DE1811554C - Funkecho-Entfernungsmeßgerät mit zielentfernungsabhängig gepulstem Hohlraumoszillator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Funkecho-Entfernungsmeßgerät, insbesondere .jur Höhenmessung, bei dem der Zeitabstand zwischen der periodischen Alissendung eines Sendeimpulses durch einen Sender und dem Empfang des reflektierten Impulses durch einen Empfänger gemessen wird, und dessen Sender einen von einer Synchronisierungsschaltüng, die den Beginn jedes Sendeimpulses bestimmt, gesteuerten Impulsgeber und einen von diesem angesteuerten, normalerweise in Ruhestellung befindlichen Hohlraumoszillator enthält, dessen Sendeimpulsdauer mit zunehmender Entfernung des Ziels vergrößert wird bzw. umgekehrt, wodurch sich infolge des Einschwingvorganges im Hohlraumoszülator die Amplitude am Ende des Sendeimpulses entsprechend ändert.

Derartige Funkecho-Entfernungsmeßgeräte werden häufig als Höhenmesser in Flugzeugen verwendet, insbesondere zur genauen Höhenmessung in Bereichen von einigen hundert Metern bis herunter zu wenigen Metern. Durch Veränderung der Impulsbreite der Sendeimpulse in Abhängigkeit von der gemessenen Höhe wird bei gelingen Höhen weniger Energie abgestrahlt, so daß beim Empfang der Echoimpulse eine bessere Zeitauflösung und eine bessere Trennung unerwünschter Störsignalc erhalten werden kann. Mit zunehmender Höhe werden die Sendeimpulse proportional vergrößert. Es ist nun bei einem Funkecho-Entfemungsmeßgeiat bekannt, eine Veränderung der Dauer der Scrdeimpulse mit Hilfe eines dem Hohlraumoszillaior nachgeschalteten Mikrowellenschalters vorzunehmen, der die Ausgangssignalc des Hohlraumoszillators tastet. Ein derartiges Verfahren verursacht jedoch den Nachteil, daß normalerweise nur ein geringer Teil der durch den Hohlraumoszillator abgegebenen Energie zur Entfernungsmessung herangezogen wird, weil ein bestimmter Bruchteil der Energie durch den Mikrowellenschalter ausgeblendet wird. Dieser Nachteil macht sich insbesondere bei geringen Höhen bemerkbar. Ein weiterer Nachteil liegt in den Schwierigkeiten, die eine Abschirmung und das Abführen ausgeblendeter Energie mit sich bringen, insbesondere bei einer Anwendung des Funkccho-Entfcrnungsmcßgcrätes in Flugzeugen, deren andere hochempfindliche Geräte gegen Störsignale abgeschirmt sein müssen.

Es ist ferner ein Funkecho-Entfernungsmcßgerät bekannt, bei dem der Sender von einem Tastgenerator angesteuert wird, so daß durch Veränderung der Tastimpulsc auch die Dauer der Sendeimpulse geändert werden kann. Hohlraumoszillatorcn eignen sich jedoch gewöhnlich nicht für einen genau steuerbaren Betrieb. Trotz Einhaltung sehr enger Fehlergrenzen können Hohlraumoszillatoren einer bestimmten Bauart voneinander abweichende Betriebskcnnlinien aufweisen. Auch kann durch andere Parameter, z. B. durch Temperaturschwankungen, die Arbcitskcnnlinic eines Hohlraiimoszillators verändert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ftinkccho-F.ntfcrnungsmeßgeriit mit einem Hohlraumoszillator zu schaffen, das einfach aufgebaut ist und bei unterschiedlichen IJmgcbungsbcdingungcn und Entfernungen wirtschaftlich betrieben werden kann.

Bei einem Gerät der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an den Ausgang .'les Hohlrüiimoszillators eine Erfassungscinrichtung angeschlossen ist, die in Abhängigkeit von der Leistung voraufgegangener Sendeimpulse des Hohlraumoszillators ein Meßsignal an eine Steuereinrichtung gibt, die eine Vergieichsstufe enthält, in der das Meßsignal mit einem Sollwert verglichen wird, daß ein Programmschaltkreis vorgesehen is*, der das so erhaltene Vergleichssignal mit dem der gemessenen Entfernung entsprechenden Entfernungssignal zu einem Programmsignal vereinigt, das dem Impulsgeber zur Steuerung des Endes des von diesem abgegebenen Impulses und damit der Dauer des Sendeimpulses zugeführt wird.

