Einrichtung zur automatischen Nachstimmung eines Empfängers auf eine schwankende Trägerfrequenz. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung zur automatischen Nachstimmung eines Empfängers auf eine schwankende Trä gerfrequenz.
In gewissen Fällen wird ciii drahtlos aus gesandtes Signal in der Trägerfrequenz va riiert, und für den Empfänger ist es notwen dig, den genannten Trägerfrequenzvariationen zu folgen, um das Signal zu empfangen. In gewissen Arten von Radarsystemen, gewöhn lich als geschützte Radar bezeichnet, wer den die Frequenz des Senders und des Emp fängers simultan variiert. Um auf den Sender solcher Signale einzustellen, ist es notwendig, der variierenden Trägerfrequenz der ausge- sandten Radarimpulse zu folgen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist ge kennzeichnet durch ein Steuersystem, welches auf Änderungen der Trägerfrequenz des über einen vom Empfänger unabhängigen Breit bandempfänger empfangenen Radiosignals an spricht und die Abstimmung des Empfängers auf die momentane Trägerfrequenz des emp fangenen Signals vornimmt.
In den Abbildungen ist. ein Ausführungs beispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 ist. ein Blockschema eines Peilemp fängers mit einer Ausführungsform der lNach- stimmeinrichtung gemäss der Erfindung.
Fig.2 ist, eine zur Erläuterung der Wir kungsweise der Anlage von Fig.l dienende Dämpfungscharakteristik.
In Fig.1 ist ein Radioempfänger in der Form eines Peilempfängers allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet, welcher für die automatische Abstimmung geeignet konstruiert ist, um der veränderlichen Trägerfrequenz eines Radar- oder andern Signals zu folgen. Das die Abstimmung des Peilempfängers steuernde System ist durch die Bezugsziffer bezeichnet. Der Peilempfänger weist z. B. eine geeignete Adcock-Antenne 3 mit einem CTonio- meter 4 auf, welches mit einem Radiofrequenz verstärker 5 verbunden ist, dessen Ausgangs spannung an einen Mischer 6 angelegt ist.
Die Ausgangsspannung des Mischers 6 wird über den gewöhnlichen Zwischenfrequenzver- stä,rker und Detektor 7 an einen geeigneten Indikator 8 angelegt, wie z. B. eine Katho denstrahlröhre. Die Abstimmung des Peil empfängers 1 wird durch Veränderung der Frequenz der örtlichen Schwingung bewirkt, die von einem variablen örtlichen Oszillator 9 dem. Mischer 6 zugeführt wird.
Ein zweiter Empfangskanal für das Steuer system 2 weist eine angerichtete Breitband antenne 10 auf, die an einen Breitbandradio- irequenzverstärker 11 geschaltet ist, dessen Ausgangsspannung an einen Mischer 12 ange legt wird. Während der Peilempfänger bei irgendeiner geeigneten Einstellung des Os- zillators 9 nur für ein relativ enges Frequenz band durchlässig ist, ist der Verstärker 11 des Steuersystems 2 nicht abgestimmt oder so breit abgestimmt-, dass er ein relativ breites Frequenzband empfangen kann, ohne dass irgendeine Abstimmeinstellung des Verstär kers 11 erforderlich ist.
Demzufolge wird ir- gendein Signal, das innerhalb des breiten, durch den Verstärker 11 hindurchgehenden Frequenzbandes liegt, verstärkt und an den Mischer 12 angelegt werden. Der Mischer 12 ist nicht abgestimmt. Die Signalschwingun- gen werden im Mischer 12 mit der Schwingung eines örtlichen Oszillators 13 gemischt.
Die Ausgangsspannung des Mischers 12 wird in zwei getrennte Kanäle 14 und 15 aufgeteilt. In den Kanälen 14 und 15 liegen zwei vierpolige Netzwerke 16 und 17, wobei das Netzwerk 16 bei einer höheren Frequenz in Resonanz ist als das Netzwerk 17, und die genannten Netzwerke beide asymmetrische Re sonanzcharakteristiken bezüglich ihrer Reso nanzfrequenz haben, wie später erläutert wird, so dass, wenn die Trägerfrequenz des einfallenden Signals von einer gegebenen Mit- telfrequenz abwandert, die in einem der Netz werke erzeugte Dämpfung zunimmt,
während die in dem andern Netzwerk erzeugte Dämp fung abnimmt. Demzufolge werden die Aus gangsspannungen der Netzwerke 16 und 17 abhängig von der Frequenz des einfallenden Signals unterschiedlich sein. Die Ausgangs ströme der Netzwerke 16 und 17 werden dann über Kanäle geführt, von denen jeder einen Zwischenfrequenzverstärker 18 bzw. 19 imd einen Mischer 20 bzw. 21 enthält, in denen die Ausgangsschwingungen von den Netzwerken 16 und 17 mit der Schwingung von einem andern örtlichen Oszillator 22 ge mischt werden.
