DE542428C - Verfahren zur geheimen hochfrequenten UEbermittlung von Nachrichten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf geheime Aussendung und Empfang von Nachrichtenwellen, welche einen z. B. aus Sprechoder Rundfunkfrequenzen gebildeten Frequenzbereich umfassen.

Der Erfindungszweck besteht darin, einen hohen Grad der Geheimhaltung für Aussendung und Empfang zu gewährleisten, während gleichzeitig deutliche Aussprache und hohe Qualität erzielt werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung des Verfahrens, bei welchem die geheim zu haltenden Sendewellen in eine Anzahl von verhältnismäßig engen Frequenzbändern zerlegt werden, welche Frequenzverschiebungskreisen zwecks Umstellung in andere Größenanordnungen als den ihren normalen Frequenzen entsprechenden vor Übermittelung nach der entfernten,

ao zum Empfang der Mitteilungen bestimmten Station aufgedrückt werden. Dasselbe Gerät zur Zerlegung der Sendewellen und Verschiebung ihrer Frequenzen kann auch zur Wiederherstellung der empfangenen, verschobenen Frequenzen in ihre normalen Verhältnisse dienen, um dieselben verständlich zu machen. In einem solchen System ist es bei dem Verschiebungsvorgang der Frequenzlagen zweckmäßig, zuerst die Gesamtheit der zerlegten Frequenzen auf eine gemeinsame Frequenzbasis zurückzuführen, wodurch sich eine Vielzahl von Kreisen ergibt, von denen jeder Wellen der gleichen, ausgewählten Frequenz, jedoch von verschiedenen Teilen des Sprechbandes trägt. Diese sich ergebenden Bänder gleicher Frequenzen können dann leicht und passend unter eine entsprechende Vielheit von Frequenzverschiebungskreisen ausgetauscht werden, um die Wellenbänder in solche Bänder zu verwandeln, welche ihre Basislinien in dem Sprechbereich einnehmen, welche von den normalen Sprechverhältnissen verschieden sind. Umgekehrt, wenn die anfänglich der Einrichtung aufgedrückten Wellen (bei einem Empfangspunkt) verschieden von den normalen Sprechverhältnissen sind, kann die schließliche Ausgangswelle in den normalen Sprechverhältnissen durch genau dieselben Stufen wiederhergestellt werden.

Bei einer solchen Anordnung besteht die Geheimhaltungseinheit im wesentlichen aus einer Einwegvorrichtung, und es wird daher bei der Benutzung in einem vollständigen Übertragungskanal oder Zweiwegkreis notwendig, entweder zwei identische Geheimhaitungskreise anzuwenden oder durch Umsetzung eines Einzelgeheimhaltungskreises von einer Leitung in die andere Übertragung in einer Richtung vorzusehen. In dem obenerwähnten System wird nur ein Geheimhai-

tungskreis benutzt, wobei eine Anordnung von sprachbetätigten Relais zur Verschiebung des Kreises von der Empfangsleitung in die Sendeleitung vorgesehen wird. Die Ver-Schiebearbeit kann auch durch Kurzschließen des Eingangs oder Ausgangs der nicht im Betriebe befindlichen Leitung vollzogen werden, wobei die Verschiebearbeit bzw. Verschiebezeit durch die Signalrichtung gesteuert wird. ίο Eine der Schwierigkeiten," welche ih irgendeiner Anordnung auftreten, bei welcher Filter zur Zerlegung der Sprache und zum Zusammensetzen verschiedener Frequenzbänder durch Aneinanderreihen benutzt werden, und welche sich auf die Zusammensetzung eines Bandes der Sprechfrequenzspanne beziehen, besteht darin, daß ein gewisser Verzerrungsbetrag wahrscheinlich infolge der Impedanzschwankungen in den Filtern an den Bandgrenzen entsteht, welche sie zur Überschreitung der nahe den Bandgrenzen befindlichen Frequenzen veranlaßt, mit verschiedener Phasen- oder Amplitudenbeziehung (oder beiden) zu häufig innerhalb des Bandes vorkommenden Frequenzen. Wenn in einer besonderen Bauart Zerlegungsfilter beim Einlaß und andere beim Auslaß benutzt werden, welche mit den Einlaßfiltern gleichartig sind, addiert sich die durch die Bandgrenzenwirkung verursachte Verzerrung oder Störung des einen Filtersatzes zu der durch den anderen Satz verursachten.

