens gegenüber Störspannungen sowie hinsichtlich Abhörsicherheit die gleichen vorteilhaften Eigenschaften auf, wie sie den dem Verfahren nach Patent 892 772 zugründe liegenden. Impulsen eigen sind Demnach ist es auch bei dem weitergebildeten Verfahren nach der Erfindung durch entsprechende Bemessung des Mindestf requenzunterschiedes zwischen der Impulsträgerfrequenz am Impulsanfang und der Impulsträgerfrequenz am Impulsende sowie durch hierauf abgestimmtem Entwurf des Laufzeitnetzwerkes möglich, den aus Störsignalen, Rauschspannungen und Nebensprechspannungen zusammengesetzten Störpegel im gewünschten Ausmaß abzusenken, und ebenso ist der Vorteil erhöhter Abhörsicherheit gegeben, denn unbefugter Empfang der durch die Modulation übertragenen Nachricht setzt genaue Kenntnis des Laufzeitnetzwerkes voraus. Das in Abb. 5 dargestellte Blockschaltbild einer Sende-The pulses modulated according to the invention have different behavior with regard to their behavior Interference voltages as well as security against eavesdropping have the same advantageous properties as they are the basis of the process according to patent 892 772. Impulses are peculiar to this it also in the advanced method according to the invention by appropriate dimensioning of the Minimum frequency difference between the pulse carrier frequency at the beginning of the pulse and the pulse carrier frequency at the end of the impulse as well as through a coordinated design of the runtime network possible, those composed of interference signals, noise voltages and crosstalk voltages Reduce the interference level to the desired extent, and there is also the advantage of increased security against eavesdropping, because unauthorized reception of the message transmitted by the modulation sets exact Knowledge of the runtime network beforehand. The block diagram shown in Fig. 5 of a transmission

und Empfangsanlage, die mit nach der Erfindung modulierten Impulsen arbeitet, zeigt linksseitig die für die Impulsaussendung notwendigen Einrichtungen. Der Oszillator 3 wird durch den Amplitudenmodiülator 1 getastet. Während dler Tastzeit wird die Impulsträgerschwingung des Oszillators 3 durch den Frequenzmodulator 5 von einem am Anfang eines jeden Impulses gleich hohen Frequenzwert auf eine Frequenz gesteigert, die vom Augenblickswert der'Amplitude der dem Signalmodulator 150 zugeführten Modulationsspannung abhängt. Die so erzeugten tragerfrequenten Impulse werden durch die Antenne 7 abgestrahlt und durch die Antenne 9 der in Abb. 5 auf der rechten Seite schematisch dargestellten Empfangsanlage aufgenommen und zunächst in einem Verstärker 13 verstärkt. Die den Ausgang des Verstärkers verlassenden gleich hohen und gleich breiten tragerfrequenten Impulse werden anschließend dem Laufzeitnetzwerk 15 zur Umformung in trägerfrequente Impulse zugeführt, bei welchen Scheitelwert und Breite der Einhüllenden ein Maß für die Amplitude der Modulationsspannung ist. Der HF-Demodulator 17 wandelt die vom Laufzeitnietzwerk 15 abgegebenen tragerfrequenten Impulse in niederfrequente Impulse um, die dem NF-Impulsdemodulator 155 zugeleitet werden. Da die am Eingang des NF-Impulsdemodulators 155 auftretenden NF-Impulse sowohl auf Grund ihrer Amplitudenunterschiede als auch auf Grund ihrer Breitenunterschiede die Wiedergewinnung der Modulationsspannung ermöglichen, enthält der NF-Impulsdemodulator 155 entweder eine Schaltung, die auf den Amplitudenunterschied der ankommenden NF-Impulse anspricht oder die Breitenunterschiede dieser Impulse zur Herleitung der Modulationsspannung auswertet.and receiving system that works with pulses modulated according to the invention shows the left side devices necessary for the transmission of impulses. The oscillator 3 is controlled by the amplitude modulator 1 keyed. During the sampling time, the pulse carrier oscillation of the oscillator 3 is through the frequency modulator 5 from an equally high frequency value at the beginning of each pulse a frequency increased from the instantaneous value of the amplitude of the signal modulator 150 supplied Modulation voltage depends. The carrier-frequency pulses generated in this way are through the Antenna 7 radiated and through the antenna 9 shown schematically in Fig. 5 on the right side Receiving system added and initially amplified in an amplifier 13. The the Output of the amplifier leaving the same high and equally wide carrier-frequency pulses are then fed to the transit time network 15 for conversion into carrier-frequency pulses which peak value and width of the envelope are a measure of the amplitude of the modulation voltage is. The RF demodulator 17 converts the from Runtime network 15 delivered carrier frequencies Pulses into low-frequency pulses, which are fed to the LF pulse demodulator 155. There those at the input of the LF pulse demodulator 155 occurring LF pulses both because of their amplitude differences and because of their The LF pulse demodulator contains differences in width that enable the modulation voltage to be recovered 155 either a circuit based on the difference in amplitude of the incoming LF pulses respond or the differences in width of these pulses to derive the modulation voltage evaluates.

