DE549274C - Verfahren zur Geheimtelephonie mittels hochfrequenter Schwingungen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine neue Methode zur Geheimtelephonie mittels hochfrequenter Schwingungen. Es sind viele Methoden bekannt, zum Zwecke der Geheimhaltung von Nachrichten auf der Sendeseite die zu übertragenden niederfrequenten Schwingungen so zu verzerren, daß die verzerrten Schwingungen eine an sich unverständliche Sprache geben. Diese verzerrten Schwingungen kann man zur Modulation einer Trägerhochfrequenz benutzen, um dann auf der Empfangsseite nach erfolgter Demodulation die niederfrequente Verzerrung wieder rückgängig zu machen. Eine übliche Art der Verzerrung, der sogenannten Verschlüsselung des Textes, besteht darin, daß das zu übertragende gesamte Frequenzband eine Umkehrung in der Zuordnung der- jeweiligen Amplituden zu den einzelnen Fre-

ao quenzen erfährt, oder es kann eine Frequenzverlagerung bezüglich der Tonhöhe ohne Umkehrung erfolgen. Schließlich besteht die Möglichkeit, daß das zu übertragende Frequenzband in Einzelbänder aufgeteilt wird, und daß mit jedem dieser Einzelbänder für sich die obengenannten Verzerrungsmaßnahmen in gleicher oder verschiedener Weise vorgenommen werden. Es ist wichtig zu betonen, daß dabei die Verschlüsselungsapparatür eine reine Niederfrequenzapparatur vorstellt, die wegen der Verwendung von scharf . trennenden Siebketten und amplitudenmäßig fein abgestimmten Niederfrequenzüberlagerern, insbesondere bei Aufteilung der Sprache in Einzelbänder, recht kompliziert ist. Ebenso läßt sich naturgetreue Entschlüsselung einwandfrei vornehmen nur mit einer entsprechenden niederfrequenten Entschlüsselungseinrichtung, die hinter der Demodulationsstufe des Hochfrequenzempfängers den Verzerrungsvorgang in umgekehrter Reihenfolge rückgängig macht.

Es hat sich nun aber in der Praxis gezeigt, daß das soeben beschriebene Verfahren nicht ausreicht, um ein Abhören durch einen Unbefugten zu verhindern. Dabei sei unter einem Unbefugten ein solcher verstanden, der die niederfrequente Entschlüsselungseinrichtung nicht besitzt und der sie auch nicht nachbauen kann. Es zeigt sich nämlich, daß das Ohr bei einiger Übung imstande ist, selbst bei sehr unvollkommener, also keineswegs formgetreuer Wiedergabe von niederfrequenten Tönen die wichtigsten ursprünglichen Töne herauszuhören und die einzelnen Worte wahrzunehmen. Es genügt zu diesem Zweck, wie die Versuche gezeigt haben, einfach auf der Empfangsseite einen Empfänger mit Hochfrequenzüberlagerer zu verwenden, dessen Eigenfrequenz in passender Lage zum verzerrt übertragenen Sprachseitenband ' gewählt wird. Der empfangene Schall, der be-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Wilhelm Moser in Berlin.

kanntlich die Frequenz besitzt, die sich aus der Differenz der Frequenz des hochfrequenten Seitenbandes und der Uberlagererfrequenz ergibt, kann dann, wenigstens für ein Teilband, in gewisser Annäherung, die nicht verzerrte, von der Sendeseite zu übertragene Sprache wiedergeben.

Um den physikalischen Vorgang dieser

Möglichkeit des Abhörens näher zu erläutern, sei auf die zeichnerische Darstellung in den Abb. ι und 2 hingewiesen.

Den einfachsten Fall der Verzerrung, lediglich durch Umkehrung -der Frequenzen, zeigt Abb. 1.

ig Es sei unter α ein Tongemisch mit den Frequenzen von M₁ bis M₂ dargestellt, dessen Amplitude von M₁ bis M₂ geradlinig abnehme. Unter Anwendung eines niederfrequenten Überlagerers kann für diese Frequenzen die umgekehrte Verteilung der Amplituden leicht erzielt werden. In b ist dieses Tongemisch mit vertauschten Frequenzen bzw. Amplituden dargestellt. Wird eine Trägerhochfrequenz ω verwendet, so erzielt man durch Modulation mit der verzerrten Niederfrequenz ein Seitenband mit den Großfrequenzen ω + M₁ und ω -j- M₂, wie dies unter c dargestellt ist. Die Differenz dieses Seitenbandes gegenüber der Trägerfrequenz gibt die verzerrte Niederfrequenz. Verwendet man nun zum Empfang ein Schwingaudion, dessen Eigenfrequenz nicht ω, sondern ω + th + ^fl2 ist, so sieht man aus d, daß neben dem starken Differenzton zwischen Trägerwelle ω und der Audionfrequenz W₁ + M₂ + ω auch die Differenz zwischen der Überlagerungsfrequenz und den Frequenzen des Seitenbandes auftritt, die den frequenzmäßig unverzerrten ursprünglichen Ton wie in α angegeben ergibt.

