-
Verfahren zur zeitlichen Verkürzung der Video-Impulse im Empfangsteil
eines Ortungsgerätes, z. B. eines Radargerätes Die einzelnen Radar-Sendeimpulse
benötigen eine bestimmte Zeit für den Hin- und Rückweg zwischen dem Impulsgeber
und dem das Echo bewirkenden Ziel.
-
Die zeitliche Dauer dieses Impulses ist - bestimmt durch die Forderung
einer großen Reichweite und damit Energie - im Vergleich zu der Zeit, die der Impuls
zum Hin- und Rückweg zwischen Impulsgeber und Ziel benötigt, sehr lang. Die wieder
empfangenen Impulse (Echo-Video-Impulse) erscheinen deshalb auf dem Radarschirm
nicht als scharf abgezeichnete Punkte sondern als Striche. Das aus vielen Punkten
zusammengesetzte gerasterte Radarbild ist dabei in seinen Konturen unscharf oder
verschwommen, so daß die reflektiert auf dem Radarschirm erscheinenden Ziele nicht
klar erkannt werden können.
-
Man hat bereits versucht, diesen Mangel durch sogenannte Differenzierung,
d. h. Verkürzung der einzelnen Echoimpulse über ein RC-Glied, auszugleichen, wobei
man unter RC-Glied einen Kondensator in Wirkungsverbindung mit einem Widerstand
versteht. Bei diesem Verfahren bleibt die Steilheit der Vorderflanke des Impulses
erhalten, während die Rückflanke mit der Zeitkonstante des verwendeten RC-Gliedes
abfällt. Dabei erhalten dann die auf dem Bildschirm erscheinenden Punkte bzw. Ziele
sogenannte Schwänze, so daß die Zielwiedergabe auf dem Schirm zwar verbessert wird,
aber trotzdem wegen der nach wie vor verschwommenen Konturen unbefriedigend bleibt
(vgl. hierzu Fig. 4).
-
Es wurde ferner in einer Vorveröffentlichung schon vorgeschlagen,
eine Brückenschaltung zu verwenden, in der eine mit einem Widerstand entsprechend
ihrem eigenen Wellenwiderstand abgeschlossene Verzögerungsleitung in den einen,
ein Ohmscher Widerstand in den anderen Zweig der Brücke geschaltet ist. Die Einspeisung
des Signals erfolgt über einen Symmetriertransformator.
-
Ein anderer bekannter Vorschlag verwendet zwei unabhängig voneinander
arbeitende Verzögerungselemente (z. B. Multivibratoren), in die gleichzeitig ein
Impuls eingespeist wird, und bildet die Differenz der beiden so entstehenden Impulse.
-
Die beiden letztgenannten bekannten Verfahren sind recht aufwendig
und in ihrer Anwendung, vor allen Dingen bei den in Radar-Video-Verstärkern vorkommenden
extrem kurzen Impulsen, sehr kritisch. Das dabei verwendete Prinzip der zeitlichen
Verkürzung von Video-Impulsen durch Gegenschaltung zweier gegenseitig verzögerter
Impulse und etwaiges Abschneiden der mitgebildeten Impulse unerwünschter Polarität,
z. B. mit Hilfe einer Diode, ist zwar einfach; die Einfügung der Verzögerungselemente
in den Leitungszug verlangt aber einen reflexionsfreien Abschluß und einen zweiten
parallelen Weg.
-
Die Erfindung will diese Mängel beseitigen. Sie erreicht
dies bei
einem Verfahren zur zeitlichen Verkürzung der Video-Impulse im Empfangsteil eines
Ortungsgerätes, z. B. eines Radargerätes, durch Gegenschaltung eines unverzögerten
und eines in einer Laufzeitkette verzögerten Impulses und etwaiges Abschneiden der
mitgebildeten Impulse unerwünschter Polarität, z. B. mit Hilfe einer Diode, durch
die Verwendung einer als Stichleitung angeschlossenen Laufzeitkette, z. B. eines
Koaxialkabels, deren freies Ende reflektierend abgeschlossen ist.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Kette zum Ausgleich
eines etwaigen Überschwingens des Impulses nicht etwa kurzgeschlossen, sondern an
ein Potentiometer angeschlossen, dessen Widerstand kleiner ist als der Wellenwiderstand
der Kette. Das Potentiometer wird entsprechend justiert.
