DE2027476C3 - Übertragungssystem - Google Patents

Description

3. Übertragungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß M der Kodewandler durch zwei Selektionsgatter (41, 42) gebildet wird, wobei dem Eingang jedes dieser Selektionsgatter die beiden gegenseitig in der Zeit verschobenen periodischen zweiwertigen Impulsmuster zugeführt werden (F i g, 5),

4. Übertragungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsvorrichtung, die die Regelspannung zur automatischen Phasenstabilisierung des empfangsseitigen örtlichen Impulsmustergenerators liefert, durch einen Modulo-2-Summenerzeuger (46) gebildet wird, wobei dem Modulo-2-Summenerzeuger (46) ein Doppelseitenbegrenzer (47) vorgeschaltet ist (F ig. 5).

Die Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungssystem mit einer Sendevorrichtung und einer Empfangsvorrichtung zur Übertragung von Signalen in einem vorgeschriebenen Frequenzband, bei dem die Sendevorrichtung mit einem von einem Taktimpulsoszillator gesteuerten Impulsmustergenerator zur Erzeugung eines periodischen zweiwertigen Impulsmusters versehen ist, in dem die Impulse in einer unregelmäßigen Abwechselung auftreten und mit einer Reihe äquidistanter vom Taktimpulsoszillator herrührender Taktimpulse zusammenfallen, während in der Empfangsvorrichtung die eingetroffenen Impulse einer Modulationsvorrichtung zugeführt weiden, an die außerdem ein örtlich erhaltenes zweiwertiges Impulsmuster gelegt wird, das von einem von einem örtlichen Taktimpulsoszillator gesteuerten und dem senderseitigen Impulsmustergenerator entsprechenden örtlichen Impulsmustergenerator herrührt, wobei der Ausgang der Modulationsvorrichtung mit einem Glättungsfilter verbunden ist, dessen Ausgangsspannung zur automatischen Phasenstabilisierung einem frequenzbestimmenden Glied des örtlichen Impulsmustergenerators zugeführt wird.

Das ausgesandte periodische Impulsmuster kann vorteilhaft für Synchronisierungszwecke oder für Ortsbestimmung mit Hilfe von Rads-Apparatur verwendet werden.

Die Impulsmustergeneratoren in der Sende- und in der Empfangsvorrichtung können z. B. durch ein Schieberegister gebildet werden, das aus einer Anzahl in Kaskade geschalteter Schieberegisterelemente besteht, wobei zwischen zwei Elementen ein Modulo-2-Summenerzeuger angeordnet ist, und wobei der Ausgang des Schieberegisters auf den Eingang des Schieberegisters und auf den zweiten Eingang des ModuIo-2-Summenerzeugers rückgekoppelt ist, während der Inhalt der Schieberegisterelemente unter der Steuerung des daran angeschlossenen Taktimpulsoszillators fortgeschoben wird (Pseudo-Zufallsgenerator).

Ein derartiges Übertragungssystem ist bereits in der DE-OS 15 37 638 beschrieben worden. Die F i g. 4 dieser Offenlegungsschrift zeigt eine besonders günstige Ausführung eines derartigen Übertragungssystems. Dabei wird nämlich im Empfänger die Modulationsvorrichtung durch zwei Multipliziervorrichtungen gebildet. Diesen Multipliziervorrichtungen wird je das empfangene Signal und ein empfangsseitig erzeugtes Impulssignal zugeführt. Die Äusgangssignale dieser Multipliziervorrichtungen werden weiter einem Differenzbildner zugeführt, dessen Ausgangssignal an das Glättungsfilter gelegt wird. Die beiden empfangsseitig erzeugten Impulssignale sind dabei nach der Form gleich, weisen aber eine gegenseitige Zeitverschiebung von zwei Taktperioden auf.

Diesem Übertragungssystem liegt die sogenannte Korrelationstechnik zugrunde. In dem Empfänger werden dabei in der Modulationsvorrichtung zwei nach der Form gleiche Impulssignale miteinander multipliziert Diese Impulssignale können dabei von zweiwertigen Impulsen gebildet werden, wie z. B. in der obengenannten DE-OS angegeben worden ist Auch können diese Impulssignale von dreiwertigen Impulsen gebildet werden, wie z.B. in IRE Transactions on Information Theory, Vol. IT-7, No. 4, Oktober 1961, Seiten 254—257, angegeben worden ist

Derartige Übertragungssysteme haben den wesentlichen Vorteil, daß das ausgesandte Impulsmuster auf der Empfangsseite sich sehr deutlich von übrigen Signalen, z. B. Rauschsignalen, die iii dem gleichen Frequenzband liegen, unterscheiden läßt sogar wenn der Pegel der letzteren Signale 25 bis JOdB höher als der des Impulsmusters ist

