DE2061744A1

DE2061744A1 - Vorrichtung zur Übertragung von In formation bei sich ändernder Frequenz

Info

Publication number: DE2061744A1
Application number: DE19702061744
Authority: DE
Inventors: Bengt Harry Skalby Bjorkman (Schweden)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1969-12-23
Filing date: 1970-12-15
Publication date: 1971-07-01
Also published as: FR2074201A5; SE338076B; JPS4948243B1; CA923561A; GB1287375A

Description

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Aft» No. PHN- 4769
vom· 14. Dez. 1970

Vorrichtung zur Übertragung von Information bei sich ändernder Frequenz.

Die Erfiildüng bezieht sich auf eine Vorrichtung in eineiti aus einem Sender und einem Empfänger bestehenden System zur Übertragung von Information mit Hilfe einer Hochfrequenz-Trägerweile * in welcher Vorrichtung ein im Sender angebrachtes periodisch arbeitendes Steuerglied dafür.sorgt, dass sich die Frequenz der Trägerwelle schrittweise zwischen verschiedenen iierteii flach eiiiem vorher bestimmtet! Muster ändert, wobei der Empfänger eilie Mischstüfe enthält, in der eine eingehende Trägerwelle mit einer Frequenz zusammengefügt wird, die mit iiiiiö elilös ähnlichen Steüergliedes Wach dem gleichen Muster wie die Frequenz der übörtrageileil Trägerwelle geändert wird. Üadürch wird «äch dör Mischüilg eiil Signal geringer Bandbreite

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Im Empfänger erhalten, trotz der Tatsache, dass die Frequenz der übertragenen l Trägerwelle sich in einem grossen Frequenzbereich ändert. Die sich ändernde Frequenz der übertragenen Trägerwelle wird einer unzuständigen Person beim Interprätieren der Information Schwierigkeiten bereiten, weil diese Person, wenn sie den Frequenzkdde nicht kennt, das ganze Frequenzband abtasten muss. Wenn andere Signale auch innerhalb des Istfrequenzbereiches auftreten, werden die Schwierigkeiten beim Interprätieren der übertragenen Information noch vergrössert, weil sich dann schwer feststellen lässt, welche Frequenzen wohl und welche nicht zueinander gehören.

Wenn die Übertragung mit einer genügend niedrigen Leistung stattfinden kann, ist es ausserdem möglich, vor einer unzuständigen Person geheim zu halten, dass Übertragung stattfindet, wodurch sogar Meldungen übertragen werden können, wenn man um eine Funkstille gebeten hat. Daher muss der eigene Empfänger eine äusserst geringe Bandbreite haben, während die Informationsmenge, die pro Zeiteinheit übertragen werden kann, selbstverständlich verhältnismässig gering sein wird.

Bei Kurzwellenübertragung ist das vom Empfänger empfangene Signal im allgemeinen aus zwei oder mehr Bestandteilen, z.B. einer Grundwelle Und einer atmosphärischen Welle oder mehreren an verschiedenen Auftreffstellen in der Umgebung reflektierten Grundwellen, aufgebaut. Diejenigen Bestandteile des empfangenen Signals j die von reflektierten Wellen herrühren, sind frequenzabhängig infolge der Tatsache, dass sie an verschiedenen Punkten reflektiert werden und somit in Äbhän-

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gigkeit von der Frequenz verschiedene Wanderabstände aufweisen. Das erhaltene Signal im Empfänger wird daher in Takt mit der Frequenzänderung in der Phase moduliert und infolgedessen auch in der Amplitude moduliert. Demzufolge weist die eingehende Trägerwelle Seitenbänder auf, die einen Teil der übertragenen Leistung enthalten. In einem Empfänger mit äusserst geringer Bandbreite geht die Leistung in diesen Seitenbändern verloren. Auch kann dem Empfänger eine grössere Bandbreite gegeben werden, aber dies bringt eine Zunahme des empfangenen Geräusches mit ^ sich, wodurch die übertragene Leistung vergrössert werden muss.

