DE1225232B - Impulslaengenbegrenzer fuer Impulse mit kleinen Impulsabstaenden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Ο.:

H03k

Deutsche KL: 21 al - 36/04

Nummer: 1 225 232

Aktenzeichen: C 34073 VIII a/21 al

Anmeldetag: 10. Oktober 1964

Auslegetag: 22. September 1966

Die Erfindung betrifft eine Impulslängenbegrenzeranordnung, welche die Impulse, deren Dauer größer als ein vorgegebener Wert ist, in Impulse umwandelt, deren Dauer gleich diesem Wert ist und die den Vorderflanken dieser Impulse entsprechen, ohne daß die Impulse mit kürzerer Dauer geändert werden und ohne daß das Trennvermögen herabgesetzt wird.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für Impulsradarempfänger für die Trennung der Echos von beweglichen Zielen von den Echos von festen Zielen, wobei die ersten Echos eine Dauer haben, die in der Nähe der Dauer 'der Sendeimpulse liegt, während die Echos von festen Zielen im allgemeinen eine größere Dauer haben.

Bekannte Anordnungen, welche die Verringerung der langen Impulse ermöglichen, enthalten ein System, das aus einer Differentiationsschaltung mit einem nachgeschalteten Einweggleichrichter besteht. Dieses System ermöglicht es, von einem langen Impuls nur dessen Vorderflanke beizubehalten, und es ändert praktisch die Impulse nicht, deren Länge kleiner als ein vorgegebener Wert ist. In der Impulsradartechnik verwendet man beispielsweise im allgemeinen Differentiationsschaltungen in Form von Verzögerungsleitungen, deren Verzögerungsdauer annähernd gleich der Länge oder der halben Länge des ausgesendeten Radarimpulses ist; eine allgemein bekannte Impulslängenbegrenzeranordnung enthält eine kurzgeschlossene Verzögerungsleitung, deren Verzögerung gleich der halben Länge der ausgesendeten Impulse oder allgemeiner gleich der Hälfte der maximal zulässigen Länge der Ausgangsimpulse des Diskriminators ist, einen Verstärker und einen Einweggleichrichter.

Dieses System weist ebenso wie andere, kompliziertere bekannte Systeme folgenden Nachteil auf: Nach einem empfangenen Impuls erzeugt das System am Ausgang eine Überdeckung, die gleich der Dauer der von der kurzgeschlossenen Verzögerungsleitung eingeführten Verzögerung ist. Es können also zwei sehr kurz nacheinander empfangene Impulse nicht voneinander getrennt werden: Das Auflösungsvermögen des Systems ist beträchtlich herabgesetzt.

Das erfindungsgemäße System ermöglicht insbesondere eine beliebige Verringerung der Ansprechunempfindlichkeit nach einem Impuls, d. h. zwei kurze Impulse oder einen kurzen Impuls oder einen langen Impuls bei sehr geringem Abstand voneinander zu unterscheiden. Es enthält im wesentlichen η kompensierende Verzögerungsleitungen (wobei η eine ganze Zahl ist), beispielsweise mit Verzögerungsleitungen, wobei das kleinste zulässige Intervall Impulslängenbegrenzer für Impulse mit
kleinen Impulsabständen

Anmelder:

CSF-Compagnie Generale de Telegraphic

Sans FiI, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:
Robert Vanhove, Paris

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 10. Oktober 1963
(950 155, Seine)

zwischen zwei aufeinanderfolgenden Eingangsimpulsen zwei getrennte Ausgangsimpulse hervorruft, die um so kürzer sind, je größer η ist. Wenn t die größte zulässige Dauer der Ausgangsimpulse ist, ist es mit dem System möglich, zwei aufeinanderfolgende Impulse voneinander zu trennen, bei denen die Vorderflanke des zweiten Impulses von der Hinterflanke des ersten Impulses durch ein Intervall getrennt ist, das größer als oder gleich tjn ist. Es genügt also, η ausreichend hoch zu wählen, damit Impulse unterschieden werden können, die so nahe beieinanderliegen, wie dies in der Praxis erforderlich ist. Ferner ist eine Anordnung zur Kombination der Ausgangssignale der α Versorgungsleitungen vorgesehen.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden den η kompensierenden Verzögerungsleitungen die zu unterscheidenden Impulse parallel zugeführt, und jede von ihnen enthält eine kurzgeschlossene Verzögerungsleitung, einen Verstärker und einen Einweggleichrichter, wobei die Ausgänge der Gleichrichter η Eingänge einer Oder-Schaltung mit nichtlinearer Summierung speisen. Die Verzögerungsleitungen der η Schaltungen sind voneinander verschieden, wobei die Verzögerungen der Leitung in der Schaltung i (wobei i sich von 1 bis η ändert und die Nummer der Schaltung bezeichnet) den Wert tißn hat.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind die n—l kompensierenden Verzögerungsleitungen einander gleich und enthalten jeweils eine Ver-