Mit der Korrelationstechnik, die im Empfänger nach der genannten Offenlegungsschrift 15 37 638 durchgeführt wird, wird eine Regelkennlinie erhalten, deren Verlauf günstiger ist als der Verlauf der Regelkennlinie, die mit der im Artikel aus IRE Transar;dons on Information Theory beschriebenen Korrelationstechnik erhalten wird. Wenn nämlich das empfangene Irnpulssignal und das empfangsseitig erzeugte Impulssignal keine Phasendifferenz aufweisen, ist die Ausgangsspannung des Glättungsfilters gleich Null. Schon mit einer kleinen Phasendifferenz wird eine Regelspannung mit einer großen Amplitude und mit einer positiven oder negativen Polarität erhalten. Durch die Polarität dieser Regelspannung wird die Frequenz des Taktimpulsoszillators unmittelbar in die richtige Richtung abgeändert

Die Erfindung bezweckt das Übertragungssystem der eingangs erwähnten Art, mindestens unter Beibehaltung seiner günstigen Regelkennlinie, mehr aber mit einer Verbesserung dieser Regelkennlinie, für die Übertragung von dreiwertigen Impulssignalen geeignet zu machen, die Anwendungsmöglichkeiten zu vergrößern und weiter die Modulationsvorrichtung im Empfänger i\\ vereinfachen.

Das Übertragungssystem nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem senderseitigen Impulsmustergenerator zwei nach der Form gleiche periodische zweiwertige Impulsmuster entnommen werden, die eine gegenseitige Zeitverschiebung von höchstens srwei Taktperioden aufweisen, während die Sendevorrichtung ferner einen Kodewandler mit einem darin aufgenommenen Differenzerzeuger enthält, an dessen Eingangsklemmen die beiden gegenseitig in der Zeit verschobenen periodischen zweiwertigen Impulsmuster gelegt sind, wobei den Ausgangsklemmen dieses Kodewandhrs ein Impulsmuster entnommen wird, das als ein dreiwertiges Impulsmuster ausgesandt wird, während in der Empfangsvorrichtung das eingetroffene periodische dreiwertige Impulsmuster der Modulationsvorrichtung zugeführt wird.

Unter Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß für die Übertragung des Ausgangsimpulssignals des Senders nur «ine Frequenzbandbreite erforderlich ist, die erheblich schmaler ist als die Frequerizbandbreile, die bei den bekannten Übeftfagungssystemen dieser Art erforderlich ist. Z. B. kann das erfindungsgemäße erhaltene dreiwertige Impulssignal mittels Einseitenbandmodulation übertragen werden. Weiterhin kann die Modulationsvorrichtung im Empfänger durch eine einzige Multipliziervorlichtung gebildet werden, und 'iberdies ist die Neigung der Regelkennlinie einstellbar.

Es sei noch bemerkt, daß in der älteren DE-PS 9 78 025 schon ein Übertragungssystem mit einem Empfänger zum Korrelieren eines zweiwertigen uno eines dreiwertigen Impulssignals beschrieben worden ist Dabei ist aber das Ausgangssignal des Senders ein zweiwertiges Impulssignal und wird im Empfänger ein dreiwertiges Impulssignal erzeugt Eine Herabsetzung der erforderlichen Frequenzbandbreite wird dabei nicht

ίο erhalten.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Übertragungssystem nach der Erfindung,
Fig.2 einige Zeitdiagramme zur Erläuterung des Übertragungssystems nach Fig. 1,

F Ί g. 3 eine Weiterbildung des Übertragungssystems nach der Erfindung,

Fig.4 einige Frequenzdiagramme zur Erläuterung des Übertragungssystems nach F i g. 3, und

Fig.5 eine Variante des Übertragungssystems nach Fig. 1.

F i g. 1 zeigt ein Übertragungssystem nach der Erfindung in Form eines Radarsysteins mit einer Sendevorrichtung und einer Empfangsvorrichtung zur

Übertragung von Signalen in einem vorgeschriebenen Frequenzband von z. B. 13 MHz. In diesem Radarsystem wird das von einem Impulsmustergenerator 1 herrührende Impulsmuster über einen Tiefpaß 2 einem Modulator 3 zugeführt, an den gleichfalls ein Oszillator

jo 4 angeschlossen ist Der Modulator 2 kann z. B. als ein Frequenzmodulator oder als ein Amplitudenmodulator ausgebildet sein. Das Ausgangssignal des Modulators 3 wird über ein Bandfilter 5 und einen Senderverstärker 6 einer Antenne 7 zugeführt

