DE2060455C3

DE2060455C3 - Verfahren zur Kommandoübertragung an einen über Funk fernlenkbaren Flugkörper oder Satelliten und Kommandoübertragungssystem zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2060455C3
Application number: DE19702060455
Authority: DE
Inventors: Burkhard Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Flachmann; Horst Dr. 8014 Neubiberg Kaltschmidt; Peter Dipl.-Ing. 8012 Riemerling Scholler
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1970-12-09
Filing date: 1970-12-09
Publication date: 1979-04-19
Also published as: DE2060455B2; DE2060455A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Komman-

doübertragung an einen über Funk fernlenkbaren Flugkörper oder Satelliten, bei dem analoge Kommandobits im Sender mit aus mindestens einem Zufallsgenerator stammenden Signalen moduliert und im Empfänger detektiert v/erden, wobei diese Signale des Zufallsgenerators vor dem Start des Flugkörpers oder Satelliten in jeweils einander zugeordnete Speicher sowohl im Sender als auch über eine Nabelschnurverbindung im Empfänger eingespeichert werden.

Bei der Fernlenkung von Flugkörpern oder Satelliten

über Funk spielt insbesondere bei militärischen Anwendungen das Problem der Störsicherheit der Kommandoübertragung eine wesentliche Rolle.

Zur Lösung dieses Problems sind verschiedene Maßnahmen bekannt. Gemäß einer dieser Maßnahmen wird die Übertragungsbandbreite der Kommandoübertragung möglichst so gewählt, daß es einem die Kommandoübertragung gezielt störenden Gegner möglichst schwer wird, die gerade benutzte Übertragungsbandbreite festzustellen. Damit ist nämlich eine relativ große Störenergie in einem breiten Frequenzbereich erforderlich, wenn der Störer das ihm unbekannte, zur Kommandoübertragung gerade benutzte Band noch mit r'.ium Störsignal ausreichenden Pegels belegen will. Ferner sind Verfahren zur Kommandoübertragung bekannt, die eine einwandfreie Erkennung des jeweils übertragenen Nutzsignals im Empfänger auch dann noch gestatten, wenn dieses Nutzsignal in einem starken Störsignal, z. B. isti Rauschen, verborgen ist

Bei derartigen Verfahren zur Kommandoübertra-

M gung muß die Kodierung so gewählt werden, daß ein mithörender Gegner nicht erkennsn kann, in welchen Teilen des übertragenen Signals die das zu übertragende Kommando darstellende Information liegt. Auf diese Weise soll eine signalspezifische Störung seitens eines

<>> Gegners ausgeschlossen werden. Eine Störung der Kommandoübertragung ist jedoch immer noch relativ leicht möglich.
Aus der US-PS 25 30 140 ist ein Kommandoübertra-

gungsverfahren bekannt, bei dem ein Signal mit zufälliger Verteilung, ζ. B. ein Rauschsignal, als Kodesc iissel verwendet wird, der dem Sender und Empfänger Ober eine galvanische Verbindung eingespeichert wird, um im Sender zur Kodierung und im Empfänger zur Dekodierung des jeweils übertragenen Signals benutzt zu werden. In der DE-AS 12 49 336 ist ein Multiplex-Nachrichtenübertragungssystem beschrieben, bei dm mit einer jeweils von einem Steuersignalgeber gesteuerten sendeseitigen Verschlüsselungs- und empfangsseitigen Entschlüsselungseinrichlung Nachrichtensignale in digitaler Form übertragen werden. Der Srhlüsselsignalgeber für die Vcr- und Entschlüsselungseinrichtung besteht aus einem Satz von über binäre Zählstufen geschlossene, durch Umlaufspeicher realisierte Kettenkodegcneialoren mit unterschiedlicher Kodeperiode. Die Arbeitsfrequenz der Kettenkodegeneratoren slimml mil Hrr PnUfnlgpfrpquenz der zu übertragenden digitalen Signale überein.

Auch wenn bei diesen einfachen Ver- und Entschlüsselungsverfahren mit Hilfe einer Rauschquelle eine sehr große Periodendauer verwendet wird, so kann doch nach einem entsprechend langen Beobachtungszeitraurn vom Gegner der Schlüssel gefunden und die Kommandoübertragung gestört werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und das dazugehörige System zur Kommandoüberiragung an einen über Funk fernlenkbaren Flugkörper anzugeben, das in einfacher und zuverlässiger Weise eine wesentliche Erhöhung der Störsicherheit gegen die bisher bekannten Störmaßnahmen eines Gegners ermöglicht.

Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß von dem Zufallsgenerator vierteilige binäre Signale abgegeben werden, die jeweils bestimmten analogen Kommandobits individuell zugeordnet werden, daß die modulierten Signale im Sender einer nach einem bestimmten weiteren aus einem weiteren Zufallsgenerator gewonnenen Signal frequenzmodulierten Trägerfrequenz aufmoduliert werden und nach ihrer Einspeicherung in den Speichern des Empfängers als Referenzsignale dienen, daß dem Empfänger des Flugkörpers das gleiche aus einem dem Zufallsgenerator entsprechenden Zufallsgenerator stammende Signal zur Demodulation der Trägerfrequenz eingegeben wird und daß während der Kommandoübertragung die im Empfänger gespeicherten Signale gleichzeitig mit jedem über Funk empfangenen modulierten Signa! durch Korrelation verglichen werden, so daß im Empfänger des Flugkörpers bei einem bestimmten Übereinstimmungsgrad des modulierten Signals mit einem der Referenzsignale das gerade diesem Referenzsignal zugeordnete analoge Kommandobit als detektiertes Signal erzeugt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also vierteilige binäre Signale zur Kodierung der Kommandobits benutzt, die eine zufällige Verteilung aufweisen. Solche binären Signale können z. B. aus einem herkömmlichen Rauschgenerator gewonnen werden, wenn das Rauschsignal über einen Begrenzer in ein binäres Signal umgewandelt wird, das nur noch die beiden Pegelwerte 0 und L aufweist. Diese Signale, die zu jedem Zeitpunkt unterschiedlich sind, wobei die Wahrscheinlichkeit, daß einmal zwei zu unterschiedlichen Zeitpunkter, dem Rauschgenerator entnommenen Signale einander gleich sein können, dadurch auf ein Minimum verringert wird, daß ein möglichst vielsteiliges binäres Signal aus ihnen gebildet wird, werden in die einzelnen Speicher im Sender eingespeichert. Dabe kann jeder Speicher und damit das in ihm cingespeicher te binäre Signal zufälliger Folge einem ganz bestimmter zu übertragenden Kommandobit zugeordnet werden Gemäß der Erfindung werden die modulierten Signale im Sender noch einer nach einem bestimmten weiterer aus einem weiteren Zufallsgenerator gewonnenen Signal frequcnzmodulierlcn Trägerfrequenz aufmodtiliert, wobei das gleiche aus dieser oder einer zweiten gleichen Zufallsquelle stammende Signal zur Demodulation der Trägerfrequenz auch dem Empfänger de* Flugkörpers eingegeben wird. Diese in den Speichern des Senders eingeschriebenen binären Sienalfolgen zufälliger Verteilung werden nun vor dem Stan Jos Flugkörpers in gleichartige Speicher des Flugkörpers ebenfalls eingeschrieben und stehen dort als Referenzsignale nach dem Start des Flugkörpers zur Verfüg-mi: Nach dem Start des Flugkörpers wird jpcles zur Fernlenkung des Flugkörpers empfangene Signal gleichzeitig, also parallel mit allen im Flugkörper gespekl'iTten Referenzsignalen verglichen und jeweils bei Übereinstimmung eines der Referenzsignale mit dem gerade empfangenen kodierten Signal ein dem sp'.viellen Speicher des Flugkörpers zugeordnetes analoges Kommandobil abgegeben, das genau dem analogen Kommandobil entspricht, dem auch der jeweilig!" Speicher im Sender zugeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die bei der Funkübertragung benutzte Trägerfrequenz nochmals verschlüsselt, wobei ebenfalls eine rein zufällige Signalfolge zur Frcqi'eii/.noüulation dieser Trägerfrequenz verwendet wird, die z. B. ebenfalls einem Rauschgenerator entnommen werden kann und sowohl dem Sender als auch dem Empfänger des Flugkörpers vor dessen Start eingegeben wird. Dadurch ist sichergestellt, daß ein die Funkübertragung abhörender Gegner die nach einer zufälligen Folge frequenzmodulierte Trägerfrequenz nur schwer erkennen kann und er durch das rein zufällig gebildete Modulationssignal