Die Ausgangsspannung von dem Mischer 20 bzw. 21 wird über den Zwi- schenfrequenzverstärker 23 bzw. 24 und den Gleichrichter 25 bzw. 26 an einen abgegli chenen Steuerkreis 27 angelegt. In dem Steuerkreis 27 werden die von den Kanälen 14 und 15 abgeleiteten Ströme verglichen und in Übereinstimmiuig mit der Grösse und dem Vorzeichen des Differenzstromes betätigt der Steuerkreis 27 einen Mutlauf- oder Selsyn- motorkreis 28, der die Frequenz des örtlichen Oszillators 9 entsprechend ändert.
Der ört liche Oszillator 9 wird immer so abgestimmt, dass die Ausgangsschwingung vom Mischer 6 immer bei der vorbestimmten Zwischenfre quenz liegt, auf welche der Zwischenfrequenz- verstärken 7 abgestimmt ist. So wird der Peil empfänger 1 immer auf die Trägerfrequenz des zuletzt empfangenen Impulses abgestimmt.
Der Steuerkreis 27 wird wieder auf Abgleich eingestellt, nachdem der Motor 28 den Emp fänger 1 auf die Trägerfrequenz des zuletzt empfangenen Impulses nachgestimmt hat, in dem der Motor 28 gleichzeitig ein Potentio- meter 29 so verstellt, dass die Spannungen in dem Steuerkreis abgeglichen werden.
Wenn die Trägerfrequenz der einfallenden Impulse mit F1 und die Frequenz des ört lichen Oszillators 13 mit F2 bezeichnet wird, dann können im Ausgang des Mischers 12 Schwingungen abgeleitet werden, deren Fre quenzen gleich PI F2 sind, wobei die Fre quenz F1 .-f- <I>F2</I> über den Kanal 14 und die Frequenz F1 T2 über den Kanal 15 geht. Zweckmässigerweise wird die Frequenz F2 sehr viel kleiner gewählt als die Frequenz F1.
Angenommen, dass in einem gegebenen Bei spiel PI gleich 600 MHz ist, dann- kann die Frequenz 1'2 des örtlichen Oszillators 13 30 MHz sein. Am Ausgang des Mischers 12 werden dann die Schwingungen mit den Fre quenzen 630 MHz und 570 MHz auftreten und infolge der selektiven Charakteristiken der Netzwerke 16 und 17 geht die 630 MHz- durch den Kanal 14 und die 570 MHz-Fre- quenz durch den Kanal 15.
Die Resonanzcha- rakteristiken der Netzwerke 16 und 17 sind in den Kurven 30 und 31 von Fig. 2 dargestellt. Diese Kurven sind beide asymmetrisch bezüg lich der Resonanzfrequenz 550 MHz bzw. 650 MHz und sind bezüglich der Mittelfre quenz 600 MHz symmetrisch zueinander, wo bei diese letztere Frequenz die Frequenz ist, um die die Trägerfrequenz der einfallenden Impulse variiert. Die Netzwerke 16 und 17 sind bei der Frequenz 650 bzw. 550 MHz in Resonanz.
Aus den Kurven ist ersichtlich, dass bei den Frequenzen 570 und 630 MHz, die je durch eines der Netzwerke 17 und 16 gehen, die Ausgangsströme von diesen Netz werken gleich sein werden. Wie zuvor ausge führt, ergeben sich die Frequenzen von 570 und 630 MHz, wenn F1 gleich 600 MHz und b'2 gleich 30 MHz ist.
Unter diesen Bedin- gungen werden die Ausgangsströme der Ka näle 11 und 15 gleich sein und der Steuer kreis 27 wird mittels der Betätigung des 11Io- tors 28 den Oszillator 9 in der Mitte seines Arbeitsfrequenzbereiches halten, auf welchen der Peilempfänger 1 eingestellt ist, uni die 600 MIIz Trägerfrequenz zu empfangen.