j5 Der Impulsmustergenerator 1 ist als ein rückgekoppeltes Schieberegister 8 ausgebildet das aus einer Anzahl in Kaskade geschalteter Schieberegisterelemente 9,10,11,12,13 und einem ModuIo-2-Summenerzeuger 14 besteht der zwischen dem dritten und dem vierten Schieberegisterelement 11 bzw. 12 angeordnet ist Der Ausgang des Schieberegisters 8 ist einerseits mit dem zweiten Eingang des ModuIo-2-Summenerzeugers 14 und andererseits mit dem Eingang des Schieberegisters 8 verbunden. Der Inhalt der Schieberegisterelemente 9 bis 13 wird von einem an das Schieberegister 8 angeschlossenen Taktimpulsgenerator 15 mit einer konstanten Schiebeperiode D fortgeschoben, während an den Eingang des Schieberegisters 8 ferner eine Startimpulsquelle 16 angeschlossen ist. Bekanntlich

so liefert ein Modulo-2-Summenerzeuger 14 nur einen Ausgangsimpuls, wenn an den beiden Eingängen gleichzeitig Impulse verschiedener Werte auftreten, während kein Ausgangsimpuls geliefert wird, wenn dip beiden gleichzeitig auftretenden Eingangsimpulse den gleichen Wert aufweisen. Wenn nun beim Einschalten des Impulsmustergenerators 1 von der Startimpulsquel-Ie 16 ein einziger Startimpuls an das Schieberegister 8 abgegeben wird, wird dieser Impuls von dem Taktimpulsgenerator 15 durch das Schieberegister 8 hindurchgeschoben und über die Rückkopplungsleitung zu dem Modulo-2-Summenerzeuger 14 und zu dem Eingang zurückgeführt, wodurch das Schieberegister 8 infolge der Rückkopplung eine Impulsreihe mit einer stets wiederholenden Periode erzeugen wird. Insbesondere

b^r> kann auf mathematischem Wege nachgewiesen werden, daß das auftretende Impulsmuster bei Verwendung von η Schieberegisterelementen in Kaskadenanordnung und bei passender Wahl der Stelle des Modulo-2-Sum-

menerzeugers eine Periode Γ=(2^η-1) D aufweist, wobei D die Länge der Schiebeperiode darstellt. Bei dem Impulsmustergenerator 1 der F i g. I, z. B. wo η = 5 ist. beträgt die Periode T des Impulsmusters (2'- 1) D = 31 D. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat das am Ausgang des Impulsmustergenerators I auftretende, eine Periode T= 31 D aufweisende, Impulsmuster die in F i g. 2a dargestellte Form.

Bei der Empfangsvorrichtung nach Fig. 1, in der die dtn senderseitigen Elementen entsprechenden Elemente mit den gleichen, aber mit einem Akzent versehenen Bezugsziffern bezeichnet sind, wird das von einer Antenne 17 empfangene Impulsmuster über einen Empfangsverstärker 18 und ein Bandfilter 19 einem Demodulator 20 zugeführt. Das Ausgangssignal des Demodulators 20 wird über einen Tiefpaß 21 einem Modulator 22 zugeführt, der als Produktmodulator ausgebildet ist und an den auch ein dem senderseitigen Impulsmustergenerator 1 entsprechender örtlicher Impulsmustergenerator Γ angeschlossen ist, wobei der Ausgang des Produktmodulators 22 mit einem Glättungsfilter 23 in Form eines Integrierungsnetzwerks verbunden ist, dessen Ausgangsspannung einen z. B. als veränderliche Reaktanz ausgebildeten Frequenzkorrektor 24 steuert, der an einen als örtlichen Taktimpulsgenerator wirkenden Oszillator 15' angeschlossen ist. Zum Messen der Zeitverschiebung zwischen den auf der Senderseite bzw. auf der Empfangsseite erzeugten Impulsmustern ist das Radarsystem mit einer Zeitmeßvorrichtung 25 versehen, an die zwei Und-Gatter 26 und 27 angeschlossen sind, deren Eingänge mit den Ausgängen der Schieberegisterelemente 9 bis 13 bzw. 9' bis 13' der Sendevorrichtung bzw. der Empfangsvorrichtung verbunden sind. Beim gleichzeitigen Auftreten eines Impulses an allen Ausgängen der Schieberegisterelemente 9 bis 13 in der Sendevorrichtung, was bekanntlich nur einmal pro Periode T des erzeugten Impulsmusters erfolgt, wird vom Und-Gatter 26 ein Impuls an die Zeitmeßvorrichtung 25 abgegeben, an die gleichfalls vom Und-Gatter 27 beim gleichzeitigen Auftreten eines Impulses an allen Ausgängen der

C^hi*>K*>rjacTicf»r0lnmAntp Q' hie J^-V Ae^r Fmnfanocvr*r-

richtung ein impuls abgegeben wird. Das Zeitintervall zwischen den Ausgangsimpuken der beiden Und-Gatter 26 und 27 ist dann genau gleich der zu bestimmenden Zeitverschiebung zwischen den auf der Senderseite und auf der Empfangsseite erzeugten Impulsmustern, welche Zeitverschiebung den Abstand eines Objekts von dem Radarsystem bestimmt.