«o nicht über den Schlüssel verfügt, um diese Trägerfrequenz zu demodulieren.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Signalerzeugung und Signalverarbeitung sowohl im Sender als auch im Flugkörperempfänger

«5 von je einer Zeitschaltung synchronisiert, wobei die beiden Zeitschaltungen vor dem Start des Flugkörpers miteinander synchronisiert werden. Durch diese sowohl im Sender als auch im Flugkörperempfänger getrennt vorgesehenen Zeitschaltungen brauchen während der Kommandoübertragung keine Synchronisationsir .pulse mitübertragen zu werden. Sowohl der Sender als auch der Empfänger im Flugkörper verfügen also über eine eigene, die Signalerzeugung und Signalaufbereitung steuernde Zeitschaltung, die durch eine Synchronisation unmittelbar vor dem Start des Flugkörpers eine ausreichend große und zueinander synchrone Zeitgenauigkeit aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die binären Signale in Zwei-Frequenz-Signale umgewandelt und über eine Zwischenfrequenz der Trägerfrequenz aufmoduliert.

Im Empfänger werden die binären Signale über die Zwischenfrequenz aus der Trägerfrequenz durch Demodulation gewonnen, über Bandpaßfilter die beiden Frequcnzsignalc voneinander getrennt und über je einen Envelope-Detektor einem Komparator zugeführt, an dessen Ausgang je nach Vergleichsergebnis der beiden von den Envelope-Detektoren kommenden

Signale einer der beiden binären Zustände festgestellt wird.

Mit Hilfe dieser Envelope-Detektoren, die nach dem Prinzip eines frequenzselektiven Frequenz-Spannungs-Wandlers arbeiten, kann mit Hilfe eines Komparators jederzeit festgestellt werden, welche der beiden Freq>;;nzsignale mit einem höheren Pegel in dem empfangenen Signal vorhanden sind. Auf diese Weise werden die sonst benutzten Schwellwertschalter vermieden, die auf einen absoluten Pegel eingeteilt werden müßten, wodurch jedoch die Gefahr besteht, daß infolge einer Störung ein solcher Schwellwertschalter anspricht, obwohl gar kein Nutzsignal mit einer der festzustellenden Frequenzen vorhanden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das im Empfänger am Ausgang des Komparators abnehmbare Signal parallel in den im F.mpfänger vorgesehenen Speichern zugeordnete Durchlaufspeicher eingespeichert. Die Inhalte von jeweils zwei einander zugeordneten Speichern werden fortlaufend verglichen und bei Übereinstimmung eines im Durchlaufspeicher gerade eingeschriebenen Signals mit einem Referenzsignal des ihm zugeordneten Speichers wird von einer den Vergleich durchführenden Vergleichs- und Summierschaltung ein dem analogen Kommandobit entsprechendes Signal abgegeben.

Die endgültige Signalerkennung im Empfänger des Flugkörpers arbeitet also nach einem ein sogenanntes angepaßtes Filter verwendenden Korrelationsverfahren, mit dem ein in einem starken Störsignal verborgenes Nutzsignal mit Sicherheit noch erkannt werden kann. Dieses sogenannte angepaßte Filter besteht dabei jeweils aus einem der Speicher und einem ihm zugeordneten Durchlaufspeicher sowie einer die Inhalte von sich entsprechenden Speicherplätzen beider Speicher vergleichenden Vergleichs- und Summierschaltung. Mit Hilfe des in den Speicher eingespeicherten Referenzsignals wird dabei das Filter auf dieses Referenzsignal »angepaßt«, so daß es nur dann ein maximales Ausgangssignal abgibt, wenn im Durchlaufspeicher gerade das zu seiner Anpassung benutzte Referenzsignal erscheint.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wurde ein Kommandoübertragungssystem für einen über Funk fernlenkbaren Flugkörper mit einer die Kommandos abgebenden Sendestelle und einer im Flugkörper vorgesehenen Empfangsstelle geschaffen, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet ist Dieses Kommandoübertragungssystem zeichnet sich dadurch aus, daß die Sende- und Empfangsstelle eine sich entsprechende Anzahl an Speichern aufweist, daß die Steuereingänge der Speicher der Sendestelie über eine Ansteuerlogik mit einem analogen Kommandosignalgenerator, die Einspeichereingänge mit einer binären Zufallsquelle und die Ausgänge der Speicher über eine Signalverarbeitungs- und Moduiationsschaltung mit einer Sendestufe verbunden sind. Die Sendestufe ist über einen Umschalter auf die Sendeantenne und eine zum Flugkörper führende Nabelschnurverbindung geschaltet die im Flugkörper mit einer über einen weiteren Umschalter mit ihr und der Empfangsantenne verbundene Demodulations- und Signalverarbeitungsschaltung verbunden ist, deren Ausgang über weitere Umschalter parallel auf die im Flugkörper vorgesehenen Speicher geführt ist Im Flugkörper sind ferner mit diesen Speichern über eine Summier- und Vergleichsschaltung korrespondierende und über die gleichen Umschalter mit dem Ausgang der Demodulations- und Signalverarbeitungsschaltung verbundene Durchlaufspeicher vorgesehen, wobei am Ausgang jeder Summier- und Vergleichsschaltung bei Gleichheit der in beiden

'. korrespondierenden Speicher eingeschriebenen Signale ein dem im Sender erzeugten analogen Kommandosignal entsprechendes Ausgangssignal abgegeben wird. Mit diesem relativ einfachen, aus der Sendestelle und der !in Flugkörper untergebrachten Empfangsstelle

κι aufgebauten Kommandoübertragungssystem ist eine einfache und betriebssichere Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Kommandoüberlragungssystems sind sowohl die Spei-

i'i eher als auch die Durchlaufspeicher als Schieberegister aufgebaut.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Übertragungssystems sieht vor, daß die binäre Zufallsquelle ein Rauschgenerator mit einem nachgebt schalteten Begrenzer ist, mit dem das Rauschsignal in eine binäre Signalfolge zufälliger Verteilung umgeformt wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung können als Zufallsquellen auch aus rückgekoppel-

Ti ten Schieberegistern gebildete Generatoren verwendet werden, mit denen je nach Wahl der Rückkopplungsverbindung zwischen zwei oder mehreren der einzelnen Schiebespeicher ein binäres Signal pseudozufälliger Verteilung erzeugt wird.

ii> Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in der Sendestelle und in der Empfangsstelle zur Folgesteuerung des Signalflusses je eine von einer Quarzuhr gesteuerte Zeitschaltung vorgesehen, die bis zum Start des Flugkörpers über die Nabelschnurverbin-

i^r> dung derart miteinander verbunden sind, daß die Zeitschaltung der Empfangsstelle von der der Sendestelle gesteuert ist

