DE1303894C1

DE1303894C1 - Speed gate circuit of a Doppler radar device

Info

Publication number: DE1303894C1
Application number: DE19651303894
Authority: DE
Inventors: Alfred 7904 Erbach; Keßler Hermann 7900 Ulm Koreis
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Filing date: 1965-07-30
Publication date: 1977-11-10

Description

Die Erfindung betrifft die Geschwindigkeitstorschaltung eines Doppler-Radargerätes. Eine solche Schaltung dient bekanntlich am Ausgang des Dopplerfrequenzverstärkers des Radarempfängers dem schmalbandigen periodischen Absuchen eines vorgegebenen Doppler-Frequenzbandes und bei Auffinden einer Schwingung in demselben und bei dann erfolgendem Abbruch des Absuchvorganges der Sicherstellung, daß auch bei eventuell nachfolgenden Frequenzänderungen dieser aufgefundenen Dopplerschwingung nur diese frequenzselektiv weiterverarbeitet wird, und zwar solange deren Amplitude dazu ausreicht oder bis von außen auf Weitersuchen geschaltet wird. Durch die Verwendung einer Geschwindigkeitstorschaltung in einem Doppler-Radargerät werden die Radarempfangsschwingungen vor ihrer Auswertung weitgehend von Störschwingungen befreit, die absichtliche (im militärischen Bereich gegnerische) oder unabsichtliche (durch in etwa gleicher Zielrichtung befindliche weitere Zielobjekte oder durch benachbarte Radargeräte bedingte) Störschwingungen sein können.The invention relates to the speed gate circuit of a Doppler radar device. Such a circuit is known to serve at the output of the Doppler frequency amplifier of the radar receiver the narrowband periodic search of a given Doppler frequency band and when a Vibration in the same and when the search process is then terminated to ensure that even with any subsequent frequency changes of this found Doppler oscillation, only this one is further processed in a frequency-selective manner, as long as their amplitude is sufficient for this or up to from is switched to Find Next on the outside. By using a speed gate circuit in a Doppler radar device, the radar received vibrations are largely before their evaluation Freed from interfering vibrations, the intentional (in the military field opposing) or unintentional (by other target objects in approximately the same direction or by neighboring radar devices conditional) interfering vibrations.

Beispielsweise in der USA.-Patentschrift 30 91 740 ist eine typische der bekannten Geschwindigkeitstorschaltungen für Doppler-Radargeräte beschrieben Sie ist — soweit zum Verständnis erforderlich — in F i g. 1 im Schaltbild gezeigt und besitzt in einer Regelschleife eine zwei Eingänge aufweisende Mischstufe 1, ferner einen an den einen dieser zwei Eingänge angeschlossenen elektrisch steuerbaren Oszillator 2, außerdem am Ausgang der Mischstufe einen Zwischenfrequenzverstärker 3 und weiterhin für die Ausgangsschwingungen des Zwischenfrequenzverstärkers 3 einen Frequenzoder Phasen-Diskriminator 4, dessen Ausgang mit dem Steuereingang des Oszillators 2 verbunden ist. Der andere der zwei Eingänge der Mischstufe 1 ist an den Ausgang des Dopplerfrequenzverstärkers 5 des Radarempfängers angeschlossen, wodurch diesem Eingang alle Schwingungen zugeführt werden, die in dem zu überwachenden und durch das Durchlaßband des Dopplerfrequenzverstärkers vorgegebenen Dopplerfrequenzband auftreten.For example, U.S. Patent No. 3,091,740 is a typical of the known speed gate circuits for Doppler radars It is described - as far as necessary for understanding - in FIG. 1 in Circuit diagram shown and has in a control loop a two-input mixer 1, also one electrically controllable oscillator 2 connected to one of these two inputs, also on the Output of the mixer stage an intermediate frequency amplifier 3 and further for the output oscillations of the intermediate frequency amplifier 3 has a frequency or phase discriminator 4, the output of which with the Control input of the oscillator 2 is connected. The other of the two inputs of mixer 1 is connected to the Output of the Doppler frequency amplifier 5 of the radar receiver is connected, making this input all vibrations are supplied, which are in the to be monitored and through the passband of the Doppler frequency amplifier given Doppler frequency band occur.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist in der Regelschleife dieser bekannten Geschwindigkeitstorschaltung zusätzlich zwischen den Diskriminator 4 und den Oszillator 2 ein Integrator 6 geschaltet. Dieser ändert nicht da; Arbeitsprinzip der Regelschleife, sondern verbessert lediglich deren Arbeitsstabilität. Der Zwischenfrequenz verstärker 3 enthält im gezeigten Ausführungsbeispie in Reihenschaltung einen Niederfrequenzverstärker ί und einen Tiefpaß 8. Der Durchlaßbereich und die obere Grenzfrequenz des Niederfrequenzverstärkers 7 lieger mit z. B. 500 Hz bei der einhundertfachen mittlereiAs shown in FIG. 1, is in addition in the control loop of this known speed gate circuit An integrator 6 is connected between the discriminator 4 and the oscillator 2. This doesn't change there; Working principle of the control loop, but only improves its working stability. The intermediate frequency amplifier 3 contains a low-frequency amplifier ί in the embodiment example shown and a low-pass filter 8. The pass band and the upper limit frequency of the low-frequency amplifier 7 lieger with z. B. 500 Hz at one hundred times the average

iwischenfrequenz von im Beispielsfall 5. Hz. während die obere Grenzfrequenz des Tiefpasses gleich der jweifachen mittleren Zwischenfrequenz ist, d.h. im Beispielsfall bei 10 Hz liegt.Intermediate frequency of 5 Hz in the example the upper limit frequency of the low-pass filter is equal to the double mean intermediate frequency, i.e. im Example case is 10 Hz.