Bei der Erfindung wird also der als Sender betriebene Hohlraumoszillator mit Impulsen angesteuert, deren Breite abhängig ist von einem Vergleich der Leistung voraufgegangener Sendeimpulse und einem aus der gemessenen Entfernung gebildeten Entfernungssignals. Die Leistungsabgabe des Hohlraumoszillators ist daher nicht nur abhängig aa von der jeweils gemessenen Entfernung, sondern auch von der jeweils abgegebenen Augenblickleistung. Der Hohlraumoszillator gibt auf diese Weise nur so viel EncTgie ab, wie zur befriedigenden Durchführung einer Entfernungsmessung erforderlich ist. »5 Da keine überschüssige Energie ausgeblendet wird, treten auch keine Schwierigkeiten bei der Vernichtung dieser Energie und in der Abschirmung auf. Unabhängig von sich ändernden Betriebsparametern des Hohlraumoszillators kann somit mit Hilfe des erfindungsgemäßen Gerätes ein optimaler Betrieb sichergestellt werden.

Das erfindungsgemäße Entfernungsmeßgerät erfordert also einen geringen Leistugsverbrauch und zeichnet sich durch eine wenig aufwendige Herstellung aus, da nur wenige Bauelemente, Abschirmung und Isolation usw. erforderlich sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Signalformen, die beim Betrieb des erfindungsgemäßen Gerätes auftreten,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Höhenmessers,

Fig. 3 eine schematische Darstellung weiterer im Betrieb auftretender Signale des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 und

Fi g. 4 ein teilweise schematisches Schaltbild eines Teils des Ausführungsbeispiels von F i g. 2.

In F i g. 1 ist die Arbeitsweise eines im Bereich von 4000 MHz arbeitenden Hohlraumoszillators veranschaulicht, wie er bei dem erfindungsgemäßcn Echo-Entfernungsmeßsystem benutzt werden kann. Solch ein Oszillator kann so ausgelegt werden, daß er durch Gitterimpulse betrieben wird. Wenn der Oszillator einen Impuls erhält, beginnt er mit gcringer Amplitude zu schwingen. Die Amplitude wird während einer bestimmten Zeitdauer allmählich größer. Die Geschwindigkeit, mit der die Amplitude anwächst, ist selbst bei Hohlraumoszillatoren gleicher Bauweise sehr unterschiedlich und int auch von Umgcbiingsbedingungen, beispielsweise der Temperatur, abhängig.

Am Ende des Gitterimpulses wutUcn die Schwingungen des Oszillators nicht sofort beendet. Vielmehr klinp.cn die Schwingungen allmählich während eines bestimmten Zeitintervall ab. Die nilmählich gedämpften Schwingungen zeigen ein ähnliches Bild wie die Anfangsschwingungen. Diese Merkmale eines HF-Oszillators sind in den Kurvcnzügcn 10 und 12

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von Fig. ι gezeigt. Der Kurvenzug 10 zeigt die wird, gelangt ein Taktsperrsignal von dem Empfän-

Gittenmpulse 14, 15 und 16 für den Oszillator über ger 38 über die Leitung 54 zu dem Zeitvergleicher

einer Zeilachse 18, die als Bezugsniveau dient. 40. Der Programmgeber 46 dient ebenfalls dazu, den

Der Kurvenzug 12 zeigt drei Intervalle, in denen Arbeitstakt des Sytems zu geben. Zu diesem Zweck HF-Schwingungen, nämlich HF-Signale 20, 22, 24, 5 ist er über die Leitung 56 an den Empfänger 38 gecrzeugt werrk-n. Der zeitliche Ablauf der Schwingun- schaltet. Nach jedem Arbeitszyklus wird der Zeitvergen 12 ist auf die Impulse 10 bezogen. Bei jeder Er- gleicher 40 durch ein Signal zurückgestellt, das von zeugung eines HF-Signals, leitet die Vorderflanke der der Synchronisierurigssehaltung44 über eine Leitung Gittorimpulse 14, 15, 16 eine Periode ein, in der die 58 abgegeben wird.

Amplitude der HF-Schwingungen ansteigt. Auf ahn- 10 I_n dem Sender 26 befindet sich ein Hohlraumosz.illiche Weise kennzeichnen die Hinterflanken der lator 60 als Quelle für HF-Energie mit einer Fre-Gitterimpulse 14, 15 und 16 den Beginn der ge- qucnz von 4300 MHz. Der Hohlraumoszillator wird dämpften Schwingungen der Signale 20, 22 und 24. bei der HF-Frequenz auf bekannte Weise betrieben. Wenn daher ein Impuls an den Oszillator gelangt, Er wird über das Steuergitter 61 einer Triode 62 gebeginnt eine Schwingung mit wachsender Amplitude, 15 steuert, die einen Teil des Hohlraumoszillators 60 so daß eine Ausgangsleistung wachsender Amplitude bildet.

