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DE2331591C3 - Verfahren zur Übertragung von Unterwasser-Signalen - Google Patents

Verfahren zur Übertragung von Unterwasser-Signalen

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Publication number
DE2331591C3
DE2331591C3 DE2331591A DE2331591A DE2331591C3 DE 2331591 C3 DE2331591 C3 DE 2331591C3 DE 2331591 A DE2331591 A DE 2331591A DE 2331591 A DE2331591 A DE 2331591A DE 2331591 C3 DE2331591 C3 DE 2331591C3
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DE
Germany
Prior art keywords
frequency
receiver
signals
transmitter
change
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DE2331591A
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DE2331591A1 (de
DE2331591B2 (de
Inventor
Alain Georges Rennes Segui (Frankreich)
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Bpifrance Financement SA
Original Assignee
Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
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Publication date
Application filed by Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR filed Critical Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Publication of DE2331591A1 publication Critical patent/DE2331591A1/de
Publication of DE2331591B2 publication Critical patent/DE2331591B2/de
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B11/00Transmission systems employing sonic, ultrasonic or infrasonic waves
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/12Frequency diversity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

F i g. 3 ein Schema darstellt, das mehrere Ausbreitungsstreeken unter Wasser und zwischen einem Sender einerseits in Nähe der Oberfläche und einem Empfänger andererseits am Grunde des Meeres zeigt.
F i g. 4 die zeitabhängigen Änderungen der Trägerfrequenz bei Sendung und bei Empfang aufzeigt.
F i g. 5 einen Spannungs/Frcquenz-Umsetzer zeigt, der in dem in F i g. 1 gezeigten Sender verwendet wird und
F i g. 6 in detaillierterer Form den in Fig. I dargestellten Empfänger zeigt.
F i g. 1 stellt einen Sender 1 dar, der die zu übertragenden Informa:ionssignale auf einer Klemme 2 empfangt und der Ultraschall-Frequenzsignale auf einen Wandler 3 überträgt, dessen Aufgabe darin liegt, Ultraschallwellen in ein flüssiges Medium zu übertragen, das durch den Pfeil 4 dargestellt wird; ferner einen Empfänger 5, der mit einem UltraschaJlwellen-Wandler 6 ausgerüstet ist, um die durch 3 abgestrahlten Ultraschallwellen zu empfangen, wonach die gleichgerichteten Signale einer Ausgangsklemme 7 für Informationssignale übertragen werden.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen System umfaßt der Sender 1 einen Oszillator 8, dessen Frequenz sich nach einem linear verlaufenden Gesetz ändert und dem ein Modulator 9 und ein Leistungsverstärker 10 nachgeschaltet ist, dessen Ausgang mit dem Wandler 3 verbunden ist. Die auf die Klemme 2 übertragenen Informationssignale werden in einer Schaltung 11 verarbeitet, bei der es sich beispielsweise um einen Analog/Digital-Umsetzer handeln kann, der die auf die Klemme 2 übertragenen Analog-Informal ion in eine kodierte Impulsfolge umwandelt, die anschließend dem Modulator 9 übertragen wird. Darüber hinaus ist ein Taktgeber 12 mit dem Zweck vorgesehen, die Synchronisierung des Oszillators 8 und den Betrieb des Umsetzers 11 zu gewährleisten.
Der Empfänger 5 umfaßt einen Analog-Vervielfacher 13, von dem ein Eingang mit dem Wandler 6 verbunden ist und dem ein Bandpaßfilter folgt (Filter 14), dem wiederum ein Demodulator/Glcichrichter 15 nachgeschaltet ist. Der zweite Eingang des Vervielfachers 13 ist mit dem Ausgang eines Ortsoszillators 16 verbunden, dessen Frequenz sich nach der gleichen linearen Beziehung wie der des Oszillators 8 ändert.
