DE2246757A1

DE2246757A1 - Empfangsgeraet fuer hochfrequenzsignale

Info

Publication number: DE2246757A1
Application number: DE19722246757
Authority: DE
Inventors: Andre Carsenat; Gilbert Vallas
Original assignee: Dassault Electronique SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1971-09-24
Filing date: 1972-09-23
Publication date: 1973-03-29
Also published as: NL7212923A; FR2153194B1; NO132975B; NO132975C; FR2153194A1; IT967794B; CH563688A5; JPS4857591A; ZA726438B; BE789148A; AU4703772A; AU473578B2; ES406985A1; GB1398318A; SE373955B

Description

DIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMAR 2 Hamburg t

BEIM STROHHAUSE 3* PATENTANWALT RU F O*ll/2* 67 *3

Anmelders ELEOTRONIQUE MARCEL· DASSAULT 224675?·. Paris / Frankreich

Anwaltsakte: 4243

Empfangsgerät für Hochfrequenzsignale

Für diese Anmeldung wird die Priorität der französischen Anmeldung No. 7134376 vom 24. September 1971 in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft ein Empfangsgerät für Hochfrequenzsignale mit mehreren Verstärkern bzw. Verstärkungsketten, die parallel geschaltet sind, wie sie beispielsweise in Radaranlagen vom Monoimpuls-Amplituden-Typ verwendet werden.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verstärkungskette mit Steuerung bzw. Regelung der Eigenverstärkung, die einen Teil eines derartigen Empfangsgerätes bilden kann.

Es ist bekannt, daß die Antennenanlage eines derartigen Radarempfängers drei Ultrahoch- bzw· Böchstfrequenzsignale abgibt, und daß die entsprechenden Signale mittlerer Frequenz drei Verstärkungsketten durchlaufen. Hierbei ist es notwendig, ,daß die Verstärkungsgrade der drei Ketten identisch bleiben, und zwar trotz der unterschiede des Wertes der Eingangssignale, die beträchtlich sein können. ■".">.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Empfangsgerät zu schaffen, in dem die vorerwähnte Bedingung erfüllt wird, und zwar über

KONTENt DRESDNER BANK, KC 309813/0951 !CK HAM BURG NR. 193764

einen sehr beachtlichen Änderungsbereich der Stärke bzw. Energie der Eingangssignale.

Weiterhin soll in dem durch die Erfindung zur Verfügung ge-; stellten Empfangsgerät die Gleichheit der Verstärkungen bzw. Verstärkungsfaktoren der unterschiedlichen Verstärkungsketten über den gesamten Anwendungsbereich mit einer gleichen und ausgezeichneten Präzision sichergestellt sein.

Schließlich soll das Empfangsgerät nach der Erfindung einen einfachen Aufbau besitzen, zu dessen Verwirklichung insbesondere elektronische Elemente wie Moden oder ähnliche Schaltelemente verwendet werden können, die überlicherweise im Handel gebräuchlich und daher auf einfache Weise verfügbar sind.

Ein Gerät nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß es Dioden, sogenannte FIN Dioden in den Eingangs- und/oder Ausgangskreisen der Verstärker umfaßt und die den PIN Dioden zugeführten Ströme von einem Stromgenerator herkommen, dessen Eingang mit dem Ausgang eines der Verstärker über einen Kreis verbunden ist,, in den ein Spannungsgenerator eingeschaltet ist, wobei die Gesamtheit des Spannungsgenerators, des Stromgenerators und der PIN Diode oder der PIN Dioden eine Verstärkungssteuer- bzw. -regelschleife bildet, in welcher sich die Dämpfung, die durch die PIN Diode oder die PIN Dioden in den sie enthaltenden Verstärker eingeführt worden ist, ,in logarithmisch-linearer Weise in Abhängigkeit von der Eingangespannung ändert.

Auf diese Weise werden Änderungen des Verstärkungsgrades beseitigt, die dadurch entstehen könnten, daß die Bauteile der Verstärker nicht absolut identisch sind, und die außerdem im Hinblick auf Temperaturänderungen auftreten könnten.

