DE1623590A1 - Verfahren zur Stabilisierung der Signallaufzeit in Verstaerkern - Google Patents

Description

• "Verfahren zur Stabilisierung der Signallaufzeit in Verstärkern" Die Entfernung zwischen zwei Objekten kann bekanntlich durch die Messung der Laufzeit eines hochfrequenten Signals bestimmt werden. Hierauf beruhen die Radartechnik sowie zahlreiche Ortungs- und Vermessungsverfahren. Wird große Genauigkeit der Entfernungsmessung gefordert, so darf die Signallaufzeit oder die Phasenwinkeländerung innerhalb der verwendeten Geräte nicht vernachlässigt werden. Schwankungen der Gerätelaufzeit treten in besonders starkem Maße in selektiven Verstärkern auf, wenn diese wegen der schwankenden Amplitude des Hochfrequenz signales mit einer automatischen Versterkungsregelung eraeen werden müssen, oder wenn bei Verwendung frequenzmodulierter Signale eine Amplitudenbegrenzung im Empfänger stattfindet. Aber auch Schwankungen der Temperatur, der Betriebsfrequenzen und Alterungserscheinungen an Bauelemengen haben einen wesentlichen Einfluß auf die Signallaufzeit im Gerät und damit auf die erzielbare Genauigkeit der Entfernungsmessung. Bei genauen Ortungs- und Vermessungsverfahren ist es daher nötig, besondere technische Maßnahmen zu treffen, um die Gerätelaufzeit entweder zu eliminieren oder zu stabilisieren, so daß sie rechnungsmäßjg berücksichtigt werden kann. Solche Verfahren arbeiten meist mit Dauerstrich-, Amplituden-oder Frequenzmodulation.
• Es sind Verfahren bekannt geworden, bei denen durch zwei ischirorgänge mit einer Differenzfrequenzbildung, anschlie#ender Verstärkung und Summenfrequenzbildung die Sigrallaufzeit im Verstärker beziehungsweise die dadurch bedingte Phasendrehung eliminiert wird. Diese-Verfahren erfordern eine Art Phasenspeicherung mittels eines Oszillators, der durch eine phasengekoppelte Regelschleife gesteuert wird, und eine zyklische Betriebsweise mit abwechselnden Sende- Empfangsperioden. Für die Ortung rasch beweg ter Objekte, wie etwa von Flugzeugen, sind sie daher nicht gut geeignet.
• Bei einem anderen bekannten Verfahren wird der Verstärker sowohl vom Meßsignal als auch von einem örtlich erzeugten Vergleichssignal durchlaufen, so daß bei einem Phasenvergleich die Gerätelaufzeit herausfällt. Hier ergeben sich Schwierigkeiten, wenn die Amplitude des Meßsignals schwankt.
• Daher sind diese bekannten Verfahren nur zur Vermessung ortsfester Objekte zu gebrauchen.
• Schließlich sind noch Verfahren bekannt, bei denen ein örtlich erzeugtes Testsignal zur Messung der Gerätelaufzeit benetzt wird und diese rechnerisch in Abzug gebracht wird. Hier ergeben sich gleichfalls Schwierigkeiten bei scsnwankender Amplitude des eigentlichen Meßsignals.
• Die Erfindung besteht im wesentlichen in einem Verfahren, bei dem das empfangene Dauerstrich-Me#signal im Empfänger zusätzlich mit einer Pilotmodulation versehen wird und wobei dieses Pilotsignal zur Stabilisierung der Laufzeit im Verstärker verwendet wird. Dadurch löst die Erfindung die ihr zugrunde liegende Aufgabe, die Schwierigkeiten zu vermeiden, die sich durch starke Pegelschwankungen des Meßsignals ergeben.
• Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein Systems bei dem das Meßsignal aus einem amplitudenmodulierten Träger besteht. Am Eingang des Verstärkers befindet sich eine Modulationseinrichtung, welche das Meßsignal zusätzlich mit einem sinusförmigen Pilotsignal amplitudenmoduliert. Die Pilotfrequenz wird so gewählt, daß sie nach der a Ausgang des Verstärkers stattfindenden Demodulation durch ein Filter vor der Nutzmodulation abgetrennt werden kann. Am Filterausgang erscheint das Pilot signal mit einem Plasenwinkel, der im wesentlichen durch die Signallaufzeit da Verstärkers bedingt ist. Mit Hilfe eines Phasendiskriminators und einer Regelschaltung, die einen Phasenschieber steuert, wird die Phasendifferenz zwischen Eingangspilotsignal und Ausgangspilotsignal konstant gehalten und damit auch die Signallaufzeit des Verstärkers für das Meßsignal stabilisiert. Schwankungen des Meßsignalpegels werden durch die automatische Verstärkungsregelung des VerstärEers beseitigt und haben daher keinen Einfluß auf die Wirksankeit der Laufzeit stabilisierung. Anstatt den Phasenschieber hinter dem Demodulator anzuordnen kann er auch davor liegen.
• Ferner ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung möglich, wegen der selektiven Wirkung der Phasenrekelschleife bei geeigneter Wahl der Meßfrequenzen und der Pilotfrequenz die Filter wegzulassen.
• Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein System, bei dem das Meßsignal frequenzmoduliert ist und bei dem der zu stabilisierende. Verstärker der Zwischenfrequenzverstärker eines Überlagerungsempfängers ist. Hier wird das Pilotsignal zunächst durch Frequenzmodulation dem Misehoszillator des Überlagerungsempfängers aufmoduliert. Bei Empfang eines hochfrequenten Meßsignals wird dieses daher in ein zusätzlich mit dem Pilotsignal frequenzmoduliertes Zwischenfrequenzsignal umgexandelt, -welches verstärkt, amplitudenbegrenzt und demoduliert wird. Die Laufzeitstabilisierung erfolgt in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1+

Claims (1)

1. Patentanspruch Verfahren zur Stabilisierung der Signallaufzeit in Verstärkern und Empfängern, die zur Entfernungsmessung nach dem Signallaufzeit-Prinzip dienen und deren Eingangspegel im allgemeinen starken Amplitudenschwankungen unterliegen, so daß bei amplitudenmodulierten Signalen eine Verstärkungsregelung und bei frequenzmodulierten Signalen eine A@mplitudenbegrenzung stattfinden muß, dadurch gekennzeicI-nest, daß das Eingangssignal durch eine vor dem Verstärker liegende Modulationseinrichtung mit einem sinusförmigen Pilot Signal moduliert wird und daß nach Verstärkung, Demodulation und Abtrennung des Pilotsignals durch ein Filter der Phasenunterschied zwischen Verstärkereingang und Verstärkerausgang mittels eines elektronisch gesteuerten Phasenschiebers und einer Regelschleife konstant gehalten wird, so daß auch die Signallaufzeit des eigentlichen Meßsignals stabilisiert wird.