Im Sender 1 überträgt ein Synchronisierungssignalgenerator 17 dem Verstärker 10 Synchronisicrungssignale, die im Empfänger 5 in einem Filter 18 ausgesiebt werden, dem eine logische Schaltung 19 nachgeschaltet ist, die die Synchronisierungssignale dem Oi Isoszillator 16 in der Form überträgt, daß seine Frequenzänderung mit der des Oszillators 8 synchronisiert wird. Der Generator 17 ist darüber hinaus mit dem Taktgeber 12 verbunden. Bevor die Betriebsweise der Schaltungen der Sender 1 und des Empfängers 5 im einzelnen beschrieben wird, soll entsprechend der Darstellung der F i g. 5 der Fall einer übertragung beschrieben werden, die zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 5 in einer bestimmten Morizonlalcntfcrnung r und einer Tiefe /i stattfindet, wobei der Wert für »r« wesentlich größer ist als der Wcrl für »/1« (der Sender I wird hierbei an der Oberfläche des Meeres befindlich angenommen, der Empfänger 5 am Grund). Unter diesen Voraussetzungen sind /wischen 1 und 5 mehrere übertragungs- bzw. Ausbrcitungsstrecken möglich.
Beim Empfang durch den Empfänger 5 ergibt sich der Winkel Ho der direkten Ausbreitunusstrecke durch die Beziehung:
(-to = arc tu
/1 '
Somit ergibt sich gleichfalls für den Einfallswinkel (-to des η-ten Stör-Ausbreitungsweges (in F i g. 3 η = 2):
Η = arc Ig
{In + Dh '
Die Länge des optischen Weges der direkten Ausbreitungsstrecke wird durch folgende Beziehung gegeben :
ζ ο .
cos (-to
Somit ergibt sich gleichfalls für den »i-ten Stör-Ausbreitungsweg:
- I2ZLtUi'
cos (-In
Der Energieverlust (chne Berücksichtigung der Absorption) ergibt sich aus der ausreichend bekannten Beziehung:
H = 20 log zn + η R ,
wobei H in dB, zn in Metern und R als Koeffizient ausgedrückt werden, der vom Einfallswinkel und von der Art der Bestandteile abhängt, aus denen sich der Grund des Meeres zusammensetzt.
Somit ergibt sich beispielsweise für r = 2000 m und h = 80 m die folgende Wcrtetabellc:
Verzögerung i
0
8,1
25
49,8
82,352
Diese Tabelle zeigt auf. daß unter der Voraussetzung, Strecken vernachlässigen zu können, deren Pegel um zumindest 3 dB abgeschwächt sind, darüber hinaus noch drei Ausbreitungsstrecken verbleiben, die berücksichtigt werden müssen. Außerdem ist festzustellen, daß die dritte Ausbreitungsstrecke gegenüber der ersten eine Verzögerung von 25 ms aufweist.
Es ließe sich ohne weiteres nachweisen, daß eine einfache Amplitudenmodulation zu einem Empfang führen würde, der durch Rekombinationen von Signalen unterschiedlicher Ausbrcitungsstrcckcn gestört wäre oder zumindest die Modulation erschweren würde, die durch eine ausreichend redundante Impulskodicrung von der Art eines Kode mit Fehlerkorrektur übertragen wird. Außerdem wäre ohne weiteres zu erkennen, daß die Kohärenz einer herkömmlichen Frequenzmodulation durch die Rekombinationen zerstört würde.
Die Darstellung der F i g. 4 läßt in einfacher Weise die Belriebsform des erfindungsgemiißen Ubcrtragungssystems erkennen.
Slrck- 87-71 R 0 Länge Ver Liuifzeil
ke 83Ί5 0 in in luste in ms
0 78'69 0,46 2002.1 66 1334.75
1 74°35 1,3 2014,34 66 1342.89
2 70 20 1.5 2039,6 67,2 1359.73
3 2076,9 69,9 1384,61
4 2125,56 72 1417,10
Die in F i g. 4 gezeigte Kurve 20 stellt in Abhängigkeit von der Zeit r die Änderung der Frequenz des Trägers am Ausgang der Schaltung Ii des Senders I dar. Diese Änderung weist Sügezahnform der Periode 7 auf. d. h., daß bei jedem Frequenzzyklus die Frequenz linear von FO auf FS ansteigt; anschließend wird diese sehr schnell auf die Frequenz FO geführt und bleibt während eines kurzen Zeilintervalls konstant und »leich dem Wert FO. Im Anschluß daran wird der Frequenzänderungszyklus wieder aufgenommen.