Die Abb. 6 zeigt Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels der in Abb. 5 schematisch dargestellten Sendeanlage. Dieses Ausführungsbeispiel sieht für den in Abb. 5 schematisch angedeuteten Oszillator 3 ein Reflexionsklystron 166 vor, das vom Amplitudenmodulator 1 so getastet wird, daß hochfrequente Impulse mit der gewünschten Form der Einhüllenden entstehen. Da die Tastung eines Klystrons zwangläufig einen gewissen Grad von Frequenzmodulation in der Klystronschwingung mit sich bringt, wird in bekannter Weise an das Klystron ein Ausgleichsfrequenzmodulator 151 angekoppelt, der die durch die Tastung verursachte unerwünschte Frequenzmodulation der Klystronschwingung beseitigt. Die jedem einzelnen trägerfrequenten Impuls zur Modulation aufzuprägende Frequenzänderung der Impulsträgerschwingung im Zeitraum zwischen Impulsanfang und Impulsende wird gemäß Abb. 6 von einem Frequenzmodulator 5 bewirkt, der zur Verstimmung des Klystrons während der Tastzeit Kippschwingungen an dessen Reflektor 162 abgibt, deren jeweilige Amplitude vom Amplitudenwert der Modulationsspannung zur Zeit der Abtastung· durch einen Impuls abhängt. Die Anstiegsdauer einer Kippschwingung überdeckt sich zeitlich mit der Tastdauer. Die Zeit, in der die Kipp schwingung nach Erreichen ihres jeweiligen Höchstwertes wieder auf den Nullwert abfällt, soll gegenüber der Anstiegszeit gering sein. Der Reflektor 162 weist ferner durch eine Gleichspannung ein Potential auf, das so gewählt ist, daß die in Abb. 8FIG. 6 shows details of an exemplary embodiment of the one shown schematically in FIG Transmission system. This exemplary embodiment looks for the oscillator indicated schematically in FIG 3 a reflection klystron 166 before which is scanned by the amplitude modulator 1 so that high-frequency Impulses with the desired shape of the envelope are created. There the palpation of a klystron inevitably a certain degree of frequency modulation in the klystron oscillation a compensation frequency modulator 151 is coupled in a known manner to the klystron, the unwanted frequency modulation of the klystron oscillation caused by the keying eliminated. The modulation to be impressed on each individual carrier-frequency pulse Frequency change of the pulse carrier oscillation in the period between the start of the pulse and the end of the pulse is effected according to Fig. 6 by a frequency modulator 5, the detuning of the klystron during the scanning time emits tilting vibrations to its reflector 162, their respective amplitudes depends on the amplitude value of the modulation voltage at the time of sampling by a pulse. The duration of the rise of a breakover oscillation overlaps in time with the sampling duration. The time when the Tilting oscillation falls back to the zero value after reaching its respective maximum value, should be small compared to the rise time. The reflector 162 also exhibits a DC voltage Potential, which is chosen so that the in Fig. 8