Zur Ermöglichung des periodischen Absucheis des vorgegebenen Dopplerfrequenzbandes ist ein Sägezahngenerator 9 vorgesehen und über eine während des Absuchens geschlossene Schaltvorrichtung 10 an den Steuereingang des Oszillators 2 angeschlossen. Sobald bei Auffinden einer Schwingung vorgegebener Mindestamplitude in dem abgesuchten Dopplerfrequenzband ein Ausgangssignal am Niederfrequenzverstärker 7 auftritt, erzeugt eine an ihn zusätzlich angeschlossene Schaltung nach Art eines Schmitt-Triggers, die im folgenden zwecks Abkürzung als Schmitt-Trigger 11 bezeichnet ist, ein Öffnungssignal für die Schaltvorrichtung 10, wodurch der Sägezahngenerator 9 vom Oszillator 2 abgeschaltet und der Suchvorgang abgebrochen wird. Gleichzeitig übernimmt das fast unmittelbar nach dem Auftreten des Ausgangssignals des Niederfrequenzverstärkers 7 auftretende Ausgangssignal des Diskriminators 4 bzw. im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 dasjenige des Integrators 6 die Abstimmung bzw. Nachstimmung des Oszillators 2.A sawtooth generator is used to enable the periodic search for the given Doppler frequency band 9 provided and via a switching device 10 closed during the search to the Control input of oscillator 2 connected. As soon as a given minimum amplitude is found when a vibration is found an output signal at the low-frequency amplifier 7 in the searched Doppler frequency band occurs, generates an additional circuit connected to it in the manner of a Schmitt trigger, which is implemented in the The following is designated for the purpose of abbreviation as Schmitt trigger 11, an opening signal for the switching device 10, whereby the sawtooth generator 9 is switched off by the oscillator 2 and the search process is aborted will. At the same time, this takes over almost immediately after the output signal of the Low frequency amplifier 7 occurring output signal of the discriminator 4 or in the embodiment according to FIG. 1 that of the integrator 6 the tuning or retuning of the oscillator 2.

Fig.2 zeigt in einem Amplituden-Frequenz-Diagramm den vorgegebenen Dopplerfrequenzbereich, der periodisch zwischen den Dopplerfrequenzen fm und fm schmalbandig auf Schwingungen abgesucht wird. Es sei angenommen, daß am Ausgang des Dopplerfrequenzverstärkers 5 Schwingungen mit von drei Zielobjekten unterschiedlicher Radialgeschwindigkeiten relativ zu dem Radargerät herrührenden verschiedenen Dopplerfrequenzen fzi, fn und /23 sowie Schwingungen mit einer Störfrequenz fst, die alle zwischen den Grenzfrequenzen f_D ι und fm liegen, existieren und daß der Oscillator 2 beim Suchvorgang augenblicklich durch die Augenblicksamplitude des Sägezahnes des Sägezahngenerators 9 so abgestimmt ist, daß fzi in das durch die Bandbreite des Zwischenfrequenzverstärkers 3 gegebene Frequenzintervall Δ /fällt Dann treten im Sinne der F i g. 3 am Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 3 nur zwischenfrequente Schwingungen auf, die zu dem Ziel mit der zugeordneten Dopplerfrequenz fzi gehören und die von allen andersfrequenten Schwingungen unabhängig sind. Der Suchvorgang wird nunmehr abgebrochen und der Oszillator 2 bei darauf eventuell folgenden Frequenzauswanderungen von fzi, die in Fig.2 gestrichelt angedeutet sind, n.it Hilfe des Ausgangssignals des Integrators 6 laufend so nachgestimmt, daß die gewünschten Ausgangsschwingungen der Mischstufe 1 frequenzmäßig immer in den Durchlaßbereich des Zwischenfrequenzverstärkers 3 fallen, so daß man von einer geschwindigkeitsmäßigen Zielverfolgung des fzi zugeordneten Ziels sprechen kann.In an amplitude-frequency diagram, FIG. 2 shows the predetermined Doppler frequency range, which is periodically searched for vibrations in a narrow band between the Doppler frequencies fm and fm. It is assumed that at the output of the Doppler frequency amplifier 5 oscillations with different Doppler frequencies fzi, fn and / 23 originating from three target objects with different radial velocities relative to the radar device, as well as oscillations with an interference frequency fst, which are all between the limit frequencies f _D ι and fm , exist and that the oscillator 2 is instantaneously tuned during the search process by the instantaneous amplitude of the sawtooth of the sawtooth generator 9 so that fzi falls within the frequency interval Δ / given by the bandwidth of the intermediate frequency amplifier 3. 3 at the output of the intermediate frequency amplifier 3 on only intermediate frequency oscillations which belong to the target with the assigned Doppler frequency fzi and which are independent of all other frequency oscillations. The search process is now aborted and the oscillator 2 is continuously readjusted with the aid of the output signal of the integrator 6 in the event of any subsequent frequency drifts from fzi, which are indicated by dashed lines in FIG The pass band of the intermediate frequency amplifier 3 falls, so that one can speak of a target tracking of the fzi assigned target in terms of speed.