Die in F i g. 4 gezeigte Kurve 21 zeigt in Abhängigkeit von der Zeit ( die Änderung der Frequenz. Fr des aus dem Ortsoszillator 16 des Empfängers 5 austretenden Signals. Die Änderungen dieser Frequenz weisen ebenfalls Sägezahnform auf, und /.war bei einer :s Frequenz, die von FRO auf FRS ansteigt (wobei das Ansteigen linear verläuft), wonach eine schnelle Rückkehr zur Frequenz FRO und anschließend ein kurzes Zeitintervall folgt, während dem die Frequenz konstant und gleich dem Wert von FRO bleibt. Die Periode der Änderungen der Frequenz FR ist gleich der Periode T der Änderung der Frequenz F. Andererseits ist die Frequenzablage zwischen FRS u..d FRO gleich der, die zwischen FS und FO besieht.
Auf der Kurve 2 wurde ein Punkt 22 angegeben, dereinen Empfangszcitpunkl im Empfänger 5darstellt. Zu diesem Zeitpunkt empfängt der Wandler 6 von 5 die Signale, die vom Wandler 3 her über mehrere Ausbreitungsstrecken eintreffen. Da diese Ausbreitungsstrecken unterschiedliche Längen aufweisen. wurden die einzelnen bzw. unterschiedlichen und zum Zeitpunkt 22 empfangenen Signale durch 3 zu verschiedenen Zeitpunkten ausgesendet, so z. B. zum Zeitpunkt 23. was das Signal anlangt, das auf 6 über die Direktausbrcitungsstrecke eintrifft oder zum Zeitpunkt 24. was das Signal betrifft, das bei 6 nach zwei Reflexionen ankommt bzw. zum Zeitpunkt 25. was ein Signal betriff!, das bei 6 nach mehr als zwei Reflexionen ankommt. Zum Zeitpunkt 23 hatte der von 8 ausgehende Träger die Frequenz Fl. zum Zeitpunkt 24 die Frequenz F2 und zum Zeitpunkt 25 die Frequenz F3. Wenn die durch 6 empfangenen Signale den Analog-Vervielfacher bzw. den Mischer 13 durchlaufen, lassen diese Frequenzschwebungen mit der Frequenz des Ortsoszillators 16 zum Zeitpunkt 22. d. h. FR. auftreten. Demnach ergibt sich am Ausgang 13 ein Frequenzschwebungs-Signal von Fl FR, ein zweites Frequenzschwebungssignal F2 —FR und ein drittes bei der Frequenz F3 FR. Das Filter 14 i:.i beispielsweise auf die Schwebungsfrequenz F1 FR zentriert. Somit ergibt sich am Ausgang lediglich die Komponente des Signals, das dem Direktübertragungsweg bzw. -strecke entspricht. Auf diese Weise wurde innerhalb des erfindungsgemäß aufgebauten Systems eine Trennung von Signalen vorgenommen, die sich auf unterschiedlichen Ausbreitungsstrecken fortgepflanzt haben.
Der kurze Zeitraum, während dem die Frequenz gleich FO bleibt, dient dazu, ein Synchronisierungssignal über den Generator 17 und den Verstärker 10 auszusenden, wobei dieses Synchronisierungssignal in 5 empfangen wird und eine Auslösung der linearen Änderung des Ortsoszillators 16 ermöglicht.
Der Oszillator 8 des Senders 1 kann durch einen »Spannungsstufen-Generator« gebildet werden, dem ein Spannungs/Frequenz-Umsetzer nachgeschaltet ist. F i g. 2 zeigt einen solchen Generator, der als erste Schaltung des Oszillators 8 verwendet werden kann.
Die Signale des Taktgebers 12 werden auf die Klemme 26 übertragen, die über einen veränderlichen Widerstand 27 mit dem negativen Eingangeines Operationsverstärkers 28 verbunden ist, der als Analog-lntcgriei glied mit hoher Zeitkonslante geschaltet ist. Die Reaktion des Ausgangs zum Eingang von 28 erfolgt über einen Kondensator 29. Der positive Eingang von 28 ist mit der Masse verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 28 wird über einen Potentiometer-Widerstand 30 auf den positiven Eingang eines Operationsverstärkers 31 übertragen, der als Analog-Summierglied mit dem Zweck eingesetzt wird, dem Ausgangssignal des Verstärkers 28 eine Gleichspannung hinzuzufügen, um die gewünschte Frequenzänderung im entsprechenden Frequenzband einzuregeln. Der Ausgang des Verstärkers 31 ist an seinem negativen Eingang über einen Reaktions- bzw. Rückkopplungs-Widerstand 32 angeschlossen. Andererseits ist der negative Eingang von 31 mit der Masse über einen Widerstand 33 und ein Spannungsteiler 34 über einen Widerstand 35 verbunden.