durch den geradlinigen mittleren Teil der Kennlinie 154 charakterisierte lineare Beziehung zwischen der Änderung der Reflektorspannung und der Schwingfrequenzänderung des Klystrons besteht. Demzufolge ist bei Kippschwingungen mit kleiner Amplitude, die während der Tastzeit bewirkte Änderung der Impulsträgerschwingung geringer als bei Kippschwingungen mit hoher Amplitude. Aus Abb. 7 ist auf Grund des Verlaufes der Kurve 152 entnehmbar, daß bei Festlegung der Reflektorvorspannung im Sinne der im Zusammenhang mit Abb. 8 gegebenen Erläuterungen über einen von den Kippschwingungen ausgesteuerten Bereich hinweg die Ausgangsleistung des Klystrons konstant ist, so daß mit der Verstimmung des Klystrons durch die dem Reflektor zugeführten Kippspannungen kein Verlust an Sendeenergie verbunden ist, der sich in zusätzlicher Amplitudenmodulation der ausgesandten Impulsträgerschwingung äußern würde. Damit der Frequenzmodulator 5 an den Reflektor 162 des Klystrons Kippschwingungen abgibt, deren Amplitude ein Maß für die Amplitude der dem Signalmodulator 150 zugeführten Modulationsspannung ist, enthält der Frequenzmodulator einen Kippspannungsgenerator, bei welchem die Ladezeitkonstante und die Zündung der Entladeröhre durch die Modulationsspannung selbsttätig geregelt wird. Im einzelnen setzt sich der Ladekreis des in Abb. 6 gezeigten Kippspannungsgenerators aus der Gleichspannungsbatterie 178, dem Ladekondensator 170, dem unveränderlichen Ladewiderstand 172 und dem unter dem Einfluß dier Modulationsspannung sich trägheitslos ändernden Ladewidierstand 174 zusammen, der Bestandteil des Signalmodiulators 150 ist. Der Entladekreis dieses Kippspannungsgenerators wird aus der gasgefüllten Zweidektrodenröhre 168 und dem Spannungsteiler 184 gebildet, dessen Abgriff 186 selbsttätig und trägheitslos in Abhängigkeit von der Amplitude der Modulationsspannung in noch näher zu erläuternder Weise verstellt wird. Die Spannung der Batterie 178 entspricht dem Höchstwert der vom Kippspannungserzeuger abgebbaren Kipp Spannungsamplitude, die nur bei maximalen Werten der Moduiationsspannung erreicht wird. Die gasgefüllte Zweielektrodenröhre 168 hat eine solche Zündspannung, daß sie bei der kleinsten vorgesehenen Kippspannungsamplitude, also bei einer Spannung zündet, die niedriger ist als die Spannung der Batterie 178.characterized by the straight central part of the characteristic curve 154 linear relationship between the change in the reflector voltage and the change in the frequency of oscillation of the klystron. As a result, in the case of tilting vibrations with a small amplitude, which occurred during the scanning time The change in the pulse carrier oscillation is less than in the case of breakover oscillations with a high amplitude. the end Fig. 7 can be seen on the basis of the course of the curve 152 that when determining the reflector bias in the sense of the explanations given in connection with Fig. 8 about one of the The output power of the klystron is constant beyond the controlled oscillations, so that with the detuning of the klystron by the breakover voltages supplied to the reflector no loss of transmission energy is connected, which results in additional amplitude modulation of the transmitted Would express pulse carrier oscillation. So that the frequency modulator 5 to the reflector 162 of the klystron emits tilting oscillations, the amplitude of which is a measure of the amplitude of the is the modulation voltage supplied to the signal modulator 150, the frequency modulator contains a breakover voltage generator, in which the charging time constant and the ignition of the discharge tube is regulated automatically by the modulation voltage. In detail, the loading circle is set of the breakover voltage generator shown in Fig. 6 from the DC voltage battery 178, the charging capacitor 170, the invariable charging resistor 172 and that under the influence of the modulation voltage load resistance changing without inertia 174 together, the part of the signal modulator 150 is. The discharge circuit of this breakover voltage generator is made from the gas-filled one Two-electrode tube 168 and the voltage divider 184 formed, the tap 186 of which is automatic and inertia-free depending on the amplitude of the Modulation voltage is adjusted in a manner to be explained in more detail. The voltage of the battery 178 corresponds to the maximum value of the breakdown voltage amplitude that can be output by the breakover voltage generator, which only applies to maximum values of the modulation voltage is achieved. The gas-filled two-electrode tube 168 has such an ignition voltage that it ignites at the smallest intended breakover voltage amplitude, i.e. at a voltage, which is lower than the voltage of battery 178.