abgegeben wird. Der Oszillator schwingt nach dem Die Ausgangssignale des Hohlraumoszillators 60 Abfallen des Gitterimpulses weiter und gibt eine gelangen über eine in der -^adartechnik bekannte Ausgangsleistung mit einer allmählich auf einen un- Kopplung 64 zur Sendeantenne 28. Die Ausgangswesentlichen Wert abfallenden Amplitude ab. so signale des Oszillators 60 werden auch von einem

Die Geschwindigkeit, mit der die Schwingungen Videodetektor 66 erfaßt und bilden eine Meßprobe aufgebaut und gedämpft werden, ist selbst bei glei- fü:· die Leistung des Oszillatorausgangs. Der Videochen Oszillatoren verschieden und Veränderungen detektor 66 kann wie üblich eine Diode enthalten, in den Umgebungsbedingungen unterworfen. Durch die ein Meßsignal über eine Leitung 68 an einen besondere Maßnahmen wird diesen Abweichungen 25 Videoverstärker 70 abgibt, der einen Impulsformer entgegengewirkt, indem die Ausgangsleistung des enthält. Das Signal von dem Verstärker 70, das ein HF-Oszillators gemessen und ein entsprechender Maß für die Ausgangsleistung des Oszillators 60 ist, Meßimpuls für die spätere Steuerung des Oszillators wird an eine Steuereinrichtung 72 des Senders abgegi'vpeichert wird. geben, die das Signal mit einem Sollwert vergleicht

Beim Funkccho-Entfcrnungsmeßgerät gibt ein 30 und ein Vergleichssignal erzeugt. Die Steuerschal-Sender 26 (Fig. 2) ein HF-Signal an eine Sender- Hing 72 gibt das Vergleichssignal an einen Proantenne 28 ab. Die abgestillte Welle trifft auf ein grammschaltkreis 74, der von dem Zeitvergleicher 40 Objekt, beispielsweise den Boden 30 auf, wie es über eine Leitung 76 ein Signal empfängt, das von durch die unterbrochene Linie 32 gezeigt ist. Die der gemessenen Höhe bzw. dem gemessenen Abstand vom Bo'len 30 reflektierte Welle pflanzt sich selbst- 35 abhängt. Auf diese Weise wird eine Gföße, die den verständlich in verschiedenen Richtungen fort. Der voraufgegangenen Betriebszustand des Oszillators 60 Weg des Echosignals, welches von dei Empfangs- kennzeichnet, mit einer Größe verknüptt, die der antenne 36 aufgenommen und als elektrisches Signal augenblicklichen Entfernung oder Höhe entspricht, an den Empfänger 38 weitergegeben wird, ist durch und ein Programmsignal gebildet, das über eine Lcidic unterbrochene Linie 34 dargestellt. 40 tungJ28 an einen impulsgeber 80 gelangt, der die

Wie bei bekannten Impulsecho-Radarsystcmen Gittcrimpulsc für den Sender erzeugt, wird bei dem erfindungsgemäßen Gerät die Zci*. zwi- Der Gitterimpulsgeber HO erhält ein Startsignal sehen der Abstrahlung des Signals durch die Antenne vom Startimpulsgebet 82. der seinerseits von der 28 bis zum Empfang des Echosignals durch die An- Synchronisicrungsschaltung 44 angesteuert wird. Der tenne 36 gemessen Da die Fortpflanzungsgeschwin- 45 Slartimpulsgcber 82 gib; einen kurzzeitigen Impuls digkcit des ausgestrahlten Signals und des Echo- zur Steuerung des Impulsgebers 80 üb, so daß ein signal» bekannt (und konstant) ist, ist das gemessene Steuerimpuls veränderlicher Zeitdauer auflöst Zeitintervall direkt zu der durchlaufenen Entfernung wird, der über jinen Verstärker 84 an das Gi^!tcr61 proportional. In dem Schaltbild nach Fig. 2 wiru der Triode 62 gelangt. Der Impulsgeber 80 betätigt das Zeitintervall in einem Zeitvergleicher 40 be- 50 den Oszillators 60 während einer bestimmten Zeitstimmt, der ein elektrisches Signal an das Meßgerät dauer, die durch die Amplitude de- Programmsignals 42 abgibt, das den Abstand oder die Höhe anzeigt. bestimmt wird, das von dem I'rogrammschaltkreis

Die in F i g. 2 gezeigte Schaltung enthält eine Syn- 74 über 'lic Leitung 128 zugeführt wird. So wird dit

chronisierungsschaltung 44 und einen Programm- Zeitdauer., während der der Oszillator 60 schwingt

geber 46. Die Synchronisierungsschaltung 44 legt die 55 gesteuert in Abhängigkeit von

grundlegende Impiilsfolgefrcqucn/. fest und erzeugt I. dem gerade vorangegangenen Betriebszustand

die Taktimpulse für den Mcßbctri.-b. Mit dieser d. h. der Leistung voraufgegangener Sende