Die sägezahnförmige Änderung am Ausgang des Verstärkers 28 ergibt sich durch eine Verbindung in Abzweigschaltung am Kondensator 29 unter Anschluß eines Feldeffekttransistors. Die Klemme 26 liegt normalerweise an einem Potential von - 15 Volt, und das Integrierglied 28 liefert hierbei ein Ausgangssignal, dessen Amplitude linear ansteigt. Wird der Taktgeberimpuls (Taktgeber 12) aui die Klemme 26 übertragen, so löst dieser leicht positiv wirkende Impuls den Transistor 36 aus, der sehr schnell den Kondensator 29 entlädt, indem er den Ausgang des Integriergliedes 28 auf seine Ausgangsstellung zurückführt. Der Summierwiderstand 37 verbindet dtn Schieber des Regel Widerstands 30 mit dem positiven Eingang des Verstärkers 31. Das Ausgangssignal des »Spannungsstufen-Generators« wird über die Klemme 38 auf die F.ingangsklemme 39 des Spannungs Frequenz-Umsetzers übertragen.
Nach einer besonderen Ausführungsform des crfindungsgemäß aufgebauten Systems wird die lineare Spannungsänderung in eine lineare Frequenzänderung umgesetzt, und zwar in einem Umsetzer von der Art des in F i g. 5 gezeigten Umsetzers, der eine Kippschaltung 40 mit nachgeschaltetem Verstärker 41 und eine bistabile Kippstufe 42 umfaßt, die an den Ausgang 43 Rechtecksignale mit einer Frequenz liefert, die linear veränderlich ist.
Die Kippschaltung 40 kann einen Kondensator umfassen, der innerhalb einer Schaltung eingebaut w;e ein Stromgenerator arbeitet, d. h. sich entlädt und der, sobald seine Spannung einen vorher festgelegten Wert erreicht, die Sendung eines Impulses bewirkt und unmittelbar im Anschluß daran wieder aufgeladen wird. Die Ladespannung des Kondensators wird aul die Klemme 39 übertragen und davon ausgehend, daC die von der Klemme 38 ausgehende Spannung lineal zunimmt, nimmt die Zeit zu, während der sich dei Kondensator der Schaltung 40 gleichzeitig mit dei angelegten Spannung entlädt. Demzufolge steigt die Sendefrequenz der Impulse durch die Schaltung 4C linear an. Bei der Schaltung 41 handelt es sich um einer Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz, der Impulse mit unterschiedlicher Folge an die bistabile Kippstufe 42 liefert, die durch eine entsprechend aufgebaute Kippstufe gebildet wird (Kippstufe JK), wobei diese wechselweise von der Schaltstellung 1 in die Schaltstellung 0 bzw. von der Stellung 0 in die Stellung 1
immer dann wechselt, wenn ein Impuls aul'ihren Eingang gelangt. Somit ergibt sieh am Ausgang von 42 ein frequenzmoduliertes Rechtceksignal.
Im Empfänger 5 kann der Ortsoszillator 16 einen Aulbau aufweisen, der mit dem des Oszillators 8 vergleichbar ist. wobei davon auszugehen ist. daß das Frequenzband dieses Oszillators in der Form gewählt ist. daß sich am Ausgang des Mischers 13 eine geeignete Sehwebungsfrequenz einstellt, wobei es sich bei der Aiisgangsfrei|uenz des Oszillators 16 beispielsweise darum handelt, die Lage der Schieber der Regclwiderstände 30 und 34 (s. Darstellung in F i g. 2) zu verändern. Nach der Beschreibung des »Spannungsstufen-Generators« entsprechend F i g. 2 wird deutlich, daß jeder I aklgeberimpuls die Ausgangsfrequenz des Oszillators 8 von der maximalen Frequenz FS schnell auf die Ausgangsfrequenz FO (Initialfrequenz) führt. Der Takigeberimpuls wird ebenfalls auf den Synchronisierungssignal-Generator 17 übertragen, der zu diesem Zeitpunkt ein Synchronisierungssignal auf den Verstärker 10 überträgt. Bei diesem Signal handelt es sieh beispielsweise um eine reine Frequenz des Wertes FO, die nach Aufnahme im Empfänger 5 vom Filter 18 ausgesiebt wird, dem eine logische Gleichrichtcrschaltung 19 nachgesehaltet ist, die wiederum auf den Oszillator 16 einen Impuls in der gleichen Form überträgt, wie der Taktgeber 12 einen Impuls auf den Oszillator 8 führt, um die lineare Veränderung auszulösen.
