DE1766154B1

DE1766154B1 - PROCESS FOR TUNING A HIGH FREQUENCY POWER AMPLIFIER STAGE AND OR AN ADAPTATION NETWORK SWITCHED BETWEEN A HIGH FREQUENCY ANTENNA CIRCUIT AND AN ANTENNA

Info

Publication number: DE1766154B1
Application number: DE19681766154
Authority: DE
Inventors: Walter Winkler
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1968-04-10
Filing date: 1968-04-10
Publication date: 1971-02-25

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum vorzugsweise selbsttätigen Abstimmen einer Hochfrequenzendverstärkerstufe und/oder eines zwischen einem Hochfrequenzantennenkreis und einer Antenne geschalteten Anpassungsnetzwerkes, bei dem das Abstimmkriterium durch Betrags- und/oder Phasenmessung mittels einer Meßeinrichtung gewonnen wird.The invention relates to a method for preferably automatic Tuning a high frequency final amplifier stage and / or one between a high frequency antenna circuit and an antenna-switched matching network, in which the tuning criterion is obtained by measuring the amount and / or phase by means of a measuring device.

Verfahren dieser Art sind in den verschiedenartigsten Ausführungsformen bekannt. Es können dabei die verschiedenartigsten Abstimmkriterien herangezogen werden. So ist es beispielsweise bekannt, als Meßeinrichtung eine Vergleichseinrichtung zu verwenden, mit welcher der am Eingang des Ausgangsnetzwerkes auftretende transformierte reelle Widerstandswert mit einer bekannten Vergleichsimpedanz verglichen wird und in Abhängigkeit davon die Abstimmung des Transformationsnetzwerkes erfolgt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, über eine geeignete Meßeinrichtung das Betrags- und Phasenmaß des komplexen Antennenwiderstandes an irgendeinem Punkt der Schaltung zu messen und in Abhängigkeit von dieser Messung über eine geeignete Regeleinrichtung das Transformationsnetzwerk abzustimmen.Methods of this type are in the most varied of embodiments known. A wide variety of voting criteria can be used will. It is known, for example, to use a comparison device as the measuring device to use with which the transformed occurring at the input of the output network real resistance value is compared with a known comparison impedance and The transformation network is coordinated as a function of this. One Another possibility is to use a suitable measuring device to measure the amount and phase measure of the complex antenna resistance at any point in the circuit to be measured and, depending on this measurement, via a suitable control device coordinate the transformation network.

Bei all den bisher üblichen Verfahren wird die Abstimmung stets mit Dauerstrichleistung durchgeführt, und die Antenne strahlt während des gesamten Abstimmungsvorganges, der üblicherweise einige Sekunden dauert, Leistung ab. In manchen Anwendungsbereichen ist dies aber von Nachteil, denn ein Sender, der auf diese Weise abgestimmt wird, kann während relativ langer Zeit durch Peilverfahren leicht geortet werden.With all the usual procedures up to now, the coordination is always with Continuous wave power carried out, and the antenna radiates during the entire tuning process, which usually takes a few seconds. In some areas of application but this is a disadvantage, because a station that is tuned in this way, can be easily located for a relatively long time using DF methods.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man bereits versucht, den Sender während der Abstimmung nur mit einer relativ geringen Leistung anzusteuern. Bei diesen als sogenannte Stummabstimmung bekanntgewordenen Abstimmverfahren kann die Abstimmung durch über die Senderantenne empfangene Signale von außen beeinträchtigt werden, was nur durch stark erhöhten schaltungstechnischen Aufwand verringert werden kann. Außerdem sind durch die zunehmende Verbesserung der Empfindlichkeit von Hochfrequenzempfängern diesem bekannten Abstimmverfahren Grenzen gesetzt.To avoid this disadvantage, attempts have already been made to use the transmitter to control only with a relatively low power during the vote. at This voting procedure, known as so-called mute voting, can be used by the Tuning affected by signals received from outside via the transmitter antenna which can only be reduced by greatly increased circuitry effort can. In addition, due to the increasing improvement in the sensitivity of high-frequency receivers This known voting procedure has its limits.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Abstimmen einer Hochfrequenzendverstärkerstufe bzw. eines Antennenanpassungsnetzwerkes aufzuzeigen, bei dem während des Abstimmvorganges der Sender mit den bisher üblichen Peilverfahren nicht geortet werden kann.It is the object of the invention to provide a method for tuning a high-frequency final amplifier stage or to show an antenna matching network in which during the tuning process the transmitter cannot be located with the direction finding methods that have been used up to now.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten Art, dadurch gelöst, daß die Hochfrequenzleistung während des Abstimmvorganges nur impulsweise abgegeben wird und während dieser aufeinanderfolgenden Leistungsimpulse das Abstimmkriterium gewonnen und gespeichert wird, so daß sowohl während der Leistungsimpulse als auch während der Impulslücken die Abstimmung durchführbar ist.According to the invention, this object is achieved on the basis of a method of the type mentioned, solved in that the high frequency power during of the tuning process is only given in pulses and successive during this Power pulses the tuning criterion is obtained and stored so that both The coordination can be carried out during the power pulses as well as during the pulse gaps is.

