DE2027476C3 - Übertragungssystem - Google Patents
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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,
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
br> 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=(2η-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
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 fc die im Gegentaktmodulator 32
unterdrückte Senderträgerwelle darstellt
Auf der Empfangsseite wird das eingetroffene Einseitenbandsignal zur Demodulation einem Einseitenbanddemodulator
33 in Form eines Synchrondemodula-
130 225/21
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 fc 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 fc 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 ic 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)
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.
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