Bei der bodenseitigen Luftüberwachung mittels Doppler-Radargeräten muß einerseits mit stark unterschiedlichen Zielgeschwindigkeiten und einem entsprechend großen zu überwachenden Dopplerfrequenzbereich gerechnet werden; es müssen hierbei ja Hub- w> schrauber mit extrem geringen möglichen Fluggeschwindigkeiten genau so sicher erkannt werden können wie Flugzeuge mittlerer (Luftverkehrsmaschinen) und höchster (Düsenjagdflugzeuge) Geschwindigkeit. Andererseits muß berücksichtigt werden, daß tieffliegende Luftfahrzeuge bei Verwendung von Geschwindigkeitstorschaltungen nach Art derjenigen gemäß F i g. 1 im Interesse ihrer kurzen mittleren Auffaßdauer durch die Radargeräte eine besonders kurze Periode des Sägezahngenerators 9 erfordern. Dies führt, wie jüngste praktische Erfahrungen gezeigt haben, infolge Schaltverzögerungen und zu langer Filter-Einschwingzeiten zu Einsatzschwierigkeiten der bekannten Geschwindigkeitstorschaltungen; schaltet nämlich im Beispielsfall der Schaltung nach F i g. 1 die Schaltvorrichtung 10 den Sägezahngenerator 9 bei Auffinden einer Schwingung in dem vorgegebenen Dopplerfrequenzband nicht schnell genug vom Oszillator 2 ab, so wird der Suchvorgang nicht schnell genug abgebrochen; vielmehr läuft die Oszillatorfrequenz in Abhängigkeit von der Sägezahnsteigung so schnell weiter, daß dann — ehe die Nachstimmung vom Integrator 6 übernommen werden kann — die Frequenz der Ausgangsschwingungen der Mischstufe 1 außerhalb des Durchlaßbereichs des Zwischenfrequenzverstärkers 3 gelangen und von diesem daher nicht mehr übertragen werden, wodurch das der Schwingung zugehörige Ziel nicht erkannt werden kann.In the case of the ground-side air monitoring by means of Doppler radar devices, on the one hand, there must be very different Target speeds and a correspondingly large Doppler frequency range to be monitored be reckoned; helicopters with extremely low possible airspeeds have to be used here can be recognized just as reliably as medium-sized aircraft (aviation machines) and highest (jet fighters) speed. On the other hand, it must be taken into account that Low-flying aircraft when using speed gate circuits of the type in accordance with F i g. 1 in the interest of its short average duration of observation by the radar devices, a special one require a short period of the sawtooth generator 9. This leads, as recent practical experience has shown due to switching delays and filter settling times that are too long, the known speed gate circuits; namely switches in the example of the circuit according to FIG. 1 the Switching device 10 the sawtooth generator 9 when a vibration is found in the predetermined Doppler frequency band does not depart quickly enough from oscillator 2, so the search process will not be fast enough canceled; rather, the oscillator frequency runs as fast as a function of the sawtooth slope further that then - before the retuning can be taken over by the integrator 6 - the frequency of the output oscillations of the mixer 1 outside the pass band of the intermediate frequency amplifier 3 arrive and are therefore no longer transmitted by this, whereby the goal associated with the vibration cannot be recognized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung nach Art derjenigen gemäß F i g. 1 für Doppler-Radargeräte dahingehend zu verbessern, daß sie bei kürzerer möglicher Sägezahnperiode als in Schaltungen nach Art derjenigen gemäß F i g. 1 Ziele mit unverminderter oder höherer Sicherheit (Entdeckwahrscheinlichkeit) aufzufassen und geschwindigkeitsmäßig zu verfolgen gestattet.The invention is based on the object of providing a circuit of the type shown in FIG. 1 for To improve Doppler radars in such a way that they work with a shorter possible sawtooth period than in Circuits of the type shown in FIG. 1 Targets with undiminished or higher security (detection probability) allowed to be grasped and tracked in terms of speed.

Die Erfindung geht aus von einer Geschwindigkeitstorschaltung eines Doppler-Radargerätes, die in einer Regelschleife eine zwei Eingänge aufweisende Mischstufe, einen an den einen dieser zwei Eingänge angeschlossenen elektrisch steuerbaren Oszillator und einen ausgangseitig mit dem Steuereingang des Oszillators verbundenen Frequenz-Diskriminator sowie einen zwischen den Ausgang der Mischstufe und den Eingang des Frequenz-Diskriminators geschalteten Zwischenfrequenzverstärker enthält, zum schmalbandigen periodischen Absuchen eines vorgegebenen Dopplerfrequenzbandes und — bei Auffinden einer Schwingung in dem Dopplerfrequenzband und dann erfolgendem Abbruch des Absuchvorganges — zum automatischen Abstimmen sowie ggf. Nachstimmen des Oszillators auf eine derartige Frequenz, daß bei Mischung der aufgefundenen Schwingung mit der Oszillatorschwingung unabhängig von eventuellen anschließenden Frequenzänderungen der aufgefundenen Schwingung, die innerhalb zweier vorgegebener Grenzfrequenzen verbleiben, immer eine vorgegebene konstante Zwischenfrequenz entsteht, wozu Mittel zur Zuführung aller in dem vorgegebenen Dopplerfrequenzband auftretenden Schwingungen auf den anderen der zwei Eingänge der Mischstufe, ferner — beim periodischen Absuchen zum periodischen Durchstimmen des Oszillators in einem um die Zwischenfrequenz gegen das vorgegebene Dopplerfrequenzband versetzten Oszillatorfrequenzband — ein Sägezahngenerator, dessen Ausgang an den Steuereingang des Oszillators angeschlossen ist, und schließlich eine Schaltvorrichtung vorgesehen sind, die den Sägezahngenerator von dem Oszillator abschaltet, sobald infolge Auffindens einer Schwingung vorgegebener Mindestamplitude in dem vorgegebenen Doppierfrequenzband ein Ausgangssigna! an dem Frequenzdiskriminator auftritt, das dann die Abstimmung bzw. Nachstimmung des Oszillators übernimmt.The invention is based on a speed gate circuit of a Doppler radar device, which is in a Control loop has a two-input mixer stage, one at one of these two inputs connected electrically controllable oscillator and an output side with the control input of the Frequency discriminator connected to the oscillator and one between the output of the mixer and the Input of the frequency discriminator contains switched intermediate frequency amplifier, for narrowband periodic search of a given Doppler frequency band and - when an oscillation is found in the Doppler frequency band and the subsequent termination of the search process - to the automatic Tuning and, if necessary, retuning the oscillator to a frequency such that when the found oscillation with the oscillator oscillation regardless of any subsequent Frequency changes of the oscillation found that are within two specified limit frequencies remain, always a predetermined constant intermediate frequency arises, including means for supplying all oscillations occurring in the given Doppler frequency band on the other of the two inputs the mixer stage, furthermore - in the periodic search for periodic tuning of the oscillator in an oscillator frequency band offset by the intermediate frequency from the predetermined Doppler frequency band - a sawtooth generator, the output of which is connected to the control input of the oscillator, and finally a switching device is provided which drives the sawtooth generator from the oscillator switches off as soon as a given minimum amplitude is found in the given minimum amplitude as a result of an oscillation Double frequency band an output signal! occurs at the frequency discriminator, which then does the voting or tuning of the oscillator takes over.