Ebenso leicht verständlich ist die Möglichkeit unbefugten Abhörens bei reiner Verlagerung des Sprachbandes ohne Umkehrung. Abb. 2 zeigt (in analoger Weise wie Abb. 1 bei a) wieder das Tongemisch, dessen Amplitude beispielsweise von M₁ bis M₂ geradlinig abnehme und das in b auf die Frequenz n\ bis m'„ in an sich bekannter Weise verlagert ist. Dabei sei n'.₂ — n\ = M₂ — M₁. In c erscheint das Tongemisch als Seitenband von ω + m'o des hochfrequenten Trägers ω. Dieses Seitenband kann durch Zusatz der Hilfsüberlagerungsfrequenz ω + n\ — M₁ wieder in den normalen Bereich zurückverlagert, also verständlich gemacht werden. Auch jetzt tritt wieder ein starker Störton, nämlich die Differenz ω + n\ — M₁ — ω = n'_t — M₁ auf, ein Ton, der zwar sehr unangenehm mitten in der Sprache liegen kann, aber, wie die Erfahrung zeigt, das Abhören keineswegs unmöglich macht.

Grundsätzlich genau so liegen die Verhältnisse, wenn die Sprache erst in Teilbänder aufgetrennt wird und wenn dann mit jedem Teilband einzeln die oben dargestellten Verzerrungen vorgenommen werden. Stets wird sich eine hochfrequente Hilfsüberlagerungsfrequenz finden lassen, mit der sich zumindest ein Teilband in die richtige Frequenzlage und Frequenzfolge zurückführen und damit abhörbar machen läßt. Hohe Ansprüche an Geheimhaltung lassen aber die Abhörmöglichkeit auch nur eines Teilbandes unerwünscht erscheinen.

Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, die durch Verwendung eines Überlagererempfängers gegebene unbefugte Abhörmöglichkeit zu verhindern. Zu diesem Zweck wird die Trägerhochfrequenz des Senders nicht konstant behalten, sondern regelmäßig oder unregelmäßig verändert. Hierdurch wird ein doppelter Effekt erzielt: Erstens ist die für das unbefugte Abhören notwendige präzise Einstellung eines hochfrequenten Überlagerers nicht mehr möglich; zweitens wird der, wie oben gezeigt, stets auftretende starke Differenzton zwischen Träger und Überlagerer zu einem in der Frequenz schwankenden und dadurch in seiner Störwirkung beträchtlich gesteigerten Heul- go ton.

Das neue Verfahren für Geheimtelephonie besteht demnach in der Kombination zweier Mittel: Erstens in der niederfrequenten Verzerrung der zu übertragenden Sprache und zweitens in einer absichtlichen Variation der Frequenz der zur Übertragung dienenden hochfrequenten Schwingungen. Die Variation der Hochfrequenz muß natürlich in einem Bereich erfolgen, der den Überlagerungsempfang unmöglich macht und eine genügend starke Heulwirkung erreicht. Es genügen also praktisch. Schwankungen, im Bereich des Sprachseitenbandes; ist die Sprache sowieso schon in Teilbänder zerlegt, besteht also nur noch die Gefahr, daß lediglich ein Teilband unbefugt abgehört wird, so reduziert sich die notwendige Breite der Trägerfrequenzschwankung auf die Größenanordnung der Frequenzbreite des Teilbandes. Der Rhythmus dieser Frequenzschwankungen kann recht langsam sein, da schon bei ganz langsamen Schwankungsfrequenzen (etwa unter iner Schwingung pro Sekunde) ein Arbeiten mit Überlagerer unmöglich wird. Die Langsamkeit der Frequenzschwankungen ist gerade ein Kennzeichen der Erfindung, da nur bei langsamen Schwankungen keine Änderungen der Sprache nach Art der Wobbeieffekte entstehen und da ferner dann die Möglichkeit besteht, durch normale Gleichrichtung am Empfänger die niederfrequente Modulations-

frequenz, so wie sie auf den Sender gegeben wurde, wieder herzustellen. Dabei kann jeder Audion- oder Detektorempfänger in bekannter Weise verwendet werden; Empfänger mit Filterwirkung (z. B. Zwischenfrequenzempfänger) müssen dann lediglich eine um den Betrag der Frequenzschwankung breitere Durchlaßkurve besitzen. Eine zur Senderschwankung etwa synchron arbeitende Einrichtung am befugten Empfänger ist aber nicht notwendig.

