CH664443A5

CH664443A5 - Verzoegerungsschaltung fuer eine distanzmesseinrichtung, insbesondere fuer radaranwendungen.

Info

Publication number: CH664443A5
Application number: CH6804/83A
Authority: CH
Inventors: Max Loder
Original assignee: Siemens Ag Albis
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1983-12-21
Publication date: 1988-02-29
Also published as: DE3424809A1; IT8423542A1; BR8403714A; DE3424809C2; IT8423542A0; IT1177167B

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verzögerungsschaltung für eine Distanzmesseinrichtung, insbesondere für Radaranwendungen, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In den Distanzmesseinrichtungen von Radargeräten werden oft Verzögerungsschaltungen eingesetzt, mit deren Hilfe die gesamte Laufzeit zwischen Sende- und Echoimpuls im Radargerät nachgebildet wird. Zu diesem Zweck ist es bekannt, digitale Verzögerungsschaltungen zu verwenden. In Radargeräten, bei denen eine hohe Auflösung gefordert wird, erweisen sich derartige Verzögerungsschaltungen als nachteilig im Hinblick auf die benötigte Taktfrequenz für die Distanzmesseinrichtungen, die relativ hoch sein soll und daher auch eine relativ grosse Verlustleistung bedingt.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine Verzögerungsschaltung für die Distanzmesseinrichtung eines Radargerätes anzugeben, bei dem eine gute Auflösung, und zwar möglichst jitterfrei erreicht werden kann. Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, um die gestellte Aufgabe in einer besonders vorteilhaften Weise zu lösen. Dies gelingt erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Massnahmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der Vorteil eines Radargerätes mit einer Verzögerungsschaltung gemäss der Erfindung besteht darin, dass damit im Endresultat eine sehr gute Auflösung, und zwar jitterfrei, erreicht werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer ersten Ausführung eines Radargerätes mit einer Verzögerungsschaltung nach der Erfindung und

Fig. 2 das Blockschaltbild einer zweiten Ausführung eines Radargerätes mit einer Verzögerungsschaltung nach der Erfindung.

Das Radargerät nach Fig. 1 weist einen Radarempfänger REI auf, der eingangsseitig mit den von einer Antenne AI empfangenen und über einen Duplexer DX1 geführten Echosignalen beaufschlagt ist, und der ausgangsseitig Videosignale abgibt, die über einen Abtaster ABl den Eingängen einer Auswerte-schaltung AW1 zugeführt werden. Dabei werden die Sendeimpulse Sei in einem Magnetron M erzeugt und über den Duplexer DX1 an die Antenne AI weitergeleitet. Das Magnetron M wird von einem Modulator MO angesteuert, der eingangsseitig mit den von einem Signalgenerator PRF1 erzeugten prf-Signa-len (Radarimpulsfolgefrequenz) beaufschlagt ist (pfr: pulse répétition frequency).

Modulator MO wird ferner von den Ausgangssignalen eines Reglers R gesteuert, indem die prf-Signale phasenmässig mit von den Sendeimpulsen abgezweigten Sendesignalen Sei verglichen werden. Die Elemente MO, M und R bilden demnach einen Sender mit geregeltem Sendezeitpunkt. Eine Verzögerungsschaltung VS1, deren Eingang el zusammen mit dem Eingang des Signalgenerators PRF1 mit dem Ausgang eines Oszillators Ol verbunden ist, weist eine analoge Verzögerungsleitung VL1 mit acht Anzapfungen auf, die an entsprechende Eingänge eines Multiplexers MUX1 angeschlossen sind, dessen Ausgangssignal über einen Treiber TRI dem Steuereingang des Abtasters ABl zugeführt wird, wobei zwischen dem Eingang der Verzögerungsleitung VL1 und dem Ausgang des Oszillators Ol ein Zähler ZI eingefügt ist, der über einen weiteren Eingang auch mit den prf-Signalen beaufschlagt wird. Weitere Einzelheiten des Radargerätes, die in bekannter Weise vorhanden sein können, sind zur Vereinfachung in der Figur nicht angegeben.