Die Erfindung besteht bei dieser Geschwindigkeitstorschaltung in der Kombination der Merkmale, daß sowohl Mittel, die bei Beginn jeder Suchperiode amThe invention consists in this speed gate circuit in the combination of the features that both means that at the beginning of each search period on

Durchstimm-Steuerspannungseingang des Oszillators die dort wirksame Kapazität der Regelschleife auf das Soll-Anfangspotential der Sägezahnschwingung umladen, als auch eine Kippschaltung vorgesehen sind, letztere einerseits eine monostabile Kippstufe mit einer vorgegebenen Zeitkonstante, die geringfügig größer als die Periode des Sägezahngenerators gewählt ist, und andererseits einen Schmitt-Trigger enthält, derart, daß die monostabile Kippstufe um eine von ihrer Zeitkonstante abhängige Zeitlang den Oszillator mit Hilfe der Schaltvorrichtung von dem Sägezahngenerator abschaltet, sobald die Zwischenfrequenzschwingung am Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers eine vorgegebene Amplitude überschreitet, und daß der Schmitt-Trigger bei Fortbestehen dieser Amplitudenüberschreitung über die Abschaltdauer der monostabilen Kippstufe hinaus die Abschaltung des Sägezahngenerators aufrechterhält, bis die vorgegebene Amplitude der Zwischenfrequenzschwingung wieder unterschritten wird.Tuning control voltage input of the oscillator changes the capacitance of the control loop effective there to the Reload the target initial potential of the sawtooth oscillation, and a flip-flop circuit is provided, the latter on the one hand a monostable multivibrator with a predetermined time constant that is slightly greater than the period of the sawtooth generator is selected, and on the other hand contains a Schmitt trigger, such that the monostable multivibrator by a time dependent on its time constant the oscillator with the help of Switching device from the sawtooth generator switches off as soon as the intermediate frequency oscillation on Output of the intermediate frequency amplifier exceeds a predetermined amplitude, and that the Schmitt trigger if the amplitude is exceeded for the duration of the disconnection of the monostable multivibrator in addition, the shutdown of the sawtooth generator is maintained until the specified amplitude of the Intermediate frequency oscillation is fallen below again.

Die Kippschaltung zur Steuerung der Schaltvorrichtung, die den Sägezahngenerator an den Oszillator an- und abzuschalten ermöglicht, enthält zwar auch bei der bekannten Geschwindigkeitstorschaltung nach F i g. 1 einen Schmitt-Trigger, nicht jedoch in Verbindung mit einer monostabilen Kippschaltung gemäß dem einen Merkmal der Erfindung. Praktische Versuche haben überraschenderweise ergeben, daß erst durch das erfindungsgernäße Parallelwirken eines Schmitt-Triggers mit einer monostabilen Kippschaltung in Verbindung mit der durch die erfindungsgemäße Lehre zusätzlich vorgeschriebenen Erzwingung des Soll-Anfangspotentials zu Beginn jeder Sägezahnperiode am Steuereingang des Oszillators eine für die Praxis der sicheren Luftraumüberwachung genügend kurze Sägezahnperiode gewählt werden kann. Der Stand der Technik, der bei drahtlosen Nachrichten- oder Fernsehempfängern die automatische Sendersuche und Empfängerabstimmung unter alleiniger Verwendung einzelner mono- oder bistabilen Kippstufen in den Oszillator-Schaltkreisen betrifft, legt die erfindungsgemäße Lehre zum technischen Handeln wegen der bei den bekannten Geräten üblicherweise im Größenanordnungen längeren Absuchperioden nicht nahe.The flip-flop to control the switching device that connects the sawtooth generator to the oscillator. and enables it to be switched off, although it also contains the known speed gate circuit according to FIG. 1 a Schmitt trigger, but not in connection with a monostable multivibrator according to the one Feature of the invention. Practical tests have surprisingly shown that only through the According to the invention, parallel action of a Schmitt trigger with a monostable multivibrator in conjunction with the enforcement of the target starting potential additionally prescribed by the teaching according to the invention at the beginning of each sawtooth period at the control input of the oscillator one for the practice of safe airspace monitoring, a sufficiently short sawtooth period can be selected. The state of Technology that enables automatic station search and receiver tuning in wireless news or television receivers using only single monostable or bistable multivibrators in the oscillator circuits relates to the teaching of the invention for technical action because of the known Devices usually on the order of magnitude are not close to longer search periods.