Eine wesentliche Eigenschaft des bisher beschriebenen Radarsystems ^;3t seine auffallende Unempfindlichkeit gegen Rauschen: insbesondere können die nach Reflexion am Objekt empfangenen Impulsmuster deutlich von dem empfangenen Rauschen unterschieden werden, sogar wenn der Rauschpegel 25 bis 30 dB über dem Pegel des empfangenen Impulsmusters liegt. Namentlich bei Weitstreckenradar ist diese Eigenschaft besonders vorteilhaft.

Zur Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten unter Beibehaltung einer großen Unempfindlichkeit gegen Rauschen werden nach der Erfindung dem senderseitigen Impulsmustergenerator 1 zwei nach der Form gleiche periodische zweiwertige Impulsmuster entnommen, die eine gegenseitige Zeitverschiebung von höchstens zwei Takperioden aufweisen, während die Sendevorrichtung ferner mit einem Kodewandier mit einem darin aufgenommenen Differenzerzeuger 28 versehen ist. an dessen Eingangsklemmen über Leitungen 29, 30 die beiden gegenseitig in der Zeit verschobenen periodischen Impulsmuster gelegt sind, wobei den Ausgangsklemmen dieses Kodewandlers 28 ein Impulsmuster entnommen wird, das als ein ι periodisches dreiwertiges Impulsmuster ausgesandt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden zu diesem Zweck der Ausgang des Schieberegisterelements 13 und der Ausgang des Modulo-2-Summenerzeugers 14 an den Differenzerzeuger 28 angeschlossen,

ι» so daß die gegenseitige Zeitverschiebung der beiden Impulsmuster gleich dem Zweifachen der Taktperiode D ist.

Am Ausgang des Schieberegisterelements 13 tritt mit einer Periode Γ das in F i g. 2a illustrierte zweiwertige

i) Impulsmuster

(000010101110110001 Π 11001101001)

auf, wobei eine I eine positive Spannung und eine 0 eine Nulispannung darstellt, wahrend in Fig. 2c das am .'Ii Ausgang des Modulo-2-Summenerzeugers 14 auftretende zweiwertige Impiilsmuster

(0010101110!10001111100110100100)

dargestellt ist. Durch Differenzerzeugung der beiden .') gegenseitig aus zwei Taktperioden in der Zeit verschobenen Impulsmuster wird am Ausgang des Differenzerzeugers 28 das in F i g. 2 dargestellte Impulsmuj.er

(00-10000-1010-1110 1-10011-1-11001 -101)

erhalten, das nach Modulation im Modulator 3 von der Antenne 7 ausgesandt wird, beim gleichzeitigen Auftreten derselben Signalspannung, bzw. 1 oder 0, an den beiden Eingängen des Differenzerzeugers 28 tritt an

r> dessen Ausgang eine 0 auf. während beim gleichzeitigen Auftreten verschiedener Signalspannungen an den Eingängen des Differenzerzeugers 28 an dessen Ausgang eine I oder eine -1 entnommen wird, je nachdem an den Eingängen des Differenzerzeugers 28

■"> eine 1 bzw. eine 0 oder umgekehrt eine 0 bzw. eine 1 auftreten. Am Ausgang des Differenzerzeugers 28 tritt cnmit pin pprindKrhe«; dreiwertiees ImDulsmuster auf. das nach Modulation von der Sendeantenne 7 als dreiwertiges Impulsmuster ausgesandt wird.

j) In der Empfangsvorrichtung wird das vom Objekt reflektierte, einer Trägerwelle aufmodulierte Impulsmuster mit Hilfe der Antenne 17 empfangen und nach Demodulation im Demodulator 20 zur Wiedergewinnung des ausgesandten dreiwertigen Impulsmusters der

ν in Fig. 2e dargestellten Form dem Produktmodulator 22 zugeführt, an den außerdem das vom örtlLr<en Impulsmustergenerator Γ herrührende zweiwertige Impulsmuster der in Fig. 2a dargestellten Form zum Erzeugen einer Regelspannung gelegt wird, welche Regelspannung zur automatischen Phasenstabilisierung über das Glättungsfilter 23 dem frequenzbestimmenden Glied 24 des örtlichen Taktimpulsgenerators 15 zugeführt wird.