Nach der Erfindung werden diese Nachteile beseitigt und kann ein Empfänger mit äusserst geringer Bandbreite ohne Informationsverlust verwendet werden. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die atmosphärischen Bedingungen der Umgebung annahmeweise während einer Ubertragungsperiode verhältnismässig stabil sind und sich vom ErscheinungsZeitpunkt einer gewissen Frequenz bis zum Wiedererscheinungszeitpunkt derselben Frequenz nahezu nicht ändern werden. M

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger weiter einen Phasendreher enthält, der mit der Mischstufe verbunden ist und am Ausgang der Mischstufe bzw, in einer ihrer Zufuhrleitungen angeordnet ist, während ferner Mittel zum Detektieren der Phasenlage der eingehenden Trägerwelle in bezug auf die Phase einer örtlich erzeugten Welle und eine Speichervorrichtung vorgesehen sind, welche Speichervor» richtung- eine der Anzahl von Frequenzen entsprechende Anzahl von Speicherlagen enthält und im Takt mit der Frequenzänderung

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betätigt wird, welche Speichervorrichtung mit dem Ausgang des erwähnten Phasendetektionsmittels verbunden ist, in welchen Speicherlagen für jede neue Frequenz Information über die Phasen lage der Istfrequenz in bezug auf die Bezugsphase gespeichert wird, wobei die Speichervorrichtung den Phasendreher derart steuert, dass dieser Phasendreher für jede neuö·Frequenz in eine Lage, die einem in der Speichervorrichtung gespeicherten Wert entepricht, welcher die detektierte Phasenlage während vorangehender Intervalle der gleichen Frequenz darstellt, versetzt wird, damit die Phasenlage des nach Durchgang durch die Mischstufe und den Phasendreher erhaltenen Signals nahezu konstant gehalten wird.

Infolge der Tatsache, dass der Phasendreher für

jede neue Frequenz auf einen neuen Wert eingestellt wird, der der gemessenen Phasenlage der eingehenden Trägerwelle während vorangehender Intervalle der gleichen Frequenz entspricht, werden die Phasenänderungen nahezu völlig ausgeglichen. Die übrigen Phasenschritte im Signal am Ausgang des Phasendrehers werden dann nur von Änderungen in der Umgebung oder in der Atmosphäre während der Intervalle zwischen Übertragungen derselben Frequenz abhängig sein.

Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung liegt die addierte Frequenz im Empfänger in einem festen Abstand von der Frequenz der eingehenden Trägerwelle, so dass eine konstante Zwischenfrequenz am Ausgang der Mischstufe erhalten wird, wobei der Phasendreher am Ausgang der Mischstufe angebracht wird, so dass er bei der konstanten

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Zwischenfrequenz arbeitet. Die Phasenlage der eingehenden Trägerwelle wird dann mit Hilfe eines Phasendetektors detektiert, der dem Phasendreher nachgeschaltet wird und einerseits mit dem Ausgangssignal des Phasendrehers und andererseits mit einem phasenstabilen Zwischenfrequenzsignal gespeist wird. Das Ausgangssignal des Phasendetektors stellt dann die Änderung in der Phasenlage dar, die seit dem vorangehenden Intervall, in dem die Istfrequenz übertragen wurde, stattgefunden hat, wobei die Speichervorrichtung derart eingestellt wird, dass die Ausgangsgrösse des Phasendetektors zu einem vorher gespeicherten Wert in bezug auf die gleiche Frequenz addiert wird.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden imfolgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Senders zur Übertragung einer Trägerwelle mit sich schrittweise ändernder Frequenz;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Empfängers mit ^

Phasenausgleich nach der Erfindung zum Empfang der von dem Sender nach Fig. 1 übertragenen Trägerwelle, und

Fig. 3 eine Anordnung, die mit dem Empfänger nach Fig. 2 verbunden werden kann und mit deren Hilfe auch Änderungen in der Amplitude ausgeglichen werden können.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Oszillator, der eine feste Frequenz von z.B. 1OMHz liefert. Der Oszillator hat zwei Ausgänge, die Spannungen abgeben, die gegeneinander um 180° in der Phase verschoben sind. Mit Hilfe eines Arbeite-

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und Ruhekontakts 2 wird jeweils einer der Ausgänge mit einer Mischstufe 3 verbunden. In dieser Stufe wird die Oszillatorspannung mit der Ausgangsspannung einer Frequenzsynthesevorrichtung k zusammengefügt, welche Frequenzsynthesevorrichtung von dem in der schwedischen Patentschrift 223.13^ beschriebenen Typ sein kann. Die Frequenzsynthesevorrichtung wird von einem sehr stabilen Oszillator 5 gespeist. Das Muster für die Frequenzänderung wird durch eine Frequenzselektionsprogrammiervorrichtung 6 bestimmt, während die Verschiebung zu einer neuen Frequenz von Impulsen eines Verschiebungsoszillators 7 eingeleitet wird.

