DE2350332A1

DE2350332A1 - Schutzvorrichtung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2350332A1
Application number: DE19732350332
Authority: DE
Inventors: Gerald Fred Ross
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1972-10-06
Filing date: 1973-10-06
Publication date: 1974-04-25
Also published as: FR2202331A1; JPS4971639A; FR2202331B3; US3858205A; IT996266B

Description

Patentanwalt©^
Dipl. Ing. C Wallach

Dipl. Ing. G. Koch 6. Oktober I973

Dr. T. Haibach , ,

München 2 ^{l4 4l5} -

Kaufingerstr.8,Tel.24O275

Sperry Rand Corporation New York / USA

Schutzvorrichtimg für Fahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine in einem Fahrzeug angeordnete Schutzvorrichtung für den Empfang, die selektive Torsteuerung und die ,Schwingungsformumwandlung von elektromagnetischen Basisband- oder Subnanosekunden-Signalen und insbesondere auf eine Vorrichtung für den stabilen Empfang und die selektive Verwendung des Vorhandenseins derartiger Basisbandsignale für die Erzeugung von Alarm- oder Steuersignalen für Sicherheitszwecke ohne fehlerhaftes Ansprechen _o

Im allgemeinen verwenden bekannte Signalwähler- oder Torsteuersysteme, die in Detektoren oder Meßeinrichtungen für die Erkennung und Erfassung von Gegenständen verwendet werden, die Torsteuerung impulsförmiger Dauerstrich-Trägerschwingungssignale, die oft die Dauer von vielen Hochfrequenz-Schwingungsperioden heben. Das auszuwählende Signal weist normalerweise die Form eines impulsförmigen Hochfrequenzträgersignals auf, so daß komplizierte Signalempfangs-Verstärkungs- und FrequenzumwandlungE-schaltungen verwendet werden müssen^ um das Signal vor dem Auswahl- oder Entfernungs-Torsteuerschritt zu verarbeiten. Da diese Systeme kompliziert und relativ wenig wirkungsvoll sind, ainöL slo auf Grund vieler Ausfallmöglichkeiten empfindlich;., Weiterhin können übliche Gegenstandsdetektorempfänger tnd -signaltorsteuersysteme keine einen geringen

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Abstand aufweisende Gegenstände messen. Auch sind derartige Auswahl- oder Ent:?ernungstorsteuerschalt"ungen nicht für die direkte Verarbeitung von kurzen Basisband-Nanosekunden und Subnanosekunden-S'ignalen geeignet.

Eine brauchbare Meßeinrichtung für die Erkennung und Erfassung von Gegenständen durch Abstrahlung und Empfang von elektromagnetischen Basifsband- oder Subnanosekundenimpulsen ist in

dem US-Patent . · · , (US-Patentanmeldung 271 084 vom

12. Juli 1972) beiichriaben, in dem ein System zum Empfang und zum selektiver, To:?steusrn von sehr kurzen* elektromagnetischen Basisbandirapulsen und zur Erzeugung sines in seiner Energie verstärkten Ausgangs, der für die Betätigung der Nutzeinrichtung brauchbar is;, beschrieben ist. Die Systeme nach dieser US-Patentschrift und den im folgenden genannten deutschen Patentschriften verwenden im wesentlichen, dispersionsfreie übertraguKgsleitiuigs-A:ateimenanordnungen, die mit einer Halbleitertorsteuer- oder Wählvorrichtung susamnenarbeiten, die direkt innerhalb der Antennenübertragungsleitung angeordnet ist, um die Gesara";ehergie der ankommenden Basisbandimpulse zu erfassen,, Eine hlormit zusammenwirkende, mit der Torsteuervorrichtung verbundene Schaltung erzeugt aus dem ankommenden Signal ein. entsprechendes Ausgangssignal, das zur Anwendung in Nutzeinrichturiisen geeignet ist, die im allgemeinen übliche Schaltungen von d<sr Art einschließen* die so aufgebaut sind, daß sie Ircpulssignale von üblicherer Dauer verarbeiten.

Während derartige torgesteuerte Basisband-Meß®inrichtungen zur Erkennung und Erfassung von Gegenständen in vielen Anwendungsfallen zufriedenstellend arbeiten, sprechen sie manchmal in unerwünschter Wei;?e bei ungünstigen Dmgebungsbedingungen an. Insbesondere ergeben sich bestimmte Probleme auf Grund der Eigenarten, der fü:.¹ Meßeinrichtungen für kurze- Entfernungen

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benötigten Basisb.indantennen, die andererseits in anderer Hinsicht bei der Art der Basisbandimpulsauss€indung und -empfang von großem Vorteil sind»

Es ist kler, claß Lm allgemeinen Antennen, die: ausreichend breit» bandig sind, um Sibnanosekundenimpulse ohne streuung und sich daraus ergebende Verzerrung auszubreiten, außerdem gleichzeitig breite, effektive Abstrahlungs- und Empfangscliagramme aufweisen. Wenn es erwünscht ist, daß das Schutzsystem auf einen gefährlichen Gegenstand in einem Bereich von ungefl-ihr 1,50 m von der Meßeinrichtung anspricht, bilden die Sireihlimgsdiagrammbreiten der Basisbattdante;inen kein besonderes Problem« Soll eine Meßeinrichtung wirke:a, ■ wenn sich ein gefährlicher Gegenstand beispielsweise 5 bis 2,50 m in VorwärtS3:dchtung der Meßeinrichtung befindet, we:in sie in Betrieb i§t_s um ein sich mit relativ hoher Geschwindigkeit bewegendes Fahrzeug au schützen, können derartige Breitstrahlantennen Störsignale empfangen, da Fahrzeuge, die in Fahrspuren an beiden Selten des geschützten Fahrzeugs fahren* das Luftkissen oder ein anderes Schutzsystem in unerwünschter Weise auslösen können_β Durch.den normalerweise in der bekannten Vorrichtung verwendeten Brxtfernungs-Torsteuerbereich kann sich die empfindliche Zone über die Seiten des geschützten Fahrzeugs hinaus erstrecken, wobei folglich gelegentliche Störechos die Betätigungseinrichtung bedienen können- » eine äußerst unerwünschte Folge,

Erfindungsgemiie umfaßt die in einem fahrzeug angeordnete Schutzvorrichtung Sendesinricb.tungen zur Afestr&hlung von Bas,isbandimpulsen in einen räumlichen Bereiche der einen Teil aufweist, in dem ein Zusammenstoß mit einem GegeastaUvd erfolgen kann, erste und zweite Empfangseinrichtungen, di<5 in teesug auf die SendeeinrichtuEgen syiranetrisch angeordnet sind* um Basisbandimpulse zu empfanjjsn, die von dem Gegenstand,, ^exm .er sich im räumlichen Bereich beäfindets reflektiert werden., MiP^Schaltungseinrichtun«

gen« die auf im wesentlichen gleichzeitige Ausgänge der ersten und zweiten Empfangseinrichtungen ansprechen und nur dann eine Antwort liefern, wenn sich der Gegenstand in einem begrenzten Azimutsektor des Teils befindet, Gatterschaltungseinrichtungen, die auf die Sendcseinrichtungen und auf die UND-Gattereinrichtungen ansprechen und einen Ausgang nur dann erzeugen, wenn sich der Gegenstand in einer begrenzten Entfernungszone des genannten Teils in Abstand von der Sendeeinrichtung befindet, und Nutzeinrichtvjigen, die auf die Torsteuersehaltungseinrichtungen ansprechen_β

Die bevorzugte Ai.sführungsform der Erfindung weist die Form eines elektromagnetischen Energieimpulssystesis zur Aussendung von sehr kurzen Basisbandimpulsen und für ihren Empfang durch doppelte Baßisbandempfanger nach der Reflexion von zu erfassenden Gegenständen auf. Die Basisbandempfänger verarbeiten die Basisbandslgiiiale, und erzeugen in ihrer Energie verstärkte Ausgänge £ur Betätigung der Nutzeinrichtung. In dem System werden dispersionsfreie Sende* und Empfangsantennen und Übertragungsl@ltungselemente verwendet, die mit den Empfänger-Lawinendurchbruchs-Transistordetektoren zusammenarbeiten, die direkt innerhalb der Empfänger-Übertragungsleitungen angeordnet sind, uri die Gesamtenergie jedes Echoimpulses zu erfassen· Die Empfäagerdetcdctoren werden zyklisch in einer freilaufenden Impulsbetriebswelse betrieben, wodurch ein Verstärkungsreglersignal erzeugt und gespeichert wird, um eine hohe Stabilität und Empfindlichkeit der Empfängerdetektoren jedesmal dann zu schaffen, wenn sie in ihrer zweiten oder Lawinendurchbruchsdetektormode arbeiten» Zwei verstärkte, zeitlich gedehnte Impulse wurden von den Empfänger-Lawinendurchbruchsdetektoren jedes Mal dann erzeugt, wenn ein Echo in beiden Empfängern während dsr Detektormode vorhanden ist. Die erfaßten Signale werden durch eine UND-Schaltung dem Entfernungs-Torsteuer-

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Lawinendurchbruchsdetektor zugeführt» der zuverlässig ein Nutzausgangssignal zur Betätigung von Insassen oder anderen Schutzeinrichtungen abgibt. Dadurch, daß eine derartige Betätigung nur innerhalb eines vorgegebenen Entfernungsfcorsteuerbereiches und nur dann erfolgen kann, wenn anpfängerausgänge von im wesentlichen gleicher Amplitude die UND-Schaltung betätigen« ist das Ansprechen auf einen gefährlichen Gegenstand nur in einer begrenzten vorgegebenen Azimutzone in Vbrwärtsrichtung des geschützten Fahrzeugs möglich und ein fehlerhaftes Ansprechen wird ausgeschlossen«

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird Im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Pig, 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Vorrichtung,

Figo Ö eine perspektivische Ansicht einander Antennen der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 . ein Schaltbild eines Senders der Vorrichtung nach Fig, 1, "' ■

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer in den Bnpfängern der Vorrichtung nach Fig· 1 verwendeten BEpfängerschaltung,

^Flg. 5, 6 und 7 grafische Darstellungen zur Erläuterung der Betriebsweise der Vorrichung.

Die impulßfönnig gesteuerte, elektromagnetische Meßeinrichtung. der vorliegenden Vorrichtung 1st eine Vorrichtung zum Hessen

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eines drohenden Zusammenstoßes eines Fahrzeuges mit einem anderen vorgegebenen Fahrzeug oder Gegenstand und zum Betätigen bestimmter Schutzvorrichtungen als Folge eines derartigen Meßvorgangs* Sie ist so ausgelegt, daß sie beispielsweise an der Vorderseite "Ines geschützten Fahrzeugs untergebracht ist, wie es durch die gestrichelte Linie I der Fig. 1 dargestellt ist« obwohl sie auch in anderen Richtungsbeziehungen in bezug auf das geschützte Fahrzeug verwendet werden kann·

Ein Sender 2 für kurze oder Basisbandimpulse wird von einem üblichen Stroraltnpulsgenerator 3 betätigt« der über einen Inverter 6 alle erforderlichen Synchronisiersignale für die Steuerung der paarweise verwendeten Impulserapfänger 4 und 5 liefert und der zusätzlich Zeittorsteuersignale über einen Kondensator 7 an andere noch zu beschreibende Teile der Meßeinrichtung liefert« Ist die Meßeinrichtung an der Vorderseite 1 des Fahrzeugs angeordnet« so erzeugt der Sender 2 Impulssignale für die Vorwärtsabstrahlung durch eine Antenne« wie beispielsweise eine Dipolantenne 8· Die von irgendeinem Gegenstand zum geschützten Fahrzeug zurückreflektierten Signale werden von den Empfangsantennen 9 und 10 zur Zuführung zu den entsprechenden Impulsempfängern 4 und 5 aufgefangen« wobei die Empfangsantennen 9 und 10 symmetrisch an der Vorderseite 1 des Fahrzeugs an Jeder Seite der Sendeantenne 8 angeordnet sind.

Die Sendeantenne 3 kann die in Fig. 2 gezeigte allgemeine Form aufweisen« wobei ihre elektrischen Leitungen die Dipolelemente 13» -I-3a haltern und durch Übermaßlöcher im Scheitel 16 eines Reflektors vorspringen« der aus gleichen flachen Leiterelenenten 15* 15a« die aneinander an einen Winkel entlang des Scheitels 16 anstoßen« besteht.