-
Die Wirkungsweise des Verfahrens nach der Erfindung ist in der Zeichnung
schematisch und grafisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 das verwendete Schaltprinzip
unter Verwendung eines kurzgeschlossenen Koaxialkabej 5, Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel
der verwendeten Schaltung, Fig. 3 einen Video-Impuls (Echo) in grafischer Darstellung,
Fig. 4 einen differenzierten Impuls nach einer der bisher üblichen Video-Impulsverkürzungsmethoden,
Fig. 5 einen von dem Kurzschluß an der Laufzeitkette, also z. B. des Koaxialkabels,
reflektierten Impuls, Fig. 6 einen aus Fig. 3 und 5 resultierenden Doppelimpuls
und Fig. 7 einen beschnittenen Impuls.
-
Bei der Schaltung nach Fig. 1 ist im Vorkreis der Verstärkerröhre
d der Mittelleiter (die Seele) eines Koaxialkabels e im Punkt a mit dem gitterseitigen
Ende
eines Widerstandes c verbunden. Ein Impuls von der Länge T
(Fig. 3) baut sich in dem Anschlußpunkt a so lange normal auf, bis der Impuls das
als Laufzeitkette wirksame, am anderen Ende kurzgeschlossene Koaxialkabel einmal
hin und einmal zurück durchlaufen hat, also nach der Zeit 2 1. Dieser reflektierte
Impuls (vgl. Fig. 5) hat die entgegengesetzte Polarität wie der Originalimpuls,
wird also am Punkt a von diesem während der anschließenden Zeit subtrahiert. Der
resultierende Impuls (vgl. Fig. 6) hat maximal die Länge 2 T. Anstieg-und Abfallflanke
haben beide die Dauer der Anstiegflanke des Echoimpulses. Der Wellenwiderstand 3
des Koaxialkabels ist annähernd gleich dem Widerstandswert Rg des Gitterableitwiderstandes
c. Die Röhre d ist eine im Empfängerteil des Ortungsgerätes an sich vorhandene Röhre.
-
Die Fig. 6 zeigt anschaulich die günstige Form der erzielten Impulse
gegenüber den etwa durch Differenzierung abgeleiteten Impulsen der Fig. 4.
-
Es kommt allerdings in der Praxis selten vor, daß man einen idealen
Rechteckimpuls nach Art der Fig. 3 zu verkürzen hat. Die meisten Impulse haben eine
sogenannte Dachschräge, d. h., die Impulsamplitude zur Zeit t8 (Fig. 3) ist geringer
als zur Zeit tal und entsprechend zur Zeit t4 geringer als zur Zeit t2. Wird solch
ein Impuls und ein ihm entsprechender verzögerter Impuls umgekehrter Polarität und
gleicher Amplitude gemischt, so hat der daraus resultierende Impuls ein sogenanntes
Überschwingen. Dieses i,tberschwingen läßt sich vermeiden, wenn man die besagte
Laufzeitkette nicht vollkommen kurzschließt, sondern mit einem Widerstand, der kleiner
als der Wellenwiderstand der besagten Laufzeitkette ist, abschließt, und zwar so,
daß der reflektierte Impuls (Fig. 5) zur Zeit t2 die gleiche Amplitude hat wie der
zu verkürzende Signalimpuls zur Zeit t2 (Fig. 3).
-
Ein Schaltungsbeispiel hierzu ist in Fig. 2 dargestellt, wobei der
Abschlußwiderstand des als Laufzeitkette dienenden Koaxialkabelsist.
-
In vielen Fällen ist der nach der Zeit t8 (Fig. 6) entstehende Impuls
unerwünscht, da er z. B. auf den Bildschirmen von Radargeräten einen Bildschatten
hervorruft.
-
Dieser unerwünschte Impuls kann, wie aus den Fig. 2 und 7 hervorgeht,
mit Hilfe einer Diode f (Fig. 2) in üblicher Weise abgeschnitten werden, so daß
nur noch der in Fig. 7 angegebene Impuls vorhanden ist.
-
PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur zeitlichen Verkürzung der Video-Impulse
im Empfangsteil eines Ortungsgerätes, z. B. eines Radargerätes, durch Gegenschaltung
eines unverzögerten und eines in einer Laufzeitkette verzögerten Impulses und etwaiges
Abschneiden der mitgebildeten Impulse unerwünschter Polarität, z. B. mit Hilfe einer
Diode, gekennzeichnet durch die Verwendung einer als Stichleitung angeschlossenen
Laufzeitkette, z. B. eines Koaxialkabels, deren freies Ende reflektierend abgeschlossen
ist.