DE2007272B2 - Empfaenger fuer winkelmessanlagen - Google Patents

Description

F i g, 1, 2 und 3 Schaltbilder von Empfängerschal- erhalten und umgekehrt werden, Ein einfaches Mittel

lungeri gemäß der Erfindung und zur Erzielung dieser abwechselnden Umkehrung ist

F i g, 4 und 5 Beispiele für Anlagen, welche Empfän- in den F i g, 1, 2 und 3 dargestellt, wobei ein Phasen-

gerschaltungen gemäß der Erfindung enthalten, detektor 18, dessen Eingänge mit dem Ausgang des

In den F i g. 1, 2 und 3 sind von den bekannten 5 Detektors 17 und mit denjenigen des Generators 16

Teilen der Empfänger nur diejenigen dargestellt, gekoppelt sind, an der Klemme 19 das Abstandssignal

welche für die Beschreibung der vorliegenden Erfin- abgibt.

dung notwendig sind, wobei diese Teile im übrigen Die Arbeitsweise der in den F i g. 1 bis 3 gezeigten

für alle drei Ausführungsbeispiele die gleichen sind. Schaltungen wird nachfolgend im einzelnen erläutert.

Die Empfangsantenne oder der Ausgang »Empfang« io Bei jeder Halbperiode des Umschalters wird die

der Antenne im Fall einer Sender-Empfänger-Anlage Phase eines der Signale A + β und A- β bezüglich

gibt an zv/ei getrennten Klemmen die Signale A und B derjenigen des anderen Signals (F i g. 1 und 3) oder be-

ab, deren Verhältnis B\A eine Angabe über die Winkel- züglich derjenigen des Signals A (F i g. 2) gemessen,

lage des Zieles darstellt, welches dieselben entweder Man erhält daher am Ausgang des Detektors 17 eine

direkt oder durch Reflexion ausgesandt hat. Bei 15 Rechteckwelle mit der Frequenz f_e und einer Ampli-

sogenannten Monopuls- oder Einpuls-Radaranlagen tude von Spitze zu Spitze gleich 2 sin 2ψ im ersten Fall

sind A und B bekanntlich das Summen- bzw. Differenz- (F i g. 1 und 3) und gleich 2 sin ψ im zweiten Fall,

signal, deren Verhältnis das Abweichungssignal ist. und zwar in Phase oder in Gegenphase mit der Um-

Diese Signale sind an den Klemmen It und 12 vor- schaltwelle, wobei ψ gleich arc tg B\A ist.

zugsweise auf eine Zwischenfrequenz umgesetzt ab- 20 Nunmehr wird am Beispiel der in F i g. 1 gezeigten

nehmbar. Anordnung der Vorteil der Erfindung erläutert:

Ein an sich bekanntes Operationsglied 13, mit den Die Phasenvoreilung des Signals A + β gegenüber Eingängen 11 und 12 gibt an seinen beiden Ausgängen dem Signal A — β beträgt 2ψ. !31 und 132 die Signale A + β bzw. A — β ab. Ein Bei Abwesenheit einer störenden Phasenverschie-Begrenzungsverstärker 14 ist abwechselnd mit den 25 bung weist das auf den zweiten Eingang des Detektors Klemmen 131 und 132 über einen Umschalter 15 ge- 17 gegebene Signal bezüglich des auf den ersten Einkoppelt, welcher durch einen Rechtecksignalgenerator gang gegebenen Signals eine Phasenvoreilung auf, 16 mit der Frequenz f_c gesteuert wird. Der Ausgang welche abwechselnd des Verstärkers 14 ist mit einem der Eingänge eines
Phasendetektors 17 gekoppelt. 30 2qj — — und — 2w — —

Bei einer ersten, in F i g. 1 dargestellten Ausfüh- 2 2 rungsform der Erfindung ist der zweite Eingang des

Detektors Yi mit dem Ausgang des Verstärkers 14 ist, und der Detektor 17 liefert daher abwechselnd über eine Verzögerungsleitung 110 gekoppelt, welcher

ein Phasenschieber 111 mit der Phasenverschiebung?^ 35 sin 2<p und — sin2<p, nachgeschaltet ist, wobei die durch die Leitung erzeugte Verzögerung gleich l/(2/_c) ist, wenn f_c die Um- wodurch sich eine Amplitude von Spitze zu Spitze schaltfrequenz des Umschalters 15 ist. gleich 2 sin 2φ ergibt.