Schaltung können auch ausgehende Signale und impulse und

Echosignale vorgetäuscht werden, um mit Kontroll- 2. dem gegenwärtigen Arbeitsbereich bzw. der ge

Signalen die verschiedenen Arbeitspunkte einstellen 60 messcnui Entfernung,

zu können. In der in Fig. I gezeigten Schaltung wird in zy

Die SynchronisicrungsschalUing 44 ist mit dem klisch wiederkehrenden Intervallen, die von den tat

Empfänger 38 über eine Leitung 48 und mit dem sachlichen Mcßinlervallcn getrennt sind, der Arbeits

Programmgeber 46 über eine Leitung 50 verbunden. pegel des Empfängers 38 und des Senders 26 ein»c

Der Programmgeber 46 leitet einen Arbcitsz>klus fis McIIt. So ist beispielsweise die Nenn-Folgcfrequen

einer Entfernungsmessung dadurch ein, daß ein Si- im Mittel etwa 500 Mikrosekunden. Dieses Interva

|»nal über die Leitung 52 an den Zcitvcrulcichcr 40 schließt folgende Abschnitte ein: Ein Mcßintenal

wird. Wenn danach ein Echo empfangen in den der beobachtete Abstand gerne.:;».n wird, ei

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Intervall, in dem zur Steuerung des Senders der aufgeladen, die den Gitterimpulsgeber 80 mit dem

Arbcitspcgel des Senders gebildet wird, und ein Programmschaltkreis 74 verbindet. Das Arbcitsintcr-

AVR-lnlcrvall. in dem die automatische Verstär- vall des Oszillators fiO wird daher in Ubercinstim-

kungsregelung eingestellt wird. Diese einzelnen mung mit dem Programmsignal gesteuert, welches

Intervalle sind in F i g. 3 gezeigt, in der die Takt- 5 von dem Programmschaltkrcis 74 erzeugt und von

signale dargestellt sind, die in der Synchronisierungs- dem Gitterimpulsgeber 80 empfangen wird,

schallung 44 (Fig. 2) gebildet werden. Wenn der Multivibrator 100 durch den Impuls 99

Die Synchronisierungsschaltung 44 enthalt einen vom Startimpulsgeber 82 gesetzt wird, liefert der

variablen Taktgeber 85, der Taktimpulse 83 abgibt, Multivibrator einen Strom über einen Widerstand

die in der Wellenform 84 (F i g. 3) gezeigt sind. In io 106 an einen Kondensator 108, der einen linearen

einem Ausführungsbeispiel haben die Taktimpulse Spannungsanstieg an dem Knotenpunkt 110 zwischen

eine Periode von 125 Mikrosckundcn, die als Funk- diesen Komponenten erzeugt. Der Kondensator 108

tion der Ist-F.ntfernung variiert wird. LIm diese Ver- liegt an einem Knotenpunkt 117, der mit dem Emit-

iinderung zu erreichen, wird das F.ntfcrnungssignal ter des Transistors 114, dem Kondensator 122 und

in der Leitung 76 dem Taktgeber 85 zugeführt, der 15 über eine Diode 124 mit dem Be/.ugspotential zur

einen variablen Oszillator enthält. Wenn der Abstand Steuerung des Pegels verbunden ist, auf dem sich der

wächst, wächst auch die Amplitude des Entfernungs- Anschluß 119 befindet. Der Knotenpunkt 110 ist

signals, und die Frequenz der Taktimpulse wird ver- über eine Diode 112 mit der Basis des Transistors

mindert. Außer dem Taktgeber 85 enthält die Syn- 114 verbunden, der ebenfalls durch eine Tunneldiode

chronisieiungsschaltung 44 einen Pulsfolgegenerator, 10 an den Knotenpunkt 117 geschaltet ist.

der ein sich mit der Impulsfolgefrequenz wieder- Beim Betrieb wächst der lineare Spannungsanstieg

holendes, durch 86 dargestelltes Taktsignal erzeugt. an dem Knotenpunkt 110 (beim Entladen des Kon-

Dcr Reziprokwert der Pulsfolgefrequenz (PFF), also densators 122) so weit an, daß die Tunneldiode im

die Pulsfolgepcriode. beträgt z. B. 500 Mikro- Bereich des negativen Widerstandes betrieben wird,

Sekunden. 45 so drS das Potential an dieser Diode plötzlich an-

In Fig. 3 sind weitere Taktsignal dargestellt, ins- steigt, wobei der Transistor 114 sehr schnell eingc-

besondcre das Signal 88 an der Torstufe für den schaltet wird.