Das Radargerät nach Fig. 1 funktioniert folgendermassen:

Im eingeschwungenen Zustand wird der Modulator MO derart von der Regelschaltung R geregelt, dass die Flanken des Sendesignals Sei am Ausgang des Magnetrons M zeitlich jeweils mit den Flanken des prf-Signals zusammenfallen, weil

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durch die Regelung die driftende Zeitverzögerung des Modulators MO ausgeglichen wird. Da der Eingang des Signalgenerators PRF1 mit dem Eingangssignal der Verzögerungsschaltung VS1, d.h. mit dem Taktsignal Stl beaufschlagt ist, fallen auch seine Flanken mit denen des Signals Sei zusammen. Zwischen den Signalen Sei und Stl besteht somit Synchronismus. Das Ausgangssignal Sai der Verzögerungsschaltung VS1 ist gegenüber dem Eingangssignal Stl um eine Zeit T verzögert, die sich aus der Summe einer Verzögerungszeit Td, die sich durch den Zähler ZI ergibt, und einer Verzögerungszeit Ta, die von der Verzögerungsleitung VL1 bewirkt wird, zusammensetzen lässt. Somit gilt die Beziehung T = Td + Ta. Durch den Multiplexer MUX1 kann wahlweise eine der acht Anzapfungen der Verzögerungsleitung VL1 derart wirksam gemacht werden, dass die Zeit Ta = n • Tk ist, worin Tk der Verzögerungszeit eines Abschnittes entspricht, und n eine ganze Zahl zwischen 0 und 7 ist. Selbstverständlich könnte man auch eine abweichende Anzahl n oder unterschiedlich lange Verzögerungszeitabschnitte vorsehen. Die Aufgabe des Treibers TR besteht darin, die Impulse am Ausgang des Multiplexers MUX1 zu regenerieren. Im übrigen kann das Radargerät gemäss der verschiedensten Varianten arbeiten, die die Technik anbietet. Der Vorteil einer solchen Verzögerungsschaltung VS1 besteht darin, dass, da der Zähler ZI nur einen Teil der gesamten Verzögerung bewirkt, der Oszillator Ol langsamer sein kann, als wenn keine Verzögerungsleitung VL1 vorhanden wäre. Dies bringt eine leistungsarme und jitterfreie Arbeitsweise der Distanzmesseinrichtung mit sich.

Das Radargerät nach Fig. 2 weist einen Radarempfänger RE2 auf, der eingangsseitig mit den von einer Antenne A2 empfangenen und über einen Duplexer DX2 geführten Echosignalen beaufschlagt ist, und der ausgangsseitig Videosignale abgibt, die über einen Abtaster AB2 den Eingängen einer Auswerteschaltung AW2 zugeführt werden. Dabei werden die Sendeimpulse Se2 in einem Sender SD erzeugt und über den Duplexer

DX2 an die Antenne A2 weitergeleitet. Der Sender SD wird von den Ausgangssignalen eines Signalgenerators PRF2 gesteuert. Eine Verzögerungsschaltung VS2, die an ihrem Eingang e2 mit dem Ausgangssignal eines von den Sendeimpulsen Se2 getrig-5 gerten Oszillators 02 beaufschlagt wird, gibt an ihrem Ausgang a2 digitale Signale zur Steuerung des Abtasters AB2 ab. Die Verzögerungsschaltung VS2 weist eingangsseitig eine analoge Verzögerungsleitung VL2 mit m Anzapfungen auf, die je an einen entsprechenden Eingang eines Multiplexers MUX2 angelo schlössen sind, dessen Ausgangssignal über einen Treiber TR2 den Eingängen zweier Zähler Z2 und ZA zugeführt wird, wobei der Ausgang des Zählers Z2 mit einem weiteren Eingang des Zählers ZA verbunden ist. Der Zähler ZA gibt k Ausgangssignale ab, die über einen Decoder DEC an die Steuereingänge 15 des Abtasters AB2 geführt werden, und weist einen weiteren Eingang auf, der mit dem Ausgang des Signalgenerators PRF2 verbunden ist.

