DEP0023577DA - Kombinierte Funksende- und Empfangseinrichtung. - Google Patents

Description

Hazeltine Corporation. Washington (Vereinigte Staaten von

Amerika)

Kombinierte Funksende- und Empfangseinrichtung .p^

Bei den bekannten kombinierten Funksende- und Empfangseinrichtungen, welche infolge empfangener Zeichen selbsttätig Antwortzeichen aussenden, ist die Feldstärke des Antwortzeichens unabhängig von der Feldstärke des empfangenen Zeichens. Dies hat nachteilige Interferenzwirkungen zur Folge, und zwar insbesondere dann, wenn innerhalb eines gegebenen geografischen Gebietes eine grössere Anzahl mit ultrahochfrequenten Schwingungen arbeitenden Sende- und Empfangseinrichtungen vorhanden ist.

Diese Interferenz kann erfindungsgemäss dadurch erheblich vermindert und das zur Verfügung stehende' Freauenzband viel besser „ausgenutzt werden, dass die Feldstärke der ausgesandten Antwortzeichen von der Feldstärke der empfangenen Zeichen abhängig gemacht wird, und zwar insbesondere in der Weise, dass sie im umgekehrten Verhältnis zur Feldstärke des empfangenen Zeichens steht.

Eine derartige Abhängigkeit der Feldstärke des Antwortzeichens von der Feldstärke des empfangenen Zeichens ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn zumindest eine von den miteinander in Verbindung stehenden kombinierten Sende- und Empfangseinrichtungen beweglich ist, da sich dann die Ausgangsleistung der einen Einrichtung nach dem sich ändernden gegenseitigen Abstand der beiden Einrichtungen bezw, nach den sich ändernden sonstigen Uebertragungsverhältnissen richtei. Die dadurch bedingte, oft . erhebliche Verminderung der Ausgangsleistung erhöht auch die Lebensdauer der Einrichtung.

In Verbindung mit der von der Empfangsfeldstärke abhängigen Regelung der Stärke des Antwortzeichens kann vorteilhaft auch die.Empfindlichkeit des Empfangsteiles der Einrichtung in der-

selben Weise geregelt werden, um auf diese Weise die im Empfänger erzeugten Nebengeräusche zu vermindern, was insbesondere beim Arbeiten im Ultrahochfrequenzgebiet oberhalb 100 MHz von grosser Bedeutung ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher Fig. 1 und 2 eine teilweise schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer kombinierte Sende- und. Empfangseinrichtung gemäss der Erfindung ist, während Fig, 3 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Sende- und Empfangseinrichtung zeigt.

Die kombinierte Sende- und Empfangseinrichtung gemäss Fig.

I und 2 umfasst einen Schwingungskreis 10, der mit einer einen Teil eines Pendelfrequenzempfängers und -senders bildenden Röhre

II verbunden ist. Mit der zum Kreis 10 gehörigen Spule 12 ist .eine über einen einstellbaren Kondensator 23 geerdete Antenne 22 induktiv gekoppelt. An die Anode der Röhre 11 ist ein aus der Spule 12 und einen veränderlichen Kondensator 13 bestehender

angeschlossen
Parallellresonanzkreis/1 Zwischen das Steuergitter der Röhre und das eine Ende der Spule 12 ist ein zu einem Kondensator 15 parallellgeschalteter Gitterableitwiderstand 14 geschaltet, während die Kathode der Röhre geerdet ist. Der Mittelpunkt der Spule 12 ist über eine Hochfrequenzdrosselspule 16 und die Sekundärwicklung eines Transformators 17 geerdet. An die Anode der Röhre 11 ist ferner über einen Kopplungskondensator 1Ö die Anode einer Gleichrichterdiode angeschlossen, deren Kathode geerdet ist. Mit dieser Diode 19 ist über eine Drosselspule 21 ein Belastungswiderstand 20 verbunden.