Der Erfinder hat festgestellt, daß die anfänglichen Zerlegungsfilter der obenerwähnten Bauart fortgelassen werden können und daß die Zerlegungswirkung nach dem vorausgehenden Frequenzverschiebungsvorgang vorgenommen werden kann.

Erfindungsgemäß wird die anfängliche Zerlegungsarbeit auf den Sprechwellen fortgelassen. Die Sprache wird vielmehr einer Anzahl von Zweigkreisen zugeführt, welche zu Frequenzverschiebungsmodulatoren führen, in welchen das gesamte Sprachband durch ein für jeden Modulator verschiedenes Frequenzintervall verschoben wird. Es sei angenommen, daß die Sprache in vier Bänder zerlegt wird; dann sind vier Frequenzverschiebungskreise vorhanden. Die Frequenzverschiebungswirkung ergibt sich aus der Erzeugung von vier Bändern von der Spanne der Sprechfrequenz in den entsprechenden Modulatorausgangskreisen, bei welcher jedoch jedes eine verschiedene Frequenzhöhe einnimmt, so daß jedes Band das frequenzbenachbarte um drei Viertel seiner Spanne überlappt. Diese Bänder werden an vier Filter des gleichen Sendebandes abgegeben, welche dieselben Frequenzen in gleicher Weise aussenden und deren Bandbreite ein Viertel des zu übermittelnden Sprechbereiches beträgt. Nachdem die verschiedenen Sprachbänder in ihrer Frequenz, wie beschrieben, verschoben worden sind, d. h. nachdem jedes einzelne um einen größeren Betrag als das vorhergehende (durch einen Betrag = ^x/₄ der Gesamtbreite) verschoben worden ist, so ergibt sich, daß diese gleichartigen Filter aus einem Stromkreis ein Viertel des Bandes der . allertiefsten Frequenzen heraussieben, das nächste Filter ein Viertel des Bandes der "'nächst höheren Frequenzen herauswählt und so fort. Diese aus verschiedenen Teilen des Sprechbereiches herausgewählten Teilbänder können dann untereinander ausgetauscht werden, und es kann mit ihnen in verschiedener Weise verfahren werden, um ein geeignetes Maß von Geheimhaltung zu geben, und hinter den erwähnten Unterbändern können sie darauf wieder zusammengesetzt werden, um die Ausgangswellen zur Sendung oder Empfang in der richtigen Beschaffenheit zu bilden. Dadurch, daß das gesamte Sprechband zuerst verschoben wird und darauf erst die zu benutzenden Komponenten ausgewählt werden, anstatt zuerst das Sprechband zu zerlegen und darauf die zerlegten Stücke zur Herstellung der gewünschten Frequenzbeziehungen zu verschieben, vermeidet der Erfinder die Verzerrung oder Störung, welche durch die anfänglichen Zerlegungsfilter verursacht go werden, während gleichzeitig die Zerlegung der Sprache genau so wirksam gemacht wird wie in dem Falle der anfänglichen Zerlegung vor der darauffolgenden Frequenzverschiebung.

Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen geklärt, bei welchen

Abb. ι eine schematische Darstellung einer Geheimhaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist und

Abb. 2 ein Diagramm darstellt, auf welches Bezug genommen wird, wenn Auswahl der Teilbänder gemäß der Erfindung erläutert wird.

Der Geheimhaltungskreis ist selbstverständlich eine Einwegvorrichtung, kann aber auch für einen Zweiwegsendekreis benutzt werden. In Abb. ι ist ein Schaubild der für die Geheimhaltungseinrichtung selbst erforderlichen Anordnung gezeichnet. Die Sprechfrequenzwellen in ihrer normalen und verständlichen Zusammensetzung werden der Leitung L₁ aufgedrückt, während die Frequenzen innerhalb desselben Bereiches, jedoch in einer gesteigerten Frequenzhöhe, der Leitung L₂ aufgedrückt werden, so daß diese Frequenzhöhe für fremde Empfänger auf der gewöhnlichen Art von Empfangsapparaten unzugänglich ist. Der Einlaßkreis L₁ ist in vier Kreise oder Kanäle zerlegt, als A, B, C und D bezeichnet. Zur Erzielung der richtigen angepaßten Impe-

danz zwischen den Kanalkreisen und der Leitung L₁ werden Widerstände von ungefähr 360 Ohm benutzt und in Serienparallelschaltung gemäß der Zeichnung verbunden. Diese Anordnung sieht Endimpedanzen von ungefähr 600 Ohm für jeden Zweig vor. Das Sprechfrequenzband ist für Erläuterungszwecke als ein Band von etwa 400 bis 2600 Hertz zu betrachten.