Um das unbefugte Abhören noch mehr zu erschweren, ist es gemäß der Erfindung ratsam,; die Schwankungen der Hochfrequenz nicht periodisch, sondern irgendwie unregelmäßig vorzunehmen.

Die Anordnung, die zur Ausübung des Verfahrens erfindungsgemäß verwendet wird, enthält auf der Sendeseite die an sich bekannten und bei den aus Umkehr oder Verlagerung oder aus der Kombination von Umkehr und Verlagerung des Sprachbandes bzw. der Teile des Sprachbandes bestehenden, bereits bekannten Geheimtelephonieverfahren verwandten Mittel zur Verschlüsselung des Klartextes, wie z. B. niederfrequente überlagerer, Filter u. dgl., und ferner eine Vorrichtung, welche die Frequenzschwankungen der Trägerwelle bewirkt. Derartige Vorrichtungen sind ja auch aus der Hochfrequenzpraxis bekannt; sie können z. B. in der Hinzufügung eines zusätzlichen Abstimmelementes (eines Kondensators oder einer Spule) zu den frequenzbestimmenden Elementen des taktgebenden Schwingungskreises bestehen, wobei der Scheinwiderstand (Kapazität oder Selbstinduktion) dieser Zusatzelemente z. B. auf mechanische Weise während des Betriebes verändert wird. Ebenso könnte eine elektrische Änderung, z. B. Änderung einer Zusatzselbstinduktion, durch schwankende Vormagnetisierung des Eisenkernes vorgenommen werden.

Eine beispielsweise Schaltung einer Sender-

♦5 anordnung gemäß der Erfindung ist schematisch in Abb. 3 dargestellt. Die im Mikrophon α erzeugten Sprechströme laufen über eine Verschlüsselungseinrichtung b, die in an sich bekannter Weise eine Verzerrung des Sprachbandes in der oben beschriebenen Art bewirkt. Die verschlüsselte Sprache moduliert nun über den Sprachtransformator c den Hochfrequenzgenerator d nach der Abbildung beispielsweise in Gitterspannungsmodulationsschaltung. Ebenso könnte jede andere lineare Modulationsart angeordnet sein. Mit dem Zwischenkreis des Senders ist die Antenne e gekoppelt. Dem die Frequenz mitbestimmenden Zwischenkreiskondensator/ ist eine variable Zusatzkapazität parallel geschaltet. Nach der Abbildung ist diese Zusatzkapazität ein Drehkondensator, der durch den Motor h in Rotation versetzt wird. Dabei ergeben sich die oben beschriebenen, zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Schwankungen der Hochfrequenz. Für eine Frequenzschwankung in unperiodischem Rhythmus müßte der Drehteil des Variationskondensators in an sich bekannter Weise mit vielen Zähnen versehen sein, die in ungleichem Abstand voneinander stehen und eine untereinander ungleiche Kapazitätsänderungswirkung erzeugen.

Andere Schaltanordnungen sind nach dem obigen und an sich bekannten Verfahren leicht angebbar.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Geheimtelephonie mittels hochfrequenter Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendeseite sowohl eine Verzerrung der zu übertragenden Niederfrequenz auf an sich bekannte Weise, wie z. B. Aufteilung bzw. Umkehrung des Frequenzbandes, vorgenommen wird, und daß ferner die zur Übertragung dienende hochfrequente Schwingung während der Übertragung in ihrer Frequenz variiert wird.

2. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendeseite Mittel vorgesehen sind, um eine Verzerrung der zu übertragenden Niederfrequenz zu erzielen, wie z. B. Filter und Überlagerer, und daß außerdem eine Vorrichtung vorhanden ist, welche die Trägerfrequenz während des Betriebes ändert.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Hochfreqenz ein zusätzliches Abstimmelement dient, welches mit einem konstanten Abstimmelement eines frequenzbestimmenden Kreises verbunden ist und durch dessen periodisch regelmäßige oder unregelmäßige Änderung die Frequenzschwankungen herbeigeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen