DE2260051A1

DE2260051A1 - Impulsgenerator zur erzeugung von beaufschlagungsimpulsen konstanter amplitude mit sin hoch 2-anstieg und -abfall

Info

Publication number: DE2260051A1
Application number: DE2260051A
Authority: DE
Inventors: Sheldon Iq Rambo
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1971-12-13
Filing date: 1972-12-08
Publication date: 1973-06-20
Also published as: US3736589A; GB1362487A; FR2165524A5

Description

DI.PL.-IN3. KLAUS NEUBECKER·

Patentanwalt /■ 2280051

4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9

Düsseldorf, 6. Dez. 1972

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Impulsgenerator zur Erzeugung von Beaufschlagungsimpulsen konstanter Amplitude mit sin^- Anstieg und-Ab fall . ,

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Impulsgeneratoren, insbesondere Impulsgeneratoren zur Erzeugung von Rechteckimpulsen mit

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sin -Anstieg und -Abfall.

Eine Zusammenfassung der Funktionen für die Beaufschlagung (Beleuchtung) eines Targets einerseits und die Verfolgung der Bahn dieses Targets andererseits zu einer einzigen Radarsystem-Komponente ist nur möglich, wenn das gesendete HF-Spektrum in dem Maß unter Kontrolle gehalten werden kann, daß Streu- oder Stör-HF-Energie die zu messenden gewünschten Doppler-Frequenzen nicht beeinträchtigen kann, oder, anders ausgedrückt, eine solche Zusammenfassung ist nur möglich, wenn das Spektrum des langen Beleuchtungsimpulses die Echos des Bahnverfolgungsimpulses nicht abschirmt. Es hat sich daher gezeigt, daß eine Einrichtung zur Formung von Impulsen in einer bestimmten Art und Weise erforderlich ist, um die vorgenannten Funktionen zusammenfassen zu können.

Das Bedürfnis, Impulse für Radarsysteme zu formen, um so Seitenband-Störerscheinungen zu verringern, die andere Radar- und Kommunikationssysteme beeinträchtigen, um ferner die Signal-/Störspannungsverhältnisse zu verbessern und andere erwünschte Effekte zu erzielen, ist auf dem Gebiet der Radartechnik allgemein bekannt.

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Sin -Impulse, wie sie bisher erzeugt wurden, haben gegenüber früheren, mit herkömmlichen Impulsformen arbeitenden Systemen zu einer beträchtlichen Verringerung von Seitenband-Störerscheinungen geführt. Die auf den gleichen Erfinder wie die vorliegende Anmeldung zurückgehende USA-Patentschrift 3 071 731 vom 1.1.1963 beschreibt eine Schaltung zur Erzeugung von sin -Impulsen und stellt dabei auch einige der Vorteile heraus, die sich durch den Einsatz solcher Impulse in Radarsystemen ergeben.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die oben erwähnte Zusammenfassung von Funktionen mittels einer verbesserten Schaltungsanordnung zur Erzeugung eine;
-Abfall zu ermöglichen.

nung zur Erzeugung eines Rechteckimpulses mit sin -Anstieg und

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Impulsgenerator zur Erzeugung

2 von Beaufschlagungsimpulsen konstanter Amplitude mit sin -Anstieg und -Abfall, der eine erste Einrichtung aufweist, die auf jedes Paar erster und zweiter Eingangsimpulse anspricht, um so in vorgegebener zeitlicher Zuordnung dazu Anstiegs— und Abfall-Intervalle vorgegebener Zeitdauer festzulegen, erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine zweite Einrichtung, um während der durch die erste Einrichtung festgelegten Anstiegs- und Abfall-Intervalle Signale mit sin -Anstieg und -Abfall und jeweils im wesentlichen gleichen Scheitelamplituden zu erzeugen, durch eine dritte Einrichtung zur Erzeugung eines Impulses, der bei seinem Beginn mit dem Ende des ersten Intervalls und bei seinem Ende mit dem Beginn des Abstiegs-Intervalls zusammenfällt und der eine den Scheitelamplituden der Anstiegs- und Abfall-Signale gleiche konstante Amplitude hat, so-

?ie durch eine Summiereinrichtung zur Aufnahme der sin -Anstiegsund -Abfall-Signale von der zweiten Einrichtung und des Impulses konstanter Amplitude von der dritten Einrichtung zur Bildung eines zusammengesetzten 1
stieg und -Abfall.

zusammengesetzten Rechteckimpulses vorgegebener Dauer mit sin -An-

Im Betrieb werden die Eingangsimpulse in geeigneter Weise zeitlich verzögert, um mit einem ersten Eingangsimpuls eine sin-Welle in ihrem Minimum zu gaten und durch einen zweiten, in Beziehung zum

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ersten Eingangsimpuls stehenden Eingangsimpuls die Sinuswelle in ihrem Maximum zu gaten. Jeder der Eingangsimpulse wird auch zeitlich gedehnt, um für eine Gate-Zeit der Sinuswelle zu sorgen, die genau einer halben Periode der Sinuswelle entspricht.

Die in Verbindung mit der Erfindung eingesetzte Schaltungsanordnung bildet so einen Impuls mit ansteigender Amplitude, wobei der Anstieg entsprechend einer Sinusquadratfunktion in Zuordnung zu dem Auftreten des ersten Eingangs.impulses erfolgt. Nach Ablauf eines gewünschten Zeitintervalls nimmt die Amplitude dieses Impulses entsprechend einer sin -Funktion in Abhängigkeit vom Auftreten des zweiten Eingangsimpulses ab. Infolge der Gate-Funktion werden sowohl Anstieg als auch Abfall von einem Nullpotential-Bezugsniveau abhängig gemacht, und beide erreichen für den Fall des ersten Eingangsimpulses am Ende der Gate-Periode und für den Fall des zweiten Eingangsimpulses zu Beginn der Gate-Periode die gleiche Maximum-Amplitude.

Zur vollständigen Erzeugung eines Rechteckimpulses nimmt die Schaltungsanordnung nach der Erfindung die den Scheitelamplituden der sin -Anstiegs- bzw. -Abfall-Kurvenabschnitte entsprechende erste Gate-Einschaltung vorweg. Präzise zur Zeit der ersten Gate-Einschaltung wird ein Multivibrator ausgelöst, der präzise zur Zeit der zweiten Gate-Einschaltung abgeschaltet wird. Eine Summierung des Anstiegs-Anteils der sin -Kurve, des Multivitaator-Ausgangs und des Abfall-Anteils der sin -Kurve ergibt den gewünschten Impuls. Der so gebildete Impuls kann periodisch mit einer Impulsfolgefrequenz erzeugt werden, die durch die Frequenz festgelegt ist, mit der aufeinanderfolgende Paare erster und zweiter Eingangsimpulse auftreten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild des Impulsgenerators nach der Erfindung;

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Fig. 2A-2F Impulsfolgen, wie sie in dem Impulsgenerator der Fig. 1 auftreten;

2 Fig. 2G den gewünschten Rechteckimpuls mit sin -Anstieg und -Abfall, wie er erfindungsgemäß erzeugt wird; und

Fig. 3 ein Impulsdiagramm eines kombinierten Rechteck-/

2 Beaufschlagungs(Beleuchtungs)-Impulses mit sin Anstieg und -Abfall sowie Bahnverfolgungsimpulsen, wie sie in einem gemeinsamen Sender erfindungsgemäß eingesetzt werden können.

Der Impulsgenerator nach der Erfindung kann eine Schaltung zur Er-

zeugung von sin -Impulsen enthalten, wie sie ähnlich in der vorgenannten USA-Patentschrift 3 071 731 beschrieben und teilweise in Fig. 1 wiedergegeben ist. Allgemein weist diese hier verwendete Schaltung ein Eingangsnetzwerk 10 auf, das durch einen Eingangsimpuls - der in noch zu erläuternder Weise zugeführt wird - getriggert wird, um einen LC-Parallelschwingkreis 12 zu aktivieren. Eine Verzögerungsleitung 14 und ein Impulsdehner 16 sprechen jeweils auf erste und zweite Eingangsimpulse an, um so entsprechende, ein Intervall gatende Ausgangsimpulse zu erzeugen, die einen Torkreis 18 beaufschlagen, öffnet der Torkreis 18, so wird in einem Ausgangsnetzwerk 20,das - wie angedeutet - ein Widerstandselement

ο enthalten kann, ein Kurvenverlauf mit sin -Verhalten erzeugt. Die

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Erzeugung eines sin -Kurvenabschnitts durch die beschriebene Schaltung wird weiter ins einzelne gehend in der angezogenen Patentschrift erläutert.

Wie mit Fig. 1 und gleichzeitig 2A - 2G veranschaulicht, werden von einem Radarsystem-Synchronisierkreis gelieferte Eingangsimpulse als ein aus ersten und zweiten Eingangsimpulsen bestehendes Impulspaar geliefert, wobei der erste und der zweite Eingangsimpuls zwischen den Vorderflanken der Impulse eines jeden solchen Paares ein vorgegebenes Zeitintervall definieren, das der gewünschten Länge des Beleuchtungsimpulses entspricht. Wie weiter unten genauer erläutert, umfaßt das durch die Eingangsimpulse festgelegte

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Zeitintervall eine zusätzliche Halbperiode der Sinuswelle der Fig.. 2B, wobei diese Zeitdauer einem Gate-Intervall entspricht. Die Begründung für diesen zusätzlichen Zeitabschnitt wird weiter unten gegeben.