Der Erfindungsgegenstand stimmt auch nicht überein mit einem älteren Vorschlag einer Geschwindigkeitstorschaltung für Doppler-Radargeräte, die — in seiner Wirkung vergleichbar mit dem z. B. durch die britische Patentschrift 5 49 770 bekannten Nachrichtenempfänger (Seite 3, Zeilen 96—106) mit automatischer periodischer Sendersuche und Empfängerabstimmung — bei Auffindung einer gesuchten Schwingung zunächst infolge zu langsamen Abbruchs des Suchvorganges die Abstimmung über die Sollfrequenz hinauslaufen läßt und anschließend durch eine entgegengesetzte Steuerspannung für den Empfängeroszillator die Abstimmung korrigiert. F i g. 4 zeigt in einem Spannungs-Zeit-Diagramm die hierbei auftretenden Spannungsverläufe U am Sttuereingang des Oszillators. L)_s ist die Sollspannung, die den Oszillator auf die im Zeitpunkt fi aufgefundene Schwingung abstimmt. Der Abbruch des Suchvorgangs mit der sägezahnförmigen Steuerspannung erfolgt jedoch erst im Zeitpunkt ti bei Erreichen der Überspannung Ua. Durch Zuführung einer entgegengesetzten Korrekturspannung wird die Steuerspannung nach dem Zeitpunkt f₂ auf die Soll-Spannung U₅ reduziert. Bei der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitstorschaltung ist eine derartige Korrekturspannung wegen genügend schnellen Abbruchs des Suchvorgangs durch die Kippschaltung in Verbindung mit ihrer zugehörigen Schaltvorrichtung nicht notwendig.The subject matter of the invention does not agree with an older proposal of a speed gate circuit for Doppler radar devices, which - in its effect comparable to the z. B. by the British patent 5 49 770 known message receiver (page 3, lines 96-106) with automatic periodic transmitter search and receiver tuning - when a desired oscillation is found initially due to the slow termination of the search process, the vote can run beyond the target frequency and then through a opposite control voltage for the receiver oscillator corrected the tuning. F i g. 4 shows in a voltage-time diagram the voltage curves U occurring at the control input of the oscillator. L) _s is the nominal voltage that adjusts the oscillator to the oscillation found at time fi. The abortion of the search process with the sawtooth-shaped control voltage does not take place until the point in time ti when the overvoltage Ua is reached. By supplying an opposite correction voltage, the control voltage is reduced to the setpoint voltage U ₅ _{after the point in time f 2.} In the case of the speed gate circuit according to the invention, such a correction voltage is not necessary because the search process is aborted sufficiently quickly by the flip-flop circuit in conjunction with its associated switching device.

Anhand der Fig.5 bis 7 werden im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.The following exemplary embodiments of the invention are described in more detail with reference to FIGS.

Das Schaltbild einer Geschwindigkeitstorschaltung nach der Erfindung gemäß F i g. 5 läßt erkennen, daß dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Weiterbildung der Geschwindigkeitstorschaltung nach F i g. 1 darstellt. Die in beiden Geschwindigkeitstorschaltungen prinzipiell miteinander übereinstimmenden Bausteine sind in F i g. 5 durch eine einfache Schraffierung hervorgehoben. Gekreuzt schraffiert sind in Fig.5 Blöcke, die gegebenenfalls auch entfallen können und lediglich Signalverstärker sind. Diese Verstärker sind mit 12 und 13 bezeichnet. Im Sinne der Erfindung besteht die Kippschaltung, die mit Hilfe der Schaltvorrichtung 10 den Oszillator 2 vom Sägezahngenerator 9 abschaltet, sobald die Zwischenfrequenzschwingung am Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 3 eine vorgegebene Amplitude überschreitet, nicht nur aus einem Schmitt-Trigger 11, sondern sie enthält zusätzlich eine parallel zum Schmitt-Trigger 11 geschaltete monostabile Kippstufe 14, deren Zeitkonstante geringfügig größer als die Periode des Sägezahngenerators 9 gewählt ist. Besteht die Amplitudenüberschreitung der Zwischenfrequenzschwingung über die Abschaltdauer der monostabilen Kippstufe 14 hinaus weiter, so hält der Schmitt-Trigger die Abschaltung des Oszillators 2 vom Sägezahngenerator 9 aufrecht, bis die vorgegebene Amplitude der Zwischenfrequenzschwingung wieder unterschritten wird.The circuit diagram of a speed gate circuit according to the invention according to FIG. 5 shows that this embodiment of the invention is a further development of the speed gate circuit according to FIG. 1 represents. The modules that are basically the same in both speed gate circuits are in Fig. 5 highlighted by simple hatching. Cross-hatched are shown in Fig.5 Blocks that can also be omitted and are only signal amplifiers. These amplifiers are denoted by 12 and 13. In the context of the invention, there is the flip-flop that is operated with the aid of the switching device 10 switches off the oscillator 2 from the sawtooth generator 9 as soon as the intermediate frequency oscillation is on Output of the intermediate frequency amplifier 3 exceeds a predetermined amplitude, not just off a Schmitt trigger 11, but it also contains a monostable multivibrator 14 connected in parallel to the Schmitt trigger 11, the time constant of which is slight greater than the period of the sawtooth generator 9 is selected. If the amplitude is exceeded Intermediate frequency oscillation continues beyond the switch-off period of the monostable multivibrator 14, so the holds Schmitt trigger the shutdown of the oscillator 2 from the sawtooth generator 9 upright until the specified The amplitude of the intermediate frequency oscillation is fallen below again.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält die Geschwindigkeitstorschaltung nach F i g. 5 eine weitere Schaltvorrichtung 15, die von einer weiteren monostabilen Kippstufe 16 gesteuert wird und die bei Beginn jeder Suchperiode am Durchstimm-Steuerspannungseingang des Oszillators 2 die dort wirksame Kapazität auf das Soll-Anfangspotential der Sägezahnschwingung umlädt. Die monostabile Kippstufe 16 wird hierbei vom Sägezahngenerator 9 getriggert und ist zu diesem Zweck mit ihm über eine Leitung verbunden. Falls der Sägezahngenerator 9 Sägezähne mit ab Beginn jeder Suchperiode ansteigender Flanke und am Ende der Suchperiode steil abfallender Flanke abgibt, wird zu Beginn jeder Suchperiode die Kapazität am Steuereingang des Oszillators 2 entladen; wird mit umgekehrt geformten Sägezähnen gearbeitet, so wird mittels entsprechender Polung der monostabilen Kippstufe 16 erreicht, daß zu Beginn jeder Suchperiode die Kapazität der Rsgelschleife auf das Anfangspotentia der Sägezahnspannung aufgeladen wird.In accordance with another feature of the invention, the speed gate circuit of FIG. 5 a further switching device 15 which is controlled by a further monostable flip-flop 16 and at the beginning of each search period at the tuning control voltage input of the oscillator 2 there Reloads effective capacitance to the target initial potential of the sawtooth oscillation. The monostable multivibrator 16 is triggered by the sawtooth generator 9 and is connected to it via a line for this purpose connected. If the saw tooth generator has 9 saw teeth with a rising edge from the beginning of each search period and emits a steeply falling edge at the end of the search period, the capacity is at the beginning of each search period discharged at the control input of the oscillator 2; if you are working with saw teeth of the opposite shape, then achieved by means of appropriate polarity of the monostable multivibrator 16 that at the beginning of each search period the Capacity of the back loop is charged to the initial potential of the sawtooth voltage.

