Capture-Effect
Der Capture-Effekt ist vor allem beim Empfang von amplituden-modulierten (engl. Amplitude Modulation, AM) Signalen bekannt. Es handelt sich um eine (weitgehende, aber nicht immer störungsfreie), Unterdrückung eines schwächeren Trägers durch einen bis circa 10-fach stärkeren modulierten Träger, wobei beide Signale im Durchlassbereich des Empfängers liegen. Die dabei erzielbare Unterdrückung des schwächeren Trägers variiert mit der erforderlichen Störungsfreiheit des empfangenen Signals, dem Demodulatortyp des Empfängers, der Modulation bzw. Modulationsparametern und dem Frequenzoffset zwischen den Mittenfrequenzen der Träger und dem Pegelunterschied zwischen den Signalen. Auch wenn der Begriff Capture-Effekt erst später verwendet wurde, ist der zugrundeliegende Effekt schon seit circa 1929 dokumentiert. Erst circa 20 Jahre später wurde mit Nutzung von frequenz-modulierten Signalen (engl. Frequency Modulation, FM) für Rundfunksender der Effekt auch für FM dokumentiert, wobei bei FM nur ein circa doppelt so starken Träger gegenüber AM erforderlich ist. Der Begriff Capture-Effect wird auch zur Beschreibung eines vergleichbaren Verhaltens bei anderen, z. B. digitalen Modulationsarten verwendet. In diesem Kontext ist er jedoch nur durch wenige Veröffentlichungen dokumentiert. Die Unterdrückung schwächerer Signale kann, je nach betrachtetem System, der verwendeten Modulationsart und den Qualitätsanforderungen ein oder mehrere der folgenden Vorteile bringen: Wiederverwendung der gleichen Frequenzen (engl. Frequency Reuse) ermöglicht kleinere Abstände zwischen Sendern, damit diese störungsfrei im gleichen Funkkanal senden können, z. B. bei UKW-Rundfunk Vergrößerung des Gebiets, das selbst mit einem Sender auf einem sehr hohen Berg nicht alleine versorgt werden kann, durch Nutzung mehrerer über das Versorgungsgebiet verteilter Sender, z. B. im AM-modulierten VHF-Sprechfunk für die Flugverkehrskontrolle beim Mobiler Flugfunkdienst (R) (engl. Aeronautical Mobile (Route) Service, AM(R)S) Minimierung von Störungen durch Reflexionen, z. B. an Gebäuden, Gelände oder Hindernissen, innerhalb des Versorgungsbereichs von Landekurssendern (engl. ILS-Localizer, ILS-LLZ) und Gleitwegsendern (engl. ILS Glide Path, ILS-GP) des Instrumentenladesystems. Diese werden für Präzisions-Anflüge auf Flughäfen verwendet. Dabei benutzt man 2 Sender, die mit unterschiedlicher Leistung und unterschiedlichen Antennendiagrammen den Anflugbereich von Landebahnen abdecken.
Der Capture-Effekt ist vor allem beim Empfang von amplituden-modulierten (engl. Amplitude Modulation, AM) Signalen bekannt.[1] Es handelt sich um eine (weitgehende, aber nicht immer störungsfreie), Unterdrückung eines schwächeren Trägers durch einen bis circa 10-fach stärkeren modulierten Träger, wobei beide Signale im Durchlassbereich des Empfängers liegen.[2][3] Die dabei erzielbare Unterdrückung des schwächeren Trägers variiert mit der erforderlichen Störungsfreiheit des empfangenen Signals, dem Demodulatortyp des Empfängers, der Modulation bzw. Modulationsparametern und dem Frequenzoffset zwischen den Mittenfrequenzen der Träger und dem Pegelunterschied zwischen den Signalen.