Obgleich das dreiwertige Impulsmuster nach Fig.2e in bezug auf das zweiwertige Impulsmuster nach F i g. 2a sowohl eine verschiedene Form als auch ein verschiedenes Frequenzspektrum aufweist, stellt sich heraus, daß durch Multiplizierung der beiden Impulsmuster im Produktmodulator 22 die für Phasenstabilisierung besonders günstige Regelkennlinie erhalten wird, deren Form in Fig. 2g dargestellt ist. wobei r die Zeitverzögerung des örtlichen zweiwertigen Impulsmusters in bezug auf das empfangene dreiwertige

iiiipiilsinustcr darstellt. Dabei trill, wie aus dieser Figur ersichtlich ist. hui hei i-inci l'liascnbeziehung zwischen ilen beiden ImpulsmuMern. die dem ansteigenden Teil der Kurve A entspricht, wiihrcnd zwei Taktperioden eine Phasenregelung auf. während außerhalb dieser Hcz.iehung keine Phasenregelung erhalten wird: bei einer anfänglichen l'hasenbeziehung zwischen den beidy ι Impulsninstcrn. die dem ansteigenden Teil der Kurve A entspricht, hat die auftretende Phasenregelung des Taktimpulsoszillaiors 15' die Neigung, die Phasenbeziehung zwischen den beiden lmpulsrri,stern zu dem l'hasenpunkt zu verschieben, der durch den Schnittpunkt der Hanke li(' dei Regelkennlinie A mit der Abszisse bestimmt wird Mit der beschriebenen Anordnung wird mil HiIIe des besonders einfachen Empfängers wegen der gmllen Steilheit der Flanke BC der Regelkennlinie Λ eine j'cnaue Phasenstabilisierung erzielt, wodurch eine getraue Abstandsabmessung im Radarsyslem nach ilpr I »indium prhaltpn uiirH

Außer dem in Fig. I angewendeten dreiwertigen Impulsmuster, das durch Diflerenzerzeugung der um zwei Taktperioden gegenseitig in der Zeit verschobenen zweiwertigen Impulsmiistcr erhalten ist, können bei der Anordnung nach der Erfindung gleichfalls dreiwertige Impulsmtistcr verwendet werden, die aus zwei zweiwer ligcn Impulsmiisteni mil einer geringeren gegenseitigen /eil\ ei Schiebung horgHcilet sind. An Hand der /eiuliagrummc in den I ig. 2a. 2b. 2d und 2f wird nun (his Ausführungsbcispicl beschrieben, bei dem die zweiwertigen Impiilsmiisier den Ausgängen der Schieber gisterelemcnlc 12 und 13 des Schieberegisters 8 entnommen werden, wie in I ι g. I gestrichelt dargestellt ist. so daß die Impulsmiistcr eine gegenseitige /eitverschiebiing von einer Faktpcriodc aufweisen.

Gleich wie F i g. I. zeigt I i g. 2a das am Ausgang des Schieberegisterelemcnls U auftretende Impulsmiislcr und zeigt l^; ι g. 2b das um eine Taktperiode verfrühte ImpiilsiiHisier. wobei durch Differen/erzeugung das in Γ ig. 2Λ dargestellte dreiwertige Impulsmuster erhalten wird, das nach Modulation im Modulator 3 und nach Demodulation im Demodulator 20 mit dem zweiwertigen Impulsmiistcr des ortlichen Impulsmustergenera- !«is i dem Frotiukimonuiaior ίϊ zugeführt wird, l-'ig. IS zeigt die dabei erhaltene Regelkennlinie K. die sogar eine genauere Phasenstabilisierung und somit auch eine genauere Abstandsmessung als bei der vorerwähnten Ausfühningsform ergibt, weil doch die Flanke /TFder Regelkennlinie K einen steileren Verlauf aufweist, wie direkt aus der Regelkennlinie K der Fig. 2f ersichtlich ist. F.s ist von den vorherrschenden Bedingungen abhängig, ob diese Ausführungsform oder die Ausführungsform nach F i g. 2 verwendet werden u ird.

Vergrößerung der gegenseitigen Zeitverschiebung der beiden zweiwertigen Impulsmuster zum Erzeugen des dreiwertigen Impulsmusters auf mehr als zwei Taktperioden veranlaßt eine Regelkennlinie, die für Phasenstabilisierung nicht mehr brauchbar ist. Daher sind nur eine beschränkte Anzahl für Phasenstabilisierung geeigneter dreiwertiger Impulsmuster verfügbar.

Außer einer mit einer besonders einfachen Ausführung erhaltenen Phasenstabilisierung bei starkem Rauschen, was eine genaue Abstandsmessung sogar bei Signal-Rauschverhältnissen von — 25 oder —30dB ergibt, weist das erfindungsgemäße Übertragungssystem noch große übertragungstechnische Vorteile, insbesondere eine maximale Steigerung des Informationsinhalts innerhalb der verfügbaren Bandbreite.

Insbesondere stellt sich heraus, daß durch Dillerenzcr· Zeugung der beiden gegenseitig in der Zeit verschöbe nen Inipulsmuster das Ausgangssignal des Differenzerzeugers 28 ein Frequenzspektrum aufweist, das für , Einseitenbandmodulation besonders geeignet ist. wie nachstellend an Hand der folgenden Frequenzbetrachtungen erläutert wird.