Bei einer zweiten, in F i g. 2 dargestellten Aus- Es werde angenommen, daß eine störende Phasenführungsform der Erfindung ist der zweite Eingang 40 verschiebung auftritt, welche das auf den zweiten des Detektors mit der Klemme 11 über einen Begren- Eingang gegebene Signal bezüglich des auf den ersten zungsverstärker 24 gekoppelt, welcher genau gleich Eingang gegebenen Signals um « verzögert, dem Verstärker 14 ausgebildet ist und dem der Phasen- Der Phasenabstand zwischen den beiden Eingangsschieber 111 mit der Phasenverschiebung π/2 nachge- Signalen des Detektors 17 beträgt daher abwechselnd schaltet ist. 45

Bei einer weiteren, in F i g. 3 dargestellten Aus- ~ _ — « und — 2<p — — «

führungsform der Erfindung sind die Klemmen 131 2 2 '

und 132 abwechselnd mit einem zweiton, dem ersten

im wesentlichen gleichen Begrenzungsverstärker 34 und der Detektor 17 liefert daher abwechselnd

mittels eines zweiten Umschalters gekoppelt, welcher 50

mit dem ersten Umschalter gekoppelt ist und mit sin(2<p —<%) und — sin(2<p + <x),

mit entgegengesetzter Phase arbeitet wie dieser, wobei

die beiden Umschalter beispielsweise zu einer gemein- was einer Amplitude von Spitze zu Spitze gleich

samen Anordnung 35 zusammengefaßt sein können

und der Phasenschieber 111 in Reihe mit diesem 55 sin (2rp — α) + sin(2<p + α) = 2sin2<pcosa

zweiten Verstärker zwischen dem Umschalter und

dem zweiten Eingang des Detektors 17 angeordnet ist. entspricht.

Je nachdem, ob der Verstärker 14 mit der einen Der Fehler der Amplitude von Spitze zu Spitze ist

oder anderen Ausgangsklemme der Schaltung 13 ge- daher in « von der zweiten Ordnung,

koppelt ist, besitzt das Ausgangssignal des Phasen- 60 Fs läßt sich in entsprechender Weise zeigen, daß im detektors 17 im Fall der F i g. 1 und 3 die Form 2 sin 2φ Fall der F i g. 2 der Amplitudenfehler von Spitze zu oder —2 sin 295 und im Fall der F i g. 2 die Form 2 sin φ Spitze in α von zweiter Ordnung ist.

oder —2 sin φ, wobei Das Ausgangssignal des Geräts, welches propor-

_ _{t B}j_A ■ tional zur Amplitude von Spitze zu Spitze ist, wird

^{ψ g} ' ■' 65 daher nur durch Ausdrücke zweiter Ordnung in«be-

Um diese abwechselnde, unerwünschte Umkehrun einflußt. Andererseits wird der Nullpunkt des Signals

des Signals zu korrigieren, muß das Ausgangssigna nicht beeinflußt,

des Detektors 17 mit der Frequenz f_c abwechsclndl Die eventuelle Unsymmetrie des Detektors 17 be-

züglich der Zwischenfrequenz ist ohne Einfluß auf einei auf das Ziel eingeregelten Ausblendstufe

das Meßergebnis, da sie sich nur durch die Über- (65 im Kanal A, 66 im Kanal B) zur Zielverfol-

lagerung einer leicht ausziehbaren Gleichspannung gung, deren Öffnungsdauer gleich der Impulsauf das Nutzsignal bemerkbar macht, welches selbst dauer ist, wobei im übrigen angenommen wird,

ein Wechselstromsignal mit der Frequenz /_c ist, wobei 5 daß das Ziel in bekannter Weise erfaßt wird;
diese letztere Frequenz um ungefähr das Zweifache einer Anordnung (67 im Kanal A, 68 im Kanal B)

der höchsten Modulationsfrequenz des zu unter- zur Speicherung des Ausgangssignals des kohären-

suchenden Signals sein muß. ten Detektors für die Echos des gleichen Zieles;