In Fig.7 sind in einem Impulsverfahren die ar verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung nacl F i g. 5 in Abhängigkeit von der Zeit auftretendet Potentialverläufe aufgetragen. Es ist hierbei angenom men, daß der Sägezahngenerator 9 bei einer Suchperi ode von 200 msec an seinem Ausgang A Sägezähne mi ansteigender Flanke erzeugt. Die Ausgangsimpulse de monostabilen Kippstufe 16 an derem Ausgang besitzen im gezeigten Beispiel eine jeweilige Länge vo 6 msec und beginnen jeweils dann, wenn der zugeordn« te Sägezahn am Ausgang Λ gegen Null abfällt. Di Breite jedes Ausgangsimpulses der monostabile Kippstufe 16 ist möglichst klein zu wählen, um eir geringe Ausfallzeit während jeder Suchperiode 3 erzielen.In FIG. 7, the various points of the circuit arrangement according to FIG. 7 are shown in a pulse method. 5 potential curves occurring as a function of time are plotted. It is assumed here that the sawtooth generator 9 generates sawtooths with a rising edge at its output A during a search period of 200 msec. The output pulses of the monostable multivibrator 16 at their output have a length of 6 msec in the example shown and each start when the associated sawtooth at output Λ drops to zero. The width of each output pulse of the monostable multivibrator 16 is to be selected as small as possible in order to achieve a low downtime during each search period 3.

Bei Auftreten einer Schwingung in dem vorgegebWhen an oscillation occurs in the specified

nen Frequenzband am Ausgang des Dopplerfrequenzverstärkers 5 und damit bei Auftreten eines entsprechenden Ausgangssignals des Zwischenfrequenzverstärkers 3 gelangt ein mittels des Verstärkers 12 gegebenenfalls weiterverstärktes Triggerspiel auf die Eingänge der monostabilen Kippstufe 14 und des Schmitt-Triggers 11. Wenn die monostabile Kippstufe 14 durch ein Triggersignal angestoßen wird, werden die Schaltvorrichtungen 10 und 15 geöffnet, so daß sie keine Signale hindurchlassen. Hierdurch wird sowohl der Suchvorgang als auch die Zuführung von Entladeimpulsen auf die Kapazität der Regelschleife unterbrochen, so daß gleichzeitig die Ausgangsspannung des Diskriminators 4 die Nachstimmung des variablen Oszillators 2 im Sinne der Konstanthaltung der Ausgangsfrequenz der Mischstufe 1 übernehmen kann. Nach Ablauf einer durch die Zeitkonstante der monostabilen Kippstufe 14 gegebenen Zeit kippt letztere in ihren stabilen Zustand zurück, wodurch die Schaltvorrichtungen 10 und 15 wiederum geschlossen wurden, wenn nicht der Schmitt-Trigger U so lange in seinem gekippten Zustand verbliebe, wie am Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 3 eine Schwingung vorgegebener Mindestamplitude auftritt.NEN frequency band at the output of the Doppler frequency amplifier 5 and thus when a corresponding one occurs The output signal of the intermediate frequency amplifier 3 is transmitted by means of the amplifier 12 possibly further amplified trigger play on the inputs of the monostable multivibrator 14 and des Schmitt triggers 11. If the monostable multivibrator 14 is triggered by a trigger signal, the Switching devices 10 and 15 open so that they do not let any signals through. As a result, both the The search process and the supply of discharge pulses to the capacity of the control loop are interrupted, see above that at the same time the output voltage of the discriminator 4 the retuning of the variable oscillator 2 im Can take over the sense of keeping the output frequency of mixer 1 constant. After a time given by the time constant of the monostable flip-flop 14, the latter flips into its stable state back, whereby the switching devices 10 and 15 were closed again, if not the Schmitt trigger U would remain in its tilted state as long as at the output of the intermediate frequency amplifier 3 an oscillation of a predetermined minimum amplitude occurs.