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Die Dipolelemente 13, 13a liegen in einer Ebene« die allgemein den V-förmigen Querschnitt der Reflektorelemente 15, 15a halbiert» Die Dipolelemente 13* 13a haben eine größere Richtwirkung in. der horizontalen oder Halbierungsebene und die V-förmigen Refiektorelemente 15* 15a tragen in erwünschter Welse zur Richtwirkung in der vertikalen Ebene oder der Ebene, die senkrecht zur Halbierungsebene steht* bei. Andere gleichwertige Ant exmenspei se vorrichtungen oder Heflektoren können alternativ verwendet werden·

Die Empfangsantennen 9 und 10 sind so ausgerichtet« daß sie Gegenstände "sehen", die von Energie angestrahlt werden, die auf diese von der Sendeantenne 8 gerichtet'wird_β Die in gleicher Weise polarisierten Emfpangsantennesi 9 und 10 können ebenfalls einen der Figo 2 allgemein entsprechenden Heflektoraufbau aufweisen, sie sind jedoch zum Auffangen von von Gegenständen reflektierten Impuls- oder Basisbandsignalen angeschaltet. In einer beispielhaften Anwendung zur Messung der Entfernung zwischen der Vorderseite 1 eines ersten Fahrzeuges- und der Hinterseite eines zweiten Fahrzeuges* können die Mittelpunkte der Antennen 8 und 9 und 8 und 10 in einem Abstand von ragefähr 60 cm stehen, wobei ihre Dipolelemente horizontal ©lageordnet sind. Die Dipolspitzen jedes Dipolelementeapaares können ungefähr einen Abstand von 10 cm aufweisen.

Der Impulssender 2 und die zugehörige Antenne 8 können irgendeine von verschiedenen Formen aufweisen, wie sie bei spielsweise, im deutschen Patent ..·....«.« (deutsche Patentanmeldung Nr. P 21 29 700β?) beschrieben sind» Geeignete Sender- und Antennenanordnungen sind außerdem in den deutschen Patenten

c»· (deutsche Patentanmeldungen P 22 20 551.2 und

P 22 24 842.6) beschrieben.

Eine bevorzugte Aasführungsform des Senders 2 ist beispielsweise in Fig. 3 dargestellt. Der Sender 2 wird durch einen

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üblichen Stromimpulsgenerator 3 betätigt, der Leistung Über einen Anschluß 23 empfängt und der außerdem der Zuführung von Synchronisiersignalen zur Steuerung der Empfänger 4 und 5 dient« Durch das Fließen von regelmäßigen Stromimpulsen durch eine Spule 26 wird ein Schalter 27 betätigt« um den Sender 2 periodisch zu erregen und zwar auf Grund der mechanischen Verbindung 28, die abwechselnd zwei Anschlüsse 29 und 29a verbindet und trennt· Der Schalter 27 kann andere zweckmäßige AusfUhrungsformen aufweisen, aber er ist vorzugsweise ein im Handel erhältlicher ο quecksilberbenetzter, einpoliger Herdschalter mit Arbeitskontakt, der beim Schließen einen Stromimpuls mit einer Anstiegszeit von 100 Pikosekunden oder weniger erzeugt· Geeignete Schalter haben beispielsweise einen Widerstand im geschlossenen Zustand von einem Bruchteil eines Ohms.ein Schalt-

DiS ZU vermögen von 300 Ύ und eine Arbeitsfrequenz von|200 Hz bei einer Schließaeit von einer Millisekunde und sind ohne weiteres erhältliah.

Der Sehalter 27 wird somit periodisch zur impulsförmigen Erregung der Strahlorantenne 8 verwendete wie beispielsweise die Dipolantenne mit den gepaarten Strahlerdipolelementen 13* 13a. Es sind iAdeiiiderstände 20, 20a mit relativ hohem Widerstandswert vorgesehen. Der Widerstand 20 verbindet das Antennendipolelement 13 m:it. einer an einen Anschluß Sl gekoppelten (nicht gezeigten) Potentialquelle. Der Widerstand 20a verbindet das Antennendipolelement 13a mit Erde® Die Pfade von den Anschlüssen 29 bzw. 29a zu den Elementen 13 bzw. 13a laufen durch gleiche Arpa3wide:.*stände 22 bzw. 22a» Die Widerstände 20 bzw. 20a könner; Je 10 Ifegohm aufweisen, die Widerstände 22 bzw. 22a je IOC Obm. Das Schließen des Schalters &?, das ungefähr 1 Millisekunde naosh der Erregung der Treiberspule 26 erfolgt, bewirkt, daß ein Basisbandimpuls mit steifer Anstiegsflanke sich durch die übertragungsleitung, die die Widerstände 22

