DE1241500B - Impulsradar-Empfaenger - Google Patents

Description

DEUTSCHES VMWWt PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 a4 - 48/61

Nummer: 1241500

Aktenzeichen: M 58262IX d/21 a4

j[ 241 500 Anmeldetag: 20. September 1963

Auslegetag: 1. Juni 1967

Die Erfindung betrifft Impulsradar-Empfänger mit Mitteln zur Dynamikkompression vor und zur Dynamikexpansion nach der Zwischenfrequenzverstärkung.

Bei der Auslegung von Impulsradar-Empfängern ergeben sich Schwierigkeiten infolge des sehr großen Dynamikbereichs, den der Zwischenfrequenzverstärker des Empfängers verarbeiten können muß. Ein derartiger Verstärker kann beispielsweise Signale in einem Bereich vom Rauschpegel bis zu einem Pegel von 60 bis 80 db oder mehr über dem Rauschpegel ohne Verzerrung verarbeiten müssen. Es ist nun bekannt, daß ein breitbandiger Verstärker sehr viel leichter zu entwerfen und auszulegen ist, wenn die von diesem zu verarbeitenden Signale keine sehr großen Amplituden haben, da so der Dynamikbereich, den der Verstärker zu verarbeiten hat, sehr viel kleiner ist und der Entwurf des Verstärkers damit einfacher wird.

Bereits bekannt sind Netzwerke zur Impulsdehnung bzw. Impulskompression, die bei einem Verfahren zur Nachrichtenübermittlung durch Impulse eingesetzt werden und mit denen Breite und Scheitelwert trägerf requenter Impulse willkürlich verändert werden können.

Weiterhin bekannt ist es auch, bei einem Radarsystem auf der Senderseite eine zeitliche Impulsdehnung und auf der Empfangsseite eine zeitliche Impulsstraffung vorzunehmen, um so die Reichweite des Systems ohne Erhöhung der Senderimpulsspitzenleistung und ohne wesentlichen Verlust an Entfernungsauflösung vergrößern zu können. Die Erfindung sieht demgegenüber Maßnahmen auf der Senderseite nicht vor. Sie zielt nur darauf ab, einen Impulsradar-Empfänger zu schaffen, bei dem der von dem Zwischenfrequenzverstärker zu verarbeitende Dynamikbereich sehr viel kleiner ist als bei bekannten Impulsradar-Empfängern.

Die Erfindung geht dabei aus von einem Impulsradar-Empfänger mit Mitteln zur Dynamikkompression vor und zur Dynamikexpansion nach der Zwischenfrequenzverstärkung. Kennzeichen der Erfindung, daß die Mittel aus je einem zur amplitudenvermindernden zeitlichen Dehnung bzw. zur amplitudenerhöhenden zeitlichen Raffung der zwischenfrequenten Impulse an sich bekannten dispersiven Netzwerk bestehen.

Dadurch wird bewirkt, daß die dem ersten dispersiven Netzwerk zugeführten Eingangsimpulse über eine Zeit, die gegenüber der Dauer eines Eingangsimpulses lang ist, gedehnt werden und die gedehnten Impulse nach Verstärkung durch den auf das Netz-Impulsradar-Empfänger

Anmelder:

The Marconi CompanyLimited, London

Vertreter:

ίο Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs
und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. G. Manitz,
Patentanwälte, Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:

Percy Samuel Brandon, Great Baddow, Essex
(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 21. September 1962 (35 948)

werk folgenden Zwischenfrequenzverstärker durch das auf diesen folgende zweite dispersive Netzwerk wieder auf die ursprüngliche Eingangsimpulslänge gebracht werden. Da somit die Amplitude eines Eingangsimpulses wesentlich verringert wird, während seine Energie erhalten bleibt, kann ein Verstärker eingesetzt werden, der breitbandig ist, jedoch keine Signale mit großer Amplitude verarbeiten muß, außerdem für eine geringere Leistung bemessen werden kann und somit billiger ist als bei bekannten Anordnungen. Durch die Impulskompression nach der Zwischenfrequenzverstärkung wird der Impuls in seiner ursprünglichen Form wiederhergestellt.

Um für die Impulsdehnung einen praktischen Wert zu nennen, kann das erste dispersive Netzwerk so ausgelegt werden, daß die Energie eines zugeführten Eingangsimpulses über eine Zeit gedehnt wird, die in der Größenordnung der lOOfachen Impulslänge liegt.

Vorzugsweise enthält der Kanal zwischen Verstärker und dem zweiten dispersiven Netzwerk zwei Frequenzwandler in Kaskadenschaltung, die gemeinsam die gedehnten Impulse am Ausgang des Verstärkers in Impulse gleicher Länge umwandeln, wobei jedoch die Richtung der Frequenzmodulation in ihnen gegenüber der in den Ausgangsimpulsen vom Verstärker umgekehrt wird. Durch diese Maßnahme kann das zweite dispersive Netzwerk, das zur Impulskompression verwendet wird, von gleicher Auslegung

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Claims (1)

1. sein wie das erste zur Impulsdehnung herangezogene Netzwerk. Diese Anordnung, wenn auch bevorzugt, ist jedoch nicht notwendig, da das zweite Netzwerk oder Impulskompressionsnetzwerk direkt vom Ausgang des Verstärkers eingespeist werden kann, obwohl in diesem Fall eine von der Konstruktion des ersten, impulsdehnenden Netzwerks abweichende Auslegung erforderlich wird.