Die Einrichtung enthält ferner für die Empfangsfeldstärke empfindliche Mittel. Diese umfassen eine weiter unter* näher zu beschreibende Steuereinrichtung 60, deren Eingangskreis an den

Belastungswiderstand 20 angeschlossen ist. Die Einheit 60 wirkt auf Organe, welche die Stärke der von der Einrichtung ausgesandten Zeichen im umgekehrten Verhältnis zur Stärke der empfangenen Zeichen regeln. Diese Organe bestehen aus der Löschspannungverstärkerröhre 41, der Gleichrichterdiode 50 und einen Verstärker 54» Der Eingangskreis der Röhre 41 ist einerseits über einen Kopplungskondensator 42 an den Ausgangskreis eines üblichen Löschspannungserzeugers 40 und andererseits über einen Widerstand 43 an den Ausgangskreis der Einheit 60 angeschlossen. Der Löschspannungverstärkerkreis umfasst einen aus einer Spule 44 und einem Kondensator 45 bestehenden,, abgestimmten Anodenkreis, der zwischen die Anode der Röhre 41 und eine Anodenspannungsquelle -HB geschaltet ist. Das Schirmgitter der Röhre 41 erhält ü«·»·» Spannung /£n der Spannungsquelle +Sc _f während die Kathode dieser Röhre über einen mittels des Kondensators 47 überbrückten Widerstand 46 geerdet ist.

Die Anode der Röhre 41 ist mittels einer durch den Kondensator 49 abstimmbaren Spule 4$ induktiv mit der Anode der Gleichrichterdiode 50 gekoppelt. Die Kathode des Gleichrichters 50 ist über ein aus den Nebenschlusskondensatoren 51, 52 und der Drosselspule 53 bestehender Siebnetzwerk,, sowie über die Leitung Ö2 an die mit der Anode des Verstärkers 54 verbundene.^. Primärwicklung des Transformators 17 angeschlossen. Die Kathode des Verstärkers 54 ist geerdet j während sein Schirmgitter an die Spannungsquelle S und sein Steuergitter über einen Widerstand 55 an die Spannungsquelle -C angeschlossen ist. Mittels der Leitung Öl ist ein Blockkondensator 56 zwischen einen Punkt der Spule 44 und den Verbindungspunkt■der Drosselspule 16 mit der Sekundärspule des Transformators' 17 eingeschaltet.

Weiterhin enthält die Einrichtung Mittel zur Erzeugung

der auf die empfangenen Zeichen zu gebenden Antwort zeichen. Diese Mittel umfassen einen Verstärker 57, der mittels der Leitung 00 zwischen den Ausgangskreis der Steuereinheit 60 und einen Sendezeichenerzeuger 5Ö geschaltet ist. Dieser Sendezeichenerzeuger besteht aus an sich bekannten Mitteln zur Erzeugung je eines Antwort zeichens für jedes Eingangszeichen vorbestimmter Art, also beispielsweise aus einem Multivibrator. Er ist über einen Kopplungskondensator 59 an den Eingangskreis des Verstärkers 53 angeschlossen.

Wenn man zunächst von der Wirkung de.r Steuereinheit 60 absieht, ist die Wirkungsweise der Einrichtung wie folgt:

Dem Resonanzkreis 12, 13 des die Röhre 11 enthaltenden Pendelrückkopplungskreises wird vom Löschspannungserzeuger 40 über den Löschspannungsverstärker φ£ eine Wechselspannung zugeführt, welche den Pendelrückkopplungskreis abwechselnd schvingungsfähig und schwingungsunfähig macht,, wobei die Frequenz; dieser PendeLung gleich der Frequenz der Löschspannung ist, Jedes von der Antenne 22 empfangene und dem Resonanzkreis 12, 13 zugeführte Zeichen bewirkt _} dass die Schwingungen in diesem Kreis eher beginnen und eine höhere Amplitude erreichen, als wenn kein Zeichen empfangen wird. Diese Schwingungen erhöhter Amplitude werden dem Gleichrichter 19 zugeführt und die sich hier ergebenden Modulati onskomponenten des empfangenen Zeichens rufen am Widerstand eine pulsierende Gleichspannung hervor, welche beispielsweise im Falle des Empfangens von impulsförmigen Zeichen mit steiler Stirnflanke die Form vom Zeichen R haben kann«g., Diese Wirkungsweise der Einrichtung ist diejenige eines üblichen Pendelrückkopplungsempfängers und bedarf daher keiner näheren Erläuterung,