Es sei angenommen, dass sich die Frequenz der von der Frequenzsynthesevorrichtung gelieferten Ausgangsspannung beispielsweise gemäss dem vorher bestimmten Muster zwischen den Grenzwerten 10 und 20 MHz ändert. Am Ausgang der Mischstufe 3 erscheint dann ein Mischprodukt, dessen Frequenz sich innerhalb des Frequenzbereiches von 30 bis kO MHz schrittweise ändert. Dieses Mischprodukt wird in einem Bandpass 8 gefiltert, in einem Verstärker 9 verstärkt und über eine Antenne 10 übertragen.

Die Phase der übertragenen Trägerwelle kann für

jede Frequenz einen von zwei Werten annehmen, die 0° und 18O° sein können. Die Phase wird durch die Lage des Arbeits- und Ruhekontakts 2 bestimmt, der von einer Relaiswicklung 11 gesteuert wird. Diese Wicklung wird ihrerseits von einem Tastkontakt 12 gesteuert. Es sei angenommen, dass die übertragene Information die binäre Form aufweist; eine der binären Werte

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wird dabei durch eine Phasenlage der übertragenen Trägerwelle und der zweite binäre Wert, durch die entgegengesetzte Phasenlage dieser Trägerwelle dargestellt. Der Tastkontakt 12 bestimmt, welcher Wert übertragen wird. Die Tastfrequenz ist annahmeweise sehr niedrig, z.B. 1-2 Hz, wodurch die pro Zeiteinheit übertragene Informationsmenge gering ist.

Die Frequenzverschiebung kann mit einer Schiebefrequenz von 100 Hz erfolgen und die Schiebeimpulse können z.B. einer Stufe der Frequenzsynthesevorrichtung entnommen werden. "

Fig. 2 zeigt einen Empfänger zum Empfang der sich ändernden Trägerwelle, die von einem Sender nach Fig. 1 übertragen wird. Die Trägerwelle wird von einer Antenne 21 empfangen und in einem Verstärker 22 verstärkt, der einen Bandpass mit grosser Bandbreite enthält. Die Verstärkte Trägerwelle wird einer Mischstufe 23 zugeführt, in der sie mit der Ausgangsspannung einer FrequenzSynthesevorrichtung 24 zusammengefügt wird. Diese Vorrichtung wird von einem Steueroszillator 25 gespeist und von einer Frequenzselektionsprogrammiervorrichtung Λ 26 gesteuert, die mit Hilfe von Impulsen eines Schiebeimpuls-Oszillators 27 zu einer neuen Frequenz verschoben wird. Die FrequenzSynthesevorrichtung 2k ist auf gleiche Weise wie die senderseitige Frequenzsynthesevorrichtung k ausgebildet, während die Programmiervorrichtung 26 derart eingestellt wird, dass für d±e Frequenzänderung das gleiche Muster wie bei der senderseitigen Programmiervorrichtung 6 erhalten wird, wobei aber die von der empfangeseitigen FrequenzSynthesevorrichtung gelieferte Frequenz um eine konstante Grosse von der entsprechenden von der senderseitigen Frequenzsynthesevorrichtung

ienderseitigen Fi

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gelieferten Frequenz abweicht. Es wird angenommen, dass die
Synchronisation der Frequenzsynthesevorrichtungen des Senders und des Empfängers auf irgendeine geeignete Weise, z.B. am
Anfang der Übertragung* stattfindet, wonach diese Synchronisation durch die hohe Frequenzstabilität der Steueroszillatoren 5 und 25 aufrechterhalten wird. Auf diese Weise wird am
Ausgang der Mischstufe 23 eine konstante Zwischenfrequenz erhalten, die gleich dem erwähnten festen Unterschied zwischen
den von den Frequenzsynthesevorrichtungen gelieferten Frequenzen ist und z.B. 1 MHz beträgt.