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Es ist zu ersehen, daß am Ausgang D der Anordnung wieder ein Impuls der Dauer t auftritt sowie ein weiterer Impuls der Dauer t, welcher der Vorderflanke des langen Impulses entspricht.

Es ist leicht zu erkennen, daß bei einer solchen Anordnung ein Impuls, dessen Dauer kleiner als oder gleich t ist, nur dann vollständig erscheint, wenn seine Vorderflanke wenigstens im Abstand f von der Hinterflanke des vorangehenden Impulses liegt. Ins-

mierschaltung, welche an ihrem Ausgang die gewünschten Impulse abgibt.

Die Erfindung wird nachstehend beispielshalber an Hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild eines bekannten Impulslängendiskriminators,

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 1,

F i g. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 3,

F i g. 5 das Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

Fi g. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 5.

Der in Fig. 1 dargestellte Impulslängenbegrenzer bekannter Art enthält im wesentlichen zwischen der

zögerungsleitung, einen Einweggleichrichter und eine
Subtraktionsschaltung, welche das Ausgangssignal
des Gleichrichters einer Schaltung vom Eingangssignal dieser Schaltung abzieht; diese Schaltungen
sind in Kaskade geschaltet, wobei die erste Schaltung
die Eingangsimpulse empfängt und jede der folgenden Schaltungen die Ausgangsimpulse der Subtraktionsschaltung der vorangehenden Schaltung erhält;
die «-te Schaltung enthält keine Subtraktionsschaltung. Die Ausgänge der Gleichrichter der η Schal- io besondere wird ein Impuls, dessen Dauer kleiner als tungen speisen die η Eingänge einer linearen Sum- t ist und der in einem kürzeren Abstand als t hinter

der Hinterflanke des vorangehenden Impulses erscheint, vollständig unterdrückt, wenn seine Amplitude nicht merklich größer als diejenige des voran-15 gehenden Impulses ist. Somit können im Fall von zwei Flugzeugen, die nahe beieinander fliegen, die Echosignale des einen Flugzeuges vollständig unterdrückt werden.

In F ig. 3 ist die nach der Erfindung ausgeführte

Fi.g. 3 das Blockschaltbild einer ersten Ausfüh- ₂₀ Vorrichtung dargestellt. Sie enthält η Schaltungen Li rungsform der Erfindung, '- (z = 1, 2, 3 ... ή), von denen jede der schematischen

Darstellung von F i g. 1 entspricht, abgesehen von dem Wert der Verzögerungsleitung. Man hat also zwischen dem gemeinsamen Eingang A3 dieser ²5 Schaltungen und dem Ausgang D 3 f Yi=I, 2, 3 ... ri) jeder dieser Schaltungen Li die Schaltelemente 11, 12,13 und 14 nach Fi g. 1 mit dem Unterschied, daß die Verzögerung der Verzögerungsleitung in der Schaltung mit der Nummer/ im allgemeinen nicht Eingangsklemme A und der Ausgangsklemme D eine 30 den Wert i/2 hat.

am einen Ende kurzgeschlossene Verzögerungslei- .. Wenn man den aufzulösenden Impulsabstand tung 11, welche über einen Anpassungswiderstand 12 &=tjn setzt, werden den Verzögerungen der Verzöan den Eingang A angeschlossen ist, einen Verstärker gerungsleitungen in den Schaltungen Ll, LI ... Ln 13, der an den Verbindungspunkt zwischen dem die Werte η &/2, (n-1) ΘΙ2 . . . Θ/2 erteilt; dies beWiderstand 12 und der Verzögerungsleitung 11 ange- 35 deutet, daß die Verzögerungsleitung in der Schalschlossen ist, und einen Einweggleichrichter 14 für _tung mit der Ordnungszahl i die Verzögerung die positive Halbwelle, welcher vom Ausgang des («+1—i)©/2 hat.