In d^m in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß die zu übertragende Information auf die Klemme 2 übertragen wurde, die mit einem Analog/Digital-Umsetzer 11 verbunden ist, dessen Ausgang auf den Modulator 9 übertragen wird und dessen Betrieb auf die Steuerung des Taktgebers 12 zurückzuführen ist. Bei diesem Fall einer Impulsmodulation kann es sich bei dem Modulator 9 um ein einfaches Analog-Gatter handeln, daß die Quell'Saug-Transmittanz eines Feldeffekttransistors dahingehend ausnutzt, die von der Schaltung 8 ausgesendete Trägerwelle abzutrennen.
Der in F i g. 1 gezeigte Empfänger 5 wird in F i g. 6 näher dargestellt. Dieser umfaßt ein erstes Bandfilter 44. das die Signale des Wandlers 6 über die Klemme 45 empfängt und das eine Begrenzung des Rauschbandes gegenüber den eingesetzten Frequenzen bewirkt. Diesem ist ein Analog-Vervielfacher 46 nachgeschaltet, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des mit veränderlicher Fiequenz arbeitenden Ortsoszillalors 47 verbunden ist. Der Ausgang des Vervielfachers 46 wird auf ein Filter 48 übertragen, dessen Bandbreite in der Form eingeregelt ist, daß nur ein Schwebungssignal durchgelassen wird, das einer einzigen Ausbreitungsstrecke entspricht. Der Ausgang des Filters 48 wird mit einem Frequenzumsetzer 49 übertragen, dessen zweiter Eingang mit einem mit fester Frequenz arbeitenden Ortsoszillator 50 verbunden ist. Auf diese Weise kann in noch einfacherer Form die Sehwebungsfrequenz einer Stör-Ubertragungsstrecke ausgefiltert werden. Dem Ausgang des Frequenzumsetzers 49 ist eine Erfassungsschaltung nachgeschaltel, wobei es sich innerhalb einer bevorzugten Ausführung des erfindungögemäß aufgebauten Ubertragungssystems um einen quadratischen Detektor 51 handelt, dem selbst wiederum eine Schwellschaltung zur Auswahl der Schaltbefehle 52 nachgesehaltet ist. Die empfangenen Infonnalionssiunale werden über die Klemme 53 zur Verarbeitungsschallung übertragen.
Der mit veränderlicher Frequenz arbeitende Ortsoszillator 47 wird durch die Schaltung 54 synchronisiert, die die empfangenen Synchronisierungssignale über 44 trennt. Ist die Schaltung 54 mit einer Zeitsiaflelungs- bzw. Trcnn-Schaitung für die von 44 empfangenen Synchronisierungssignale ausgerüstet, die aus Ausbreitungsstrecken unterschiedlicher Länge herrühren, so kann diese die getrennten Synchronisierungssignale auf mehreren Ausgängen, von denen der Ausgang 55 dargestellt wurde, ausleiten. Der Ausgang 55 ist nunmehr mit einem zweiten mit veränderlicher Frequenz arbeitenden Ortsoszillator verbunden, der dem Oszillator 47 vergleichbar ist und ein Signal mit veränderlicher Frequenz an einen zweiten Vervielfacher von der Art des Typs 46 überträgt und dem wiederum eine Kette von gleichen Schaltungen in der Art von 48, 49, 51 und 52 nachgesehaltet ist. Im Vergleich zu der in F i g. 4 dargestellten Kurve 21 hätte die Veränderung der Ausgangsfrequenz, des zweiten mit veränderlicher Frequenz arbeitenden Ortsoszillators zeitabhängig gesehen die Lage der Kurve 56. Das Signal, das zu der Zeit entsprechend Punkt 57 empfangen wird, und die gleiche Ordinate wie der Punkt 22 von 21 aufweist und dessen Sehwebungsfrequenz gleich Fl FR ist, entspricht dem Signal, das in 1 zum Zeilpunkt 23 ausgesendet wird und das der zweiten Ausbreitungsstrecke gefolgt ist. Hieraus ist demnach zu ersehen, daß mit einem Filter in der Art von 48 am Ausgang des zweiten Vervielfachers die Signale der zweiten Ausbreitungsstrecke ausgefiltert werden können.