Die mit Fig. 2A wiedergegebenen Eingangsimpulse werden von dem Radarsystem-Synchronisierkreis aus einem Steuerkreis 30 zugeführt, der den ersten Impuls jedes Paares identifiziert und dem Eingangsnetzwerk 10 zuleitet, um die Sinuswellenschwingung des Parallelschwingkreises 12 auszulösen und damit die Sinusschwingung entsprechend Fig. 2B hervorzurufen. Die Frequenz der Sinusschwingung wird entsprechend der gewünschten Dauer der Anstiegs- und Abfall-Abschnitte des zu erzeugenden Rechteckimpulses gewählt.

Wie erwähnt, werden die Anstiegs- und Abfall-Intervalle durch die Verzögerungsleitung 14 und den Impulsdehner 16 erzeugt, und dementsprechend werden sowohl der erste als auch der zweite Impuls der Verzögerungsleitung 14 als Eingänge zugeführt. Wie mit Fig. 2C veranschaulicht, sorgt die Verzögerungsleitung 14 für eine Verzögerung entsprechend 3/4 einer Periode einer Sinusschwingung, während der Impulsdehner 16 einen Gate-Impuls entsprechend der Dauer einer halben Periode der Sinusschwingung erzeugt, so daß das Anstiegsintervall sich vom Minimum bis zum Maximum der Sinusschwingung erstreckt. Der zweite Eingangsimpuls ist gegenüber dem ersten um ein Intervall zeitlich versetzt, das einer bestimmten Anzahl Perioden plus einer halben Periode der Sinusschwingung entspricht. Die Verzögerungsleitung 14 und der Impulsdehner 16 arbeiten hier entsprechend, um ein Abfall-Gate-Intervall zu erzeugen, das sich vom Maximum bis zum Minimum der Sinusschwingung über eine halbe Periode der Sinusschwingung erstreckt.

Im Einklang mit der Arbeitsweise des Schaltkreises nach der vorerwähnten Patentschrift werden die so erzeugten, mit Fig. 2C wiedergegebenen verzögerten Gate-Impulse dem Torkreis 18 zugeführt, um dann am Ausgang des Ausgangsnetzwerks 20 während der Gate-Inter-

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valle als sin -Anstiegs- bzw. sin -Abfall-Abschnitte zu erscheinen. Diese Kurvenabschnitte sind mit Fig. 2D wiedergegeben.

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Die verzögerten, gedehnten Gate-Impulse beaufschlagen ferner einen zweiten Steuerkreis 32, der den Anstiegs-Intervall-Gateimpuls zu einem Rückflankendetektor 34, den Abfall-Intervall-Gateimpuls zu einem Vorderflankendetektor 36 leitet, der die verzögerten Triggerimpulse entsprechend Fig. 2E zeitlich koinzident mit der Rückflanke des Anstiegs-Gate-Impulses bzw. der Vorderflanke des Abfall-Gate- Impulses erzeugt. Diese Auslöseimpulse beaufschlagen den Setz- bzw. Rücksetz-Eingang eines Flipflops 38, so daß der mit Fig. 2F wiedergegebene Rechteckimpuls konstanter Amplitude als Ausgang des Flipflops 38 auftritt, der dabei eine durch die Triggerimpulse der Fig. 2E bestimmte Zeitdauer hat. Die Vorder- und Rückflanke des Flipflop-Ausgangsimpulses konstanter Amplitude fal-

len somit zeitlich mit dem Ende des sin -Anstiegs-Kurvenabschnitts

und dem Anfang des sin -Abfall-Kurvenabschnitts zusammen, wobei im übrigen die Amplitude des Impulses konstanter Amplitude den

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Scheitelamplituden der beiden sin -Anstiegs- bzw. Abfall-Signale gleich gemacht wird.

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Die sin -Anstiegs- und-Abfall-Signale und der Impuls konstanter Amplitude werden von dem Ausgangsnetzwerk 20 bzw. dem Flipflop 38 einem Summierverstärker 40 zugeleitet, der den Beaufschlagungsoder Beleuchtungs-Impuls mit den erwähnten Charakteristika erzeugt, wie dieser mit Fig. 2G dargestellt ist.