Infolge der Tatsache, dass die empfangene Trägerwelle aus mehreren Wellen, z.B. einer Grundwelle und einer
atmosphärischen Welle, aufgebaut ist und letztere Welle sich
infolge verschiedener Wanderabstände mit der Frequenz ändert, werden am Ausgang der Mischstufe 23 Phasensprünge in Takt mit der Frequenzänderung auftreten. Nach der Erfindung werden diese Phasensprünge von einem Phasendreher 28 ausgeglichen, der der Mischstufe 23 nachgeschaltet ist und der auf nachstehend näher zu beschreibende Weise derart gesteuert wird, dass der grösste Teil der erwähnten Phasensprünge ausgeglichen wird. Nach Durchgang durch den Phasendreher 28 erscheint dann ein Zwischenfrequenzsignal, in dem sowohl die FrequenzSprünge in der eingehenden Trägerwelle als auch der grösste Teil der Phasensprünge beseitigt sind. Das vom Phasendreher erhaltene Signal wird durch einen Bandpass 29 mit sehr geringer Bandbreite und dann durch einen Amplitudenbegrenzer 30 hindurchgeleitet.

Das gefilterte und begrenzte Zwischenfrequenzsignal,

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das dann erhalten wird, wird einem Phasendetektor oder einer zweiten Mischstufe 31 zugeführt, in dem (in der) es mit einem phasenstabilen Bezugssignal der Ist-Zwischenfrequenz, das einem Oszillator J2 entnommen wird, verglichen wird. Das Bezugssignal wird in der Praxis geeigneten Stufen der Frequenzsynthesevorrichtung 2k entnommen. Am Ausgang des Phasendetektors 31 tritt eine Spannung auf, die den Phasenunterschied zwischen den beiden angelegten Spannungen darstellt. Nach Filterung in einem Filter 33» in dem die etwa verbleibende Hoch- ™ frequenzwelligkeitsspannung unterdrückt wird, wird die Ausgangsspannung des Phasendetektors einem Wandler 3k zugeführt, in dem die Spannung in die digitale Form umgewandelt wird. Die numerische Grosse, die am Ausgang des Wandlers 3k erscheint und die Ausgangsspannung des Phasendetektors 31 repräsentiert, wird dann über eine Addiervorrichtung 35 einem ersten Register R in einer Schieberegistermatrix 36 zugeführt. Diese Matrix enthält eine der Anzahl von Frequenzen in dem Frequenzverschiebungsmus tor entsprechende Anzahl einzelner Register R₁- ύ R . Die Matrix wird vom Oszillator 27 im Takt der Frequenzänderung derart gesteuert, dass für jede Frequenzänderung die Information in der Zeichnung um einen Schritt nach rechts verschoben wird} z.B. wird die numerische Information im Register R zu dom Zeitpunkt in das Register R„ eingeschrieben, zu dem die im Register R„ enthaltene Zahl in R„ eingeschrieben wird, usw. Als ein zweites Eingangssignal der Addiervorrichtung 35 dient die im Letzten Register R der Matrix gespeichertenZahl. Dabei wird in das erste Register R₁ für jede Frequenzänderung

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eine Zahl eingeschrieben, die der Zahl entspricht, die im vorangehenden Intervall im letzten Register R gespeichert war, zuzüglich der vom Wandler 3k erhaltenen Zahl. Es ist einleuchtend, dass, weil die Matrix eine der Anzahl von Frequenzen entsprechende Anzahl von Registern enthält, die beiden in der Vorrichtung 35 zusammengefügten Zahlen sich stets auf dieselbe Frequenz beziehen.