Die Wirkungsweise des Sendeteiles der Einrichtung soll unter der Voraussetzung beschrieben werden, dass das empfangene Zeichen

aus einem Impuls R besteht„ Dieser Impuls wird dem Eingangskreis der Steuereinheit 60 zugeführt und das sich dort in der weiter unten zu beschreibenden Weise ergebende Zeichen gelangt über den Verstärker 57 zum Sendezeichenerzeuger 5Ö, welcher ein ein Ausgangszeichen T vorbestimmter Form enthaltendes Hilfszeichen erzeugt und dem Verstärker 54 zuführt, Die Einheiten 57 und 5# sind so beschaffen, dass sie auf Eingangszeichen mit einem weiten Amplitudenbereich ansprechen. Die Anodenspannung für den Verstärker 54 liefert der Gleichrichter 50 durch Gleichrichtung der seinem abgestimmten Anoden-Kathodenkreis von dem abgestimmten Anodenkreis 44_?45 des Löschspannungsverstärkers 41 zugeführten Schwingungen c,

Der iron der Einheit 5$ dem Verstärker 54 zugeführte Impuls wird verstärkt und seine Amplitude wird durch den Transformator 17 weiter vergrössert,, Der Impuls gelangt dann über die Hochfrequenzdrosselspule 16 zum Resonanzkreis 12,, 13 und vergrössert das Anodenpotential der Röhre 11 so, dass der Kreis 10 als Senderkreis arbeiten kann_c Ueberdies moduliert der Impuls das im Kreis 10 erzeugte Hochfrequenzzeichen, sodass die Antenne 22 infolge des Empfanges eines Impulses R ein impulsmoduliertes Trägerzeichen von der Wellenform T ausstrahlt„

mit Die oben beschriebene Einrichtung stellt demnach einen/-einer

gemeinsamen Empfangs- und Senderöhre versehenen kombinierten Pendelrückkopplungsempfänger und -sender zum Aussenden von Antwortzeichen auf empfangene Erregerzeichen dar,

Die das Wesen der Erfindung darstellende Steuereinheit 60 umfasst einen Amplitudenbegrenzer 61,. dessen Eingangskreis an den Belastungsv/iderstand 20 und dessen Ausgangskreis über einen Differenaiersorcmkreis 62, einen Beschneider 69, einen Verstärker 63 und einen Sperrkondensator 65 an eine Gleichrichterdiode 64

angeschlossen ist. Die Anode des Gleichrichters 64 ist über einen durch einen Kondensator 6$ überbrückten Widerstand 66 ·3-geerdet, während seine Kathode über einen Widerstand 65 geerdet ist, An die Anode des Gleichrichters 64 ist der Löschspannungsverstärker 41 angeschlossen, während seine Kathode mit dem Eingangskreis des Verstärkers 57 iⁿ Verbindung steht.

Es soll nun die Wirkungsweise der gesamten Einrichtung, einschliesslich derjenigen der Steuereinheit 6θ_? betrachtet werden. Der empfangene Impuls R wird dem Eingangskreis der Steuereinheit 60 zugeführt und eine gewisse Zeit nach dem Empfang dieses Impulses wird der Sendeteil der Einrichtung duf?».h die im Gleichrichter 64 erzeugte Spannung zur Aussendung eines Antwortzeichens mit verhältnismässig langer Dauer veranlasst. Dieses Zeichen wird vom Empfänger ebenfalls empfangen und gleichgerichtet, um dann in Form eines Impulses RT zusammen mit dem nächsten Impuls R der Steuereinheit 60 zugeführt zu werden, Im Begrenzer 61 ergibt sich ein Paar voneinander zeitlich getrennter Zeichenimpulse von der Wellenform R und RT, welche dem Differenzierkreis 62 zugeführt werden. Der Begrenzer 61 ist so beschaffen, dass er die Spitze des überaus starken Impulses RT abschneidet, den verhältnismässig schwachen Impuls R jedoch ohne Änderung seiner Wellenform durchlässt, und zwar selbst dann, wenn die Stärke dieses Impulses sich innerhalb weiterer Grenzen ändert. Die Parameter des Differenzierkreises 62 sind so gewählt, dass dieser Kreis nur Zeichen mit einer steilen Stirnflanke durchlässt, wobei sich das in der Zeichnung oberhalb dieses Kreises dargestellte Ausgangszeichen ergibt. Dieses wird dem Beschneider 69 zugeführt, welcher nur für Zeichen einer bestimmten Polarität empfindlich ist und daher ein Zeichen von der in der Zeichnung oberhalb des Beschneiders 69 dargestellten Form zum Verstärker

