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Verfahren zur Mehrfachausnutzung eines hochfrequenten, insbesondere
ultrakurzwel.ligen - Nachrichtenträgers Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren
zur gleichzeitigen Beförderung zweier Nachrichten mit Hilfe eines frequenzmodttlierten
Senders.
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Es sind Verfahren zur Mehrfachmodulation einer Trägerwelle bekannt,
bei denen bei z. B. doppelter Ausnutzung (Modulation) jeder übertragungskanal nur
mit dem vierten Teil der Gesamtenergie des Senders ausgenutzt ist. Die Modulationen
finden sich zu beiden Seiten des Trägers wieder. Emppfangsseitig kann davon meist
nur ein Seitenband bzw. ein Teil eines Seitenbandes (Kanal) ausgenutzt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine doppelte Ausnutzung
der Energie des Hochfrequenzsenders, ohne daß die Übertragungsgüte bzw. der Modulationsgrad
für jeden Kanal geringer wäre als bei einfacher Ausnutzung des Senders. Der erste
Kanal kann nach Belieben' mit Telephonie, Telegraphie usw. ausgenutzt werden, während
der zweite die zusätzliche Belegttrlg mit jeder Art von Telegraphie zuläßt, sofern
diese nur mit amplitudengleichen Zeichen arbeitet.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Mehrfachausnutzung -eines hochfrequenten,
insbesondere ultrakurzwelligen Nachrichtenträgers ist dadurch gekennzeichnet, daß
ein Hochfrequenzgen.erator mit einer Nachricht stetig (Telephonie) und gleichzeitig
mit einer zweiten Nachricht unstetig (Telegraphie) in der Frequenz moduliert wird,
daß der Frequenzhub der unstetigen Modulation ein Mehrfaches des Frequenzhubes der
stetigen Modulation beträgt -und da-ß zum Empfang der stetigen Modulation ein Überlagerungsempfänger
mit nachgeschaltetem Frequenzdemodulator und zum Empfang der unstetigen Modulation
ein Empfänger, in welchem die einander abwechselnden Sendefrequenzen in Zeichen
verschiedener Amplitude umgewandelt werden, verwendet wird.
Zum
Empfang der Telephoniernodulation wird zweckmäßig ein Zwischenfrequenzempfä nger
verwendet, dessen Überlagerungsfre-
| quenz so gewählt ist, daß sie mitten zwische |
| den beiden Werten liegt, zwischen denen |
| mittlere Sendefrequenz sprunghaft geänd |
| igetastet) wird. Auf dieses Ausführungsft |
spiel ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt, sie kann vielmehr auch von einer
anderen überlagerungsfrequenz Gebrauch machen, wie dies weiter unten an Hand der
Abb. i c näher beschrieben ist.
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Zur Erklärung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen
die nachfolgenden Ausführungen dienen: Eine durch Modulationsfrequenzen ausdrückbare
Nachricht (Telegraphie, Teleplionie, Fernschreiben, Fernsehen usw.) soll tnit Hilfe
eines frequenzmodulierten Hochfrequenzsenders, insbesondere drahtlos, auf folgende
grundsätzliche Meise befördert werden (Abb. i a). Eine Trägerwelle konstanter mittlerer
Frequenz wird durch die die Nachricht kennze?chnende Modulationsfrequenz in vorzugsweise
linearem Zusammenhang periodisch variiert (Frequenztnodulation), Sendefrequenzband
f,. Dieses Band wird durch d-ie Antenne ausgestrahlt und vorn Empfänger aufgenommen.
Dort wird eine konstante C-berlagererfrequenz f;j hinzugefügt, wodurch nach Mischung
eine Zwischenfrequenz Zr entsteht. welche nun ihrerseits Träger der Nachricht ist.
Nach gehöriger Verstärkung «-ird Z_, durch eine passende Einrichtung detnoduliert,
als welche beispielsweise ein frequenzahhängiges Schaltmittel mit vorzugsweise linear
ansteigender oder abfallender Kennlinie in Betracht kommt. Die aufgenommene Ft-ecitteitztnodttlation
wird auf diese Weise in eine AmplitudenmorJulation umgesetzt, aus der dann durch
Gleichrichtung der ursprüngliche 1Iodulationsinhalt entnommen und einem Kopfhörer
oder einem anderen Empfangsorgan zugeführt werden kann.