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bzw, 22a und die Dipolelemente 13 bzw. 13 a einschließt, ausbreitet und durch letztere in den Raum abgestrahlt wird. Die Leistung wird dem Anschluß 23 nur dann zugeführt, wenn das Fahrzeug eine höhere als eine vorgegebene Geschwindigkeit aufweist, um unerwünschte Antworten beim Parken oder ähnlichem zu verhindern» . '

Die paarweise verwendeten gleichen Empfänger 4 und 5 nach Fig« I können jeweils Basisbandempfänger der allgemeinen Art sein, wie sie in der deutschen Patentschrift ,.....* c... (deutsche Patentanmeldung P 22 12 109) beschrieben sind· Basisbandempfänger sind auch in der deutschen Patentschrift ·«><>.·...· (deutsche Patentanmeldung P 22 20 551.2) beschriebene Ein besonderer Empfänger,, der später noch in Verbindung mit den Figg. 1 und 4 beschrieben wird, ist eine Anpassung des in dar US-Patentanmeldung 271 084 vom 12ο Juli 1972 beschriebenen Empfängers,

In Fig« 1 sind die Ausgänge der Empfänger 4 äzw. 5 durch übliche "hot carrier"-Dioden 34 bzw. 35 mit einer gemeinsamen Leitung 36 verbunden« Die Dioden 34 und 35 können vom Typ HP 5082-2815 der Pa₀ Hewlett-Packard sein und sind gemeinsam über eine Leitung 36 durch einen Widerstand 37 mit einer (nicht gezeigten) Vo^spennungsVersorgungsquelle verbunden, die an einen Anschluß 38 angeschaltet ist. Die die Dioden 34 und 35 und die Elemente 36, 37 und 38 einschließende Schaltung bildet ein Übliches Hoohgeschviindigkeits-UND-Netzwerk, wobei die "hot carrier"-Dioden jeweils zur Abtastung der Ausgänge der entsprechenden Empfänger 4 und 5 verwendet werden. Wenn beispjelsweise zu Irgendeinem Zeitpunkt ein gleichzeitiger Ausgang von dem Empfänger 4 und dem Empfänger 5 auftritt., erscheint ein UND-Signal g.uf der gemeinsamen Leitung 36· Jedes derartige miD-Signa.L auf der Leitung 36 wird über einen Kondensator 40 längs des geerdeten Eingangswiderstandes 41 an den entfernungs-

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torgesteuerten Lawlnendurchbruchsdetektor 44 angekoppelt, der einen Transistor vom Typ 2 K 5130 als wesentliches Element verwenden kann* Die Wirkungsweise der einstellbaren Verzögerungs« einrichtung 33, die zwischen dem Empfänger 5 und der Diode 35 angeordnet ist, ist im weiteren noch zu erläutern«

Zur Steuerung der mit dem entfernungstorgesteuerten Lawinendurchbruch-Detektor 44 verbundenen Schaltung, wird ein von dem Kondensator 7 in der Fig» 3 abgeleitetes Synchronisiersignal an eine übliche Iinpulsdehnungsschaltung 39 angekoppelt; die Schaltung 39 dehni den durch den Kondensator 7 angekoppelten Basisbandimpuls auf eine Länge, die allgemein für die Anwendung in einer üblichen einstellbaren Verzögerungsschaltung 42 geeignet isto Die Größe der Verzögerung der Eingangsimpulse wird manuell oder elektronisch durch die Änderung eines Parameters eines Elementes der üblichen Verzögerungsächaltung 42 bestimmt, wie beispielsweise den einstellbaren Kondensator 42a, der verständlicherweise bei bestimmten Anwendungen eine automatisch oder über eine Entfernung einstellbare Kapazitätsdiode sein. kann. Die durch die einstellbare Verzögerungsschaltung 42 eingeführte Verzögerung bestimmt die Zeit, in der ein üblicher Entfernungs-Torsteuergenerator 43 einen. Ausgangs-Entfernungs-Torstouerimpuls erzeugt.