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in der Sendestelle zwei mit unterschiedlicher Frequenz schwingende erste Oszillatoren vorgesehen, von denen jeder einem Zustand der binären Signalfolgen zugeordnet ist und die über einen vom binären Signal gesteuerten Schalter wechselweise auf den Eingang einer ersten Mischstufe geschaltet werden, deren anderer Eingang mit einem mit einer Zwischenträgerfrequenz schwingenden dritten Oszillator verbunden ist. Der Ausgang der Mischstufe ist Ober unerwünschte tvfodulationsprodukte sperrende Bandfilter auf eine zweite Mischstufe geschaltet, deren anderer

% Eingang mit einem vierten Oszillator verbunden ist, der irit einer von einer Steuerspannung frequenzmodulierten Trägerfrequenz schwingt. Der Ausgang der zweiten Mischstufe ist über ein drittes, unerwünschte Modulationsprodukte sperrendes Bandfilter auf die Sendestufe

" geführt, die über den Umschalter mit der Sendeantenne und mit der Nabelschnurverbindung zum Flugkörper verbunden ist

Dieser in der Sendestelie vorgesehenen Schaltungsanordnung zur Signalverarbeitung und Modulation entspricht eine in der Empfangsstelle vorgesehene ähnliche Schaltungsanordnung, mit der das empfangene Signal demoduliert und das demodulierte Signal weiterverarbeitet wird.

Zu diesem Zweck ist in der Empfangsstelle ein mit

*^s dem zweiten Umschalter verbundenes Bandfilter vorgesehen, das mit einer vieten Mischstufe verbunden ist mit deren anderem Eingang ein fünfter Oszillator verbunden ist dessen Frequenz mit der gleichen

zeitabhängigen Steuerspannung frequenzmoduliert ist wie der vierte Oszillator. Der Ausgang der vierten Mischstufe ist über ein auf die modulierte Zwischenfrequenz abgestimmtes Bandfilter auf eine fünfte Mischstufe geschaltet, mit deren anderem Eingang ein mit der Zwischenträgerfrequenz schwingender sechster Oszillator verbunden in. Der Ausgang der fünften Mischstufe ist auf zwei auf die von den beiden ersten Oszillatoren abgegebenen Frequenzen abgestimmte Bandfilter geschaltet, die ihrerseits über je einen Envelope-Detektor auf einen Komparator geführt sind, dessen Ausgang über die weiteren Umschalter an die Speicher und Durchlaufspeicher angeschaltet ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des gemäß der Erfindung angegebenen Kommandoübertragungssystems sind den Summier- und Vergleichsschaltungen der Empfangsstelle Schwellwertschalter nachgeschaltet, die so abgeglichen sind, daß sie bei einem bestimmten Übereinstimmungsgrad eines gerade in den Durchlaufspeichern eingeschriebenen Signals mit einem der in den Schieberegistern eingeschriebenen Referenzsignale ansprechen. Jedem Schwellwertschalter ist ein Digital-Analog-Wandler nachgeschaltet, an dessen Ausgang ein dem jeweiligen Referenzsignal entsprechendes Kommandobit abgegeben wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mit den Ausgängen der Schwellwertschalter zusätzlich noch eine zur Nabelschnurverbindung führende Rückmeldeleitung verbunden, mit der Prüfsignale bis zum Start des Flugkörpers an die Sendestelle abgegeben werden. Durch diese zusätzliche Schaltungsmaßnahme ist eine Funktionsprüfung des Kommandoübertragungssystems unmittelbar vor dem Start des Flugkörpers in einfacher Weise möglich, indem z. B. nach dem Einschreiben der in den Speichern der Sendestelle gespeicherten Referenzsignale in die Speicher der Empfangsstelle die gleichen Referenzsignale nochmals in die Durchlaufspeicher der Empfangsstelle eingeschrieben werden, wobei zur Bestätigung der Einsatzbereitschaft des Kommandoübertragungssystems von den Scbwellwertschaltern der Empfangsstelle ein Signal über die Rückmeldeleitung abgegeben wird.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des Kommandoübertragungssystems näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. la ein Blockschaltbild der Sendestelle des Kommandoübertragungssystems,

Fig. Ib ein Blockschaltbild der im Flugkörper untergebrachten Empfangsstelle des Kommandoübertragungssystems,

Fig.2 den schematischen Aufbau eines aus einem rückgekoppelten Schieberegister gebildeten binären Zufallsgenerators,

Fig.3 den prinzipiellen Aufbau eines der in der Empfangsstelle benutzten programmierbaren angepaßten Filter,

Fig.4 schematisch die Zeitmultiplexaufteilung für vier Kommandoübertragungskanäle,

Fig.5 das Abtastschema des über einen Kanal zu übertragenden analogen Signals,

Fig.6 schematisch die in bestimmter Weise zu verzögernde Signalaufbereitung für die Übertragung einzelner Kommandobits nach dem Pulspositions-Modulations-Verfahren (PPM),

F i g. 7 einen Impulsfolgeplan für die Übertragung in einem PPM-Kanal,

F i g. 8 schematisch die durch eine vierteilige binäre

Signalfolge gebildete Feinstruktur eines der in Fig. 7 gezeigten Kommandoimpulse,

Fig.9 schemstisch die Umwandlung eines analogen Abtastsignals in quantisierte Werte, denen jeweils eine

■> individuelle vielsteilige binäre Signalfolge zugeordnet ist, um das jeweilige analoge Abtastsignal nach dem Puls-Kode-Modulations-Verfahren (PCM) übertragen zu können,

Fig. IO eine schematische Darstellung der in Fi g. 1 a

ίο gezeigten Signalverarbeitungs- und Modulationsschaltung der Sendestelle und

Fig. Il eine Darstellung der in Fig. Ib gezeigten Demodulations- und Signalverarbeitungsschaltung der Empfangsstelle.

ι* Das in Fig. la und Ib schematisch dargestellte Kommandoübertragungssystem besteht aus einer Sendestelle I und einer Empfangsstelle 2. Die Sendestelle I befindet sich bei dem hier beschriebenen Beispiel in einem Flugzeug, das einen Luft-Boden- oder aber Luft-Luft-Flugkörper trägt. In diesem Flugkörper befindet sich die Empfangsstelle 2. Selbstverständlich könnte die Sendestelle 1 aber auch z. B. in einer stationären Bodenleitstelle, einem erdgebundenen oder aber einem Wasserfahrzeug untergebracht sein.

2"> Ein hier nicht näher dargestellter analoger Signalgenerator II, gibt über vier getrennte Kanäle I, II, III und IV an eine Kanalauswahlschaltung 12 analoge Kommandobits, die nacheinander für jeden Kanal einzeln auf einen Analog-Digital-Wandler 13 gegeben werden. Das digitale Signal des Analog-Digital-Wandlers 13 gelangt über eine Ansteuerlogik 14 auf eine Schaltung 15, in der je nach seiner Größe eine bestimmte binäre Signalfolge ausgewählt wird. Die Baueinheiten 12,13,14 und 15 werden von einer in der Sendestelle 1 vorgesehenen zentralen Zeitschaltung 16 so gesteuert, daß für jeden einzelnen Kanal nacheinander dem jeweils vom analogen Signalgenerator U erzeugten Analogsignal über den Analog-Digital-Wandler ein bestimmter Digitalwert zugeordnet wird, dem dann wiederum eine für den betreffenden Kanal und für diesen Wert vorgesehene binäre Signalfolge in der Schaltung 15 zugeteilt wird.