Bei mit kontinuierlichen Wellen arbeitenden An- einer Anordnung (69 im Kanal A, 70 im Kanal B)

lagen genügt es, /_c in der Größenordnung von 200 Hz io zur Unterdrückung der Fixechos, welche nach zu nehmen, da die maximalen Störmodulations- dem englischen Sprachgebrauch auch MTI-

frequenzen des Spektrums im allgemeinen 100 Hz Schaltung genannt wird,

nicht übersteigen. Im Fall von Impulsanlagen wird

die gesamte Information unter der Bedingung erhalten, Die Ausgangssignale der Anordnungen 69 und 70,

daß man /_c > 2/_r nimmt, wobei fr die Impulsfolge- 15 welche einem beweglichen Ziel entsprechen, haben frequenz ist. daher jeweils die Form

Die F i g. 4 und 5 zeigen Schaltbilder von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Anlage. |Λ| cos 2π fat bzw. ±\B\ cos 2nf_dt,

F i g. 4 bezieht sich auf eine Anlage zur Bestimmung

der Winkellage eines aktiven Ziels, beispielsweise 20 wobei \A\ und \B\ die Absolutwerte der Signale A eines mit einem Hochfrequenz-Leitstrahl ferngesteuer- und B nach Verstärkung und Filtrierung und fa die ten Fahrzeugs, welche einen mit kontinuierlichen und Dopplerfrequenz des Ziels sind (wobei diese letztere gegebenenfalls auch modulierten Wellen arbeitenden unter Umständen je nach den Relativwerten der Ziel-Sender aufweist. geschwindigkeit und der Folgefrequenz f_r mehrdeutig

Die Ultrahochfrequenzwelle mit der Frequenz /₀, 25 bestimmt wird).

welche vom Flugkörper auf den Kanälen A und B emp- Diese Signale müssen gemäß der Erfindung verfangen wird, wird auf die Zwischenfrequenz /< in den arbeitet werden. Zu diesem Zweck modulieren sie Mischstufen 51 und 52 umgesetzt, welche anderer- jeweils in den Modulatoren 71 bzw. 72 die Sinuswelle seits die Welle mit der Frequenz /₀ + /< eines Über- eines Hilf soszillators 73, dessen Frequenz beispielslagerungsoszillators 53 empfangen, der in bekannter 30 weise in der Größenordnung von 100 kHz gewählt Weise durch eine automatische Frequenzregelschleife werden kann, wobei die Ausgänge der Modulatoren 54 gesteuert wird. mit dem Operatorglied 13 gemäß den F i g. 1, 2 und 3

Die in dieser Weise umgesetzten Signale A und B gekoppelt sind, welchem die oben beschriebenen werden auf Vorverstärker 55 und 56 mit geringem Schaltungen nachgeschaltet sind, und wobei ein VerVerstärkungsfaktor gegeben, welche auf die Frequenz/i 35 stärker 74 vorteilhafterweise zwischen den Detektoren zentriert sind. Das mit der Zwischenfrequenz arbeitende 17 und 18 angeordnet ist.

Operatorglied 13 erzeugt die Signale A + β und Das Ausgangssignal des Detektors 18, welches

A — ]B, welche sodann gemäß einer der Schaltungen proportional zur Ablage des Ziels ist, speist beispielsder F i g. 1, 2 oder 3, beispielsweise, wie dargestellt, weise ein Anzeigegerät I_n oder allgemeiner ein Ausgemäß F i g. 1, verarbeitet werden, wobei der Ausgang 40 Wertungsgerät.

