VERFAHREN ZUR ERZEUGUNG EINES HOCHFREQUENZSIGNALES UND VORRICHTUNG ZUM EMPFANG DIESES HOCHFREQUENZSIGNALES

Bezeichnung:

VERFAHREN ZUR ERZEUGUNG EINES HOCHFREQUENZSIGNALES UND VORRICHTUNG ZUM EMPFANG DIESES HOCHFREQUENZSIGNALES

Beschreibung

Bei der Übertragung von Zeitinformation mittels hochfrequenten Signalen sind zwei sich teilweise widersprechende Aufgaben zu erfüllen, nämlich hohe Auflösung einerseits und Eindeutigkeit der Messung andererseits. Zur Erzielung einer hohen Auflösung sind hohe Modulationsraten erforderlich, während zur Erzielung einer eindeutigen Messung niederfrequente Modulationssiganle erforderlich sind.

Die in der Satellitentechnik verwendeten Zeit-Transfer und Ranging-Signale, welche auf Pseudo-Noise kodierten Signalen basieren, erfüllen diese Anforderungen zwar weitgehend. Allerdings werden bei erhöhten Genauigkeitsforderungen sehr hohe Modulationsraten verbunden mit hoher Bandbreite erforderlich. Da solche Signale einen gegenüber normalen Kommunikationssignalen auf Satellitenfunkstrecken einen sehr hohen Bandbreitenbedarf haben, wird deren Signalbandbreite normalerweise beschränkt, was mit wiederum der Forderung nach hoher Auflösung widerspricht.

Das der Erfindung zugrundeliegende Verfahren kombiniert die Forderung nach hoher Auflösung bei gleichzeitig eindeutiger Messung so, daß beinahe beliebig hohe Auflösungen ohne zusätzlichen Bandbreitenbedarf oder Bedarf an zusätzlicher Sendeleistung erzielbar sind. Diese Signale finden besonders dort Anwendung, wo die genutzte Transponderbandbreite von Satellitenfunkverbindungen minimiert werden muß.

Das hochfrequente Signal wird so erzeugt, daß im wesentlichen zwei Informationen enthalten sind: 1. Der modulierende Ton', welcher in der Frequenzdifferenz zwischen oberem und unterem Seitenband enthalten ist und

2. Die in den Seitenbändern enthaltene Modulation an sich.

Charakteristisch ist das resultierende Spektrum. Bei der Modulation wird der ursprüngliche Träger unterdrückt. Es entstehen zwei wohl unterscheidbare, diskrete Seitenbänder, die einen festen Frequenzabstand aufweisen. Diese Seitenbänder sind wiederum so moduliert, daß deren Einzelträger mit einem Spreiz-Code verwischt werden. Dabei wird die Modulationsrate des Spreiz- Codes klein gegenüber der Frequenz des modulierenden Tones gewählt. Die Bandbreite der Seitenbänder ist klein gegenüber deren Frequenzabstand untereinander. Der zur Spreizung verwendete Code weist Korrelationseigenschaften auf, die eine eindeutige Bestimmung der Phasenlage in der Empfangseinrichtung erlauben.

Anhand der Phasenlage dieser beiden Informationen, die die Empfangeinrichtung regeneriert und auswerted, wird die Gruppenlaufzeit aus modulierendem Ton und Spreiz-Code bestimmt. Die Mehrdeutigkeit des Meßergebnisses aus der Messung des Tones wird anhand der in den Seitenbändern enthaltenen Modulation geringer Taktrate aufgelöst.

Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Laufzeitmessung eines hochfrequenten Signales zwischen Sende- und Empfangseinrichtung.

Das resultierende Meßergebnis dieses Verfahrens ist besonders genau, da die Höhe der Tonfrequenz, die für die Auflösung bestimmend ist, in weiten Grenzen fast beliebig hoch gewählt werden kann. Für die Bestimmmung der Eindeutigkeit der Tonmessung reicht eine relativ niedrige Rate des Spreiz-Codes aus.

Die Empfangseinrichtung verarbeitet mit zwei Empfangskanälen in den Vorstufen beide Seitenbänder separat. Beide Kanäle sind zur Erhöhung der Störfestigkeit schmalbandig ausgelegt. Die Regenerierung der Tonfrequenz geschieht duch Differenzbildung zwischen beiden Empfangskanälen and anschließender Halbierung der entstehenden Schwebungsfrequenz.

Das Verfahren weist folgende wesentliche Neuerungen auf:

1. Gegenüber traditionellen Verfahren der Gruppenlaufzeitmessung anhand modulierter Hochfrequenzsignale kann bei diesem Verfahren die Auflösung durch Erhöhung der Tonfrequenz praktisch beliebig gesteigert werden, ohne jedoch die effektiv benutzte spektrale Bandbreite zu vergrößern.

2. Die benötigte Sendeleistung ist unabhängig von der gewählten modulierenden Tonfrequenz.

3. Die Genauigkeit kann unabhängig von der Sendeleistung gesteigert werden.

4. Die naturgemäß bei der Tonmessung entstehende Mehrdeutigkeit wird durch die simultane Modulation mit einem Spreiz-Code niedriger Rate aufgelöst.

5. Die Empfangseinrichtung weist zwei schmalbandige Kanäle auf, sodaß fremde Signale zwischen beiden Seitenbändern und außerhalb davon nur geringe Störwirkung besitzen.

6. Die Bandbreite der beiden Empfangskanäle und damit deren Empfindlichkeit ist unabhängig von der gewählten Tonfrequenz.

Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Erzeugung eines geeigneten Hochfrequenzsignales und eine Vorrichtung zum Empfang desselben.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren des Anspruchs 1.a) bis 1.e) und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 2.a) bis 2.d) gelöst.

Die Erfindung wird mit Bezug auf Figur 1 näher beschrieben. Es wird das resultierende Spektrum des hochfrequenten Signales über der Frequenzachse (1 ) gezeigt. Es besteht aus zwei symmetrisch zum unterdrückten Träger (2) liegenden Seitenbändern (3 und 4). Die spektrale Bandbreite der Seitenbänder, die durch zusätzliche Modulation mit einem Spreiz-Code niedriger Rate entsteht, ist klein gegenüber dem Frequenzabstand (5) zwischen dem unteren (3) und oberen (4) Seitenband.