Verstärkers 13 gespeist wird. Die Ausgänge D 3 i sind mit den η Eingängen einer

Die Verzögerungsleitung 11 erzeugt eine Verzö- Oder-Schaltung 31 verbunden, welche die nichtline_T gerung t/2, wobei t die Dauer der nutzbaren Impulse _{40 are} Summe der an diesen Ausgängen erscheinenden ist (Dauer der Sendeimpulse bei Radarempfängern), Signale bildet, und zwar in der Weise, daß in jedem so daß sie einem Signal, das ihr zugeführt wird und Zeitpunkt das am Ausgang D 3 der Anordnung eram kurzgeschlossenen Ende reflektiert wird, die Ver- scheinende Signal als Augenblickswert den höchsten zögerung t erteilt. Die Ausgangssignale der Verzöge- _an ,d_en AusgängenD3i erscheinenden Augenblicksrungsanordnung sind umgekehrt, so daß man am 45 _wert hat. Die Oder-Schaltung kann vorzugsweise eine Punkt B ein Signal erhält, das gleich der halben herkömmliche Diodenschaltung sein. Summe der dem Eingang.4 zugeführten Eingangs- In Fig. 4 stellen die Kurven d31, d32 ... d3n

signale und der gleichen um t verzögerten und um- die Signale an den Ausgängen Ό 31, D32 ... D3n gekehrten Signale ist. Der Faktor V2 wird durch die _der Schaltungen L1 bis L η von F i g. 3 dar, wobei anAnpassung der Verzögerungsleitung eingeführt. In 50 genommen ist, daß das gleiche Eingangssignal wie im diesem Fall gibt der Verstärker 13 mit der Verstär- vorhergehenden Fall zugeführt wird, wie im Diagramm α dargestellt ist, wobei aber der Abstand zwischen den beiden Signalen auf Θ herabgesetzt ist. Die Kurve d 3 stellt die entsprechenden Signale dar, 55 welche am Ausgang D 3 der Anordnung erscheinen. Die Kurve d31 entspricht der Kurve, welche man bei d in F i g. 2 für den Fall erhalten hätte, daß die beiden bei α dargestellten Eingangsimpulse nur den Ab- _ _ _ stand Θ gehabt hätten. In diesem Fall wird offen-

aus einem Impuls der Dauer ί besteht, auf den ein 60 sichtlich für den ersten Impuls nichts geändert, wäh-Impuls größerer Dauer folgt (beispielsweise Echo _rend die Vorderflanke des zweiten Impulses während eines Flugzeugs mit nachfolgendem Echo eines festen der Dauer (t— Θ) durch den verzögerten und umge-Ziels), während die Kurve b' nur die rücldaufenden kehrten ersten Impuls unterdrückt wird. Impulse der Verzögerungsleitung 11 zeigt. Die Kurvend32 bis d3 η lassen sich aus der

Bei B (Kurve b) erhält man die Summe der von 6₅ Kurve d 31 durch Änderungen der Verzögerung in der Kurve b dargestellten Impulse und von Impul- . der zuvor angegebenen Weise ableiten, sen, deren Amplitude, den Eingangsimpulsen propör-· Es ist leicht zu erkennen, daß ein Impuls beliebi-.

tional ist (mit dem Faktor V2, wie zuvor erläutert). . ger Dauer, dessen Vorderflanke um die Zeit Θ nach

kung 2 dem Signal am Punkt C wieder die Amplitude des ankommenden Signals. Der Gleichrichter 14 beseitigt die negativen Anteile des Ausgangssignals des Verstärkers.

Die Kurven α, b, c, d in Fig. 2 stellen in Abhängigkeit von der auf der Abszisse aufgetragenen Zeit T die Signale an den Punkten A, B, C bzw. D der Schaltung für den Fall dar, daß das Eingangssignal

dem Ende eines vorangehenden Impulses erscheint, nicht mehr überdeckt wird. Die Zeit 0 ist um so kleiner, je größer die Zahl η der Schaltungen ist. Es ist also mit einem solchen Längenbegrenzer möglich, noch sehr viel näher beieinanderliegende Impulse zu unterscheiden als mit den bekannten Anordnungen.

Die Schaltung von F i g. 5 ermöglicht die Erzielung der gleichen Ergebnisse mit Verzögerungsleitungen, die zwischen dem Eingang AS und dem Ausgang D 5 in Kaskade geschaltet sind. In dieser Darstellung sind die Elemente Gl, G 2 ... Gn alle einander gleich; jedes von ihnen besteht aus einer Verzögerungsleitung der in F i g. 1 gezeigten Art mit dem Unterschied, daß die Verzögerungen in den Verzögerungsleitungen der Schaltungen Gl bis Gn nicht den Wert t, sondern den Wert 0/2 haben (wobei wieder Θ — t/n).