Der Ausgang A der Schaltung 15 ist auf eine später näher erläuterte Signalverarbeitungs- und Modulationsschaltung 10 geschaltet, deren Ausgang über eine Sendestufe 17 und einen Umschalter 18 mit der Antenne 19 der Sendestelle 1 verbunden ist Vom Schalter 18 und der zentralen Zeitschaltung 16 führen Leitungen über eine Nabelschnurverbindung 30 an die Empfangsstelle 2 des Flugkörpers. Die Nabelschnurverbindung 30 wird beim oder unmittelbar vor dem Start des Flugkörpers aufgetrennt.

In der Empfangsstelle 2 des Flugkörpers ist eine Empfangsantenne 29 vorgesehen, die über einen Umschalter 28 mit einer Demodulations- und Signalverarbeitungsschaltung 20 verbindbar ist Außerdem kann über den Umschalter 28 auch eine vom Umschalter 18 der Sendestelle 1 kommende Leitungsverbindung über die Nabelschnurverbindung 30 direkt auf die Demodulations- und Signalverarbeitungsschaltung 20 geschaltet werden. Der Ausgang der Demodulations- und Signalverarbeitungsschaltung 20 ist parallel mit vier jeweils einem der Kanäle zugeordneten sogenannten angepaßten Filtern 2ί, 22,23 und 24 verbunden.

jedes dieser angepaßten Filter besteht, wie anhand des Filters 21 schematisch dargestellt aus einer Umschaltvorrichtung 211, die jeweils das Ausgangssignai der Demodulations- und Signalverarbeitungs-

schaltung 20 parallel auf eine Reihe von Speichern 212, 213,214,21* und 216 gibt. Jedem dieser Speicher ist ein Durchlaufspeicher 217, 218, 219, 220 und 221 zugeordnet, deren Eingänge in der jeweils anderen Stellung der Umschalt vorrichtung 211 parallel mit dem Ausgangssignal der Demodulations- und Signalverarbeitungsschaltung 20 beaufschlagt werden. Die einzelnen Speicherplätze jedes Speichers 212, 213, 214, 213 und 216 sind mit den entsprechenden Speicherplätzen des jeweils zugehörigen Durchlaufspeichers 217, 218, 219, 220 und 221 über je eine Vergleichs- und Summierschaltung 222, 223, 224, 225 und 226 verbunden, deren Ausgänge individuell auf je einen Schwellwertschalter 227, 228, 2W, ?3O und 231 geführt sind. Die Ausgänge dieser Schwellwertschalter steuern Eingänge eines Digital-Analog-Wandlers 232, der, je nachdem welcher der Schwellwertschalter anspricht, ein analoges Ausgangssignal bestimmter Größe an die Kanalleitung I der Sendestelle 2 abgibt. Die angepaßten Filter 22,23 und 24 sind in genau gleicher Weise wie das angepaßte Filter 21 aufgebaut und ebenfalls mit einer Reihe ihnen nachgeschalteter Schwellwertschalter 233, 234 und 235 sowie jeweils einem Digital-Analog-Wandler 236, 237 und 238 versehen, deren Ausgänge mit jeweils einem anderen Kanal II, III und IV der Empfangsstelle 2 verbunden sind.

Auch die Empfangsstelle 2 verfügt über eine zentrale Zeitschaltung 25, die den Umschalter 28, die Demodulations- und Signalverarbeitungsschaltung 20 und die angepaßten Filter 21,22,23 und 24 steuert

Die jedem einzelnen Kanal I, II, III und IV zugeordneten Schwellwertschalter 227 bis 231,233, 234 und 235 besitzen jeweils einen weiteren Ausgang, die parallel auf eine Rückmeldeleitung 26 geschaltet sind, die über die Nabelschnurverbindung 30 mit der Sendestelle 1 verbunden ist.

Die in der Schaltung 15 der Sendestelle 1 pro Kanal, hier für den Kanal I, vorgesehenen, z. B. als Schieberegister 151, 152, 153, 154 und 155 ausgebildeten Speicher können z. B. von einem Rauschgenerator 150 über einen Begrenzer 149 mit einer binären Rauschsignalfolge gespeist werden, so daß in jedem einzelnen Speicher eine bestimmte, zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt dem Rauschgenerator entnommene Signalfolge eingespeichert ist

Andererseits können die als Schieberegister aufgebauten Speicher der Schaltung 15 auch unmittelbar zur Erzeugung einer binären Signalfolge pseudozufälliger Verteilung benutzt werden. Ein Schaltungsbeispiel für ein so ausgebildetes Schieberegister ist in Fig.2 gezeigt Ein z. B. dem Speicher 151 der Schaltung 15 entsprechendes Schieberegister verfügt über η Speicherplätze 1511, t512, 1513, 151 i bis 151 n. Die beiden Ausgänge der Speicherplätze 151 / und 151 η sind über einen binären Addierer 1520 auf den Eingang des ersten Speicherplatzes 1511 des Schieberegisters 151 geführt Dem Eingang des Schieberegisters 151 wird eine Taktfrequenz f_c zugeführt Wird dem so rückgekoppelten Schieberegister 151 ein bestimmter Anfangszustand, der von Null verschieden sein muß, eingeschrieben, so liefert bei Zuführung der Taktfrequenz jeder Speicherplatz eine binäre Signalfolge, die aus N = 2" - 1 binären Zufallszahlen besteht und sich jeweils nach A/-Takten wiederholt So entsteht z. B. am Ausgang des letzten Speicherplatzes 151 η eine binäre Signalfolge der Periode N, deren einzelne Stellen nur die beiden Pegelwerte ö und L annehmen können und scheinbar zufällig verteilt sind.

Die mit einem solchen rückgekoppelten Schieberegister erzeugten binären Signalfolgen zufälliger Verteilung sind für jeden der in der Schaltung 15 vorgesehenen Speicher unterschiedlich, wobei jeder s dieser Speicher einem bestimmten Kanal jnd einem vom Analog-Digital-Wandler 13 über die Ansteuerlogik 14 an die Schaltung 15 gegebenen Digitalwert zugeordnet ist. Das so erzeugte binärkodierte Signal wird in später noch näher beschriebener Weise

ίο aufgearbeitet und moduliert und dann an die Empfangsstelle 2 gesendet. In der Empfangsstelle 2 werden die so kodierten Signale in einer ebenfalls später noch näher erläuterten Weise in der Demodulations- und Signalverarbcitungsschaltung 20 demoduliert und weiten orarbei-

H tet und anschließend parallel in alle in den einzelnen angepaßten Filtern 21, 22, 23 und 24 vorgesehenen Durchlaufspeicher, z.B. 217, 218, 219, 220 und 221, eingeschrieben. Nur wenn dieses kodierte Signal mit einem der vorher in die einzelnen Speicher, z. B. 212, 213,214,215 und 216, eingeschriebenen Referenzsignale übereinstimmt, erscheint am Ausgang einer der Vergleichs- und Summierschaltungen, z. B. 222,223,224, 225 und 226, ein Ausgangssignal solcher Größe, das einen der Schwellwertschalter, z. B. 227, 228, 229, 230 und 231, ansprechen läßt. Die in den einzelnen Speichern, z. B. 212, 213, 214, 215 und 216, eingeschriebenen Referenzsignale entsprechen dabei jeweils einem der von den Schieberegistern, z. B. 151, 152, 153, 154 oder 155, der Schaltung 15 abgegebenen binären

in Zufallsfolgen. Aufbau und Funktionsweise des aus mehreren Einzelfiltern zusammengesetzten angepaßten Filters der Empfangsstelle 2 ist in Fig.3 näher dargestellt.