Der erwähnte Phasendreher 28, der im Zwischenfrequenz teil angeordnet ist, wird von der Zahl gesteuert, die in jedem Zeitintervall im letzten Register R gespeichert ist. Dabei wird ein geschlossener Kreis gebildet. Der Phasendreher 28 kann vorteilhaft linear betrieben werden, so dass er für jede Frequenz eine Phasenverschiebung herbeiführt, die der gespeicherten Zahl proportional ist. Der Phasendreher wird dadurch schrittweise im Takt der Frequenzänderung in Abhängigkeit von den sukzessiv im letzten Register R erscheinenden Zahlen eingestellt. Diese Zahl ist für jede Frequenz gleich der Zahl, die am Ende des vorangehenden Intervalls beim Auftreten der Istfrequenz eingeschrieben war. Auf diese Weise wird die Einstellung des Phasendrehers für jede Frequenz durch die Ausgangsspannung bestimmt, die am Ausgang des Phasendetektors während einer Anzahl vorangehender Intervalle mit der Ist-Ubertragungsfrequenz aufgetreten ist. Vorausgesetzt, dass diese Lbe Frequenz von Zeit zu Zeit in der gleichen Phasenlage in den Empfänger gelangt, ist die Ausgangsspannung des Phasendetektors nach einer Anzahl vollständiger Arbeitszyklen gleich null, wobei die Phasensprünge in der eingehenden Trägerwelle

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völlig ausgeglichen sind, so dass nach Durchgang durch den Phasendreher ein Signal erhalten wird, dessen Frequenz konstant ist und dessen Phasenlage unverändert bleibt.

Während des Einsehaltzustandes und bei Änderungen in der Phasenlage der eingehenden Trägerwelle tritt am Ausgang des Phasendetektors eine Fehlerspannung auf, die kontinuierlich durch Gegenkopplung im geschlossenen Regelkreis auf null herabgeregelt wird. Wenn die Änderungen genügend langsam sind und z.B. durch Schwund herbeigeführt werden, kann der Kreis ™

den Änderungen folgen und wird die Fehlerspannung nahezu gleich null gehalten. Schnelle Änderungen in der Phasenlage der eingehenden Trägerwelle durchlaufen dagegen den Kreis und führen eine schrittweise Zunahme der Fehlerspannung am Ausgang des Phasendetektors herbei. Erst nach einer Anzahl vollständiger Arbeitszyklen wird die Fehlerspannung wieder auf null herabgeregelt, vorausgesetzt, dass die Phase nach der schnellen Änderung konstant ist oder sich nur langsam ändert.

Die Addiervorrichtung 35 ist vorteilhaft derart aus- Λ gebildet, dass sie für gemessene Phasenfehler, die grosser als Tt/2 sind, eine Zahl liefert, die dem Komplementwinkel des gemessenen Phasenfehlers entspricht, d.h., dass die Vorrichtung als ein Modulo-Tt-Addierer ausgebildet ist. Dies hat zur Folge, dass, wenn eintretendenfalls der Phasenfehler γ ist, wobei lf kleiner als tc /2 ist, und die Phase der übertragenen Trägerwelle plötzlich umgekehrt wird, so dass die wirkliche Phasenabweichung des eingehenden Signals sofort nach der Phasenumkehr Tt +if beträgt, die Vorrichtung 35 noch eine Zahl lie-

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f ert, die dem Winkel I^ entspricht. Die Vorrichtung "}h muss in diesem Falle vollständige Information über die gemessene Phasenabweichung enthalten und Zahlen liefern, die Winkeln zwischen 0 und 2 -tr entsprechen. Dies kann dadurch erzielt werden, dass der Phasendetektor 31 derart aufgebaut wird, dass er sowohl Sinus als auch Cosinus für die gemessene Phasenabweichung liefert, wodurch der Phasenwinkel völlig bestimmt wird.

Die nützliche Information wird vorteilhaft auf einem Zwischenfrequenzpegel dem Ausgang des Begrenzers 30 entnommen. Dieser Begrenzer kann zu diesem Zweck mit einer Bewertungseinrichtung 37 verbunden werden, die einen Diskriminator enthält, der der betreffenden Modulationsart angepasst ist. In der Bewertungseinrichtung 37 kann auch ein weiterer Filtervorgang durchgeführt werden.