In Fig.7 ist die Zeit, um die die Zeitkonstante der monostabilen Kippstufe 14 eine Periodendauer des Sägezahngenerators 9 überschreitet, mit τ bezeichnet. Fig.7c zeigt den Zeitverlauf eines Ausgangsimpulses der monostabilen Kippstufe 14, während in F i g. 7 D der Zeitverlauf des Schmitt-Triggers 11 gezeigt ist. Wie ersichtlich, stimmt der Zeitpunkt der F i g. 7, in dem die Nachsteuerung des variablen Oszillators 2 vom Ausgangssignal des Diskriminators 4 übernommen wird, mit dem Impulsanfang der monostabilen Kippstufe 14 überein; der Schmitt-Trigger 11 läßt seinen Ausgangsimpuls etwas verzögert beginnen und hält seine eingeschaltete Amplitude so lange aufrecht, wie ihm ein Eingangssignal zugeführt wird, das vom Fortbestehen der aufgefaßten Schwingung im vorgegebenen Frequenzband abhängt. -toIn Fig.7 is the time by which the time constant of monostable flip-flop 14 exceeds a period of the sawtooth generator 9, denoted by τ. 7c shows the time course of an output pulse of the monostable multivibrator 14, while in FIG. 7 D the Time course of the Schmitt trigger 11 is shown. As can be seen, the point in time of FIG. 7, in which the Adjustment of the variable oscillator 2 is taken over by the output signal of the discriminator 4, with the beginning of the pulse of the monostable multivibrator 14; the Schmitt trigger 11 leaves its output pulse start a little delayed and maintain its switched-on amplitude as long as it can Input signal is supplied, the continued existence of the perceived oscillation in the predetermined frequency band depends. -to

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann dann allein ein automatisches Abstimmen des variablen Oszillators 2 auf eine derartige Frequenz und ein Abbrechen des Suchvorganges bei Auftreten einer Schwingung in dem vorgegebenen Doppler-Frequenzband durchgeführt werden, daß die vorgegebene Zwischenfrequenz entsteht, wenn die Schwingung eine vorgegebene Kennung enthält. Hierzu sind Mittel zur Kennungsauswertung vorgesehen, die den Schmitt-Trigger 11 derart steuern, daß er bei nichtvorhandener Kennung die Abschaltung nicht aufrechterhält, so daß dann der Suchvorgang weiterläuft.According to a further development of the invention, only an automatic tuning of the variable Oscillator 2 to such a frequency and a termination of the search process when a Vibration in the predetermined Doppler frequency band can be carried out that the predetermined Intermediate frequency occurs when the oscillation contains a predefined identifier. For this purpose are means for Identifier evaluation provided, which control the Schmitt trigger 11 so that it is absent ID does not maintain the shutdown, so that the search process then continues.

Eine hierzu geeignete Schaltung zeigt F i g. 6, die mit der Schaltung nach F i g. 5 bis auf deren Kippschaltung 17 völlig übereinstimmt. Diese Kippschaltung 17 ist in π F i g. 5 durch einen gestrichelten Block hervorgehoben und ihre Ausbildung im Sinne der Weiterbildung der Erfindung F i g. 6 entnehmbar. Der Ausgang des Verstärkers 12 ist gemäß Fig.6 nicht mit beiden Eingängen der Stufen 11 und 14 verbunden, sondern lediglich mit dem Eingang der monostabilen Kippstufe 14. Diese monostabile Kippstufe 14 erzeugt dann — wie bereits anhand der Fig.7 beschrieben — ihren Ausgangsimpuls nach F i g. 7C, wenn in dem vorgegebenen Doppler-Frequenzband eine Schwingung auftritt, die am Ausgang der Zwischenfrequenzverstärkers 3 eine Zwischenfrequenz vorgegebener Mindestamplitude hervorruft. Die Mittel zur Kennungsauswertung bestehen aus den Stufen 18 bis 20, von denen die Stufe 19 einen Phasendiskriminator darstellt, dessen einem Eingang die Ausgangsschwingungen eines Bezugsschwingungsgenerators 20 und dessen anderem Eingang die auf die gleiche Frequenz wie die Bezugsschwingung transportierten Schwingungen, die der Kennung entsprechen, zugeführt werden. Bei einem Doppler-Radargerät kann der Bezugsschwingungsgenerator 20 der Modulationssignalgenerator des Radarsenders sein, dessen Phase über einen Phasenschieber zur Kompensation der Phasenverschiebung der Regelschleife vorabgeglichen ist, und die Stufe 18 ein vor dem Dopplerfrequenzverstärker 5 im Verstärkungszug liegender Zwischenfrequenzverstärker mit nachgeschalteten Frequenztransponierungseinrichtungen an sich bekannter Art. Der Phasendiskriminator 19 gibt nur dann ein das Kippen des Schmitt-Triggers 11 bewirkendes Ausgangsr.ignal ab, wenn die die Kennung darstellenden Schwingungsanteile der ihm von den Stufen 18 und 20 zugeführten Schwingungen übereinstimmen und anzeigen, daß der variable Oszillator 2 damit auf eine Schwingung abgestimmt ist, die die vorgegebene Kennung aufweist. 1st der Oszillator 2 auf eine Störschwingung abgestimmt, die am Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers eine Schwingung vorgegebener Mindestamplitude erreicht und über die monostabile Kippstufe 14 und die Schaltvorrichtungen 10 und 15 ein Unterbrechen des Suchvorganges hervorrufen, so wird nach Zurückkippen der monostabilen Kippstufe 14 dieser Suchvorgang nach einer um die Zeit τ die Dauer eines Sägezahns überschreitenden Zeit fortgesetzt, weil der Schmitt-Trigger 11 in diesem Fall nicht wirksam ist.A circuit suitable for this is shown in FIG. 6, which are connected to the circuit according to FIG. 5 is completely the same except for the toggle switch 17. This flip-flop 17 is in π F i g. 5 highlighted by a dashed block and their training in the sense of the development of the invention F i g. 6 removable. The output of the amplifier 12 is not connected to the two inputs of the stages 11 and 14 according to FIG. 6, but only to the input of the monostable multivibrator 14. This monostable multivibrator 14 then generates its output pulse - as already described with reference to FIG F i g. 7C, when an oscillation occurs in the predetermined Doppler frequency band which causes an intermediate frequency of a predetermined minimum amplitude at the output of the intermediate frequency amplifier 3. The means for identification evaluation consist of stages 18 to 20, of which stage 19 represents a phase discriminator, one input of which is the output vibrations of a reference vibration generator 20 and the other input of which is the vibrations which are transported at the same frequency as the reference vibration and which correspond to the identifier will. In the case of a Doppler radar device, the reference oscillation generator 20 can be the modulation signal generator of the radar transmitter, the phase of which is pre-adjusted via a phase shifter to compensate for the phase shift of the control loop, and stage 18 an intermediate frequency amplifier located upstream of the Doppler frequency amplifier 5 in the amplification train with downstream frequency transposition devices of a known type. The phase discriminator 19 only emits an output signal which causes the Schmitt trigger 11 to tilt if the oscillation components representing the identifier of the oscillations supplied to it by stages 18 and 20 match and indicate that the variable oscillator 2 is thus tuned to an oscillation which has the specified identifier. If the oscillator 2 is tuned to an interfering oscillation that reaches an oscillation of a predetermined minimum amplitude at the output of the intermediate frequency amplifier and causes the search process to be interrupted via the monostable multivibrator 14 and the switching devices 10 and 15, after the monostable multivibrator 14 is tilted back, this search process is reversed the time τ continues the duration of a sawtooth exceeding time because the Schmitt trigger 11 is not effective in this case.