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,Für die Wirktttigsweise dieses bekannten Verfahrens ist es offenbar
gleichgültig, ob sich das Sendeband in der Lage f,1 oder in der zur Überlagererfrequenz
symmetrischen Lage f,, befindet, da am Empfänger in beiden Fällen die gleiche Zwischenfrequenz
Z1, gebildet wird. L'ni rnit der gleichen Sendeeinrichtung nun unabhängig von der
ersten noch eine zweite Nachricht ztt befördern, welche vorzugsweise in einfachen
Telegraphieimpulsen besteht, wird erfindungsgeniiil) vorgeschlagen, im Rliytltnitts
dieser Impulse das durch die erste Nachricht erzeugte Sendeband von der Lage j:,l
in die Lage f,_ springen ztt lassen. Hierdurch wird die Übermittlung der ersten
Nachricht offenbar in , keiner Weise gestört. Um die. Telegraphierzeichen der zweiten
Nachricht zu erhalten, wird am einfachsten ein zweiter Empfänger
| gestellt, welcher z. B. einen Ülterlagerer |
| F er von f verschiedenen Frequenz fül |
| ein |
| zt (Abb. i b). je nach dem T astzustande |
| zweiten Telegraphierkanals werden in |
| Fese somit abwechselnde Zwischenfrequen- |
zen ZFl und 7_1:z gel)ildet, von denen die eine beispielsweise durch ein elektrisches
Filter ausgeschieden werden kann. Die andere Zwischenfrequenz wird nach Verstärkung
gleichgerichtet und-zum Betriebe eines Indikators, etwa eines Relais, benutzt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren verdient besondere Beachtung im Gebiet
der ultrakurzen bzw. Dezinieterwellen, da infolge des dort vorhandenen Sp:elraumes
Frequenzbandfragen zur Zeit eine untergeordnete Rolle spielen.
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In Abb.2 ist ein prinzipielles Schaltbild einer Übertragungsanlage
angegeben, welche vorzugsweise mit Dezimeterwellen betrieben werden soll. Zur Erzeugung
der vorzugsweise ultrakurzen Trägerwelle soll ein Röhrengenerator verwendet und
so betrieben werden, daß seine Amplitude auch bei großen Frequenzänderungen annähernd
konstant bleibt. Derartige Schaltungen sind teils bekannt, teils vorgeschlagen.
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Vorzugsweise wird man zur Erzeugung der Trägerschwingungen eine Entladungsröhre
mit konzentrischem Elektrodensystem und plattenförmigen Hilfselektroden an d,en
Stirnseiten in Magnetron- oder Bremsfeldschaltung verwenden. Mit Hilfe der Stirnseitettelektroden
soll bei annähernd konstanter Hochfrequenzamplitude praktisch ausschließlich eine
Frequenzniodulation durchführt werden.
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Eine Ändet-ting der Elongationen der Elektronen (Radien der Elektronenbahnen)
macht ent«eder eine :lnderuitg des konstanten Magnetfeldes oder eine :Änderung der
mittleren Beschleunigungsspannung notwendig. Beide Größen beeinflussen die Amplitude
der erzeugten Schwingungen in starkem Maße. Aus diesem Grunde sollen Beschleunigungsspannung
und 1-tagnetfelcl konstant gehalten werden. Es soll lediglich eine Schwenkung der
Bahnebenen der Elektronen gegenüber einer Lage senkrecht zur Kathode erzielt «-erden.
Diese Schu-enkung «ird durch elektrische, Querfelder erreicht, welche keine beschleunigende
Kraft auf die Elektronen ausüben können. Ztt diesem Zweck werden, wie es bereits
vorgeschlagen ist, die Stirnseitenelektrode gegenüber der Kathode vorzugsweise stark
negativ vorgespannt. Beide Nachrichtenspannungen, sowohl die stetig verlaufende
Modulationsspannung (7,n als auch
die unstetig verlaufende Tastspannung
L"t werden der Vorspannung L15 der Stirnseitenelektroden überlagert. Die wechselnden
Nachrichtenspannungen haben zur Folge, dai3 die Elektronen nach. der Mitte des ladungsraumes
zu mehr oder weniger gelü`delt werden, ohne daß sich ihre Elongatiöri'ii: bzw. Bahndurchmesser
ändern.