Auch wenn der Begriff Capture-Effekt erst später verwendet wurde, ist der zugrundeliegende Effekt schon seit circa 1929 dokumentiert.[2] Erst circa 20 Jahre später wurde mit Nutzung von frequenz-modulierten Signalen (engl. Frequency Modulation, FM) für Rundfunksender der Effekt auch für FM dokumentiert, wobei bei FM nur ein circa doppelt so starken Träger gegenüber AM erforderlich ist.[4][5]
Der Begriff Capture-Effect wird auch zur Beschreibung eines vergleichbaren Verhaltens bei anderen, z. B. digitalen Modulationsarten verwendet.[6] In diesem Kontext ist er jedoch nur durch wenige Veröffentlichungen dokumentiert.
Die Unterdrückung schwächerer Signale kann, je nach betrachtetem System, der verwendeten Modulationsart und den Qualitätsanforderungen ein oder mehrere der folgenden Vorteile bringen:
- Wiederverwendung der gleichen Frequenzen (engl. Frequency Reuse) ermöglicht kleinere Abstände zwischen Sendern, damit diese störungsfrei im gleichen Funkkanal senden können, z. B. bei UKW-Rundfunk[4]
- Vergrößerung des Gebiets, das selbst mit einem Sender auf einem sehr hohen Berg nicht alleine versorgt werden kann, durch Nutzung mehrerer über das Versorgungsgebiet verteilter Sender, z. B. im AM-modulierten VHF-Sprechfunk für die Flugverkehrskontrolle beim Mobiler Flugfunkdienst (R) (engl. Aeronautical Mobile (Route) Service, AM(R)S)[7]
- Minimierung von Störungen durch Reflexionen, z. B. an Gebäuden, Gelände oder Hindernissen, innerhalb des Versorgungsbereichs von Landekurssendern (engl. ILS-Localizer, ILS-LLZ) und Gleitwegsendern (engl. ILS Glide Path, ILS-GP) des Instrumentenladesystems. Diese werden für Präzisions-Anflüge auf Flughäfen verwendet. Dabei benutzt man 2 Sender, die mit unterschiedlicher Leistung und unterschiedlichen Antennendiagrammen den Anflugbereich von Landebahnen abdecken.[8][9][10][11][12][13]
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ Radio Engineer's Handbook, F. E. Terman, 1943, S. 577 ff.
- ↑ a b Apparent Demodulation of a Weak Station by a Stronger One, R. T. Beatty, Experimental Wireless & The Wireless Engineer, Vol. V, No.57, June 1928, S. 300 -303.
- ↑ Note on the Apparent Demodulation of a Weak Station by a Stronger One, S. Butterworth, Experimental Wireless & The Wireless Engineer, Volume VI, No.74, November 1929 S. 619ff.
- ↑ a b Armstrong Soon to Start Staticless Radio, Bruce Robertson, Broadcasting, February 1, 1939, S. 19. (archive.org).
- ↑ The Mutual Effect of Two Frequency Modulated Waves in Limiters, Dr. P. Güttinger, The Brown Boveri Review, September 1944, S. 296-297,.
- ↑ Capture in Random Access Networks, JPL's Wireless Communication Reference Website. (wirelesscommunication.nl).
- ↑ ICAO, AMCP/8-WP/31, Feasibility of DSB-AM 8.33 kHz Climax Operation, Presented by G. Dickhaut, 4 February 2003, S. 4 bis 13.
- ↑ CAA (Civil Aeronautics Administration), Technical Development Report TDR-181, Development of a VHF Directional Localizer Parts I and II, May 1954. (nonstopsystems.com [PDF]).
- ↑ RD-64-17, Study of the Capture-Effect Glide-Slope Monitor Techniques, October 1963.
- ↑ FAA RD-69-12, Final Report, Study of two-frequency capture effect on ILS-receivers, Charles Manney, March 1969.
- ↑ ICAO, Annex 10, Volume I Radio Navigation Aids, Edition 8, Amendment 93, In: ICAO, International Standards and Recommended Practices. Juli 2023.
- ↑ ICAO, Manual on Testing of Radio Navigation Aids, Doc 8071, Volume Edition . 5, Testing of Ground-based Radio Navigation Systems, 2000.
- ↑ U.S., FAA-R-6750.1, Final Report, Capture-Effect and Sideband-Reference Glide-Slope performance in the presence of deep snow, Kent Chamberlin, July 1978.