Mit der Erfindung wird in gleicher Weise eine Verstärkungskette mit Verstärkungssteuer- bzw. -regelschleife vörge-

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schlagenj die sick dadurch auszeichnet, daß die Schleife, ausgehend vom Ausgang des Verstärkers₉ einen Spannungsgenerator, einen Stromgenerator und wenigstens eine FIH Diode umfaßt, derart, daß sich die durch die Diode eingeführte Dämpfung in einer logarithmisch-linearen Weise¹ in Abhängigkeit -von der Ausgangsspannung des Verstärkers ändert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 der Zeichnung näher erläutert. Es zeigeni

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Geräts 5

Fig. 2 ein aiehr in den Einzelheiten ausgeführtes Blöckschalt-: bild eines !Teils des Gerätes;

Fig. 3 ein abermals mehr in Einzelheiten ausgeführtes Block-, sohaltbild einer Ausführungsform eines Verstärkers ; eines erfindungsgemäßen Geräts; 7

Fig. 4 bis 6 $e ein Kurvenbild.

Eine erste Verstärkungskette 11 für mittlere Frequenz eines erfindungsgemäßen Geräts, das für die Ausrüstung einer Radar-anlage verwendet werden kann und in Figur 1 dargestellt ist, > erhält über seinen Eingang 12 ein Signal, das eine Funktion der Summe^] der Signale ist, die durch eine Antennenanlage für Monoimpulsradar zugeführt werden. Die Verstärkungskette umfaßt einen Verstärker 13 für mittlere Frequenz mit veränderlichem Verstärkungsgrad, dessen Ausgang 14- eine Zweigleitung I5 umfaßt, die einen Filter bzw. Siebverstärker 16 einschließt, dessen Zweck es ist, die durch den Verstärker 13 gelieferte Spannung auf einem konstanten Wert zu halten.

Die am Ausgang 17 des Verstärkers 16 vorhandene Spannung u wird über zwei Leitungen 18 und 19 Funktionsgeneratoren 21

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und 22 zugeführt, die an ihren Auegängen 23 bzw. 24 Spannungen V und V liefern, die mit der am Eingang vorhandenen Spannung u durch Gesetzmäßigkeiten verknüpft sind, welche nachstehend definiert werden. Die Punktionsgeneratoren 21 und 22 werden durch Netze von Widerständen und Dioden gebildet, wobei die Struktur dieser Netze derart ist, daß man die geforderten Gesetzmäßigkeiten V » f (u) und V¹ - f (u) erhält.

Der Ausgang 23 teilt sich in drei Leitungen 25, 26 und 27. Die Leitung 25 führt die Spannung am Ausgang des Funktionagenerators 21 einem Stromgenerator 26 zu, der an seinem Ausgang einen Strom liefert, welcher der Eingangsspannung V streng proportional ist; der Ausgang 29 (Figur 2) des Stromgenerator* 28 teilt sich in zwei Leitungen 30 und 31 auf. Di· Leitung 30 führt den Ausgang des Stromgenerators 28 einer PIH Diode 32 zu, dl* In den Einganskreie einer ersten Stufe des Verstärkers 13 geschaltet 1st, während die Leitung 31 die Spannung des Ausgangs des Stromgeneratore 28 einer zweiten PIN Diode 33 zuführt, die in den Eingangskreis der zweiten Stufe dieses Verstärkers geschaltet ist.

Die PIN Dioden sind, wie man weiß Impedanzen, die sich in Abhängigkeit des Wertes der Stärke des Stroms verändern, welcher durch sie hindurchgeht.

Der Ausgang 24 des zweiten Funktionsgeneratore 22 teilt sich in drei Leitungen 34, 35 und 36. Die Leitung 34 bildet den Eingang eines zweiten Stromgenerator 37 (Figur 1), dessen Ausgang 38 (Figur 2) sich in zwei Leitungen 39 und 40 aufteilt. Die Leitung 39 führt zu einer PIN Diode 41, die in den Ausgang der ersten Stufe des Verstärkers 13 geschaltet ist, während die Leitung 14 zu einer PIN Diode 42 führt, welche in den Ausgang der zweiten Stufe des Verstärkere 13 geschaltet ist.