Die ersten Organe, auf welche die Sprechfrequenz in den Kanälen A, B, C und D auftrifft, sind die Filter F₁, welche gleichartige niedrige Durchlaßfilter für Frequenzen von ο bis 3000 Hertz sind. Der Zweck dieser Filter besteht darin, einen restlichen Trägerstrom abzusperren, welcher von den unmittelbar anschließenden Modulatoren in irgendeinen der anderen Kanäle fließt. Die in dieser Anordnung benutzten Trägerfrequenzen liegen alle wohl über 3000 Hertz, und der Weg von einem Modulator zu einem anderen umfaßt beide Filter, wodurch wirksam irgendeine Übertragung dieser Modulationswellen zwischen den Modulatoren verhindert wird. Die Modulatoren M_A, M_B, M_c und M_n, welche sich an die FilterF₁ anschließen, modulieren den gesamten Frequenzbereich der Sprache, d.h. das Bandzwischen400 und 2600 Hertz. Beispielsweise wird im Kanal A das Sprachband zwischen den Grenzen 400 und 2600 Hertz im Modulator M_A durch eine Trägerfrequenz von 7600 Hertz gesteuert, welches ein Seitenfrequenzband von 8000 bis 10 200 Hertz erzeugt. Dieser Modulator wird durch einen Oszillator O_A gespeist, welcher 7600 Hertz liefert. In ähnlicher Weise erzeugt der Modulator in dem Kanal B ein Seitenband infolge Modulation durch die Trägerfrequenz von 7050 Hertz aus dem Oszillator O_B, von 7450 bis zu 9650 Hertz. Im Kanal C ergibt sich ein Seitenband von 6900 bis zu 9100 Hertz, und im Kanal D wird ein Seitenband von 6350 bis zu 8550 Hertz erzeugt.

Diese Seitenbänder strömen in gleichartige Filter F_E über, welche für den Durchgang eines Frequenzbandes von 8000 bis 8550 Hertz gebaut sind. Von diesen Seitenbändern innerhalb des Sprachbereiches wird lediglich ein einziges Frequenzband innerhalb der Grenzen von 8000 bis 8500 Hertz zum Durchgang in den Außlaßkreis freigelassen. Daher enthält nunmehr jeder Kanal ein Frequenzband des gleichen Bereiches und derselben Frequenzgrundlinie, welches durch den Bruch ein Viertel der verschiedenen Teile des Stimmfrequenzberaiches von 400 bis zu 2600 Hertz erhalten wird.

Diese vier Stücke gehen nunmehr in eine

Schaltanordnung über, welche in Abb. 1 durch den Blockt dargestellt ist. Diese Schaltanordnung ermöglicht es, jeden Kanal mit irgendeinem anderen Kanal in Verbindung zu bringen, und gestattet den Bändern, in die Demodulatoren D_A, D_B, D_c und Oq einzutreten durch die Wellen ihrer entsprechenden Oszillatoren O'_A, O'_B, O'_c und O'j) in jeder beliebigen Zusammenstellung. Diese Oszillatoren sind zur Erzeugung einer von zwei Trägerfrequenzen gebaut. Die Schaltstromkreise sind vorgesehen, damit die Schwingungen in der Weise gesteuert werden können, daß irgendein Teilband mit einem Oszillator verbunden werden kann. Wie dargestellt, erzeugt der Oszillator O'_A entweder 7600 oder 8950 Hertz, der Oszillator O'_B erzeugt 7050 oder 9500 Hertz, der Oszillator O'_c erzeugt 6500 oder 10 050 Hertz und der Oszillator O'_D erzeugt Wellen von 5950 oder 10 600 Hertz. Λίίί Hilfe dieser acht auszuwählenden Trägerfrequenzen und durch Demodulierung der Bänder von 8000 bis zu 8550 Hertz mit bestimmten von ihnen ist es möglich, die Bänder umzukehren und zwecks Bildung aller möglicher Kombinationen zu verschieben. Beispielsweise kann das Sprechband von 400 bis zu 950 Hertz auf die Höhenlage von 2050 bis zu 2600 Hertz verschoben werden durch Demodulierung mit der Trägerfrequenz von 5950 Hertz, welche dem Kanal D zu eigen ist, und durch Benutzung nur eines einzigen niedrigeren Seitenbandes. Durch Benutzung des Seitenbandes der Demodulierungsergebnisse der 10 600 Frequenz wird das 400-bis 950-Hertz-Band in umgekehrter Tonhöhe zum Kanal D verschoben. In ähnlicher Weise kann jedes der anderen Bänder von den Filtern F_E zu irgendeinem der anderen Ausgangskreise verschoben werden, und seineFrequenzen können umgekehrt werden oder auch nicht, je nach Belieben, infolge der Steuerung durch den Schaltkreis, wie dies oben beschrieben wurde. Diese Schaltkreise und die dar- ■ auffolgenden Bestandteile, welche beim Aufbau der schließlichen Ausgangswelle mitwir-