Jedes einzelne mit einem Referenzsignal auf ein

η bestimmtes zu erkennendes Nutzsignal anzupassendes Filter besteht aus einem ersten Schieberegister 212 und einem zweiten als Durchlaufspeicher ausgebildeten Schieberegister 217. Die einzelnen Speicherplätze 2121, 2122, 212 / bis 212 η des Schieberegisters 212 sind mit

4n entsprechenden Speicherplätzen 2171, 2172, IM7 / bis 217 η über eine Vergleichs- und Summierschaltung 222 zusammengeschaltet. In das erste Schieberegister 212 wird ein z. B. einer binären Signalfolge aus ein.rn der Schieberegister 151 bis 155 der Schaltung 15 der

-ι > Sendestelle 1 entsprechendes Referenzsignal eingespeichert und bleibt in diesem Schieberegister stehen. In das als Durchlaufspeicher wirkende zweite Schieberegister 217 wird dagegen laufend das von der Empfangsstelle 2 empfangene und über die Demodulations- und Signalen Verarbeitungsschaltung 20 entsprechend demodulierte und weiterverarbeitete Signal hindurchgeschoben. Die Vergleichs- und Summierschaltung 222 stellt in jedem Augenblick fest, wieviele der in jeweils entsprechenden Speicherplätzen der beiden Schieberegister enthaltenen

5·> Inhalte miteinander übereinstimmen. Das Ausgangssignal der Vergleichs- und Summierschaltung 222 erreicht immer dann einen maximalen Wert, wenn die Speicherinhalte aller Speicherplätze des Schieberegisters 217 mit allen Speicherinhalten der Speicherplätze des Schieberegisters 212 gerade übereinstimmen. In diesem Augenblick stimmt nämlich das von der Empfangsstelle 2 empfangene kodierte Signal mit dem in dem angepaßten Filter gespeicherten Referenzsignal überein, so daß über einen der in Fig. Ib gezeigten

»5 Schwellwertschalter und den nachgeschalteten Digital-Analog-Wandler ein gerade diesem Referenzsignal entsprechendes analoges Kommandosignal abgegeben wird. Weitere Einzelheiten des schaltungstechnischen

Aufbaus eines solchen angepaßten Filters zur Erkennung von in einem stark gestörten Signal enthaltenen Nutzsignaten sowie deren Funktionsweise ist in der DE-OS 20 60 4M beschrieben.

Die in der Sendestelle 1 von dem analogen Signalgenerator 11 erzeugten analogen Kummandobits werden nach dem Zeitmultiplexverfahren für jeden einzelnen Kanal nacheinander abgetastet, wie dieses in Fig.4 schematisch dargestellt ist. Jeder Kanal wird dabei fünfzigmal in der Sekunde abgefragt, so daß sich eine Zykluszeit von 20 ms ergibt. Die Abtastzeit für jeden einzelnen der ersten drei Kanäle I, H, III beträgt dabei 5 ms und für den vierten Kanal IV 3 ms, da mit diesem Kanal lediglich eine kleinere Frequenzbandbreite benötigende Schaltsignale übertragen werden. Durch die kürzere Abtastzeit des vierten Kanals ergibt sich für die aufeinanderfolgenden Abtastzyklen ein Sicherheitsabstand von 2 ms, so daß deren einwandreie Trennung gewährleistet ist

In Fig.5 ist schließlich schematisch dargestellt, wie ein analoges Kommandosignal s(t) eines Kanals zur Zeit ta bei einem Amplitudenwert s(t„) und zu eil iem zweiten in den jeweils nachfolgenden Abtastzyklus fallenden Zeitpunkt t„₊, mit einer negativen Amplitude sff_n+)) abgetastet wird. Sollen diese zu unterschiedlichen Zeitpunkten abgetasteten Signalamplituden eines Kanals nach dem Puls-Positions-Modulations-Verfahren übertragen werden, so wird am Anfang der Kanalsende-•:eit von 5 ms je nach Vorzeichen des abgetasteten Amplitudenwertes ein »+Start«- oder ein »-Start«- Impuls ausgelöst und nach einer Zeit i» die dem jeweiligen Amplitudenwert S_n zur Zeit t„ proportional ist, folgt diesem ein »Stopw-Impuls. Wird bei einer solchen Abtastung eines analogen Signals gerade einmal der Momentanwert Null als Amplitude festgestellt, so müßten nach diesem Modulationsschema gleichzeitig ein »Start«- und ein »Stop«-Impuls übertragen werden. Da dieses nicht möglich ist, wird der »Stop«-Impuls jeweils um die Signalbreite r_s des »Startw-lmpulses verzögert gesendet, während in der Empfangsschaltung der »Startw-Impuls um diese Zeit r, wieder verzögert wird. Diese Verzögerung des »Stop«· Impulses in der Sendestelle 1 und der unterschiedliche Vorzeichen aufweisenden »Start«-Impulse in der Empfangsschaltung 2 ist schematisch in F i g. 6 dargestellt.

Die verschiedenen, sich nach dem PPM-Verfahren nach der Kanalabtastung und der nachfolgenden individuellen Impulsverzögerung ergebenden Impulsfolgen sind in Fig.7 dargestellt. In den ersten drei Zeilen ist schematisch dargestellt, wie ein Amplitudenwert S_n-O übertragen wird. In den unteren Zeilen der Fig.7 ist dagegen die Übertragung eines maximal möglichen Amplitudenwertes s„ - Smu dargestellt, wobei die durch die Verzögerung der »Stop«· und »Startw-Impiilse sich in der Sende· und Empfangsstelle sowie auf der Übertragungsstrecke ergebenden unterschiedlichen Impulsfolgen zu erkennen sind.

In F i g. 8 ist schließlich dargestellt, wie ein einzelner Impuls, der ein »Start«· oder ein »Stop«-lmpuls sein kann, durch eine vielsteilige binäre Signalfolge verschlüsselt wird, die in der Schaltung 15 der Sendestelle 1 erzeugt wird. Bei dem anhand der Fig.5 bis 8 erläuterten PPM-Verfahren zur Übertragung der einzelnen Kommandobits sind für jeden Kanal maximal drei unterschiedliche binäre Signalfolgen erforderlich. Je eine dieser binären Signalfolgen ist dabei dem positiven und negativen »Start«-Impuls und die dritte

ι ο

binäre Signalfolge dem »Stop«-Impuls zugeordnet Bei Übertragung der Kommandobrts nach dem PPM-Verfahren wären daher in der in Fig,la gezeigten Sendestelle 1 in der Schaltung 15 für jeden Kanal drei unterschiedliche Schieberegister erforderlich. Desgleichen wären in der Empfangsstelle 2 für jedes angepaßte Filter, also für jeden Kanal, ebenfalls nur drei auf je ein Referenzsignal anzupassende Einzelfiltcr erforderlich.

An Stelle der vorstehend beschriebenen Übertragung des jeweiligen Abtastwertes in Analogform, wobei der Abstand zwischen einem »Start«- und einem »Stop«- I mpuls innerhalb zweier Grenzen jeden beliebigen Wert annehmen kann, kann auch eine quantisierte Übertragung der jeweiligen Abtastwerte vorgenommen werden. Eine solche Übertragung ist immer dann vorzuziehen, wenn für die in einem Kanal auftretenden Analogwerte nur relativ wenige unterschiedliche Quantisierungsstufen zu wählen sind. Eine Übertragung mit Quantisierungsstufen hat den Vorteil, daß an Stelle des PPM-Verfahrens ein Puls-Kode-Modulations-Verfahren (PCM) benutzt werden kann, da die nach diesem Verfahren verschlüsselten Signale sich zur Erkennung aus einem stark gestörten Empfangssignal heraus besser eignen.