Mcßbctricb. ein Signal 90 für die Anpassung des Das ins Negative gehende Signal am Kollektor des

Senders und ein Torsignal 93 an dem Empfänger für Transistors 114 wird durch einen von einem Kon-

dic automatische Verstärkungsregelung. 30 densatorllS und einem Widerstand 120 gebildeten

In der Schaltung werden in Abständen Gitter- Parallelschaltkrcis 121 an die Leitung 104 angckopimpulsc 89 für den Sender erzeugt, deren Zeitform pelt, durch das der Multivibrator 110 zurückgesetzt bei 10 in Fig. 1 gezeigt ist. Die Gitterimpulse 89 und wird. Wenn daher der Transistor 114 aufgesteuert die Kurve 91. die die Echoinipulse 92 zeigt, sind so wird, wird der Multivibrator 100 zurückgestellt, so miteinander verknüpft, daß die Zeitintervalle zwi- 35 daß das positive Potential am Widerstand 106 gesehen den Gittcrimpulscn 89 und den Echoimpulsen sperrt und der Gitterimpuls durch den Kondensator 92 die gemessene Entfernung angeben. 122 beendet wird. Das Zurückstellen des Multivibra-

In Fag. 4 ist der Sender aus Fig. 2 im einzelnen tors 100 bewirkt, daß der Transistor 114 zugesteuert

dargestellt. Die Schaltblöcke tragen die gleichen Be- wird, so daß der Schaltkreis in seine Ruhestellung

zugszahlen wie in Fig. 2. In dem Sender gibt der 40 zurückkehrt.

Gittcrimpulsgeber 80 einen Impuls an den Oszillator Die Ladung des Kondensators 122 im Gitter-60. dessen Breite veränderlich ist. Der Startimpuls- impulsgeber 80 wird während ausgeblendeter Zeitgeber 82 wird durch ein Signal 97 betätigt, jedesmal, Intervalle durch das Signal des Programmschaltkreiwenn dir Sender betätigt werden soll. Daher wird am ses 74 aufgebaut. Von der Programmstufe 74 wird Anfang die Vorderflanke des Signals 97 an den Start- 45 ein amplitudenmoduliertes Programmsignal erzeugt, impulsgeber 82 abgegeben, so daß ein Impuls 99 er- das den Kondensator 122 auflädt, wodurch die zeugt wird, der seinerseits zu einem Multivibrator Arbeitsperiode des Oszillators 60 festgeleg" wird. Die 100 gelangt. Amplitude des vom Programmschaltkreis 74 erzeug-

Dcr Multivibrator 100 wird durch den Impuls 99 ten Programmsignals hängt von zwei voneinander vom Startimpulsgeber 82 gesetzt und bleibt in diesem 50 getrennten Eingangsimpulsen ab. Der Programm-Zustand während einer veränderlichen Dauer, in der schaltkreis 74 erhält ein Signal über die Leitung 130, ein Gitterimpuls 14 (Fig. 1) über die Leitung 102 welches die im Augenblick gemessene Höhe bzw. (Fig. 4) abgegeben wird, um den Oszillator 60 anzu- Entfernung angibt. Zusätzlich erhält der Programmsteuern. Der Gitterimpuls besitzt verschiedene Dauer. schaltkreis ein Eingangssignal über die Leitung 132 wie es auch aus Fig. 1 hervorgeht. 55 das die unmittelbar vorangegangene Ausgangsleitunt

Um den Gitterimpuls zu beenden, wird der Multi- des Hohlraumoszillators 60 angibt. Der Programm

vibrato* 100 (Fig. 4) über eine Leitung 104 zurück- schaltkreis 74 verknüpft algebraisch die beiden auf

gestellt wie es im folgenden beschrieben werden soll. genommenen Signale und gibt ein Programinsigna

Das Zeitintervall des Multivibrators, wie er in dem ab. dessen Amplitude die Arbeitsperiode des Hohl

Gitterimpulsgeber 80 vorgesehen ist. hängt von dem 60 raumoszillators 60 und damit die Dauer der Sende

Potential ab, welches an dem Emitter eines Transi- impulse steuert. Im Betrieb des Programmschaltkrei

stors 114 liegt. Dieses Potential ist die in einem ses 74 legt ein Spannungsteiler 134 die Höhe fest, be