Wenn wir annehmen, dass dei- nächste ein fallende Impuls eine Trägerfrequenz von 610 MIIz hat, wird der Mischer 12 Ausgangs- schwingungen von 610 und 580 MHz haben, die entsprechend durch die Netzwerke 16 und 17 gehen.
Ans den Kurven von Fig. 2 ist er sichtlich, dass das Netzwerk 1.6 mehr Strom bei 610 MHz führt als das Netzwerk 1.7 bei 580 MHz. Demzufolge wird der Ausgangs strom vom Kanal 11 grösser sein als der Aus gangsstrom vom Kanal 15, wodurch der Steuerkreis 27 den Motor 28 betätigt, um den Oszillator 9 so abzustimmen, dass der Peilemp fänger 1. auf den Empfang von<B>61.0</B> MlIz- Impulsen abgestimmt wird.
Der Oszillator 9 wird auf der nett eingestellten Frequenz blei ben, bis der Motor 28 wieder betätigt wird. Wenn der näelisteinfallende Impuls eine Trä: gerfrequenz von 590 MHz hat, wird wieder eine Stromdifferenz in beiden Kanälen, aber im ent;egengesetzten Sinne auftreten, und der Motor \?8 wird den Oszillator 9 entsprechend neu abstimmen. Der Peilempfänger wird so mit immer auf die Trägerfrequenz des letzten empfangenen Impulses abgestimmt.
Die Mischer 20 und 21 und der zweite örtliche Oszillator 22 in dem Steuersvstein 2 dienen dazu, die Ausgangsfrequenz der Zwi- schenfrequenzverstärker 18 und 1.9 so herab zutransponieren, dass eine möglichst gute Ver stärkung in den Zwischenfrequenzverstärkern 23 und 21 erhalten wird.
Device for automatic retuning of a receiver to a fluctuating carrier frequency. The invention relates to a device for automatic retuning of a receiver to a fluctuating Trä gerfrequenz.
In certain cases, the wirelessly transmitted signal is varied in the carrier frequency, and it is necessary for the receiver to follow the carrier frequency variations mentioned in order to receive the signal. In certain types of radar systems, usually referred to as protected radar, who varies the frequency of the transmitter and the receiver simultaneously. In order to tune to the transmitter of such signals, it is necessary to follow the varying carrier frequency of the radar pulses emitted.
The device according to the invention is characterized by a control system which responds to changes in the carrier frequency of the radio signal received via a broadband receiver independent of the receiver, and tunes the receiver to the current carrier frequency of the received signal.
In the pictures is. an embodiment example of the invention is shown.
Fig. 1 is. a block diagram of a direction finder with an embodiment of the retuning device according to the invention.
Fig.2 is a damping characteristic serving to explain the manner in which we operate the system of Fig.l.
In Figure 1, a radio receiver in the form of a direction finder is indicated generally by the reference number 1, which is designed for automatic tuning to follow the variable carrier frequency of a radar or other signal. The system controlling the tuning of the direction finder is indicated by the reference number. The direction finder has z. B. a suitable Adcock antenna 3 with a CTonio- meter 4, which is connected to a radio frequency amplifier 5, the output voltage of which is applied to a mixer 6.
The output voltage of the mixer 6 is applied to a suitable indicator 8 via the usual intermediate frequency amplifier and detector 7, such as B. a cathode ray tube. The tuning of the direction finder receiver 1 is effected by changing the frequency of the local oscillation generated by a variable local oscillator 9. Mixer 6 is supplied.
A second receiving channel for the control system 2 has a broadband antenna 10 which is connected to a broadband radio frequency amplifier 11, the output voltage of which is applied to a mixer 12. While the direction finder is only permeable to a relatively narrow frequency band with any suitable setting of the oscillator 9, the amplifier 11 of the control system 2 is not tuned or tuned so broadly that it can receive a relatively wide frequency band without any tuning setting of the amplifier 11 is required.
As a result, any signal that lies within the broad frequency band passing through the amplifier 11 will be amplified and applied to the mixer 12. The mixer 12 is not tuned. The signal oscillations are mixed in the mixer 12 with the oscillation of a local oscillator 13.