Wird die Impulsdauer je nach Frequenzbereich und Schaltungsart des Senders beispielsweise zwischen 1,us und 100 ms gewählt, so ist es mit dem bisher gebräuchlichen Peilverfahren, beispielsweise mit Doppler-Peilern od. dgl., nicht möglich, während dieser kurzen Sendezeit den Sender zu orten. Trotzdem kann das Abstimmkriterium bei voller Senderleistung gewonnen werden, so daß die Abstimmung sehr genau und völlig störungsfrei durchgeführt werden kann, ohne eine Beeinträchtigung des Abstimmvorganges, beispielsweise durch Signale fremder Sender, die durch die Sendeantenne aufgenommen werden, befürchten zu müssen. If the pulse duration is selected between 1, us and 100 ms, depending on the frequency range and the type of circuit of the transmitter, it is not possible to locate the transmitter during this short transmission time with the direction finding method used up to now, for example with Doppler direction finders or the like . Nevertheless, the tuning criterion can be obtained at full transmitter power, so that tuning can be carried out very precisely and completely without interference, without having to fear that the tuning process will be impaired, for example by signals from other transmitters that are picked up by the transmitting antenna.

Um während der Impulslücken eine Störung des Abstimmvorganges zu vermeiden, ist es zweckmäßig, geeignete Vorkehrungen zu treffen, daß während dieser Impulslücken die Gewinnung und Speicherung eines neuen Abstimmkriteriums unterbunden wird, also eines Abstimmkriteriums, das von dem während des vorhergehenden Leistungsimpulses gewonnenen Abstimmkriterium abweicht. Hierfür gibt es die verschiedenartigsten Möglichkeiten. So könnte beispielsweise die Antenne vom Anpassungsnetzwerk bzw. der Senderendstufe ganz abgeschaltet oder kurzgeschlossen werden. Zweckmäßig ist es, diese Unterbindung der Erzeugung eines neuen Abstimmkriteriums durch einfaches Abschalten der Meßeinrichtung von der eigentlichen Abstimm- und Speichereinrichtung bzw. der Hochfrequenzeingangsseite durchzuführen. Es genügt dabei, wenn mit einfachen Schaltern beispielsweise die Meßeinrichtung vom Speicher getrennt wird, in welchem das während der Leistungsimpulse erzeugte Abstimmkriterium gespeichert wird, um von hier aus der eigentlichen Abstimmeinrichtung zugeführt zu werden.In order to avoid a disruption of the tuning process during the pulse gaps, it is advisable to take appropriate precautions to ensure that during this pulse gaps the acquisition and storage of a new voting criterion is prevented, so a tuning criterion different from that during the previous power pulse obtained voting criterion deviates. There are many different ways of doing this. For example, the antenna from the matching network or the transmitter output stage completely switched off or short-circuited. It is useful to prevent this the generation of a new tuning criterion by simply switching off the measuring device from the actual tuning and storage device or the high-frequency input side perform. It is sufficient if, for example, the Measuring device is separated from the memory, in which that during the power pulses The voting criterion generated is saved in order to use the actual voting facility from here to be fed.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch die Meßeinrichtung in bekannter Weise während der kurzen Impulse festgestellt, in welcher Richtung durch die Abstimmeinrichtung die Senderendstufe-oder das Transformationsnetzwerk abgestimmt werden soll, um den vorgegebenen Sollwert zu erreichen. Zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen läuft dabei die Abstimmeinrichtung in dieser beim vorhergehenden Impuls bestimmten Abstimmrichtung frei weiter. Wird durch die Meßeinrichtung bei einem Impuls eine Änderung bzw. Umkehr der Abstimmrichtung festgestellt, so können gleichzeitig mit dem dadurch bedingten Umschalten der Laufrichtung der Abstimmeinrichtung gleichzeitig über eine geeignete Steuerschaltung die Impulslücken der aufeinanderfolgenden Leistungsimpulse verringert werden, so daß die Abstimmungszeit verkürzt wird. In manchen Fällen kann es von Vorteil sein, von vornherein die Impulse mit zunehmend kürzeren Impulslücken zu wählen, so daß automatisch am Ende des Abstimmvorganges die Gewinnung des Abstimmkriteriums in aufeinanderfolgend kürzeren Abständen erfolgt. Mit diesen beiden Maßnahmen wird eine schnelle Abstimmung mit geringer Anzahl von Impulsen auf den Sollwert ermöglicht. Die Genauigkeit der Abstimmung ist von der Anzahl der Impulse und der Staffelung der Laufzeit der Abstimmeinrichtung abhängig. Die Abstimmeinrichtung muß nicht während der Dauer des Impulses und der Impulslücke ständig eingeschaltet sein. Bei diesem Abstimmverfahren kann mit einem beliebigen variablen unabhängigen Programm für die Impulsdauer und die Impulslücke und mit einem zusätzlichen Programm für die Staffelung der Laufzeit der Abstimmeinrichtung während der Impulslücken abgestimmt werden.In the method according to the invention, the measuring device determined in a known manner during the short pulses in which direction through the tuning device, the transmitter output stage or the transformation network should be coordinated in order to achieve the specified target value. Between successive pulses while the tuning device runs in this at previous pulse determined tuning direction freely further. Used by the measuring device a change or reversal of the tuning direction detected in the event of a pulse, see above can be done simultaneously with the switching of the running direction of the tuning device caused by this at the same time the pulse gaps of the successive ones via a suitable control circuit Power pulses are reduced, so that the tuning time is shortened. In In some cases it can be advantageous to start with increasing the impulses to choose shorter pulse gaps, so that automatically at the end of the tuning process the tuning criterion is obtained at successively shorter intervals. With these two measures, a quick coordination with a small number of Impulses to the setpoint possible. The accuracy of the vote is of the Number of pulses and the graduation of the running time of the tuning device dependent. The tuning device does not have to be during the duration of the pulse and the pulse gap be switched on all the time. In this voting procedure, any variable independent program for the pulse duration and the pulse gap and with an additional program for staggering the term of the voting facility be tuned during the pulse gaps.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment.