Wenn nämlich angenommen wird, dal) dem Differenzerzeuger 28 in der Ausführungsform nach I ig. I

in über eine Leitung 30 ein Signal A&»< zugeführt wird, kann das um zwei Taktperioden 2D verzögerte Signal der Leitung 29 durch die Formel A&"'C '"> dargestellt werden, wobei A die Amplitude und ω die Kreisfrequen/ darstellt, und wobei die Beziehung zwischen

ii dieser Kreisfrequenz ω und der Frequenz /'durch die Formel:

r. - 2 T f (I)

,,, gegeben wird.

Am Ausgang des Differenzerzeugers 28 tritt dann ein Ausiiangssignal der Form

Ac"" [e "" — I) (II)

'' auf. so daß die Ubertragungskennlinie '/'(..) des Kodewaiidlers geschrieben werden kann als

in odei nach einer gewissen Entwicklung ;ιΚ

wobei Ceine Konstante darstellt. Auf diese Weise wird

ι, eine Spektralkomponente beliebiger Kreisfrequenz i.> des dem Kodewandlcr zugeführten Impulssignals entsprechend dem Faktor c '""eine konstante Zeitverzögerung aufweisen, was einer linearen Phasenkcnnlinic entspricht, während eine Amplitudenänderung erhalten

in wird, die dem Absolutwert von sinm/J = s\n2rrfl) proportional ist. welche Funktion also die Frequenz kennlinie ΐιγ/^des Kodewandlers darstellt.

Z.ui iüusiiiL'iuiig im in Fig.4a die t requcrizkemiiiiiie ψ(ί) dargestellt, die. wie aus der Figur hervorgeht, bei

j-, dem Gleichstromglied und bei ganzen Vielfachen der Spektralkomponenten I/2D spektrale Nullpunkte aufweist. Für Einseitenbandübertragung ist das dargestellte Impulsmuster besonders vorteilhaft, wie an Hand der F i g. 3 erläutert wird: zu diesem Zweck brauch; nämlich

ι« nur die Spektralkomponente oberhalb der halben Taktfrequenz 1/2D mit einem einfachen Tiefpaß 31 unterdrückt und das so erhaltene Ausgangssignal in einem Gegentaktmodulator 32 (ζ. B. vom Ringmodulator'.yp) der Senderträgerwelle des Sendeoszillators 4 aufmoduliert zu werden.

Am Ausgang des Gegentaktmodulators 32 werden die beiden Modulationsseitenbänder mit unterdrückter Trägerwelle erhalten, wobei eines der Modulationsseitenbänder, z. B. das Unterseitenband, über das Aus-

tn giingsfilter 5 von der Sendeantenne 7 ausgewandt wird. Zur Illustrierung ist in Fig.4b das durch die beiden Modulationsseitenbänder gebildete Ausgangsspektrum dargestellt, in welcher Figur der gestrichelte Pfeil bei der Trägerfrequenz f_c die im Gegentaktmodulator 32 unterdrückte Senderträgerwelle darstellt

Auf der Empfangsseite wird das eingetroffene Einseitenbandsignal zur Demodulation einem Einseitenbanddemodulator 33 in Form eines Synchrondemodula-

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tors zugeführt, der ζ. B. aus einem Gegentaktmodulator mit einem sich daran anschließenden örtlichen Triigcrfrequenzoszillator 34 der gleichen Frequenz wie die Sendertriigerfrequenz /"<■ besieht, wobei das Ausgungssign;il des F.inscitenbanddemodulators 33 zur Phiisenstabilisierung des örtlichen Taktimpulsos/illators Ii' dem Prodiiktmodulator 22 zugeführt wird. Auf die bereiis an Hand i'er K i g. I beschriebene Weise wird in der Zeitmeßvorrichtung 25 aus der Zeitverschiebung zwischen den senderseitig und empfangsseitig erzeugten Impulsmustern der Abstand des Radarsystems vom Objekt hergeleitet.