Das vom Generator 17 erzeugte Synchronisierungssignal kann ein Signal mit reiner Frequenz, darstellen, ferner ein Signal mit Impulskompression bei Empfang, ein zufällig kodiertes Signal oder ganz allgemein jedes herkömmliche Synchronisierungssignal.
Wie bereits erwähnt, besteht die Möglichkeit, im Sender 1 mehrere Oszillatoren 8 vorzusehen, deren Frequenzen parallel verlaufenden Änderungen unterworfen sind, wobei die Trennung zwischen jeder Mindestfrequenz der Änderung ausreicht, um keinerlei Interferenzen auftreten zu lassen. Der Empfanger 5 ist selbstverständlich mit der gleichen Zahl von Empfangskanälen wie Oszillatoren 8 ausgerüstet. Eine in dieser Form gewählte Anordnung ermöglicht eine Parallelübertragung von Informationen auf jedem Übertragungskanal und insbesondere von Digitalinformationen, von denen jedes Zustandspaar einem Kanal entspricht.
Im oben beschriebenen Beispiel wurde zwar von einer Impulsmodulation des Trägers ausgegangen, wobei jedoch das erfindungsgemäß aufgebaute System nicht auf diesen Modulationstyp beschränkt bleibt
Somit kann in gleicher Weise eine analoge Amplitudenmodulation eingesetzt werden. Darüber hinaus ist das System nicht auf die Amplitudenmodulatior beschränkt, sondern eignet sich für jeden Typ vor Winkelmodulation und insbesondere für die auf zwe Schaltzuständen beruhende Phasenmodulation. Un abhängig von der jeweils eingesetzten Modulatior muß die Bandbreite des modulierten Trägers unter halb einer bestimmten Grenze bleiben, die von dei Abständen zwischen den Längen benachbarter Aus breitungsstrecken abhängt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur übertragung von Unterwasser-Signalen mittels Ultraschall, wobei die Trägerfrequenz eines Senders und die erste Ortsfrequenz eines Empfängers periodischen Änderungen nach einem vorgegebenen Änderungsgesetz unterworfen $ind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwebungs-Zwischenfrequenz der empfangenen ία modulierten Trägerfrequenz und der ersten Ortsfrequenz im Empfänger durch ein Bandfilter aus-{esiebt wird, dessen Mittenfrequenz in Abhängigen von der Länge einer Unterwasser-Über-Iragungsstrecke zwischen dem Sender und dem (Empfänger und außerdem in Abhängigkeit von der ,Phasenverschiebung gewählt ist, die zwischen der Änderung der Trägerfrequenz und derjenigen des Ortsfrequenz auftritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Änderung einem linearen Änderungsgesetz zwischen einer unteren und einer oberen Grenze folgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal mit der Zwischenfrequenz einer zweiten Frequenz-Umsetzerschaltung übertragen wird, der ein Ortssignal mit einer zweiten, festen Ortsfrequenz zugeführt wird, wobei das Ausgangssignal der zweiten Frequenz-Umsetzerschaltung einem quadratisehen Detektor (51) zugeführt wird, um die Frequenzabweichungen der empfangenen Signale zu verdoppeln, die von den einzelnen Unterwasser-Ausbreitungsstrecken herrühren.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem jede elementare Änderungsperiode der Trägerfrequenz des Senders nach der Aussendung eines Synchronisierungssignals folgt, das nach Gleichrichtung in einem Empfänger des Ubertragungssystems die Auslösung der Änderung der ersten Ortsfrequenz bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß dieses System mehrere Empfänger umfaßt, deren Zwischenfrequenzen der gleichen Anzahl von Unterwasser-Ausbreitungsstrecken verschiedener Länge entsprechen und deren Änderungen der ersten Ortsfrequenzen durch die Aufeinanderfolge von Empfangssignalen ausgelöst werden, die durch die gleiche Anzahl von Unterwasser-Ausbreitungs-Btrecken unterschiedlicher Länge empfangen werden, wobei die Empfänger praktisch in einem Punkt gruppiert sind und die Ausgangssignale des quadratischen Detektors nach Durchlauf in den Verzögerungsleitungen kombiniert sind, deren Verrögerungswerte von den Abweichungen der Längen der Ausbreitungsstrecken abhängen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, «dadurch gekennzeichnet, daß sich die Trägerfrequenz aus mehreren Hilfsträgern zusammensetzt, die mehreren periodischen Veränderungen synchroner Art unterworfen sind und deren Veriinderungsgesetzc übereinstimmen wobei der Eimpfiinger für die gleiche Zahl von Zwischenfrequenzen ausgelegt ist .wie Hilfsträger vorhanden sind, um die Digilalinformationcn parallel mit der gleichen Anzahl von Zustandspaaren wie Hilfsträger zu übertragen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur übertra guns: von Unterwasser-Signalen mittels Ultraschal wobei die Trägerfrequenz eines Senders und die erst Ortsfrequenz eines Empfängers periodischen Ände rungen nach einem vorgegebenen Änderungsgeset: unterworfen sind.