Bei kleinen Amplituden der Modulationsspannung nimmt der Abgriff 176 des Widerstandes 174 eine Stellung ein, bei welcher der im Ladekreis liegende Anteil des Widerstandes 174 hoch ist. Dementsprechend lädt sich der Kondensator 170 verhältnismäßig langsam auf. Der Kondensator 170 erreicht nicht den Spannungswert der Batterie 178, denn der Abgriff am Potentiometer 186, der gleichzeitig mit dem Abgriff 176 durch die Modulationsspannung gesteuert wird, nimmt bei niedriger Modulationsspannungsamplitude eine solche Stellung ein, daß die Spannung am Kondensator 170 in voller Größe an den Elektroden der Gasentladungsröhre 168 wirksam ist, die, wie bereits angeführt, bei einem Spannungswert zündet, der unterhalb des Spannungswertes der Batterie 178 liegt. Es gelangen somit bei niedrigen Modulationsspannungsamplituden Kippschwingungen von geringer Amplitude an den Reflektor 162 des Klystrons, das demzufolge während der Tastzeit nur um einen verhältnismäßig geringen Betrag verstimmt wird. Der Frequenzunterschied zwischen der Frequenz der Trägerschwingung am Impulsanfang und der Trägerschwingung am Impulsende von Impulsen, die solchen Modulationsspannungen mit geringer Amplitude zugeordnet sind, ist dementsprechend klein. Wenn die Amplitude der Modulationsspannung groß ist, nimmt der Abgriff 176 des Widerstandes 174 eine Stellung ein, die nur einen kleinen Teil des Widerstandes 174 im Ladekreis des Kondensators 170 beläßt. Folglich lädt sich der Kondensator 170 schnell auf. Der Kondensator 170 erreicht in diesem Fall einen Ladespannungswert, der der Spannung der Batterie entspricht, denn eine vorzeitige Entladung des Kondensators 170 wird trotz der bedeutend -niedrigeren Zündspannung der Gasentladungsröhre 168 durch den mit dem Abgriff 176 des Widerstandes 174 gleichzeitig gesteuerten Abgriff 186 des Spannungsteilers 184 verhindert, der eine solche Stellung einnimmt, daß nur ein Teil der Spannung am Kondensator 170 an den Elektroden der Gasentladungsröhre 168 wirksam wird und letztere demzufolge erst am Ende der Tastdauer des betrachteten Impulses zündet. Die am Kondensator 170 sich ausbildende Kippspannung gelangt über das Leiterpaar 182 in voller Höhe an den Reflektor 162 des Reflexionsklystrons 166, das in diesem Falle infolge der hohen Kippspannungsamplitude während der Impulstastzeit in einem beträchtlichen Umfang verstimmt wird. Der Unterschied zwischen der Trägerschwingungfrequenz am Impulsanfang und der Trägerschwingungsfrequenz am Impulsende ist somit bei Abtastung eines hohen Amplitudenwertes der Modulationsspannung entsprechend hoch. Aus dem Vorhergehenden ist ohne weiteres entnehmbar, daß bei der übertragung von Impulsen, die mit einer Spannung 180 gemäß Abb. 1 moduliert sind, der Frequenzmodulatör 5 des Senders im Zusammenwirken mit dem Signalmodulator 150 eine Folge von Kippschwingungen der in Abb. 2 gezeigten Art erzeugt wird, für deren jeweilige Endwerte die Punkte A'... G' charakteristisch sind. Gelangt eine solche Folge von Kippschwingungen an den Reflektor 162 des Klystrons 166, so gibt das Klystron trägerfrequente Impulse gemäß Abb. 3 an die Antenne ab.In