F i g. 1 zeigt im Prinzipaufbau eine Schaltungsanordnung zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens; F i g. 2 zeigt einen Impulszug, mit welchem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Senderendstufe impulsgetastet werden kann.F i g. 1 shows the basic structure of a circuit arrangement to the Execution of a method according to the invention; F i g. 2 shows a pulse train, with which, in the method according to the invention, a transmitter output stage are pulsed can.

Bei der in F i g. 1 schematisch angedeuteten Hochfrequenzsenderanordnung ist zwischen der eigentlichen Senderendverstärkerstufe S und der Antenne A ein Transformationsnetzwerk T geschaltet. Das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als n-Glied mit zwei abstimmbaren Drehkondensatoren und einer abstimmbaren Querinduktivität aufgebaute Transformationsnetzwerk kann in bekannter Weise durch eine schematisch angedeutete Regelanordnung R abgestimmt werden, und zwar in Abhängigkeit von einer ebenfalls an sich bekannten Meßeinrichtung M, die gemäß einem der oben angegebenen bekannten Verfahren ein Regelkriterium für das Transformationsnetzwerk erzeugt. Hierdurch wird die Antennenimpedanz auf einem vorbestimmten reellen Arbeitswiderstand am Ausgang der Senderendstufe transformiert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Meßeinrichtung M mit der Senderendstufe S über einen Schalter U verbunden und bestimmt über eine Spannungsmessung den an der Senderendstufe vorhandenen Außenwiderstand nach Betrag und Phase.In the case of the in FIG. 1 schematically indicated high-frequency transmitter arrangement is a transformation network between the actual transmitter amplifier stage S and the antenna A. T switched. In the embodiment shown as an n-element with two tunable Variable capacitors and a tunable shunt inductance built up transformation network can be tuned in a known manner by a control arrangement R indicated schematically depending on a measuring device which is also known per se M, which is a control criterion for according to one of the known methods given above the transformation network is generated. This will reduce the antenna impedance to a transformed predetermined real working resistance at the output of the transmitter output stage. In the exemplary embodiment shown, the measuring device M is connected to the transmitter output stage S is connected via a switch U and determines the on via a voltage measurement external resistance of the transmitter output stage according to amount and phase.