In Fig.9 ist schematisch dargestellt, wie jedem in einem einzelnen Kanal abgetasteten Amplitudenwert des analogen Signals eine bestimmte Quantisierungsstufe zuzuordnen ist wobei für jede der in F i g. 9 gezeigten sieben unterschiedlichen Quantisierungsstufen auch eine individuelle binäre Signalfolge erforderlich ist Die Kanaltrennung muß auch bei diesem Verfahren ebenfalls wieder über unterschiedliche binäre Signalfolgen erfolgen, so daß bei sieben Quantisierungsstufen pro Kanal zur Übertragung von analogen Signalen für vier Kanäle insgesamt 28 unterschiedliche binäre Signalfolgen erforderlich sind. Ein solches Verfahren mit sieben Quantisierungsstufen würde also in der Schaltung 15 sieben Schieberegister pro Kanal erfordern. Ebenso wären dann in der Empfangsschaltung 2 sieben unterschiedliche, mit je einem Referenzsignal anzupassende Einzelfilter pro Filter 21, 22, 23 und 24 erforderlich, da auch in der Empfangsstelle 2 für jeden einzelnen Kanal sieben unterschiedliche Signale voneinander trennbar sein müssen.

In Fig. 10 ist schließlich die in der Sendestelle 1 vorgesehene Signalverarbeitungs- und Modulationsschaltung 10 näher dargestellt. Die aus der Schaltung 15 der Sendestelle 1 kommenden binären Signalfolgen gelangen Ober die Leitung A auf den Steuereingang eines Schalters 1003, mit dem im Rhythmus der jeweiligen Signalfolge zwei auf jeweils unterschiedlichen Frequenzen schwingende Oszillatoren 1001 und 1002 auf eine erste Mischstufe 1004 durchgeschaltet werden. Die Frequenz des Oszillators 1001 bedeutet dabei den binären Zustand 0 und die Frequenz des Oszillators 1002 den Zustand L der jeweils an den Schalter 1003 gelangenden binären Signalfolge. Der zweite Eingang der Mischstufe 1004 ist mit einem dritten Oszillator 1005 verbunden, der mit einer Zwischenträgerfrequenz schwingt, der die beiden das jeweilige binlre Signal darstellenden Frequenzen aufgemischt werden. Der Ausgang der Mischstufe ist über zwei unerwünschte Modulationsprodukte sperrende Bandfilter 1006 und 1007 auf eine zweite Mischstufe 1008 geschaltet, deren anderer Eingang mit einem vierten Oszillator 1009 verbunden ist Dieser vierte Oszillator 1009 schwingt mit der auszusendenden Trägerfrequenz, wobei diese Trägerfrequenz von einer

Steuerspannung frequenzmoduliert wird, die einem weiteren Zufallsgenerator 1010 entnommen wird. Auch dieser Zufallsgenerator 1010 kann z. B. in der in F i g. 2 gezeigten Weise aufgebaut sein, wobei er aber eine Leitung B von der Zeitschaltung 16 der Sendestelle 1 gesteuert und über eine Leitung 0 auf eine bestimmte binäre Signalfolge vorprogrammiert wird.

Der nach dem Steuersignal des Zufallsgenerators 1010 frequenzmodulierten Trägerfrequenz wird in der Mischstufe 1008 die mit den beiden die zwei unterschiedlichen binären Zustände angebenden Frequenz modulierte Zwischenträgerfrequenz aufmoduliert Der Ausgang der Mischstufe 1008 ist Ober ein weiteres Bandfilter 1011, das ebenfalls unerwünschte Modulationsprodukte sperrt, an die in Fi g. la gezeigte Sendestufe 17 geführt

In F i g. 11 ist die Demodulations- und Signalverarbeitungsschaltung 20 der Empfangsstelle 2 näher dargestellt Das von der in F i g. Ib gezeigten Empfangsantenne 29 aufgenommene Signal wird über ein Bandfilter 2001, das die außerhalb der Obertragungsbandbreite liegenden Störsignale sperren soll, auf eine dritte Mischstufe 2002 gegeben, deren anderer Eingang mit einem fünften Oszillator 2003 verbunden ist, der mit der gleichen Frequenz wie der vierte Oszillator 1009 der Signalverarbeitungs- und Modulationsschaltung 10 der Sendestelle 1 schwingt Auch die Frequenz des fünften Oszillators 2003 wird von einer von einem weiteren Zufallsgenerator 2004 abgegegebenen Steuerspannung frequenzmoduliert Der Zufallsgenerator 2004 wird dabei vor dem Start des Flugkörpers z.B. über die Nabelschnurverbindung, die Zeitschaltung 25 und eine Leitvag D in geeigneter Weise so programmiert, daß er synchron zum Zufallsgenerator 1010 der Signalverarbeitungs- und Modulationsschaltung 10 der Sendestelle 1 eine jeweils gleiche binäre Signalfolge zufälliger Verteilung zur Frequenzmodulation der von dem fünften Oszillator 2003 abgegebenen Frequenz zur Verfügung stellt

Am Ausgang der Mischstufe 2002 ist also ein um die nach einem bestimmten Muster frequenzmodulierte Trägerfrequenz heruntergemischtes Empfangssignal abnehmbar, das auf ein weiteres Bandfilter 2005 gegeben wird, um unerwünschte Modulationsprodukte sperren zu können. Der Ausgang des Bandfilters 2005 ist auf eine vierte Mischstufe 2006 geschaltet, deren anderer Eingang mit einem sechsten Oszillator 200? verbunden ist, der mit der gleichen Zwischenträgerfrequenz schwingt wie der dritte Oszillator 1005 der Signalverarbeitungs- und Modulationsschaltung 10 der Sendestelle 1. Am Ausgang der Mischstufe 2006 stehen daher wieder die beiden ersten Frequenzen der beiden ersten Oszillatoren 1001 und 1002 der Signalverarbeitungs' und Modulationsschaltung 10 im Muster der jeweils gerade übertragenen binären Signalfolge zur Verfügung.

Die beiden Frequenzsignale werden über je einen Bandfilterverstärker 2008 und 2009 auf je einen Envelope-Detektor 2010 und 2011 gegeben, der als frequenzselektiver Frequenz-Spannungs-Wandler anzusehen ist und jeweils ein dem Pegel der zu ermittelnden Frequenz entsprechendes Spannungssignal abgibt. Diese zu jedem Zeitpunkt von den Envelope-Detektoren 2010 und 2011 abgegebenen Spannungssignale werden auf die Eingänge eines !Comparators 2012 gegeben, der die beiden Spannungen miteinander vergleicht Ist dabei die von dein Envelope-Detektor 2011 abgegebene Spannung, die der den binären Signalzustand L darstellenden Frequenz entspricht, größer als die von dem Envelope-Detektor 2010 abgegebene Spannung, die der den binären Signalzustand 0 entsprechenden Frequenz zugeordnet ist, so

s wird am Ausgang des !Comparators 2012 ein dem binären Signal L entsprechender Spannungspegel abgegeben. Ist dagegen die Ausgangsspannung des Envelope-Detektors 2010 größer als die des Envelope-Detektors 2011, so wird am Ausgang des !Comparators

to 2012 ein dem binären Signalzustand 0 entsprechender Spannungspegel abgegeben.