Die Leitungen 26 und 27 spielen, bezogen auf die Verstärker 43 bzw. 44 der beiden anderen Ketten, die gleichen Rollen wie die

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Leitung 25 in bezug auf den Verstärker 13·

In gleicher Weise spielen die Leitungen 35 und. 36 für die vor*· ' erwähnten Verstärker 43 und 44 die gleichen Hollen wie die Leitung 34 mit Bezug auf den Verstärker 13.

Man nutzt die Eigenschaften der Reproduzierbarkeit der Impe— danzcharakteristika bzw. -eigenschaften der im Handel erhältlichen PIN Moden aus.

Wenn die Verstärkungsketten einen !Teil eines Monoimpulsradarempfängers bilden, erhalten die Eingänge 9 und 10 der Verstärker 43 und 44 die Differenz signale Δχ und Ay, die den Komponenten £ der Verwerfung der Richtung des Echos in bezug auf die Hochfrequenzachse bzw* die radioelektrische Achse der An-. tenne der Radaranlage entsprechen. .

Die Figur 3 zeigt den Aufbau der Verstärker 13» 43 und 44 eines erfindungsgemäßen Gerätes genauer. Die Struktur dieser Verstärker ist identisch mit dem nachstehend beschriebenen Aufbau des Verstärkers 13.Dieser umfaßt eine erste Stufe 52, einen integrierten Kreis 53» dessen Eingang 54 eine Impedanzanpassungseinrichtung 55 aufweist, sowie in einer Abzweigung einen Kreis 56, der die PIN Diode 32 umfaßt, die mit dem Stromgenerator 28 verbunden ist. Der Ladekreis 59 des integrierten Kreises 53 umfaßt die zweite P IN Diode 41, die mit dem zweiten Stromgenerator 37 verbunden ist.

Die erste Stufe 52 des Verstärkers 13 ist über eine !Srennstufe 63 mit einer zweiten Stufe 62 verbunden, die den gleichen Aufbau wie die erste Stufe 52 besitzt. Die PIN Dioden 33 und 42 der zweiten Stufe 62 sind über die Kreise bzw. Leitungen 66 und 67 mit den Stromgeneratorefi 28 und 37 verbunden· In der hier erläuterten Ausführungsform umfaßt ein Verstärker infolgedessen vier Mittel der Dämpfung, Abschwäehung, Verminderung o.dgl., die aufeinanderfolgen.

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Selbstverständlich kann die Struktur eines Verstärkers, wie diejenige eines Verstärkers 13» 43 oder 44 unterschiedlich Ton der eben beschriebenen Struktur sein, und beispielsweise nicht mehr als eine Verstärkungsstufe enthalten oder, in Abwandlung hiervon, mehr als zwei Verstärkungsstufen aufweisen, wie sie mit Bezug auf die Figur 3 erläutert sind.

Die Figur 4 zeigt eine Kurve Ö1 in rechtwinklig zueinander verlaufenden Koordinaten; diese Kurve repräsentiert die Werte der Spannung V am Ausgang des Funktionsgenerators 21, die auf der Ordinate aufgetragen ist, in Abhängigkeit von der Spannung u, die durch den Filter- bzw. Siebverstärker 16 geliefert wird und auf der Abszisse aufgetragen ist.

In der Kurvendarstellung der Figur 5 repräsentiert die Kurve C2 die Werte der Spannungen V* am Ausgang des Funktionsgenerators 22, die auf der Ordinate aufgetragen sind, in Abhängigkeit von den Werten der Spannung u, die von dem Filter- bzw. Siebverstärker 16 geliefert wird und auf der Abszisse aufgetragen ist.

Me Figur 6 zeigt eine Kurve 03 der Dämpfungswerte, das heißt der inversen Verstärkungswerte, in Dezibel, und zwar die Dämpfungswerte eines Verstärkers in Abhängigkeit von der Spannung u in einem erfindungsgemäßen Gerät, das die Funktionsgeneratoren umfaßt₉ deren Kurvenbilder in den Figuren 4 und 5 gezeigt sind. Me Kurve 03 ist nun eint Gerade im Bereich der Werte der Spannung U₉ der Eingangswerten bzw. Energien bzw. Leistungen am Eingang der drei Ketten ent spricht, die in einem Bereich von 1 bis lO'¹^ variieren können.