Zum Erhalten optimaler Empfangsbedingiingen soll gesichert werden, daß nicht nur die Frequenz, sondern auch die Phase des örtlichen Trägerfrequenzoszillators 34 des F.inseitenbandmodulators 33 der der zu dem empfangenen Einseitenbandsignal gehörigen Trägerwelle genau gleich ist, was in der dargestellten Ausführungsform durch die Anwendung einer automatischen Phasenstabilisierungsregelung erzielt wird. Insbesondere wird zu diesem Zweck mit dem senderseitig ausgesandten Einseitenbandsignal die Senderträgerfrequenz als Pilotsignal mitgesandt, dadurch, daß der Senderträgerfrequenzoszillator 4 über einen Abschwächer 35 an den Ausgang des Ausgangsfilters 5 angeschlossen wird, so daß also das in F i g. 4c dargestellte Spektrum von der Senderantenne 7 ausgesandt wird. Auf der Empfangsseite wird das Pilotsignal der Trägerfrequenz f_c mit Hilfe eines Pilotfilters 36 selektiert, und nach Vergleichung mit der örtlichen Trägerschwingung in einem Phasendetektor 37 über einen Tiefpaß 38 zur automatischen Phasenstabilisierung einem mit dem örtlichen Trägerfrequenzoszillator 34 gekoppelten Frequenzkorrektor 39 zugeführt. Durch diese automatische Phasenstabilisierung wird der örtliche Trägerfrequenzoszillator 34 genau der Frequenz und der Phase der Trägerwelle der eingetroffenen Einseitenbandsignale folgen, wobei ein noch verbleibender konstanter Phasenunterschied zwischen dem örtlichen Trägerfrequenzoszillator 34 und der Trägerwelle der eingetroffenen Einseitenbandsignale dadurch ausgeglichen wird, daß zwischen dem örtlichen Tragenrequenzosziiiator M und dem syncnrondemodulator 33 ein Phasenverschiebungsnetzwerk 40 angeordnet wird.

Bei Anwendung der Maßnahmen nach der Erfindung wird erreicht, daß unter Beibehaltung optimaler Empfangsbedingungen der Informationsinhalt innerhalb des vorgeschriebenen Frequenzbandes auf ein Maximum gesteigert wird. Neben den bereits erwähnten Vorteilen, die in der besonders einfachen Bauart des Empfängers, der erhaltenen genauen Phasenstabilisierung bei starkem Rauschen und der maximalen Steigerung des Informationsinhalts innerhalb des vorgeschriebenen Frequenzbandes unter Beibehaltung optimaler Empfangsbedingungen bestehen, weist die Anordnung nach der Erfindung noch den zusätzlichen Vorteil auf, daß sie sich besonders zum Aufbau nach Digitaltechniken eignet, wodurch sie als integrierte Halbleiterschaltung ausgeführt werden kann, wie nachstehend an Hand der F i g. 5 näher erläutert wird.

In der Sendevorrichtung nach F i g. 5 wird statt eines Kodewandlers mit einem analogen Differenzerzeuger,

wie ζ. Π. einem Differenzverstärker, ein Kodewandler mit einem digitalen Differenzer/.euger verwendet, der aus zwei Selektionsgattern 41, 42 in Form von UND-Gattern besteht, wobei die mit dem Inipulsmustergenerator 8 verbundenen Aiisgangsleitungen 29, 10 direkt an die Und-Gatter 41 bzw. 42 angeschlossen sind, während die Ausgangsleilungen 29, 30 außerdem über die Inverter 43 bzw. 44 mit den zweiten Eingangen der Und-Gatter 42 bzw. 41 verbunden sind. Gleich wie bei der Ausführungsform nach F i g. I wird beim gleichzeitigen Auftreten derselben Stgnalspannung an den Ausgangsleitungen 29, 30 von den Und-Gnltern eine 0 geliefert, während beim gleichzeitigen Auftreten verschiedener Signalspannungcn an den Ausgangsleitungen 29, 30 dem Ausgang des Und-Gatters 41 oder des Und-Gatters 42 eine I entnommen wird, je nachdem an den Ausgangsleitungcn 29, 30 eine I bzw. eine 0 oder umgekehrt an den Ausgangsleitungen 29,10 eine 0 bzw. pinp t anftrptpn Wpnmlor AiicoanpHpv I Ind-fiultpr^ d? --- — - β ο — - — · —

in einem Inverter invertiert und dieser Inverterausgang mit dem Auegang des Und-Gatters 41 zusammengefügt wird, wird genau der gleiche Ausgang wie beim Differenzerzeuger 28 der Fig. 1 erhalten und kann dieser Ausgang an einen Eingang des Modulators der Fig. 1 angeschlossen werden. Z.B. wird in einem Frequenzmodulator beim Auftreten einer 0 die Trägerfrequenz f_c unterdrückt und wird beim Auftreten einer + I oder einer - I eine Frequenz /i bzw. f₂ ausgesandt.

Die bisher beschriebene Ausführung ist besonders vorteilhaft bei Anwendung eines Modulators 45 mit zwei Modulationseingängen, wobei das Und-Gatter 41 mit einem Modulationseingang und das Und-Gatter 42 mit dem anderen Modulationseingang verbunden ist. Bei Anwendung eines Frequenzmodulators werden dabei dieselben Ausgangsfrequenzen ausgesandt; die Trägerfrequenz i_c wird nämlich beim Auftreten einer 0 an den beiden Und-Gattern 41, 42 unterdrückt und eine Frequenz /i bzw. f₂ wird ausgesandt, je nachdem am Ausgang des Und-Gatters 41 oder am Ausgang des Und-Gatters 42 eine 1 auftritt.