Die auf diese Weise am Ausgang des !Comparators 2012 der Demodulations- und Signalverarbeitungsschaltung 20 erscheinende binäre Signalfolge entspricht also in jedem Augenblick der ursprünglich von der Schaltung 15 der Sendestelle 1 abgegebenen binären Signalfolge, die einem ganz bestimmten zu übertragenden Kommandobit zugeordnet ist Diese von der Demodulations- und Signalverarbeitungsschaltung 20 in der Empfangsstelle 2 abgegebene binäre Signalfolge gelangt nun parallel auf alle angepaßten Filter 21,22,23 und 24 und wird dort in der bereits beschriebenen Weise gleichzeitig mit allen zur Anpassung der einzelnen Filter eingespeicherten Referenzsignalen verglichen. Bei Obeieinstimmung der empfangenen binären Signalfolge mit einem der Referenzsignale spricht jeweils ein individueller Schwellwertschalter der einzelnen angepaßten Filter an und veranlaßt über den ihm nachgeschalteten Digital-Analog-Wandler die Abgabe eines analogen Kommandobits, das dem in der Sendestelle 1 vom Signalgenerator 11 erzeugten analogen Kommandobit entspricht und dem in der Sendestelle 1 festgelegten Kanal zugeordnet ist
Vor dem Start des Flugkörpers werden in der Sendestelle binäre Signalfolgen erzeugt die entweder dem Rauschgenerator 150 entnommen und in den Schieberegistern 151 bis 155 der Schaltung 15 eingespeichert oder aber bei entsprechend der F i g. 2 aufgebauten Schieberegistern von diesen unmittelbar erzeugt werden, und nacheinander über die Nabelschnurverbindung 30 an die Empfangsstelle 2 des Flugkörpers übertragen. Bei dieser Übertragung werden die binären Signalfolgen in der beschriebenen Weise aufbereitet und der frequenzmodulierten Trägerfrequenz auf moduliert jedoch nicht über die Sende- und Empfangsantenne abgestrahlt sondern über die Umschalter 18 und 28 über die Nabelschnurverbindung 30 Obertragen.
Die so übertragenen binären Signalfolgen werden

so nacheinander in die Speicher der angepaßten Filter 21, 22,23 und 24 als Referenzsignale eingeschrieben. Nach der Einspeicherung aller Referenzsignale werden die binären Signalfolgen nochmals übertragen, diesmal aber wie beim normalen Kommandoübertragungsverfahren in die Durchlaufspeicher der angepaßten Filter eingeschrieben, wodurch nacheinander jeder der Schwellwertschalter ein Signal abgibt, das über die Rückmeldeleitung 26 an die Sendestelle 1 gegeben und dort als Checksignal registriert wird. Erst nach Empfang des vollständigen Checksignals wird dann der Start des Plugkörpers freigegeben.

Das gemäß der Erfindung angegebene Kommandoübertragungsverfahren und auch das insbesondere zu seiner Durchführung geeignete Kommandoübertragungssystem erreicht ein bisher nicht gekanntes Maß an Sicherheit gegenüber gezielten und ungezielten Störungen seitens eines Gegners. So ist eine Signalerkennung durch den Gegner, die die Kenntnis der jeweiligen

Verschlüsselung voraussetzt und allein eine signalspezifjsche Störung der Kommandoübertragung ermöglichen würde, unmöglich. Selbst wenn das Verschlüsselungsverfahren als solches einem Gegner verraten würde, ist eine Dekodierung bzw. Demodulation der übertragenen Signale immer noch nicht möglich, da er die gerade benutzten binären Signalfolgen nicht kennt Werden diese binären Signalfolgen z. B. vom Ausgangssignal eines herkömmlichen Rauschgenerators abgeleitet, so ist eine Entschlüsselung des übertragenen Signals unmöglich, da die zu unterschiedlichen Zeiträumen entnommenen Rauschsignale eines Rauschgenerators sich von einer gleich langen Rauschsignalfolge, die zu irgendeinem anderen Zeitpunkt entnommen wird, immer unterscheidet Durch die Frequenzmodulation der für die Kommandoübertragung benutzten Trägerfrequenz durch ein ebenfalls zufällig verteiltes binäres Signal, findet eine nochmalige Verschlüsselung des

übertragenen Signals statt, die nur bei Kenntnis der jeweils benutzten pseudozufällig verteilten binären Signalfolge wieder entschlüsselt werden kann. Das auf diese Weise doppelt verschlüsselte Obertragungssignal kann außerdem durch ein gleichzeitig entweder von der Sendestelle 1 oder aber einem benachbarten getrennten Sender ausgestrahltes starkes Rauschen maskiert werden, so daß ein mithörender Gegner weder die Nutzsignalquelle selbst noch überhaupt die Übertragung eines Nutzsignals mit Sicherheit feststellen kann.

Obwohl das gemäß der Erfindung angegebene Übertragungsverfahren und auch das zu seiner Durchführung geeignete Kommandoübertragungssystem hier anhand einer Flugkörperfernlenkung über Funk erläutert wurde, kann dieses unter Ausnutzung der gleichen Vorteile selbstverständlich auch für andere geheime Nachrichtenübertragungsverfahren benutzt werden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Kommandoübertragung an einen über Funk fernlenkbaren Flugkörper oder Satelliten, bei dem analoge Kommandobits im Sender mit aus mindestens einem Zufallsgenerator stammenden Signalen moduliert und im Empfänger detektiert werden, wobei diese Signale des Zufallsgenerators vor dem Start des Flugkörpers oder Satelliten in jeweils einander zugeordnete Speicher sowohl im Sender als auch über eine Nabelschnurverbindung im Empfänger eingespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Zufallsgenerator (z. B. 15, 151, 152) vielsteilige binäre Signale abgegeben werden, die jeweils bestimmten analogen Kommandobits individuell zugeordnet werden, daß die modulierten Signale im Sender (1) einer nach einem bestimmten weiteren aus einem weheren Zufallsgenerator (1010) gewonnenen Signal frequenzmodufierten Trägerfrequenz aufmoduliert werden und nach ihrer Einspeicherung in den Speichern (212, 213, 214, 215, 216) des Empfängers (2) als Referenzsignale dienen, daß dem Empfänger (2) des Flugkörpers das gleiche aus einem dem Zufallsgenerator (1010) entsprechenden Zufallsgenerator (2004) stammende Signa! zur Demodulation der Trägerfrequenz eingegeben wird und daß während der Kommandoübertragung die im Empfänger (3) gespeicherten Signale gleichzeitig mit jedem über Funk empfangenen modulierten Signal durch Korrelation verglichen werden, so daß im Empfänger (3) des Flugkörpers bei einem bestimmten Übereinstimmungsgrau des modulierten Signals mit einem der Referenzsignalt das gerade diesem J5 Referenzsignal zugeordnete analoge Kommandobit als delcktiertes Signal erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugung und Signalverarbeitung sowohl im Sender (1) als auch im Flugkörperempfänger (2) von je einer Zeitschaltung (16, 25) synchronisiert wird, wobei die beiden Zeitschaltungen (16, 25) vor dem Start des Flugkörpers synchronisiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch « gekennzeichnet, daß die binären Signale in Zwei-Frequenz-Signale umgewandelt und über eine Zwischenfrequenz der Trägerfrequenz aufmoduliert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- so zeichnet, daß im Empfänger (2) die binären Signale über die Zwischenfrequenz aus der Trägerfrequenz durch Demodulation gewonnen werden, über Bandfilter (2008, 2009) die beiden Frequenzsignale voneinander getrennt werden und je über einen « Envelope-Detektor (2010, 2011) einem Komparator (2012) zugeführt werden, an dessen Ausgang je nach Vergleichsergebnis der beiden von den Envelope-Detektoren (101O₁ 1011) kommenden Signale einer der beiden binären Signalzustände festgestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im Empfänger (2) am Ausgang des Komparalors (2012) abnehmbare Signal parallel in den im Empfänger (2) vorgesehenen Speichern (/.. B. 212 ...216) zugeordnete Durchlaufspeicher (z.B. &' 217, 218, 219, 220, 221) eingespeichert wird, daß die Inhalte beider Speicher (z. B. 212, 217) fortlaufend verglichen werden und bei Auftreten eines bestimmten Übereinstimmungsgrades eines gerade im Durchlaufspeicher (z. B, 217) eingeschriebenen Signals mit einem Referenzsignal des ihm zugeordneten Speichers (z. B. 212) von einer den Vergleich durchführenden Vergleichs- und Summierschaltung (z. B. 222) ein dem analogen Kommandobit entsprechendes Signal abgegeben wird.