Kondensator 122 gespeicherte Ladung. Dieses Poten- der das Entfemungssignal wirksam werden soll. De

tial ist auf Werte unterhalb einer geringfügig negati- Spannungsteiler besteht aus den beiden Widerstän

ven Spannung durch eine Diode 124 begrenzt, die 65 den 136 und 138. die in Reihe mit einem Widerstän

mit eiincm mit einem negativen Bezugspotential vor- 140 geschaltet sind. Der Widerstand 140 ist seinei

gespannten Anschluß ü9 verbunden ist. Der Kon- seits mit der Basis eines Transistors 142 und übe

dcnsator 122 wird durch eine Eingangsleitung 128 einen mit einem Widerstand 143 in Reihe gescnalt«

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ten Kondensator 141 verbunden. Über den Widerstand 143 und den Kondensator 141 werden von da Synchronisicrungsschiillung kommende Torimpulse 145 angekoppelt. Die am Hingang des Schaltkreises auH'ctenden Torimpulsc steuern dessen Arbeitsweise, so daß der Gitterimpulsgeber 80 intermittierend durch amplitudenmodulierte Steuersienale betrieben wird.

Der Spannungsteiler 134 liegt mit seinem anderen Ende an der positiven Klemme einer Spannungsc|uelle. Der Knotenpunkt zwischen den Widerstanden 138 und 140 ist geerdet, während der "Knotenpunkt zwischen den Widerständen 136 und 138 mit der Basis eines Transistors 144 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 144 erhält das Entfernungssignal direkt durch die Leitung 130. während der Emitter des Transistors 142 das Vergleichssignai über die Leitung 132 von der Steuereinrichtung 72 erhält.

Die Kollektoren der Transistoren 142 und 144 sind mit der Eingangsleitung 128 des Gitterimpulsgebers 80 verbunden. Die Leitung 128 führt ein Signal, dessen Amplitude von dem Entfernungssignal (auf der Leitung 130) und dem Vergleichssignal (auf der Leitung 132) abhängig ist.

Wenn bei Betrieb des Programmschaltkreises das Torsignal 145 positiv ist, leitet der Transistor 142, und elf Vergleichssignai wird durch den Transistor 142 und die Leitung 128 an den Impulsgeber 80 weitergeben. Wenn jedoch das Torsignal 145 klein oder negativ ist, ist der Transistor 142 gesperrt, so daß nur der Widerstand 146 als Stromweg für das Steuersignal zu dem Impulsgeber 80 übrigbleibt. Zusätzlich bewirkt ein Strom vom Kollektor des Transistors 144. daß das Programmsignal positiver wird, wenn der Transistor 142 gesperrt ist, so daß sich breitere Gitterimpulse (größere Zeitdauer) für den Oszillator ergeben. Der Kollektorstrom des Transistors 144 verändert sich mit dem Entfernungssignal.

Das Entfernungssignal am Eingang des Programmschaltkreises 74 ist das die Höhe anzeigende Signal, welches von gerade vergangenen Arbeitszyklen abgeleitet wurde. Das von dem Programmschaltkreis 74 über die Leitung 132 empfangene Vergleichssignal ist direkt auf die Amplitude des Senderausgangssignals bezogen, wie sie während vergangener Arbeitsintervalle gemessen wurde. Die Erzeugung des von der Leitung 132 geführten Vergleichssignals in derSteuereinrichuing 72 für den Sender wird im folgenden beschrieben.

Die Steuereinrichtung erhält ein verstärktes, vom Videosignal des Detektors 66 abgeleitetes Meßsignal über den Verstärker 70. Die Steuereinrichtung 72 integriert die von den Ausgangssignalen des Oszillators 60 abgeleiteten Signale. Das als Meßprobe erzeugte Videosignal, das als Meßsignal der Steuereinrichtung 72 von dem Verstärker 70 zugeführt wird, gelangt durch eine Leitung 150 und eine Diode 152 an die Basis eines Transistors 154. Der angelegte Impuls ist negativ, und daher ist die Diode 152 entsprechend geschaltet.

Während des Intervalls der Sendersteuerung, das durch den Impuls 90 in Fig. 3 dargestellt ist, liegt ein positives Taktsignal für die Steuerung des Senders vor. Dieses Signal wird der Steuereinrichtung 72 durch eine Leitung 156 zugeführt. Das Taktsigna' wird dann über einen Ankonplungskreis. in dem ein Kondensator 158 und ein Widerstand 160 parallel geschaltet sind, an die Basis eines Transistors 162 gelegt. Der Emitter des Transistors 162 liegt über einen Widerstand 159 an der positiven Klemme einer Stromquelle, während der Kollektor des Transistors direki mit der Basis des Transistors 154 verbunden ist. Ein Kondensator 164 liegt zwischen dem Kollektor des Transistors 162 und Erde.