Im vorliegenden Fall, in dem die Information mit

Hilfe einer einfachen Modulationsart übertragen wird, bei der die Trägerwelle in einer von zwei alternativen Phasenlagen J) übertragen wird, kann die Information auch dem Ausgang des Phasendetektors 31 oder gegebenenfalls dem Ausgang des Wandlers "}h entnommen werden, wobei für jede Phasenumkehr der übertragenen Trägerwelle eine schrittweise Änderung des Wertes des Signals auftritt. In diesem Falle kann auch der ganze Zwischenfrequenzteil fortgelassen werden, wenn dafür gesorgt wird, dass die empfangsseitige Frequenzsynthesevorrichtung 2^4 genau die gleichen Frequenzen wie die senderseitige Frequenzsynthesevorrichtung liefert, wodurch bereits bei der ersten Mischung eine Gleichspannung erhalten wird, die der gemessenen Phasenabwei-

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chung entspricht. Der Phasendreher, mit dessen Hilfe die Phasensprünge in der eingehenden Trägerwelle ausgeglichen werden, kann dann in einer der Zufuhrleitungen der Mischstufe, vorzugsweise in der Verbindungsleitung zwischen der Frequenzsynthesevorrichtung und der Mischstufe, angeordnet werden. In diesem Falle ergibt sich der Nachteil, dass der Phasendreher mit verschiedenen Frequenzen arbeiten muss, wodurch seine Bauart kompliziert wird.

Wie bereits erwähnt wurde, ändert sich auch die Amplitude der eingehenden Trägerwelle im Takt der Frequenzänderungen. Wenn eine andere Modulationsart als die beschriebene Phasenmodulation verwendet wird, kann es notwendig sein, auch die Amplitudenänderungen auszugleichen, was z.B. mit Hilfe einer Anordnung nach Fig. 3 erzielt werden kann.

Der Amplitudenkorrekturkreis besteht nach Fig. 3 aus einem automatischen Regelverstärker 4θ, der in dem Zwischenfrequenzteil des Empfä.ngers nach Fig. 2 und vorzugsweise zwischen dem Bandpass 29 und dem Phasendetektor 31 angeordnet ^ wird, wodurch der Begrenzer 30 überflüssig wird. Der Ausgang des automatischen Regelverstärkers 4θ ist mit einem Amplitudendetektor 41 verbunden, der eine Spannung erzeugt, die der Amplitude des Ausgangssignals des Verstärkers proportional ist und die einem Difforenzerzeuger 42 zugeführt wird. An einem zweiten Eingang empfängt der Differenzerzeuger eine Bezugsspannung von der einstellbaren Bezugsspannungsquello 43» welche Spannung dom Sollwert der Amplitude entspricht. Die Ausgangöspannung dos Diff'oronzerzeugers 42 wird einem Wandler 44

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zugeführt, der die Spannung in die digitale Form umwandelt. Die am Ausgang des Wandlers 44 erscheinende Zahl wird durch eine Addiervorrichtung 45 dem ersten Register A- einer Schieberegistermatrix 46 zugeführt. Diese Matrix enthält eine der Anzahl von Frequenzen im Frequenzmuster entsprechende Anzahl einzelner Register A₁ - A . Die Information in der Matrix wird auf die bereits für die Matrix 36 beschriebene Weise im Takt der Frequenzänderung verschoben, so dass für jede Frequenzänderung die im Register A. gespeicherte Zahl zu A verschoben wird, die in A gespeicherte Zahl zu A Verschoben wird, usw. In der Addiervorrichtung 45 wird die im letzten Register der Matrix 46 gespeicherte Zahl mit der am Ausgang des Wandlers 44 erscheinenden Zahl zusammengefügt, welche ZahL der Differenzspannung am Ausgang des Differenzerzeugers 42 entspricht. Infolge der Tatsache, dass die Matrix 46 eine der Anzahl von Frequenzen im Frequenzverechiebungsmuster entsprechende Anzahl von Registern enthält, beziehen sich die beiden in der Addiervorrichtung 45 addierten Grossen stets auf dieselbe Frequenz.

Die im letzten Register gespeicherte numerische

Grosse dient als Steuersignal für den automatischen Regelverstärker 4o. Der Verstärkungsfaktor wird dann in einem derartigen Sinne geregdlt, dass die Ausgangsspannung des Differenzerzeugers 42 durch Gegenkopplung im geschlossenen Kreis auf nulL herabgeregelt wird. Die Amplitudenkorrektur gründet sich auch auf die Bedingung, dass die reflektierte Welle für dieselbe Frequenz verhältnismässig stabil ist, wodurch das erhalteno von der Antenne Ii) empfangene Signal für dieselbe Frequenz