63 weiterleitet. Nach der hier erfolgenden Verstärkung-, bei welcher gleichzeitig alle restlichen Spuren des ausgesandten Impulses beseitigt werden, wird das Zeichen einenteils dem Verstär-

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ker 57 und anderenteils dem Gleichrichter /zugeführt. Im Gleichrichter entsteht dann eine negative Gleichspannung, die über den Widerstand 43 zur Steuerelektrode des Löschspannungsverstärkers 41 gelangt.

Im Ausgangskreis der Steuereinheit 60 ergibt sich also eine der Stärke des empfangenen Zeichens umgekehrt proportionale Steuergleichspannung, welche als veränderliche negative Vorspannung auf das Steuergitter de§ als A-Verstärker arbeitenden Löschspannungsverstärkers 41 wirkt. Beim Empfang eines starken Zeichens ergibt sich demnach eine starke negative Vorspannung,, welche den Verstärkungsgrad der Röhre 41 erheblich vermindert. Dadurch wird die Grosse der im Ausgangskreis dieser Röhre entstehenden Wechselspannung und infolgedessen auch die Grosse der über den Kondensator 56 dem Kreis 10 des Empfängers zugeführten Wechselspannung vermindert, sodass sich die Empfindlichkeit des Empfängers im umgekehrten Verhältnis zur Stärke der empfangenen Zeichen ändert.

Durch die Verminderung des Verstärkungsgrades des Löschspannungsverstärkers 41 wird auch die Grosse der dem Gleichrichter 50 zugeführten Wechselspannung vermindert, vas eine Verminderung der der Anode des Verstärkers 54 zugeführten Gleichspannung zur Folge hat, sodass also dieser Verstärker das durch das empfangene Zeichen der Einheit 5Ö ausgelöste Antwort zeichen mit verminderter Amplitude zum Transformator 17 und zum Hochfrequenzkreis 10 überführt, dessen Schwingungen durch dieses Zeichen verminderter Amplitude gesteuert werden. Infolgedessen ändert sich auch die Stärke des ausgesandten Antwortzeichens im umgekehrten

Verhältnis zur Stärke des empfangenen Zeichens, Beim Empfang eines schwachen Zeichens erhöht dagegen die Einheit 60 durch Steigerung des Verstärkungsgrades des Löschspannungsverstärkers 41 sowohl die Empfindlichkeit des Empfangsteiles der Einrichtung als auch die Stärke des ausgesandten Antwort zeichens.

Aus den Fig. 1 und 2 ist es offenbar, dass der Verstärker 54 seine Anodenspannung ausschliesslich von den die Löschspannung liefernden 0rgansi40 und 41 über den Gleichrichter 50 erhält. Diese Organe sind dazu geeignet, dem genannten Verstärker diejenige hohe Anodenspannung zu liefern, deren er beim Empfang schwacher Zeichen zum Aussenden eines starken Antwortzeichens bedarfβ

Natürlich können anstelle der gemeinsamen Empfang- und Senderöhre 11 auch getrennte, mit derselben oder verschiedenen Frequenzen arbeitende Röhre^und getrennte Antennen für den Empfang und für die Sendung vorgesehen werden,

Die Einrichtung gemäss Fig. 3 enthält einen überlagerungsempfänger 70 und einen von diesem gesonderten Sender 72, welcher mit dem Empfänger über eine Steuereinheit 73 verbunden ist, der der Steuereinheit 60 der Einrichtung gemäss Fig. 1 und 2 gleich sein kann,, Der Sender 72 ist einesteills mit einer Antenne 7Ö und anderenteils mit dem Ausgangskreis eines Demodulators 77 des Empfängers 70 verbunden. Der Ueberlagerungsempfänger besteht aus einer Antenne 71, einem Hochfrequenzverstärker 74, einem Frequenzwandler 75, einem Zwischenfrequenzverstärker 76 und dem Demodulator 77. Die Steuereinheit 73 ist mit dem Demodulator 77 und mit einer oder mehreren Stufen der Einheiten 74, 75 und 76