the case of small amplitudes of the modulation voltage, the tap 176 of the resistor 174 assumes a position in which the portion of the resistor 174 in the charging circuit is high. Accordingly, the capacitor 170 charges up relatively slowly. The capacitor 170 does not reach the voltage value of the battery 178, because the tap on the potentiometer 186, which is controlled by the modulation voltage at the same time as the tap 176, assumes such a position at a low modulation voltage amplitude that the voltage on the capacitor 170 is fully applied to the Electrodes of the gas discharge tube 168 is effective, which, as already mentioned, ignites at a voltage value which is below the voltage value of the battery 178. With low modulation voltage amplitudes, tilting oscillations of low amplitude reach the reflector 162 of the klystron, which is consequently detuned only by a relatively small amount during the scanning time. The frequency difference between the frequency of the carrier oscillation at the beginning of the pulse and the carrier oscillation at the end of the pulse of pulses that are assigned to such modulation voltages with a low amplitude is correspondingly small. If the amplitude of the modulation voltage is large, the tap 176 of the resistor 174 assumes a position which leaves only a small part of the resistor 174 in the charging circuit of the capacitor 170. As a result, capacitor 170 charges quickly. In this case, the capacitor 170 reaches a charging voltage value which corresponds to the voltage of the battery, because a premature discharge of the capacitor 170 is prevented by the tap 186 of the voltage divider 184, which is simultaneously controlled with the tap 176 of the resistor 174, despite the significantly lower ignition voltage of the gas discharge tube 168 prevents that assumes such a position that only part of the voltage on the capacitor 170 is effective at the electrodes of the gas discharge tube 168 and the latter consequently ignites only at the end of the pulse duration of the pulse in question. The breakover voltage developing at the capacitor 170 reaches the reflector 162 of the reflection klystron 166 in full via the conductor pair 182, which in this case is detuned to a considerable extent due to the high breakover voltage amplitude during the pulse sampling time. The difference between the carrier oscillation frequency at the beginning of the pulse and the carrier oscillation frequency at the end of the pulse is accordingly high when a high amplitude value of the modulation voltage is sampled. From the foregoing it is readily apparent that during the transmission of pulses that are modulated with a voltage 180 according to Fig. 1, the frequency modulator 5 of the transmitter, in cooperation with the signal modulator 150, generates a sequence of ripple oscillations of the type shown in Fig. 2 for whose respective end values the points A ' ... G' are characteristic. If such a sequence of tilting vibrations reaches the reflector 162 of the klystron 166, the klystron emits carrier-frequency pulses as shown in FIG. 3 to the antenna.