Wenn das an den Transistor 162 angelegte Taktsignal positiv ist, wird der Transistor gesperrt, und der Kondensator 164 nimmt ein Potential an, welches

ίο dem um den Spitzenwert des verstärkten, über die Diode 52 empfangenen Signals verminderten Gleichspannungspegel gleich ist. Der Kondensator 164 hält dieses Potential, bis das Potential auf der Leitung 156 negativ wird, so daß der Transistor 162 aufgesteuert wird. Der negative Rechteckimpuls, der auf diese Weise am Kondensator 164 erzeugt wird, wird an den Kondensator 166 über den Transistor 154 und den Transistor 168 abgegeben, so daß das Potential umgekehrt wird und der Kondensator den Impulsspitzenwert speichert. Die Transistoren 154 und 168 wirken als Verstärker. Der Emitter des Transistors 154 ist durch einen Widerstand 161 vorgespannt, und der Knotenpunkt 163 zwischen dem Kollektor des Transistors 154 und der Basis des Transistors 168 ist über einen Widerstand 165 vorgespannt und liegt über einen Kondensator 167 an Erde.

Der Kondensator 166 wird durch die Verstärker, die durch die Transistoren 154 und 168 gebildet sind, geladen und steuert die Basis des Transistors 170 an, der als Integrator wirkt, um ein gleichbleibendes Ausgangssignal zu erzeugen. Der von dem am Kondensator 166 liegenden Potential abgeleitete Strom gelangt über den Widerstand 172 an die Basis des Transistors 170 und wird durch einen Strom, der durch den Widerstand 174 von der negativen Klemme 176 einer Stromquelle stammt, ausgeglichen. Eine Veränderung in der Amplitude des Meßimpulses bewirkt daher eine entsprechende Potentialänderung am Kondensator 166, so daß der Verstärker mit dem Transistor 170, dessen Kollektor über einen Widerstand 171 vorgespannt ist. den Kondensator 178 entsprechend lädt oder entlädt. Der Strom, der zum Laden oder Entladen des Kondensators 180 benötigt wird, gleicht gerade die Änderung des durch den Widerstand 172 fließenden Stromes aus, um ein Vergleichssignal zu erzeugen.

Die Spannung am Kollektor des Transistors 17C wird über einen Widerstand 182 an einen Emitterfolger 180 gelegt, so daß dem Programmschaltkrei« 74 über die Leitung 132 ein stabiles, kontinuierliche! Vergleichssignal zugeführt wird.

Wenn das Potential des Emitterfolgers 180 abfällt bewirkt dies eine Verminderung der Zeitdauer, wäh rend der der Oszillator 60 betrieben wird, so daß eir Videoimpuls mit geringerer Amplitude erzeugt wird wie es bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrie hen wurde. Wenn ein geringeres Potential am Kon densator 166 auftritt, wird die Aur.gangsspannung au der Leitung 132 weniger negativ, so daß eine Rück kopplung zur Stabilisierung des Betriebes des Hohl raumoszillators 60 geschaffen ist.

Wie bereits erwähnt, ist der Hohlraumoszillator 6( in dem Sender (F i g. 4) merklichen Veränderunget beim Betrieb unterworfen. Daher werden von dei Ausgangssignalen des Senders durch den Videodetek tor 66 Meßproben entnommen, und ein Signal erzeugt das durch den Verstärker 70 verstärkt in die Steuer einrichtung 72 gegeben wird. Dieses Signal wird zi

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einem integrierten Potentialpegel umgeformt, der von dem gerade vergangenen Betriebszustand des Hohlraumoszillators 60 abhängt. Das Signal wird algebraisch mit dem Entfcrnungssignal in dem Programmschaltkreis /4 verknüpft, so daß ein Programmimpuls erzeugt wird, der das Zeitintervall festlegt, während dem der Hohlraumoszillator 60 betrieben wird. Die Amplitude des Programmimpulses, die diese Information enthält, wird von dem Gitterimpulsgeber 80 in eine Gitterimpulsdauer umgewandelt, wobei der Gitterimpulsgeber 80 den Hohlraumoszillator 60 ansteuert.

Es sei angenommen, daß der Gitterimpuls 14 (Fig. 1) ein HF-Signal 20 auslöst, von dem ein Meßimpuls 200 mit einer bestimmten AmpliUide abgfcieitet wird. Ferner sei angenommen, daß die Amplitude der Meßprobe, die durch den Impuls 200 angedeutet ist, unter dem gewünschten Niveau liegt. Daraufhin wird die Amplitude des Programmsignals für die Impulsbreite angehoben. Der Gitterimpulsgeber erzeugt einen Impuls 15 mit längerer Dauer, und das übertragene HF-Signal 22 hat eine größere Amplitude. Die Amplitude kann auch zu groß sein, was einen erhöhten Meßimpuls 202 ergibt, so daß die entgegengesetzte Korrektur vorgenommen wird (Fi g. 1).