Bei dem nach Digitaltechniken aufgebauten Empfänger wird statt eines Analogproduktmodulators ein uigitatproauKtmodulator in horrn eines Modulo-2-Summenerzeugers 46 verwendet, wobei es vorteilhaft ist, wenn dem Modulo-2-Summenerzeuger 46 ein Doppelseitenbegrenzer (»alicer«) 47 vorgeschaltet wird. Die obenbeschriebene Anordnung läßt sich besonders vorteilhaft bei starkem Geräusch anwenden, wobei auf völlig gleiche Weise wie bei F i g. 1 der empfangsseitige örtliche Taktimpulsoszillator 15' von dem eingetroffenen Impulsmuster genau in der Phase stabilisiert wird.

Wie oben erläutert wurde, können der Sender und der Empfänger beide auf einfache Weise mit Hilfe von Digitaltechniken aufgebaut werden und lassen sich besonders gut als integrierte Halbleiterschaltung ausführen. Der Vollständigkeit halber sei noch bemerkt, daß die nach analogen und nach digitalen Techniken aufgebauten Vorrichtungen untereinander austauschbar sind; z. B. kann der Sender nach F i g. 1 in Vereinigung mit dem Empfänger nach Fig.5 und umgekehrt der Sender nach F i g. 5 in Vereinigung mit dem Empfänger nach F i g. 1 verwendet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Übertragungssystem mit einer Sende vorrichtung und einer Empfangsvorrichtung zur Übertra- gung von Signalen in einem vorgeschriebenen Frequenzband, bei dem die Sendevorrichtung mit einem von einem Taktimpulsoszillator gesteuerten Impulsmustergenerator zur Erzeugung eines periodischen zweiwertigen Impulsmusters versehen ist, in dem die Impulse in einer unregelmäßigen Abwechselung auftreten und mit einer Reihe äquidistanter vom Taktimpulsoszillator herrührender Taktimpulse zusammenfallen, während in der Empfangsvorrichtung die eingetroffenen Impulse is einer Modulationsvorrichtung zugeführt werden, an die außerdem ein örtlich erhaltenes zweiwertiges Impulsmuster gelegt wird, das von einem von einem örtlichen Taktimpulsoszillator gesteuerten und dem sendcrseitigen Impulsmustergenerator entsprechenden örtlichen Impulsmustergenerator herrührt, wobei der Ausgang der Moduiaiionsvorriehtung mit einem Glättungsfilter verbunden ist, dessen Ausgangsspannung zur automatischen Phasenstabilisierung einem frequenzbestimmenden Glied des örtlichen Impulsmustergenerators zugeführt wird, dadurch gekennzeichaet, daß dem senderseitigen Impulsmustergenerator (1) zwei nach der Form gleiche periodische zweiwertige Impulsmuster entnommen werden, riie eine gegenseitige Zeitver-Schiebung von höchstens zwei Taktperioden aufweisen, während die Sendevorrichtung ferner einen Kodewandler mit einem darin aufgenommenen Differenzerzeuger (28) enthält, an dessen Eingangsklemmen (29,30) die beiden gegenseitig in der Zeit J5 verschobenen periodischen zweiwertigen Irnpulsmuster gelegt sind, wobei den Ausgangsklemmen dieses Kodewandlers ein Impulsmuster entnommen wird, das als ein dreiwertiges Impulsmuster ausgesandt wird, während in der Empfangsvorrichtung (10) das eingetroffene periodische dreiwertige Impulsmuster der Modulationsvorrichtung (22) zugeführt wird.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, bei dem die dem Impulsmustergenerator entnommenen Impulsmuster um das Zweifache einer Taktperiode gegenseitig in der Zeit verschoben sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendeseite (1) des dem Ausgang des Differenzerzeugers (28) entnommenen dreiwertigen Impulsmusters in einem Tiefpaß (31) die Frequenzkomponenten oberhalb der halben Taktfrequenz unterdrückt sind und das Ausgangssignal des Tiefpasses (31) einem an einen Trägerfrequenzoszillator (4) angeschlossenen Einseitenbandmodulator (32,5) zugeführt wird, wobei das erzeugte Einseitenbandsignal mit der Trägerschwingung als Pilotsignal ausgesandt wird, während auf der Empfangsseite (V) das eingetroffene Einseitenbandsignal einem Einseitenbanddemodulator (33) mit einem örtlichen Trägerfrequenzoszillator (34) züge· führt wird, der in einer Phasenregelschleife (37,38, 39) von dem mitgesandten Pilotsignal der Trägerfrequenz in der Phase stabilisiert wird.