M· Verwendung von PIN Moden, die im Handel erhältlich sind und reproduzierbare Gharakteristika bzw. Eigenschaften besitzen, sowie ebenso die Anwendung der beiden Funktionsgeneratoreh 21 und 22 für die Steuerung bzw. Regelung der mit diesen Dioden verbundenen Stromgeneratoren zusammen mit der Gesamtheit der

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drei Verstärkungsketten für mittlere Frequenz gestattet es» Dämpfungecharakteristika bzw* -eigenschaften -jedes Verstärkers zu erhalten, die sich voneinander nicht um mehr als 0,5 dB unterscheiden, und zwar über den gesamten Anwendungsbereich hinweg, der in der Größenordnung von 100 dB liegen kann·

Für die Bestimmung des Aufbaus der Funktionsgeneratoren 21 und 22 geht nan von der Gerade 03 aus und bestimmt auf rechnerische oder experimentelle Weise die Funktionen V « f (u) und V¹ *■ f* (u), die unter Berücksichtigung der Eigenschaften der PIN Dioden dazu führen, daß man die Gerade 03 erhält· Die Kenntnis dieser Funktionen gestattet es, die Kurven 01 und 02 zu entwerfen bzw· darzustellen, von denen man ausgeht, um in bekannter Weise die Funktionsgeneratoren aufzubauen, die geeignet sind, an ihren jeweiligen Ausgängen Spannungen zu liefern, die geeäß den durch die vorerwähnten Kurven repräsentierten Gesetzmäßigkeiten verlaufen, und zwar mittels Netzen aus Widerständen und Dioden,

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Claims

DIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMAR _{2 HAMBUBC} _t

if BEIM STROHHAUSE 3*

PATENTANWALT «UF OHI/Jt67»3

Anmelder: ELECTEONIQUE MAROEL DASSAULT Paris / Frankreich

Anwaltsakte:

PATENTANSPRÜCHE

Empfangsgerät für Hochfrequenzsignale mit mehreren Verstärkern mit veränderlicher Verstärkung, die parallel geschaltet sind und eine Einrichtung zur automatischen Steuer- bzw. Regelung der Verstärkung aufweisen, die von der Ausgangsspannung eines der Verstärker betätigt wird, insbesondere für Monoimpulsradarempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung PIN Dioden (32, 33, 41, 42) in den Eingangs- und/oder Ausgangskreisen der Verstärker (13, 43, 44) umfaßt und die den PIN Dioden zugeführten Ströme von einem Stromgenerator (28, 37) herkommen, dessen Eingang mit dem Ausgang eines der Verstärker über einen Kreis verbunden ist, in den ein Spannungsgenerator (21, 22) eingeschaltet ist, wobei die Gesamtheit des Spannungsgenerators, des Stromgenerators und der PIN Diode oder der PIN Dioden eine Verstärkungssteuer- bzw. -regelschleife bildet, in welcher sich die Dämpfung, die durch die P I N Diode oder die PIN Dioden in den sie enthaltenden Verstärker eingeführt worden ist, in logarithmischlinearer Weise in Abhängigkeit von der Eingangsspannung ändert.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Verstärkung eines Verstärkers (13§ 43, 44)

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durch ein Eingangsdämpfungsglied und ein Ausgangsdämpfungsglied erreicht wird. . -
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gleicher Spannungsgenerator (21, 22) mit.den Stromgeneratoren (28, 37) der Eingangs- oder Ausgangsdämpfungsglieder verbunden ist, die beiderseits bzw. jeweils jedem der Verstärker (13» 4-3» 4-4·) zugeordnet bzw. mit diesem verbunden sind. - ■
4. Gerät nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verstärker zwei Stufen (53» 62) mit integrierten Kreisen umfaßt, wobei an den Eingang und an den Ausgang jedes dieser Kreise eine PIN Diode (32, 33, 4-1, 4-2) geschaltet ist, die als veränderliches Dämpfungsglied wirkt.
5. Verstärkungskette mit Verstärker und Verstärkungssteuer- bzw. -regelschleife, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleife, ausgehend vom Ausgang des Verstärkers (13) einen Spannungsgenerator (21), einen Stromgenerator (28) und wenigstens eine PIN Diode (32, 33) umfaßt, derart, daß sich die durch die Diode eingeführte Dämpfung in einer logarithmisch-.linearen Weise in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Verstärkers ändert.

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