Die von der Antenne 71 empfangenen Zeichen werden im Verstärker 74 verstärkt und im Frequenzwandler 75 in zwischenfrequente Zeichen umgewandelt, die nach ihrer Verstärkung im Verstärker 76 zum Demodulator 77 gelangen. Die sich hier ergebenden Modulationskomponenten der Zeichen werden der Steuereinheit 73 zugeführt, in welcher eine der Stärke der empfangenen Zeichen proportionale Steuerspannung entsteht ₉ die einerseits die Empfindlichkeit des Empfängers und andererseits die Stärke der ausgesandten Antwort zeichen im umgekehrten Verhältnis zur Stärke der empfangenen Zeichen regelt. Zu. letzterem Zwecke kann die Steuerspannung beispielsweise einem Steuerorgan im Modulatorkreis des Senders zugeführt werden,. Die sich im Demodulator 77 ergebenden Modulationskomponenten werden überdies auch dem Sender 72 zugeführt _f um in diesem das Aussenden der Antwort zeichen auszulösen»

Obzwar die Erfindung in Verbindung mit amplitudenmodulierten Impulszeichen beschrieben wurde, ist es offenbar, dass sie auch auf Einrichtungen zum Empfang und zum Senden frequenz- oder phasenmodulierter Zeichen bezw. unmodulierter, unterbrochener Trägerzeichen anwendbar ist. In gewissen Fällen, z,B. bei Einrichtungen zur Nachrichtenübermittlung zwischen einer festen Station und einem Fahrzeug, kann es wünschenswert sein, die Stärke der ausgesandten Antwort-Zeichen in Abhängigkeit von der Stärke der empfangenen unmodulierten Trägerwelle zu regeln. In solchen Fällen kann eine geeignete Steuerspannung mittels eines Gleichrichters aus der gleichgerichteten Trägerwelle gewonnen werden«

Unter dem Antwortzeichen soll in diesem Zusammenhang jede Art von Zeichen verstanden werden, welches eine Sendestelle im Verfolg eines von ihr ausgesandten Zeichens empfängt. Dieses Antwortzeichen kann also beispielsweise ein amplituden-, phasen-

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oder frequenzmodulierteSjOder ein unmoduliertes Trägerzeichen, sowie ein reflektiertes oder ein Ultraschallzeichen sein.

Claims (1)

1. -■ 11

   P a_/b e_n_t_a nc ρ r ü'c h_e.: > ·^η· J-W 4, Ίί ty ^

   .1, Kombinierte Funksende- und Empfangseinrichtung zum Empfang von einer Zeichenquelle ausgesandter Zeichen und zum selbsttätigen Rücksenden von Antwort-zeichen_? gekennzeichnet durch Mittel zur Regelung der Stärke der Antwort zeichen in Abhängigkeit von der Stärke der empfangenen Zeichen,

   2„ Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, dass sich die.Stärke der Antwort zeichen.im umgekehrten Verhältnis zur Stärke der empfangenen Zeichen ändert,

   3, Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2_} ■.gekennzeichnet durch Mittel zur gleichartigen Regelung der Empfindlichkeit ihres Empfangsteiles,, .

   4o Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Verstärker zum Verstärken der ausgesandten Antwort zeichen, und Mittel zur Regelung dieses Verstärkers in Abhängigkeit von der Stärke'der empfangenen Zeichen „ .

   5= Einrichtung nach Anspruch Ly_} gekennzeichnet durch einen Pendelfrequenzempfänger und --sender· mit einer gemeinsamen Lösch-.5 pannungs quelle einem Verstärker sum Verstärken dieser Löschspannung und Mitteln zur Regelung dieses Verstärkers in' Abhängigkeit von der Stärke der empfangenen Zeichen,

   6„ Einrichtung nach .Anspruch 5,- dadurch gekennzeichnet, dass der Löschspannungsverstärker die Anodoncpannung für den Senderverstärker liefert.