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In der Abb.2 ist mit I' die Senderöhre bezeichnet. Es ist beispielsweise
eine-Zweischlitzmagnetronröhre mit den Anoden A, A. und zwei Stirnseitenelektroden
S1, S2 dargestellt. Der Ausgangskreis LC ist mit der Sendeantenne gekoppelt. Die
Stirnseitenelektroden S1, S2 erhalten gegenüber der Kathode .durch die Batterie
U, eine' .negative Vorspannung. In Reihe mit der Vorspannungsquelle U. befindet
sich die Sekundärwicklung eines Modulationstransformator s 1 Die Primärseite des
Modulationstransformators wird beispielsweise von einem Mikrophon M erregt. In Reihe
mit der Vo,rspannungsquelle US liegt weiterhin ein Widerstand R, der evtl. durch
einen Kondensator Cü überbrückt sein kann. Infolge der negativen Vorspannung fließt
normalerweise im Stromkreis derStirnseitenelektroden kein Strom, und dementsprechend
kann an dem Widerstand R von selbst kein Spamiungsabfall auftreten. Um nun eine
sprunghafte Änderung der resultierenden Vorspannung der Stirnseitenelektroden bewirken
zu können, liegt über dem Widerstand R eine Tastbatterie Ut, .die mit Hilfe einer
Taste T ein-oder ausgeschaltet werden kann. Die Spannung der Batterie Ut
mu.f ) so bemessen. sein, daß sie gerade eine Verschiebung der mittleren :Sendefrequenz
um den Betrag 2 Zi. bewirkt, denn beide Sendefrequenzen sollen vereinigt mit der
Frequenz des z. B. gemeinsamen Empfangsüberlagerers dieselbe Zwischenfrequenz ergeben.
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An die Empfangsantenne sind zwei Empfänger El und E. angeschlossen,
welche z. B. die Überlagerer U1 und Ü.., enthalten. Der Empfänger El sei zurr Empfang
der Telephoniemodulation bestimmt. Die Frequenz des zugehörigen Überlagerers hol
ist so gewählt, daß sie in der Mitte zwischen den beiden (mittleren) Sendefrequenzen.
f, und f;., liegt. Die angeschlossene Zwischenfrequenzstufe B, ist auf die beiden
Sendefrequenzen gemeinsame Zwischenfrequenz f;i-fslbzw.fs.-I;i abgestimmt. Nach
einer Gleichrichtung in einem Detektor Dl kann die Telephonie z. B. mittels eines
Fernhörers X wahrgenommen werden. Der Empfänger E. kann nun auf eine der beiden
Sendefrequenzen abgestimmt sein. Er kann auch als Überlagerungsempfänger mit einem
Merlagerer il. ausgebildet sein, der nur mit einer der beiden Sendefrequenzen eine
Zwischenfrequenz bildet. Die Telegraphiesignale werden in einem Zwischenfrequenzverstärker
B, verstärkt, in einem Detektor D2 gleichgerichtet und auf ein z. B. Schreibempfangsgerät
I' gegeben.
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Die angegebene Schaltung stellt nur ein >'willkürlich gewähltes Ausführungsbeispiel
dar. Der Erfindungsgedanke soll keinesfalls auf diese eine Ausführungsform beschränkt
sein. Es ist z. B. nicht notwendig, auf der Empfangsseite zwei völlig voneinander
getrennte Empfänger zu benutzen. Man kann vielmehr auch einen einzigen Empfänger
verwenden, der zwei getrennte Überlagerer besitzt, deren Frequenzen /ü, und f;i,
in gleichen Abständen zu beiden Seiten der Sendefrequenzen f51 und f52 angeordnet
sind (Abt. i c). Die -Differenz zwischen .den Überlagerer- und Sendefrequenzen (fsl-f=@l
und f2;"-f _) wird z. B. wieder gleich gewählt und einem zwischenfrequenten Siebglied
zugeführt. Zum Telegraphieempfang wird nur einer der Überlagerer zusammen mit einer
Sendefrequenz bzw. überhaupt nur eine Sendefrequenz ausgenutzt. Es ist natürlich
auch -möglich, für den Telephonieempfang die Zwischenfrequenzen verschieden groß
zu wählen, getrennt zu verarbeiten und die Modulationsspannungen als solche wieder
zusammenzusetzen. Bei der Verwendung mehrerer Überlagerer muß dafür gesorgt werden,
daß die überlagerer nicht gegenseitig eine solche Zwischenfrequenz (Summe oder Differenz)
bilden, daß sie in einen der ausgenutzten Frequenzbereich fällt.