ken, bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung, sind aber darin erläutert und beschrieben zu dem Zwecke, die in dem Sprachzerlegungsprozeß vorkommenden verschiedenen Stufen zu erläutern sowie die Anordnung der Teilbandkomponenten zur Bildung der Ausgangswelle.

Die Demodulierungsbänder gehen nunmehr durch die Filter F₂ hindurch mit einer Spanne von ο bis zu 3000 Hertz. Diese Filter sind mit den als F₁ bezeichneten gleichwertig und haben dieselbe Aufgabe. Die Wiedervereinigung der verschobenen Bänder zur Bildung des gewöhnlichen Sprechbandes wird durch die Sprechteilbandfilter F_A, F_B, F_c und Fj) bewirkt, welche sich gegen die Modulationsergebnisse in den entsprechenden Kanälen unterscheiden, ausgenommen jene, welche das

gewünschte und ursprüngliche Sprechfrequenzband bilden. Ein Ausgleichfilter CF kann zur Verbesserung der Wirksamkeit der Bandfilter an ihren Abschnittsgrenzen benutzt werden.

Abb. 2 zeigt schaubildlich die Art und Weise der Sprachzerlegung gemäß der Erfindung. Von rechts nach links betrachtet, entsprechen die vier Rechtecke, mit A, B₁ C und D

ίο bezeichnet, den Kanälen A, B, C und D in Abb. ι. Beispielsweise hat der Kanal A eine Modulierungsfrequenz von 7600 Hertz, und ferner sei durch ihn das Sprechband von 400 bis zu 2600 Hertz moduliert, so wird ein Seitenband von 8000 bis zu ι ο 2οο Hertz erzeugt. Im Kanal B, welcher die Sprechfrequenz mit 7050 moduliert, verschiebt sich der Sprechbereich um' einen Frequenzintervall von ein Viertel des Sprecbseitenbandbereiches weniger als das Band O, so daß es das erste Seitenband um drei Viertel seiner Spanne überlappt. Der Kanal C moduliert mit 6500 Hertz zur Erzeugung des Bandes von 6900 bis zu 9100 Hertz, und im Kanal D wird infolge der Modulation mit 5950 Hertz die Spanne von 6350 bis zu 8550 Hertz erzeugt. Das Schaubild läßt erkennen, daß jedes Einzelband das benachbarte um drei Viertel seiner Spanne überdeckt, während Kanal A den Kanal D nur um ein Viertel seiner Spanne überlappt '(oder durch eine Frequenzreihe von 8000 bis zu 8550 Hertz). Daraus ist ersichtlich, wie irgendein Band aus verschiedenen Teilen der Sprache in den einzelnen Kanälen mit Hilfe gleichartiger Zerlegungsfilter ausgewählt werden kann, wobei diese Teilbänder die gleiche Frequenzspanne aufweisen.

Es istnatürlich selbstverständlich, daß diese Anordnung bzw. dieses Verfahren gemäß der Erfindung zur Zerlegung von Wellen in eine beliebige Zahl von Teilbändern für irgendeinen andern Zweck verwendet werden kann und daß die im Wege eines Zahlenbeispieles angegebenen Zahlenwerte nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefaßt werden dürfen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur geheimen hochfrequenten Übermittlung von Nachrichten mit Ver-Schiebung des Signalfrequenzbandes am Sender und Rückverschiebung am Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des ganzen Frequenzbandes mehrfach derart geschieht, daß die dem ursprünglichen Band gleichen Einzelbänder sich überlappen, ferner dadurch gekennzeichnet, daß durch Siebmittel aus den Einzelbändern Teilbänder von gleicher Frequenzhöhe (in dem Frequenzspektrum) und gleicher Frequenzbreite " ausgesiebt werden, die dem Empfänger zugesandt werden, wo ihre Rückverwandlung in verständliche Signale erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   GEf)RUCKT IN »ER