Die Gitterimpulse 10 zeigen die Korrektur bei einer bestimmten Höhe. Wenn sich jedoch die Höhe ändert, werden auch die Gitterimpulse geändert. So ist bei 204 eine Impulsfolge gezeigt, die den Impulsen bei 10 entspricht, jedoch durch eine merkliche Vergrößerung der Höhe abgewandelt ist, um fortschreitend längere Gitterimpulse zu erzielen.

Claims (7)

Patentansprüche: 35

1. Funkccho-Entfernuri^smcßgerät, insbesondere zur Höhenmessung, bei dem der Zeitabstand zwischen der periodischen Aussendung eines Sendeimpulses durch einen Sender und dem Empfang des reflektierenden Impulses durch einen 4c Empfänger gemessen wird, und dessen Sender einen von einer Synchronisierungsschaltung, die den Beginn jedes Sendeimpulses bestimmt, gesteuerten Impulsgeber und einen von diesem angesteuerten, normalerweise in Ruhestellung befindlichen Hohlraumoszillator enthält, dessen Sendeimpulsdauer mit zunehmender Entfernung des Ziels vergrößert wird bzw. umgekehrt, wodurch sich infolge des Einschwingvorganges im Hohlraumoszillator die Amplitude am Ende des Sendeimpulses entsprechend ändert, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Hohlraumoszillators (60) eine Erfassungseinrichtung (66) angeschlossen ist, die in Abhängigkeit von der Leistung voraufgegangener Sendeimpulse des Hohlraumoszillators (60) ein Meßsignal an eine Steuereinrichtung (72) gibt, die eine Vergleichsstufe enthält, in der das Meßsignal mit einem Sollwert verglichen wird, da£ ein P:ogrammschaltkreis (74) vorgesehen ist, der das so erhaltene Vergleichssignal mit dem der gemessenen Entfernung entsprechenden Entfernungssigiial zu einem Programmsignal vereinigt, das dem Impulsgeber (80) zur Steuerung des Endes des von diesem abgegebenen Impulses und damit der Dauer des Sendeimpulses zugeführt wird.

2. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (80) einen Multivibrator (100) enthält, der von einem Startsignal der Synchronisierungsschaltung (44, 82) zur Steuerung des Einschaltzeitpunktes des Senders und zur Steuerung des Abschaltzeitpunktes von einem Stopsignal angesteuert ist, wobei das Stopsignal von einem aktiven, in dem Impulsgebei (80) angeordneten Element (114) gebildet ist, auf das die Programmsignale gegeben werden und das das Stopsignal abgibt, wenn ein ausreichendes Potentini aufgebaut worden ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential an einem an dem aktiven Element (114) angeschlossenen Kondensator (122) gebildet und mit einem Bezugspotential (119) an einem in einer Richtung leitenden Element (124) verglichen wird.

4. Gerät nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmschaltkrcis (74) außer dem ersten Eingang (130) für die Zuführung des der Ist-Entfernung entsprechenden Entfernungssignals und dem zweiten Eingang (132) für die Zuführung des Vergleichssignals einen weiteren Eingang aufweist, auf den über einen Kondensator (141) und einen Spannungsteiler (134) Torimpulse (145) gegeben werden, mit denen zwei aktive Elemente (144, 142) angesteuert werden, von denen eines mit dem ersten Eingang (130) und das andere mit dem zweiten Eingang (132) verbunden ist.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, diß die Erfassungseinrichtung ein Videodetektor (ίι6) ist, der zwischen den Ausgang de< Hohlraumoszillators (60) und den Eingang dei Steuereinrichtung (72) geschaltet ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinrichtung (72) ein< Ausgleichseinrichtung aufweist, die einen Tran sistor (170) mit einem ersten, in der Emitter Basis-Strecke angeordneten Kondensator (166) der durch die Spitzenspannungen des Videodetek tors (66) aulgeladen wird, und einem in der Ko! lektor-Basis-Strecke angeordneten zweiten Kon densator (178). der von einer Vergleichsspan nungsquelle (176) aufgeladen wird, aufweist, wo bei der zweite Kondensator entladen bzw. aufge laden wird, um die Stromschwankungen in der den ersten Kondensator (166) enthaltenden Schal tungszweig auszugleichen.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekenr zeichnet, daß das Ausgangssignal des den zweite Kondensator (178) enthaltenden Schaltungszwe ges über einen Emitterfolger (180) auf den zwe ten Eingang (132) des Programmschaltkreises (7* gegeben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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