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eine nahezu konstante Amplitude aufweist. Im letzten Register der Matrix 46 ist eine Zahl gespeichert, die dadurch erhalten wird, dass die Fehlerspannungen des Differenzerzeugers 42 zusammengefügt werden, die während vorangehender Intervalle für dieselbe Frequenz auftreten. In der Vorrichtung 45 wird zu dieser Zahl die zu dem wirklichen übertragungsZeitpunkt an dem Ausgang des Differenzerzeugers 42 auftretende Fehlerspannung addiert, wobei die Summe dem ersten Register der Matrix g 46 zugeführt wird. Wenn dieselbe Frequenz wieder erscheint, wird diese Zahl im letzten Register gespeichert und zur Einstellung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 4θ verwendet. Nach einer Anzahl vollständiger Arbeitszyklen wird der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 4θ automatisch für jede neue Frequenz derart eingestellt, dass die Fehlerspannung am Ausgang des Differenzerzeugers 42 für alle Frequenzen nahezu gleich null ist. Die Amplitudensprünge werden dann nahezu völlig ausgeglichen und ein Signal konstanter Amplitude tritt am Ausgang des Verstärkers 40 auf. ~

Mehrere Abwandlungen des beschriebenen Systems sind im Rahmen der Erfindung möglich. Z.B. kann die Phasenlage der eingehenden Trägerwelle direkt an dieser Welle gemessen werden, ohne dass die Trägerwelle durch Mischung auf Zwischenfrequenz herabgeregelt wird. Wie erwähnt, kann dies dadurch erreicht werden, dass die empfangsseitige Frequenzsynthesevorrichtung derart eingestellt wird, dass sie genau die gleichen Frequenzen wie die der übertragenen Trägerwelle liefert. Wenn diese Phasenmessung ohne Phasenausgleich durchgeführt wird, d.h. ohne dass

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der Phasendreher, der in Abhängigkeit von vorher gemessenen Phasen]agen eingestellt wird, in einer der Zufuhrleitimgen der Mischstufe angeordnet wird, entspricht das Ausgangssignal desselben der wirklichen Phasenlage der eingehenden Trägerwelle in bezug auf eine Bezugsphasenlage, die durch die Frequenzsynthesevorrichtung bestimmt wird. Die Speichervorrichtung muss dann derart ausgebildet werden, dass die Anzahl für jede Frequenz in dieser Vorrichtung zu speichernder Grossen der Ausgangsspannung der Mischstufe/Phasendetektionsvorrichtung entspricht, ohne dass diese mit vorher gespeicherten Werten zusammengefügt wird. Die Speichervorrichtung kann auf jede geeignete Weise und z.B. als eine statische Speichervorrichtung ausgebildet werden, die für jede Frequenz eine Speicherlage aufweist. Statt eines Digitalspeichers kann auch eine Speichervorrichtung für analoge Grossen, z.B. ein Kapazitivspeicher, verwendet werden, wobei für jede Frequenz ein Kondensator vorhanden ist. Der statische Speicher kann mit einem Selektionsmechanismus kombiniert werden, der im Takt der Frequenzänderung arbeitet, um die unterschiedlichen Speicherzellen nacheinander wirksam zu machen. Die nützliche Information kann grundsätzlich auch durch jede andere geeignete Modulationsart statt der beschriebenen Phasenmodulation mit zwei alternativen Phasenlagen der übertragenen Trägerwelle, z.B. durch Frequenz- oder Amplitudenmodulation, übertragen werden.