The output voltage of the mixer 12 is divided into two separate channels 14 and 15. In the channels 14 and 15 there are two four-pole networks 16 and 17, the network 16 being in resonance at a higher frequency than the network 17, and the networks mentioned both have asymmetrical resonance characteristics with regard to their resonance frequency, as will be explained later, so that if the carrier frequency of the incoming signal drifts from a given center frequency, the attenuation generated in one of the networks increases,
while the attenuation generated in the other network decreases. As a result, the output voltages of the networks 16 and 17 will be different depending on the frequency of the incoming signal. The output currents of the networks 16 and 17 are then passed through channels, each of which contains an intermediate frequency amplifier 18 and 19 and a mixer 20 and 21, in which the output oscillations from the networks 16 and 17 with the oscillation of another local oscillator 22 ge can be mixed.
The output voltage from the mixer 20 or 21 is applied to a balanced control circuit 27 via the intermediate frequency amplifier 23 or 24 and the rectifier 25 or 26. In the control circuit 27, the currents derived from the channels 14 and 15 are compared and, in accordance with the magnitude and sign of the differential current, the control circuit 27 actuates a muting or self-synchronizing motor circuit 28 which changes the frequency of the local oscillator 9 accordingly.
The local oscillator 9 is always tuned so that the output oscillation from the mixer 6 is always at the predetermined intermediate frequency to which the intermediate frequency amplifiers 7 are tuned. So the DF receiver 1 is always tuned to the carrier frequency of the last received pulse.
The control circuit 27 is set to adjustment again after the motor 28 has retuned the receiver 1 to the carrier frequency of the last received pulse, in which the motor 28 simultaneously adjusts a potentiometer 29 so that the voltages in the control circuit are adjusted.
If the carrier frequency of the incident pulses is referred to as F1 and the frequency of the local oscillator 13 as F2, then 12 oscillations can be derived at the output of the mixer, the frequencies of which are equal to PI F2, the Fre quency F1.-F- < I> F2 </I> via channel 14 and the frequency F1 T2 via channel 15. The frequency F2 is expediently chosen to be very much smaller than the frequency F1.
Assuming that in a given example PI equals 600 MHz, then the frequency 1'2 of the local oscillator 13 can be 30 MHz. At the output of the mixer 12, the oscillations with the frequencies 630 MHz and 570 MHz will then occur and, due to the selective characteristics of the networks 16 and 17, the 630 MHz frequency goes through channel 14 and the 570 MHz frequency goes through channel 15 .
The resonance characteristics of networks 16 and 17 are shown in curves 30 and 31 in FIG. These curves are both asymmetrical with respect to the resonance frequency 550 MHz and 650 MHz and are symmetrical to each other with respect to the Mittelfre frequency 600 MHz, where this latter frequency is the frequency by which the carrier frequency of the incident pulses varies. Networks 16 and 17 resonate at frequencies 650 and 550 MHz, respectively.
It can be seen from the curves that at the frequencies 570 and 630 MHz, which each go through one of the networks 17 and 16, the output currents from these networks will be the same. As stated previously, the frequencies of 570 and 630 MHz result when F1 is equal to 600 MHz and b'2 is equal to 30 MHz.
Under these conditions, the output currents of channels 11 and 15 will be the same and the control circuit 27 will keep the oscillator 9 in the middle of its operating frequency range, to which the direction finder 1 is set, by means of the actuation of the motor 28 600 MIIz carrier frequency to receive.
If we assume that the next one falling pulse has a carrier frequency of 610 MIIz, the mixer 12 will have output oscillations of 610 and 580 MHz which go through networks 16 and 17, respectively.
It can be seen from the curves of FIG. 2 that the network 1.6 carries more current at 610 MHz than the network 1.7 at 580 MHz. As a result, the output current from channel 11 will be greater than the output current from channel 15, whereby the control circuit 27 actuates the motor 28 in order to tune the oscillator 9 so that the Peilemp receiver 1. on the receipt of <B> 61.0 </ B> MlIz pulses is matched.
The oscillator 9 will stay ben at the nicely set frequency until the motor 28 is operated again. If the impulse falling near the list has a carrier frequency of 590 MHz, there will again be a current difference in both channels, but in the opposite sense, and the motor 8 will retune the oscillator 9 accordingly. The DF receiver is always tuned to the carrier frequency of the last received pulse.
The mixers 20 and 21 and the second local oscillator 22 in the control unit 2 are used to transpose the output frequency of the intermediate frequency amplifiers 18 and 1.9 down so that the best possible amplification in the intermediate frequency amplifiers 23 and 21 is obtained.