Wie mit Fig. 3 gezeigt, werden Beleuchtungs-Impulse mit den vorbeschriebenen Merkmalen mittels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in periodischen Intervallen, wie sie durch die Eingangsimpulspaare bestimmt sind, in alternierender Folge mit ßahnverfolgungs-Signalen erzeugt, wobei die Bahnverfolgungs-Signale inherkömmlicher Weise erzeugt werden können, um eine gemeinsame Komponente des Radarsystems zu speisen. Wie zuvor erwähnt, wird diese Arbeitsweise infolge der" Verringerung der Seitenband-Störerscheinungen ermöglicht, wie sie durch Verwendung eines Beleuchtungs-Impulses der vorgeschriebenen Kurvenform erfindungsgemäß erzieLt wird.

Pabenbansp rüch ej_ 3 0 9 Β 2 5 / 1 0 /f 2

Claims

Patentansprüche ;

1. Impulsgenerator zur Erzeugung von Beaufschlagungsimpulsen konstanter Amplitude mit sin -Anstieg und -Abfall, der eine erste Einrichtung aufweist, die auf jedes Paar erster und zweiter Eingangsimpulse anspricht, um so in vorgegebener zeitlicher Zuordnung dazu Anstiegs- und Abfall-Intervalle vorgegebener Zeitdauer festzulegen, gekennzeichnet durch eine zweite Einrichtung, um während der durch die' erste Einrichtung festge-

legten Anstiegs- und Abfall-Intervalle Signale mit sin -Anstieg und -Abfall und jeweils im wesentlichen gleichen Scheitelamplituden zu erzeugen, durch eine dritte Einrichtung zur Erzeugung eines Impulses, der bei seinem Beginn mit dem Ende des ersten Intervalls und bei seinem Ende mit dem Beginn des Abfall-Intervalls zusammenfällt und der eine den Scheitelam-=. plituden der Anstiegs- und Abfall-Signale gleiche konstante Amplitude hat, sowie durch eine Summiereinrichtung zur Aufnah-

me der sin -Anstiegs- und -Abfall-Signale von der zweiten Einrichtung und des Impulses konstanter Amplitude von der dritten Einrichtung zur Bildung eines zusammengesetzten Rechteckimpul-

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ses vorgegebener Dauer mit sin -Anstieg und -Abfall.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung einen Oszillatorkreis aufweist, der auf den ersten Eingangsimpuls jedes Eingangsimpulspaares anspricht, um ein Sinussignal mit einer das Zweifache jedes Anstiegsbzw. Abfall-IntervalIs betragenden Periode zu erzeugen, wobei die Zeitdauer zwischen dem ersten und dem zweiten Eingangsimpuls jedes Impulspaares einer ungeraden Zahl von Halbperioden der Sinuswelle entspricht^ daß die erste Einrichtung eine Verzögerungseinrichtung zur Festlegung des Beginns des Anstiegsund Abfall-Intervalls vorgegebener Zeitdauer nach dem ersten bzw. zweiten Impuls aufweist und daß die zweite Einrichtung ferner eine Gate-Einrichtung umfaßt, die während der durch die erste Einrichtung festgelegten Anstiegs- und Abfall-Intervalle

aktiviert ist, um die entsprechenden sin -Anstiegs- und -Abfall-Signale aus der von dem Schwingkreis erzeugten Sinus-

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schwingung abzuleiten.

3. Impulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung ferner einen Impulsdehner auf" weist, um die von der Verzögerungseinrichtung verzögerten Eingangsimpulse aufzunehmen und in Abhängigkeit davon Ausgangsimpulse mit der vorgegebenen Zeitdauer der Anstiegs- und Abfall-Intervalle zu erzeugen.

4. Impulsgenerator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung einen bistabilen elektronischen Schaltkreis aufweist, der sich normalerweise in einem rückgesetzten Zustand befindet und in Abhängigkeit von der Beendigung des Anstiegs-Intervalls in den gesetzten Zustand, in Abhängigkeit von dem Beginn des Abfall-Intervalls dagegen in den rückgesetzten Zustand umschaltet, wobei der gesetzte Ausgang des bistabilen Schaltkreises den Anteil konstanter Amplitude des Beleuchtungsimpulses liefert.

5. Verwendung eines Impulsgenerators nach einem der Ansprüche

1 - 4 in einer gemeinsamen Komponente eines Radarsystems, wobei die gemeinsame Komponente zur gleichzeitigen Erzeugung von Beaufschlagungs- und Bahnverfolgungs-Signalen dient und in alternierender Folge Zeitintervalle zur Aussendung der Beaufschlagungs- und Bahnverfolgungs-Signale definiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator während der den Beaufschlagungssignalen zugeordneten Intervalle einen Beaufschlagungsimpuls vorgegebener Dauer aussendet, der eine konstante Amplitude und einen sin²-Anstieg sowie einen sin²-Abfall hat.

KN/hs 3

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