Es wird bemerkt, daß auch der in Abb. 6 gezeigten Schaltart des Kippspannungserzeugers gewisse Schematisierungen anhaften, die jedoch für das Verständnis der grundsätzlichen Wirkungsweise der Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung bedeutungslos sind. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsheispiel wird nämlich vorausgesetzt, daß der Spannungsteiler 184 einerseits während der Ladezeit des Kondensators 170 ideal hochohmig ist, andererseits jedoch der vom Ent-It is noted that the switching mode of the breakover voltage generator shown in Fig. 6 also has certain Schematisations adhere, however, for an understanding of the basic mode of operation of the Means for performing the method according to the invention are meaningless. In the case of the one shown in FIG It is assumed that the voltage divider 184 on the one hand during the charging time of the capacitor 170 is ideally high resistance, on the other hand, however, the

ladestrom des Kondensators 170 durchflossen Abschnitt des Spannungsteilers 184 diesem Strom keinen Widerstand darbieten soll. Ferner erübrigt es sich, im einzelnen auf die Maßnahmen zur Linearisierang der Ans,tiegskurve der Kippschwingungen einzugehen. Es liegt im Rahmen des dem Fachmann, geläufigen Handelns, Kippspannungsgeneratoren in allen Einzelheiten so zu entwerfen, daß sie für Frequenzmodulatoren und Signalmodulatorencharging current of the capacitor 170 flowed through section of the voltage divider 184 should not present any resistance to this current. It is also unnecessary in detail on the measures to linearize the rise curve of the breakdown vibrations enter into. It is within the scope of what is known to those skilled in the art, breakover voltage generators to design in detail so that they are suitable for frequency modulators and signal modulators

der oben erläuterten Art verwendbar sind. Der durch die Modulationsspannung veränderbare Widerstand 174 ist gegebenenfalls durch ein Kohlemikrophon realisierbar. Die Änderung der Ladezeitkonstante kann nicht nur durch einen in Abhängigkeit von der Modulationsspannung sich ändernden Widerstand 174, sondern gegebenenfalls auch durch einen Ladekondensator erfolgen, der seine Kapazität mit der Amplitude der Modulationsspannung ändert.of the type explained above can be used. The one that can be changed by the modulation voltage Resistor 174 can optionally be implemented using a carbon microphone. The change in the charging time constant can not only change by one depending on the modulation voltage Resistor 174, but optionally also through a charging capacitor, which increases its capacitance changes with the amplitude of the modulation voltage.

ao Selbstverständlich ist der Entwurf einer Schaltungsanordnung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung nicht an die Verwendung eines Klystrons als Oszillatorröhre gebunden. Des weiteren kann zur Verstimmung des RöhrenoszillatorsIt goes without saying that the design of a circuit arrangement for carrying out the method according to the invention is not bound to the use of a klystron as an oscillator tube. Further can detune the tube oscillator

as im Sendetaill mit Vorteil eine sogenannte Reaktanzröhre dienen.As in the transmission section, a so-called reactance tube is advantageous to serve.

Claims

Patent claims:

i. Method for transmitting messages by means of pulses according to patent 892,772, thereby characterized in that for modulation of the carrier-frequency pulses, the frequency for each pulse the pulse carrier oscillation is changed during the sampling time so that the difference between the carrier oscillation frequency at the beginning of the pulse and the carrier oscillation frequency at the end of the pulse a measure of the instantaneous value of the amplitude of the modulation voltage is.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the frequency of the pulse carrier oscillation starting from a frequency value that is the same for each pulse at the beginning of the Pulse is increased up to a frequency value at the end of the pulse, that of the instantaneous value the amplitude of the modulation voltage depends.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that for the reception-side demodulation The modulated carrier-frequency impulses are used by a transit time network that controls the supplied Pulses of the same peak value and the same width of the envelope in carrier frequency Transformed pulses, the peak value and width of the envelope is a measure of the amplitude of the modulation voltage. ■

4. The method according to claim 3, characterized in that the output of the delay network Occurring carrier-frequency impulses after dimensionally accurate conversion into low-frequency Pulses are fed to a pulse demodulator from the height of the individual Pulses that derive the modulation voltage.

5. The method according to claim 3, characterized in that the runtime network emitted carrier-frequency impulses after dimensionally accurate conversion into low-frequency Pulses are evaluated by a pulse demodulator, in which the recovery the modulation voltage is based on the duration of the individual pulses.

6. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the modulated carrier-frequency pulses are generated by a reflection klystron, whose Reflektorvorspannunig one each within the Pulse sampling time increasing linearly from zero to its final value and after termination of the pulse The breakover voltage, which drops rapidly to zero, is superimposed, the end value of which is a measure of is the instantaneous value of the amplitude of the modulation voltage.

1 sheet of drawings