Gemäß der Erfindung wird die Senderendstufe S bei der Abstimmung nicht dauernd mit voller Leistung betrieben, sondern nur impulsgetastet. Am Eingang E der Senderendstufe wird zu diesem Zweck beispielsweise eine impulsgetastete Radiofrequenz eingespeist, und zwar mit einer Impulsdauer t", von etwa 1,us bis 100 ms. Die Impulslücken können konstant sein. Es kann aber auch durch eine geeignete Steuereinrichtung dafür gesorgt sein, daß in Umgebung der Sollabstimmung diese Impulslücken automatisch kleiner werden. In F i g. 2 ist ein Impulszug für die Abstimmung gezeigt, bei dem die aufeinanderfolgenden Impulslücken t1, t2, t3 . . . zunehmend kleiner werden, so daß hierdurch automatisch gegen Ende des Abstimmvorganges die Meßeinrichtung in kürzeren Abständen zum Einsatz kommt.According to the invention, the transmitter output stage S is not operated continuously at full power during the vote, but only pulsed. For this purpose, a pulse-controlled radio frequency is fed in at input E of the transmitter output stage, for example, with a pulse duration t "of about 1. us to 100 ms. The pulse gaps can be constant. However, a suitable control device can also ensure that In Fig. 2 a pulse train for the tuning is shown in which the successive pulse gaps t1, t2, t3 ... become increasingly smaller, so that automatically towards the end of the tuning process the measuring device is used at shorter intervals.

An Stelle der Zufuhr einer bereits impulsgetasteten Hochfrequenzeingangsspannung am Eingang der Senderendstufe kann auch eine Impulstastung der an die Antenne abgegebenen Hochfrequenzausgangsleistung beispielsweise durch Umsteuern der Gitterspannung der Sendemöhre dieser Endstufe erfolgen. Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist nur, daß während des Abstimmvorganges durch die Antenne nur eine impulsgetastete Abstrahlung erfolgt.Instead of supplying an already pulsed high-frequency input voltage At the input of the transmitter output stage, a pulse keying of the transmitted to the antenna can also be performed High frequency output power, for example by reversing the grid voltage of the Sendemöhre this output stage take place. Essential for the method according to the invention is only that during the tuning process by the antenna only a pulse-gated Radiation takes place.

Um während der Impulslücken eine Störung des Abstimmvorganges beispielsweise durch in der Senderendstufe während der Impulslücken auftretende Störspannungen oder, was vor allem zu befürchten ist, durch während der Impulslücken auftretende Störspannungen, die von durch die Antenne empfangenen Signalen anderer Sender hervorgerufen werden, zu vermeiden, ist es von Vorteil, durch geeignete, in Abhängigkeit von den Impulsen gesteuerte Schalteinrichtungen dafür zu sorgen, daß während dieser Impulslücken kein neues Abstimmkriterium gewonnen wird, d. h. während dieser Impulslücken die Meßeinrichtung unwirksam ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck zwischen der Meßeinrichtung M und der den Speicher enthaltenden eigentlichen Regeleinrichtung R ein in Abhängigkeit von den Impulsen gesteuerter Schalter U vorgesehen, der während der Impulslücken geöffnet wird, so daß dem Speicher während dieser Zeit kein gegebenenfalls durch die Meßeinrichtung M gewonnenes neues Abstimmkriterium zugeführt wird.In order to disturb the tuning process during the pulse gaps, for example due to interference voltages occurring in the transmitter output stage during the pulse gaps or, what is to be feared above all, by occurring during the impulse gaps Interference voltages caused by signals from other transmitters received by the antenna to be avoided, it is beneficial by appropriate, depending on the Pulse-controlled switching devices to ensure that during these pulse gaps no new voting criterion is obtained, d. H. during these pulse gaps the Measuring device is ineffective. In the exemplary embodiment shown, this is related to this Purpose between the measuring device M and the actual containing the memory Control device R a switch U controlled as a function of the pulses is provided, which is opened during the pulse gaps, so that the memory during this time no new tuning criterion possibly obtained by the measuring device M is fed.

Claims

Claims: 1. Method for preferably automatic voting a high-frequency final amplifier stage and / or one between a high-frequency antenna circuit and an antenna-switched matching network, in which the tuning criterion is obtained by measuring the amount and / or phase by means of a measuring device, characterized in that the high frequency power during the tuning process is only emitted in pulses and during these successive power pulses the tuning criterion is obtained and stored, so that both during the power pulses as well as during the impulse gaps the vote can be carried out.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that the extraction and storage of a new voting criterion is prevented from being used by the during of the previous power pulse obtained and stored tuning criterion deviates.

3. The method according to claim 2, characterized in that during the Pulse gaps the measuring device at the input and / or output of the rest of the control circuit is switched off.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the pulse duration (t ",) and the pulse gaps (t1, t2, t3) can be set independently of one another and the time of actuation of the tuning element within the duration of the pulse gaps can also be set at will.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized characterized in that the pulse gaps depend on the measuring device or of the tuning control circuit as the tuning approaches the predetermined one Setpoint can be set increasingly smaller.