   Die Erfindung wird nachfolgend in Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert.

   F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und

   F i g. 2 zeigt einen Schaltungsauszug.

   Gemäß F i g. 1 ist das übliche Azimut-Abtastantennensystem 1 einer Radareinrichtung mit einer Sender-Empfänger-Einheit 2 normaler bekannter Bauart verbunden. Dieser Einheit 2 ist ein Hilfsoszillator 3 zugeordnet, der die empfangenen Echoimpulse auf eine gewünschte vorgegebene Frequenz, z. B. 45 MHz, bringt. In einem praktischen Fall mögen diese 45-MHz-Impulse 1 μβεο lang sein.

   Diese Impulse werden einer dispersiven Leitung oder einem dispersiven Netzwerke zugeführt, das die Impulse dehnt und die Energie jedes empfangenen Impulses über eine wesentlich größere Länge, z.B. 100 μβεΰ, spreizt.

   Derartige dispersive Netzwerke sind an sich bekannt und erfordern hier keine weitere Beschreibung.

   Ein derartiges Netzwerk kann beispielsweise aus einer Anzahl überbrückter Allpaß-T-Glieder, wie in F i g. 2 dargestellt, bestehen. Es soll angenommen werden, das Netzwerk 4 dehne einen Impuls von 1 [Lsec Länge in einen Impuls von 100 μβεϋ Länge. Dann wird dabei (vorausgesetzt, die Energie bleibt erhalten) die Amplitude um 20 db herabgesetzt. Das Rauschen bleibt relativ unbeeinflußt, und das Signal überdeckt noch das gleiche Frequenzband mit einer Bandbreite von angenommen 1 MHz. Auf diese Art wird ein Signal mit einem Pegel von N db über dem Rauschen auf ein solches von (N-20) db über dem Rauschen reduziert.

   Der gedehnte Impulsausgang vom Netzwerk 4 wird dem Verstärker 5 zugeführt. Es ist leicht ersichtlich, daß bei den im Beispiel angegebenen Werten der Verstärker 5 einen Dynamikbereich verarbeiten muß, der um 20 db kleiner ist gegenüber dem, den er zu verarbeiten hätte, wenn ihm der ungedehnte Impuls von der Einheit 2 direkt zugeführt würde.

   Die verstärkten gedehnten Impulse vom Verstärkers könnten einem zweiten dispersiven Netz-

   werk zugeführt werden, das die Impulse wieder auf ihre ursprüngliche Länge, hier angenommen 1 μβεΰ, komprimiert. Dies würde jedoch zwei verschieden ausgelegte dispersive Netzwerke erfordern, nämlich eines zur Dehnung und das andere zur Kompression. Um dies zu vermeiden und ein gleichartig ausgelegtes dispersives Netzwerk sowohl für die Dehnung als auch für die Kompression verwenden zu können, kann die in F i g. 1 dargestellte Anordnung verwendet werden. Bei dieser Anordnung wird der Ausgang des Verstärkers 5 einem Frequenzwandler 6 zugeführt, dem ein Hilfsoszillator 7 zugeordnet ist, welcher eine Frequenz von 55 MHz erzeugt. Am Frequenzwandler ergibt sich so eine Ausgangsfrequenz von 100 MHz. Dieser Ausgang wird einem Bandfilter 8 mit einer Bandbreite von 1 MHz bei einer Mittelfrequenz von 100 MHz zugeführt. Der Ausgang vom Bandfilter 8 wird einem zweiten Frequenzwandler 9 zugeführt, dem ein HilfsoszillatorlO mit einer Frequenz von 145 MHz zugeordnet ist. Daraus ergibt sich eine Wiederherstellung der 45-MHz-Frequenz in Form langer (100 ysec) Impulse mit umgekehrter Richtung der Frequenzmodulation im Vergleich mit den Ausgangsimpulsen vom Verstärker 5. Diese Impulse vom Frequenzwandler 9 werden einem zweiten dispersiven Netzwerk 11 zugeführt, das dementsprechend von gleicher Auslegung wie das Netzwerk 4 sein kann und die lOO^sec-Impulse auf ihre ursprüngliche Länge von 1 μ&εο komprimiert. Diese Impulse, die den Ausgangsimpulsen von der Einheit 2 entsprechen, jedoch verstärkt sind, werden dann in gewünschter Art in weiteren Empfängermitteln 12 verarbeitet.

   Die vorstehend angegebenen Frequenzen und Zahlen dienen ausschließlich als Beispiel.

   Patentanspruch:

   Impulsradar-Empfänger mit Mitteln zur Dynamikkompression vor und zur Dynamikexpansion nach der Zwischenfrequenzverstärkung, dadurchgekennzeichnet, daß die Mittel aus je einem zur ampHtudenvermindernden zeitlichen Dehnung bzw. zur amplitudenerhöhenden zeitlichen Raffung der zwischenfrequenten Impulse an sich bekannten dispersiven Netzwerk bestehen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 892 772;
   IRE Transactions 1-8 (1959), 3 (Dezember), S. 91 bis 96; MIL-5 (1961), 2 (April), S. 109 bis 116.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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