Die Ausgangsspannung jeder der n-1 ersten Schaltungen (Gl bis Gn-I) wird von der Eingangsspannung der gleichen Schaltung in einer Subtraktions- ao schaltung 51,52 ... Sn-I abgezogen, deren Ausgang den Eingang der Schaltung Gl in der nächsten Stufe darstellt. Die Ausgänge D 51, D 52... D 5 η sind mit den η Eingängen einer linearen Additionsschaltung 51 verbunden, welche die nutzbaren Signale liefert.

Im Diagramm von F i g. 6 stellen die Kurven a, dS\ ... d5n, DS Signale an den Punkten A5, D51... DSn bzw. D5 dar, wobei wieder angenommen ist, daß am Eingang ein Impuls der Dauer t erscheint, auf den im Abstand & nach seiner Hinterflanke ein Impuls folgt, dessen Dauer größer t ist.

Die Kurven si... sn — 1 stellen die entsprechenden Signale an den Ausgängen der Subtraktionsschaltungen 51.. .Sn- 1 dar. Diese Schaltungen können vorzugsweise aus Differenzverstärkern bestehen. Auch hier ist wieder zu erkennen, daß jeder Impuls, der wenigstens dm Abstand Θ auf einen vorangehenden Impuls folgt, einen Ausgangsimpuls ergibt.

Falls die Anordnung in einem Impulsradarempfänger verwendet wird, werden natürlich die Eingangssignale durch die Videofrequenz-Ausgangssignale des Empfängers dargestellt.

Der Anwendungsbereich der beschriebenen An-Ordnung ist nicht auf Impulsradargeräte beschränkt. Für bestimmte Anwendungsfälle genügt es, in an sich bekannter Weise die verschiedenen kompensierenden Verzögerungsleitungen, insbesondere die Verzögerungsleitungen entsprechend anzupassen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Impulslängenbegrenzer für Impulse mit kleinen Impulsabständen, welcher die Eingangsimpulse, deren Dauer größer als eine vorgegebene Dauer t ist, in kürzere Impulse der Dauer t umwandelt, welche der Vorderflanke der Eingangsimpulse entsprechen, ohne daß die Impulse beeinträchtigt werden, deren Dauer gleich oder kleiner als t ist, mit impulskompensierender Verzögerungsleitung, welche die Summe des dem Eingang zugeführten Impulses und des gleichen Impulses nach Verzögerung und Umkehrung bildet, und einen an den Ausgang der ersten Anordnung angeschlossenen Gleichrichter enthält, gekennzeichnet durch Verwendung von n-impulskompensierenden Verzögerungsleitungen (wobei η eine ganze Zahl ist, die größer als 1 ist) und durch eine Anordnung zur Kombination der Ausgangssignale der η Gleichrichter der Verzögerungsleitungen.

2. Impulslängenbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den η Verzögerungsleitungen mit gestaffelter Verzögerung die zu unterscheidenden Impulse parallel zugeführt werden und daß die Kombinationsanordnung eine Oder-Schaltung mit η Eingängen ist, welche in jedem Zeitpunkt an ihrem Ausgang ein Signal abgibt, dessen Augenblickswert gleich dem größten Eingangssignal ist.

3. Impulslängenbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die η Verzögerungsleitungen einander gleich und in Kaskade geschaltet sind, daß jede der n—l ersten Verzögerungsleitungen eine Subtraktionsschaltung enthält, der einerseits das dem Eingang der Verzögerungsleitung zugeführte Signal und andererseits das Ausgangssignal des Gleichrichters zugeführt werden, daß der Ausgang der Subtraktionsschaltung einer Stufe mit dem Eingang der folgenden Stufe verbunden ist, daß der Eingang der ersten Verzögerungsleitung mit der Eingangsklemme des Impulslängenbegrenzers verbunden ist und daß die Anordnung zur Kombination der von den Gleichrichtern abgegebenen Signale eine Additionsschaltung ist.

4. Begrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anordnung durch eine kurzgeschlossene Verzögerungsleitung gebildet ist.

5. Anordnung nach Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Verzögerungsleitungen erzeugten Verzögerungen so gestaffelt sind, daß die kleinste Verzögerung den Wert t/2 η und die größte Verzögerung den Wert i/2 hat.

6. Anordnung nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Verzögerungsleitungen erteilten gleichen Verzögerungen den Wert t/2 η haben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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