Das Radargerät nach Fig. 2 funktioniert folgendermassen:

20 Die Flanken der Sendeimpulse Se2 am Ausgang des Senders SD fallen praktisch mit den Flanken der Signale St2 am Eingang der Verzögerungsleitung VL2 zusammen. Es besteht somit Synchronismus zwischen den Signalen Se2 und St2. Die Arbeitsweise der Elemente VL2, MUX2, TR2 und Z2 entspricht 25 derjenigen der Elemente VL1, MUX1, TRI und ZI nach Fig. 1 in einer anderen Reihenfolge, was aber dieselben Vorteile mit sich bingt. Anstelle des Decoders DEC und des Zählers ZA könnte auch ein Schieberegister eingesetzt werden. Diese Aufgabe dieser Elemente besteht darin, mehrere Torimpulse zu er-30 zeugen. Die Schaltung VS2 kann auch für ein Radargerät vom Typ nach Fig. 1 und umgekehrt die Schaltung VS1 für ein Radargerät vom Typ gemäss Fig. 2 eingesetzt werden. Die Verzögerungsleitungen VL1 und VL2 können z.B. in bekannter Weise aus Induktivitäten und Kapazitäten bestehen.

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1 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verzögerungsschaltung für eine insbesondere für Radaranwendungen vorgesehene Distanzmesseinrichtung, die eine Im-puIsfoIgefrequenz-Schaltung (PRF1; PRF2), einen mit Videosignalen beaufschlagten Abtaster (ABl; AB2) und einen Sender umfasst, indem zwischen den Sendeimpulsen (Sei; Se2) und den Taktsignalen (Stl; St2) der Impulsfolgefrequenz-Schaltung zumindest zeitweise Synchronismus besteht, und wobei die Verzögerungsschaltung eine Verzögerungsleitung mit mehreren Anzapfungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsschaltung zwischen den Ausgang der Impulsfolgefrequenz-Schaltung (PRF1; PRF2) und den Eingang der mit Videosignalen beaufschlagten Abtaster (ABl; AB2) eingefügt ist, dass in Reihe mit der Verzögerungsleitung (VL1; VL2) ein Zähler (ZI; Z2) geschaltet ist, und dass die Anzapfungen der Verzögerungsleitung (VL1; VL2) mit je einem Eingang eines Multiplexers (MUX1; MUX2) verbunden sind.
2. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler (ZI) der Verzögerungsleitung vorgeschaltet und eingangsseitig einerseits mit dem Impulsfolge-frequenz-Signal und andererseits mit dem Taktsignal (Stl) beaufschlagt ist.
3. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Zähler (Z2) als auch ein zweiter ihm nachgeschalterer Zähler (ZA) mit dem Ausgang des Multiplexers (MUX2) verbunden sind, und dass zwischen den eingangsseitig zusätzlich mit dem Impulsfolgefrequenz-Signal beaufschlagten zweiten Zähler (ZA) und den Abtaster (AB2) ein Decoder (DEC) eingefügt ist.
4. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zähler (Z2) und dem Abtaster (AB2) ein Schieberegister eingefügt ist.
5. Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Anzahl n der Anzapfungen an der Verzögerungsleitung, der Verzögerungszeit Tk zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anzapfungen und der Taktperiode Tc folgende Beziehung besteht:

Tk = Tc / (n+1)
6. Radargerät mit einer eine Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1 aufweisenden Distanzmesseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzmesseinrichtung eingangsseitig mit den von einer Antenne (Al ; A2) empfangenen und über einen Duplexer (DX1; DX2) geführten Echosignalen beaufschlagt ist und ausgangsseitig Videosignale abgibt, die über den Abtaster (ABl; AB2) den Eingängen einer Auswerteschaltung (AW1; AW2) zugeführt werden, wobei die Verzögerungsschaltung (VS1; VS2) zwischen dem Ausgang eines die Taktsignale (Stl; St2) erzeugenden Oszillators (Ol; 02) und den Steuereingängen des Abtasters (ABl; AB2) eingefügt ist.
7. Radargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sender (SD) vorhanden ist, von dessen Ausgang ein Steuersignal (Se2) abgezweigt wird, das zum Triggern des Oszillators (02) dient.
8. Radargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (Ol) über einen Signalgenerator (PRF1) einen geregelten Sender (M, MO, R) derart steuert, dass zumindest angenähert die Flanken der Sendeimpulse (Sei) mit den Flanken der Ausgangssignale (Stl) des Oszillators (Ol) übereinstimmen.