19 des Detektors 18 ein Anzeigesignal für die Winkel- Wenn die Speicherung der Signale von Impulsfolge

abweichung auf das Anzeigegerät I_n gibt. zu Impulsfolge unterdrückt werden kann, beispiels-

F i g. 5 bezieht sich auf die Winkelbestimmung weise, wenn der Formfaktor der Anlage genügend eines passiven Ziels durch eine bekannte elektro- hoch ist, so können die Modulatoren 71 und 72 wegmagnetische Impulsfolge-Detektoranlage ohne Ent- 4S gelassen werden, indem der nicht dargestellte Bezugsferaungs-Mehrdeutigkeit, welche mit einer Doppler- oszillator der Anlage um einen Wert f, bezüglich der Filteranordnung für Fixechos ausgestattet ist. Zwischenfrequenz /i verschoben wird. Die Unter-

Die Signale A und B werden auf Zwischenfrequenz drückungsanordnungen sind sodann auf die Freumgesetzt und vorverstärkt. Die entsprechenden quenz /> zentriert, und die Nutzechos treten am Aus-Schaltungen sind nicht dargestellt. Am Ausgang der 50 gang einer Unterdrückungsanordnung in Form von Vorverstärker 55, 56 besteht jeder Kanal A und B aus Wellenzügen mit der Frequenz f, + f_d auf, wobei fg

weit unterhalb f_t liegt. Am Eingang des Operator-

einem sogenannten kohärenten Phasendetektor gliedes 13 haben das Summen- bzw. Differenzglied die (61 in Kanal A, 62 im Kanal -δ), dessen Bezugs- ., Form

eingang vom Bezugsoszillator 63 (dem sogenann- 55 j — \ a\ ο /v _l * \ *

ten »kohärenten« Oszillator) der Anlage gespeist A-\a\ cos Mt[j_B-jr j_d)t,

wird; B= ±\B\wi2n(f, +föt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Patentansprüche: 6l Elektromagnetische Impulsfolge-Detektoranlage, welche eine Anordnung nach einem der

1. Anordnung zur Erzeugung eines Winkel- vorangehenden Ansprüche enthält, wobei in dieser anzeigesignals für die Verwendung in Anlagen zur Anlage die vom gleichen Ziel empfangenen Signale Bestimmung der Winkellage, in welchen das Nutz- 5 nach der Phasendemodulation bezüglich einer signal auf Grund von zwei in Phase stehenden Bezugswelle gespeichert werden, gekennzeichnet oder gegenphasigen Signalen A und B erzeugt durch zwei Modulatoren (71, 72 in Fi g. 5), wird, wobei diese Anordnung eine Schaltung zur welche jeweils in den Eingangskanälen A bzw. B Erzeugung von Signalen A +β und A — ß, worin) der Schaltung zur Erzeugung der Signale A + β ein symbolischer Operator ist und das Signal β ίο und A — β angeordnet sind.

aus dem Signal B durch Phasenverschiebung
dieses letzteren um π/2 abgeleitet wird, sowie einen

Phasendetektor aufweist, dessen erster Eingang

mit dem Ausgang eines Begrenzungsverstärkers
gekoppelt ist, welcher seinerseits mit der genann- 15

ten Schaltung so gekoppelt ist, daß er von dieser Die Erfindung betrifft Empfänger für Winkelmeß-

gespeist wird, und wobei die Anordnung weiter anlagen, insbesondere Radarempfänger, bei welchen

Hilfseinrichtungen zur Aufgabe eines komplemen- eine Winkelanzeige erhalten wird, indem das Verhält-

tären Signals auf den zweiten Eingang des Detek- nis von zwei gleichzeitig empfangenen Signalen ge-

tors aufweist, das komplementäre Signal von wenig- 20 bildet wird.

stens einem der Signale A und B abhängt und Schaltungen zur Erzeugung dieser Winkelanzeige

derart gewählt wird, daß der Phasendetektor ein müssen im allgemeinen je nach der Schaltungsart

von AjB abhängiges Signal abgibt, da außerdem lineare oder begrenzte Verstärkungskanäle aufweisen,

ein Phasenschieber mit der Phasenverschiebung π/2 welche Verzerrungen in der Signal-Winkelangabe-

in einen der Eingangskanäle des Phasendetektors 35 Kurve und/oder einen Nullfehler hervorrufen,

geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer An-

daß eine Umschaltanordnung (15 in F i g. 1 und 2, Ordnung zur Erzeugung eines Winkelangabesignals,

35 in F i g. 3) zwischen die genannte Schaltung welche von diesen Nachteilen frei ist.