Bei einer Verbindung zwischen einem über de Meeresoberfläche und einem unter der Meeresober fläche liegenden Punkt oder zwischen zwei unter dei Meeresoberfläche liegenden Punkten sind infolge vor Reflexionen am Grund und an der Wasseroberfläche eine Mehrzahl von Ausbrekungs- bzw. Verbindungsstrecken möglich. Hierdurch können unerwünschte Interferenzen entstehen.
Um diese auszuschalten wurden bereits Wandler mit sehr starker Richtwirkung eingesetzt, die auf die Richtung der kürzesten bzw. direkten Ubertragungsstrecke ausgerichtet sind. Diese Methode ist jedoch nur dann möglich, wenn die Sendeorte und die Empfangsorte bekannt sind.
Ferner ist es bekannt, bei der Sendung eine Kodierung jeder Elementar-Information vorzunehmen, während beim Empfang ein Vergleich jeder empfangenen kodierten Elementar-Information mil jeder der EIementar-Liformationen vorgenommen wird, deren Kode bekannt ist. um hierdurch sicherzustellen, daß nur diejenige der Informationen ausgewertet wird, die die beste Korrelation aufweist. Diese Methode erfordert jedoch eine Erweiterung des Empfängers mit relativ komplizierten logischen Daten-Verarbcitungs-Einrichtungen.und sie ermöglicht noch keine Trennung von Signalen, die unterschiedliche Übertragungsstrecken durchlaufen haben.
Es ist ferner ein Verfahren zur Messung der Höhe eines Flugzeuges bekannt, bei welchem die Frequenz eines Kurzwellensenders zwischen zweii vorgegebenen Grenzen variiert wird. Die am Boden reflektierten Wellen gelangen mit einer bestimmten Verzögerung gegenüber den direkt ankommenden Wellen zum Empfänger, wobei dieser Verzögerungswert proportional zur Höhe des Flugzeuges über Grund ist. Die sich hieraus ergebende Schwebungsfrcquenz wird mit einem Frequenzmesser gemessen und auf einem Meßgerät angezeigt.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so auszubilden, daß beim Empfang auftretende Interferenzen ausgeschaltet werden und eine Trennung und Auswahl von Signalen ermöglicht wird, die unterschiedliche Übertragungsstrecken durchlaufen haben.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Schwebungs-Zwischenfrequenz der empfangenen modulierten Tiägerfrequcnz und der ersten Ortsfrequenz im Empfänger durch ein Bandfilter ausgesiebt wird, dessen Mittenfrequenz in Abhängigkeit von der Länge einer Untcrwasser-Übertragungsstrecke zwischen dem Sender und Empfänger und außerdem in Abhängigkeit von der Phasenverschiebung gewählt ist, die zwischen der Änderung der Trägerfrequenz und derjenigen der Ortsfrequenz auftritt.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert, in der
Fig. I in Form eines Blockdiugramms einen Sender und einen Empfänger darstellt, die nach dein crlindungsgemäßen System .trbeiten,
F i g. 2 einen speziellen Generator darstellt, der in dem in F i g. I gezeigten Sender verwendet wird.
DE2331591A 1972-06-23 1973-06-20 Verfahren zur Übertragung von Unterwasser-Signalen Expired DE2331591C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7222799A FR2189950B1 (de) 1972-06-23 1972-06-23

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DE2331591B2 DE2331591B2 (de) 1974-10-10
DE2331591C3 true DE2331591C3 (de) 1975-05-22

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