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Claims

Z.PHN. 4769. - 17 PATENTANSPRÜCHE ,

. 1.1 Vorrichtung in einem aus einem Sender und einem Empfänger bestehenden System zur Übertragung von Information mit Hilfe einer Hochfrequenz-Trägerwelle, in welcher Vorrichtung die Frequenz der Trägerwelle mit Hilfe eines periodisch wirksamen im Sender angeordneten Steuergliedes ('*-7) schrittweise zwischen verschiedenen Werten gemäss einem vorher bestimmten Muster geändert wird, wobei der Empfänger eine Mischstufe (23) enthält, in der eine eingehende Trägerwelle mit einer Frequenz zusammengefügt wird, die gemäss dem gleichen Muster wie die übertragene Trägerfrequenz mit Hilfe eines ähnlichen Steuergliedes (24-27) derart geändert wird, dass ein Signal geringer Bandbreite im Empfänger erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger weiter einen Phasendreher (28) enthält, der mit der Mischstufe (23) verbunden ist und am Ausgang der Mischstufe angebracht bzw. in einer der ZufuhrLeitungen der Mischstufe angeordnet ist, während Mittel (31) zum Detektieren der Phasenlage der eingehenden ™ Trägerwelle in bezug auf die Phase einer örtlich erzeugten Welle und eine Speichervorrichtung (36) vorgesehen sind, welche Speichervorrichtung eine der Anzahl von Frequenzen entsprechende Anzahl von Speicherlagen (R. - K ) enthält und im Takt der Frequenzänderung betätigt wird, welche Speichervor> richtujig mit dem Ausgang des erwähnten Phasendetek tion»mit tels verbunden ist, in welchen Speicherlagen für· jede naua Frequenz iriformatiori über dio Phasenlage der iatl'requenz in bezug auf die IJfäzufjsphase gespeichert ist, wobei die Speichervorrichtung

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( '}(j) den Phaseiulrelior (<-8) derart steuert, dass dieser Phason-(Irclier für Jede neue Frequenz in eine Lage , die einem in der .Speichorvorrichtung gespeicherten Wert entspricht, welcher die delektierte Phasenlage während vorangehender Intervalle mit der gleichen Frequenz darstellt, versetzt wird, damit die Phase des nach Durchgang durch die Mischstufe und den Phasendreher erhaltenen Signals nahezu konstant gehalten wird. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, bei der die sich ändernde der Mischstufe des Empfängers zugesetzte frequenz in einem konstanten Abstand von den eingehenden Frequenzen liegt, so dass nach Durchgang durch die Mischstufe ('.''3) ein Signal mit konstanter Zwischenfrequenz erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der' Phasendreher (~8) am Ausgang der Mischstul'e (2'3) angebracht wird und mit der konstanten /wischenfrequenz arbeitet, wobei die erwähnten Mittel zum Detektieren der Phasenlage der eingeilenden Trägerwelle als ein Phasende t ok tor ('3I) ausgebildet sind, der· dem Phasendreher nachgescha J te t ist und einerseits mit dem Zwisehenfrequenzsignal des Phasendrehers ('IH) und andererseits mit einem örtlich erzeugten phaseristabilen Zwisehenfrequenzsignal gespeist wird, und wobei die Speichervorrichtung (36) derart aufgebaut ist, dass dei- am Phasendetektor ('31 ) erhaltene Wert l'ür jede neue Frequenz zu dem vorher gespeicherten Wert in bezug auf die gleiche Fi oquenz addier·t wird.

'j. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Speichervorrichtung als eine Schiebeiegistermatriχ ( "J 6) ausgebildet ist, die aus einer· Anzahl von Kolumnen (H₁ - H ) von Speicherelementen besteht, wobei j< >di> ho I utiinc-

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Information über die gemessene Phasenlage enthält, welche Registermatrix im Takt der Frequenzänderung derart gesteuert wird, dass die Information für jede Frequenzänderung von Kolumne zu Kolumne verschoben wird, und wobei die in der letzten Kolumne (R ) gespeicherte Information zur Einstellung des Phasendrehers (28) benutzt wird, während der in die erste Kolumne (R₁) eingespeiste Wert durch den in der letzten Kolumne gespeicherten Wert zuzüglich des am Ausgang des Phasendetek- ύ tors (31) erhaltenen Wertes gebildet wird.

'4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger weiter einen automatischen Regelverstärker (^4θ) enthält, der von einem Speicher (hb) gesteuert wird, der im Takt der Frequenzänderung arbeitet und eine dex' Anzahl von Frequenzen der übertragenen Trägerwelle entsprechende Anzahl von Speicherlagen (A₁ -A) aufweist , welcher Speichervorrichtung Information aus einer Vergleichsvorrichtung (^2) zum Vergleichen der Amplitude der Ausgangsspannung des Verstärkers mit einer der Sollamplitude entsprechenden Bezugsgrösse zugeführt wird, wobei der automatische Regelverstärker (^O) für jede neue Frequenz von einem Signal gesteuert wird, das dem gespeicherten Steuersignal während vorangehender Intervalle der gleichen Frequenz entspricht, damit die Amplitude der Ausgangsspannung des Verstärkers nahezu konstant gehalten wird.

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