und den Begrenzungsverstärker eingeschaltet ist, Die Erfindung schafft eine Anordnung zur Erzeugung

so daß auf den letzteren abwechselnd die Signale 30 eines Winkelanzeigesignals für die Verwendung in

A + β und A — β gegeben werden, und daß das Anlagen zur Bestimmung der Winkellage, in welchen

komplementäre Signal derart festgelegt ist, daß das Nutzsignal auf Grund von zwei in Phase stehenden

das vom Detektor abgegebene Signal bis auf das oder gegenphasigen Signalen A und B erzeugt wird,

Vorzeichen eine Funktion von AjB ist, und zwar wobei diese Anordnung eine Schaltung zur Erzeugung

unabhängig davon, welches der beiden Signale 35 von Signalen A + β und A — ß, worin / ein symbo-

A +β und A—ß auf den Eingang des Ver- lischer Operator ist und das Signal β aus dem Signal B

stärkers gegeben wird. durch Phasenverschiebung dieses letzteren um π/2 ab-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- geleitet wird, sowie einen Phasendetektor aufweist, kennzeichnet, daß die Umschaltanordnung (15) dessen erster Eingang mit dem Ausgang eines Beaus einem Umschalter mit zwei Eingängen und 40 grenzungsverstärkers gekoppelt ist, welcher seinerseits einem Ausgang besteht, welcher durch einen Recht- mit der genannten Schaltung so gekoppelt ist, daß er ecksignalgenerator gesteuert ist, und daß die An- von dieser gespeist wird, und wobei die Anordnung Ordnung einen zweiten Phasendetektor (18) auf- weiter Hilfseinrichtungen zur Aufgabe eines kompleweist, deren einer Eingang mit dem Ausgang des mentären Signals auf den zweiten Eingang des Detekersten Detektors (17) und deren anderer Eingang 45 tors aufweist, das komplementäre Signal von wenigmit dem Ausgang des Generators (16) gekoppelt stens einem der Signale A und B abhängt und derart ist. gewählt wird, daß der Phasendetektor ein von AjB

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch abhängiges Signal abgibt, da außerdem ein Phasengekennzeichnet, daß die Hilfsanordnung eine Ver- schieber mit der Phasenverschiebung π/2 in einen der zögerungsleitung (110 in Fig. 1) zwischen dem 50 Eingangskanäle des Phasendetektors geschaltet ist, Ausgang des Verstärkers (14) und dem zweiten dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltanordnung Eingang des ersten Detektors (17) aufweist. (15 in F i g. 1 und 2, 35 in F i g. 3) zwischen die ge-

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch nannte Schaltung und den Begrenzungsverstärker gekennzeichnet, daß die Hilfsanordnung einen eingeschaltet ist, so daß auf den letzteren abwechselnd zweiten Begrenzungsverstärker (24 in Fig. 2) 55 die Signale A + β und A—ß gegeben werden, und zwischen einer der zum Empfang eines der Signale daß das komplementäre Signal derart festgelegt ist, A und B bestimmten Klemmen und dem zweiten daß das vom Detektor abgegebene Signal bis auf das Eingang des ersten Detektors aufweist. Vorzeichen eine Funktion von AjB ist, und zwar un-

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch abhängig davon, welches der beiden Signale A + β gekennzeichnet, daß die Hilfsanordnung einen 60 und A—ß auf den Eingang des Verstärkers gegeben zweiten Begrenzungsverstärker (34 in F i g. 3) vor wird.

dem zweiten Eingang des ersten Detektors und Nachfolgend wird mit »Phasendetektor« jedes

eine zweite, der ersten gleiche Umschaltanordnung Gerät bezeichnet, welches bei Speisung mit zwei

(35) zum abwechselnden Aufgeben der Signale Signalen konstanter Amplitude ein Signal abgibt, das

A — ß und A + ß, die mit den auf den Eingang 65 lediglich von der Phasenverschiebung zwischen diesen

des ersten Verstärkers gegebenen Signalen gegen- beiden Signalen abhängt.

phasig sind, auf den Eingang des zweiten Ver- An Hand der Figuren wird die Erfindung beispiels-

stärkers aufweist. weise näher erläutert. Es zeigen