6. Kommandoübertragungssystem für einen über Funk fernlenkbaren Flugkörper mit einer die Kommandos ausgebenden Sendestelle und einer im Flugkörper vorgesehenen Empfangsstelle, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- (1) und Empfangsstelle (2) eine sich entsprechende Anzahl an Speichern (z. B. 151, 152, 153, 154, 155) und (212. 213, 214, 215, 216) aufweist, daß die Steuereingänge der Speicher (151... 155) der Sendestelle (1) über eine Ansteuerlogik (14) mit einem analogen Kommandosignalgenerator (11), die Einspeichereingänge mit einer binären Zufallsquelle (150) und die Ausgänge der Speicher (151... 155) über eine Signalverarbeitungs- und Modulationsschaltung (10) mit einer Sendestufe (17) verbunden sind, daß die Sendestufe (17) über einen Umschalter (18) auf eine Sendeantenne (19) und eine zum Flugkörper führende Nabelschnun/erbindung (30) geschaltet ist, die im Flugkörper mit einer über einen weiteren Umschalter (28) mit ihr und einer Empfangsantenne (29) verbundenen Demodulations- und Si&nalvcrarbcitungsschaltung (20) verbunden ist, deren Ausgang über weitere Umschalter (211) parallel auf die im Flugkörper vorgesehenen Speicher (212... 216) geführt ist, und daß mit diesen Speichern (212... 216) über eine Summier- und Vergleichsschaltung (z. B. 222... 226) korrespondierende und über die gleichen Umschalter (211) mit dem Ausgang der Demodulations- und Signal verar· beitungsschaltung (210) verbundene Durchlaufspeicher (217, 218,219,220,221) voi gesehen sind, wobei am Ausgang jeder Summier- und Vergleichsschaltung (222... 226) bei Gleichheit der in beiden korrespondierenden Speichern (z.B. 212, 217) eingeschriebenen Signale ein dem im Sender (1) erzeugten analogen Kommandosignal entsprechendes Ausgangssignal abgegeben wird.

7. Kommandoübertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher (151... 155) und (212... 216 und Durchlaufspeicher (217... 221) Schieberegister sind.

8. Kommandofibertragungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die binäre Zufallsquelle (150) ein Rauschgenerator mit einem nachgeschalteten Begrenzer ist, mit dem das Rauschsignal in eine binäre Signalfolge zufälliger Verteilung umgeformt wird.

9. Kommandoübertragungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Zufallsgeneratoren (z. B. 151, 1010, 2004) aus rückgekoppelten Schieberegistern gebildete Generatoren verwendet werden, mit denen je nach Wahl der RUckkopplungsverbindung zwischen zwei oder mehreren der einzelnen Speicherplätze (1511,1512, 1513..., I5in) ein binäres Signal zufälliger Verteilung erzeugt wird.

10. Kommandoübertragungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Speicherplätze (2. B. 1511, 1512, 1513... i5in)der Schieberegister (z. B. 151) in der .Sendestelle (1)

derart miteinander rückgekoppelt sind, daß aus dem Schieberegister (z.B. 151) bereits allein bei Zuführung einer Taktfrequenz (U) eine binäre Signalfolge zufälliger, jedoch periodischer Verteilung entnommen wird.

11. Kommandoübertragungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sendestelle (1) und in der Empfangsstelle (2) zur Folgesteuerung des Signalflusses je eine von einer Quarzuhr gesteuerte Zeitschaltung (16,25) vorgesehen ist, die bis zum Start des Flugkörpers über die Nabelschnurverbindung (30) derart miteinander verbunden sind, daß die Zeitschaltung (25) der Empfangsstelle (2) von der der Sendestelle (1) gesteuert ist.

12. Kommandoübertragungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sendestelle (1, 2) mit unterschiedlicher Frequenz schwingende erste Oszillatoren (1001, 1002) vorgesehen sind, von denen jeder einem Signalzustand der binären Signalfoigen zugeordnet ist, und die über einen vom binären Signal gesteuerten Schalter (1003) wechselweise auf den Eingang einer ersten Mischstufe (1004) geschaltet werden, deren anderer Eingang mit einem mit einer Zwischenträgerfrequenz schwingenden dritten Oszillator (1005) verbunden ist. daß der Ausgang der Mischstufe (1004) über unerwünschte Modulationsprodukte sperrende Bandfilter (1006, 1007} auf eine zweite Mischstufe (1008) geschaltet ist, deren anderer Eingang mit einem vierten Oszillator (1009) verbunden ist, der mit einer von einer Steuerspannung frequenzmodulierten Trägerfrequenz schwingt, und daß der Ausgang der zweiten Mischstufe (1008) über ein drittes unerwünschte Modulationsprodukte sperrendes Bandfilter (1011) auf die .Sendestufe (17) geführt ist, die über den Umschalter (18) mit der Sendeantenne (19) und der Nabelschnurverbindung (30) verbunden ist.

13. Kommandoübertragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung zur Frequenzmodulation des vierten Oszillators (1009) von einem weiteren Zufallsgenerator (1010) erzeugt wird.

14. Kommandoübertragungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Empfangsstelle (2) ein mit dem zweiten Umschalter (28) verbundenes Bandfilter \2001) vorgesehen ist, das mit einer vierten Mischstufe (2002) verbunden ist, mit deren anderem Eingang ein fünfter Oszillator (2003) verbunden ist, dessen mit der Frequenz des vierten Oszillators (1009) übereinstimmende Frequenz mit der gleichen zeilabhängigen Steuerspannung moduliert wird, mit der auch der vierte Oszillator (1009) moduliert wird, daß der Ausgang der vierten Mischstufe (2002) über ein auf die modulierte Zwischenträgerfrequenz abgestimmtes Bandfilter (2005) auf eine fünfte Mischstufe (2006) geschaltet ist, mit deren anderem Eingang ein mit der Zwischenträgerfrequenz schwingender sechster Oszillator (2007) verbunden ist, daß der Ausgang der fünften Mischstufe (2006) auf zwei auf die von den beiden ersten Oszillatoren (1001, 1002) abgegebenen Frequenzen abgestimmte Bandfilter (2008, 2009) geschaltet ist, die ihrerseits über je einen Envelope-Detektor (2010,2011) auf einen Komparator (2012) geführt siiid, dessen Ausgang über die weiteren Umschalter (z. B. 211) an die Speicher (z. B.

212.,, 216) und Durchlaufspeicher (z. B. 217... 221) geschaltet ist

15. Kommandoübertragungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß den Summier- und Vergleichsschaltungen (z. B, 222 ... 226) der Empfangsstelle (2) Schwellwertschalter (z. B. 227,228,229,230,231) nachgeschaltet sind, die so abgeglichen sind, daß sie nur bei vollständiger Übereinstimmung eines gerade in den Durchlaufspeichern (217... 221) eingeschriebenen Signals mit einem der in den Schieberegistern (212 ... 216) eingeschriebenen Referenzsignale ansprechen und daß jedem Schwellweitschalter (227 ... 231) ein Digital-Analog-Wandler (z. B. 232) nachgeschaltet ist, an dessen Ausgang ein dem jeweiligen Referenzsignal entsprechendes Kommandobit abgegeben wird.

16. Kommandoübertragungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Ausgängen der SchweliwertscMter (227 ... 231) zusätzlich noch eine zur Nabelschnur verbindung (30) führende Rückmeldeleitung (26) verbunden ist, mit der Prüfsignale bis zum Start des Flugkörpers an die Sendestelle (1) abgegeben werden.