Durch die britische Patentschrift 5 49 770 ist bei einem ein Nachrichtenfrequenzband auf Sendeschwingungen absuchenden Überwachungsempfänger eine Kennungsauswertung an sich bekannt, die derart erfolg!, daß den Sendeschwingungen zusätzlich zu den zu übertragenden Nachrichten-Modulationssignaten vorgegebene Kennungssignale aufmoduliert sind und ein Abbruch des Suchvorganges im Empfänger be Auffinden einer Schwingung in dem Überwachungsfrequenzband nur dann erfolgt, wenn Sendeschwingunger mit vorgegebener Kennung beispielsweise in Forrr eines niederfrequenten Tonsignals vorgegebener Fre quenz empfangen werden.British Patent 5 49 770 has a message frequency band on transmission oscillations searching monitoring receiver an identifier evaluation known per se, the such success !, that the transmission oscillations in addition to the message modulation signatures to be transmitted predetermined identification signals are modulated and an abortion of the search process in the receiver be An oscillation in the monitoring frequency band is only found if there is transmitted oscillation with a predetermined identifier, for example in the form of a low-frequency audio signal of predetermined frequency sequence can be received.

Als besonders vorteilhaft hat sich in der Praxis di< Verwendung der erfindungsgemäßen Geschwindig keitstorschaltung in zielsuchkopfgesteuerten Flugkör pern herausgestellt.The use of the speed according to the invention has proven to be particularly advantageous in practice speed gate circuit in seeker-guided missiles pern exposed.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Speed gate circuit of a Doppier radar device, which has a two in a control loop Mixer stage having inputs, one electrically connected to one of these two inputs controllable oscillator and an output side connected to the control input of the oscillator Frequency discriminator and one between the output of the mixer and the input of the Frequency discriminator contains switched intermediate frequency amplifier, for narrowband periodic search of a given Doppler frequency band and - when an is Oscillation in the Doppler frequency band and then interruption of the search process - for automatic tuning and, if necessary, retuning the oscillator to such Frequency that is independent when the oscillation found is mixed with the oscillator oscillation of any subsequent frequency changes of the oscillation found within two predetermined limit frequencies remain, always a predetermined constant intermediate frequency arises, including means for supplying all occurring in the predetermined Doppler frequency band Oscillations on the other of the two inputs of the mixer, furthermore - with the periodic Search for periodic tuning of the oscillator in one around the intermediate frequency oscillator frequency band offset from the given Doppler frequency band - a sawtooth generator, whose output is connected to the control input of the oscillator, and finally one Switching device are provided that switches off the sawtooth generator of your oscillator as soon as as a result of finding an oscillation of a given minimum amplitude in the given Doppler frequency band an output to the frequency discriminator occurs, which then takes over the tuning or retuning of the oscillator, characterized by the combination the features that both means (15, 16), which at the beginning of each search period at the tuning * 5 Control voltage input of the oscillator (2) the capacity of the control loop effective there on the Reload the target initial potential of the sawtooth oscillation, and a flip-flop circuit is provided, the latter on the one hand a monostable multivibrator (14) so with a predetermined time constant that is slightly greater than the period of the sawtooth generator is selected, and on the other hand a Schmitt trigger (U) contains, in such a way that the monostable multivibrator (14) by one of its time constant dependent Switch off the oscillator for a while with the help of the switching device (10) from the sawtooth generator, as soon as the intermediate frequency oscillation at the output of the intermediate frequency amplifier is a predetermined one Amplitude exceeds, and that the ω Schmitt trigger if this amplitude violation persists the shutdown of the Sawtooth generator maintains until the predetermined amplitude of the intermediate frequency oscillation is fallen below again.

2. speed gate circuit according to claim 1 for the only then taking place automatic tuning of the oscillator to such a frequency and abort the search process when one is found Vibration in the given Doppler frequency band that the given intermediate frequency occurs when the oscillation contains a predetermined identifier, characterized in that Means (18, 19, 20) are provided for identification evaluation and that this means the Schmitt trigger (11) control in such a way that it does not maintain the shutdown if the identifier is not available, so that the search process then continues (Fig. 6).