Das vom Entfernunfss-Torsteuergenerator 43 erzeugte Entfernungsgattersignal wird dem entfernungstorgesteuerten Lawinendurchbruchdetektor 44 als Torsteuer- oder Freigabeeingang zugeführt, während einem zweiten Eingang dieses Detektors die empfangenen, νοΛ den Empfängern 4 und 5 erzeugten und durch die UND~D±oden 34 und 35 weitergeleiteten Echoimpulse zugeführt werden. Der Detektor 44 wird nit einem konstanten Strom aus einer einem Feldeffekt transistor vom Typ MPP l6l verwendenden geregelten Stromquelle 53 gespeist, der von einer (nicht gezeigten) mit

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einem Anschluß 54 verbundenen Versorgung abgeleitet wird* Wenn eine Gleichzeitigkeit zwischen dom Entfernungstorsteuersignal imd den Echowellen auftritt, die von den Empfängern 4 und 5 aufgefangen werden, so wird eine Ausgangsschwingung 48 von dem entfernungstorgesteuerten Lawlnendurchbruchsdetektor

44 erzeugt und erscheint an dem Ausgangsanschluß 44a· Die Aus* gangsschwingung 48 kann einer üblichen Betätigungseinrichtung

45 zur Betätigung einer üblichen betätigbaren /orrichtung zugeführt werden, wie beispielsweise ein Luftkissen oder irgend· eine andere Sieherheits- oder Insassenhaltevorriohtung der in der deutschen Patentschrift ·.,, .·...,. (deutsche Patentanmeldung P 22 24 842.6) beschriebenen Art. Die einstellbare Verzögerungssohaltung 42, der Entfemungstorsteuergenerator 43 und der Entfernungstorsteuer-Lawinendurohbruchsdetektor 44 können im allgemeinen den entsprechenden beispielsweise in

den zuvor erwähnten deutschen Patentschriften

(deutsche Patentanmeldungen P 22 20 551 _e2 und P 22 24 842.6) gezeigten Elementen gleich sein«

Es ist zu ersehen, daß die Erzeugung der Ausgangsschwingung 48 zur Betätigung von Insassen oder anderen Schutzeinrichtungen des geschützten Fahrzeugs von dem ungewöhnlichen Ereignis gleichzeitiger Ausgänge der Empfänger 4 und 5 und yqu ü®v gleichzeitigen Betätigung des entfernungstorgesteuerten La« winendurchbruchsdetektor 44 durch einen entfernungstorgesteuerten Impuls abhängt, der zu einer vorgegebenen Zeit in bezug auf die Zelt, in der der Sender Impulsförmig gesteuert wird, erzeugt wird· Alle drei Signale müssen an dem entfernungstorgesteuerten Detektor 44 vorhanden sein, um einen Lawinendurchbruch zu bewirken und eine Ausgangsschwingung 48 zu erzeugen· Aus den Figuren 5 und 6 wird die Betriebsweise verständlich, wenn angenommen wird, daß die erste Empfangsantenne 9 am Punkt F₁ angeordnet 1st, die Sendeantenne 8 am Punkt F'^ (der mit der Lage des Punktes F'₂, ^{wie es} noch erläutert wird, zusammen-

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fällt) und die zweite Empfangsantenne 10 an Punkt Fg. Die Funkte P, und P¹, sind« wie es zu erkennen ist, Brennpunkte einer Haupt- oder Hittelellipse 50, während die Punkte F₂ und F*g die Brennpunkte einer Haupt« oder Mittelellipse 51 sind. Die Überkreuzungsstelle 49 der Hittelellipsen 50 und 51 stellt einen Hittelpunkt in einem gegebenen Baum 60 dar, innerhalb dessen die Meßeinrichtung auf das Vorhandensein eines reflektierenden Gegenstandes empfindlich sein soll.

Der Raum 60 soll weiterhin dadurch definiert werden, daß angenommen wird, da.8 der durch den Entfemungstorsteuergenerator 43 gebildete Entfernungs-Torsteuerbereich einer torgesteuerten Entfernung von 2Λ entspricht. Zwei Paar entsprechender Begrenzungsellipsen können somit um die Überkreuzungs- oder Mittel· stelle gebildet werden« wobei sich die Paare kreuzen, um vier Punkte oder Ecken 52, 52a, 55 und 55a zu definieren, die daher den Raum 60 genau festlegen. Es 1st klar, daß die Mittelstelle 49 und folglich der Raum 60 entlang einer Linie 62 naoh innen oder außer, bewegt werden kann, indem der Steuerkondensator 42a der einstellbaren Verzögerungseinrichtung eingestellt wird und daß seine Größe bsi der üblichen Einstellung der Größe des Entfernungs-Torsteuerbereiches, der durch den Entfernungs-Vorsteuergenerator 43 festgelegt wird, durch die Verwendung der manuellen Steuerung 43a geändert werden kann. Wenn es erwünscht ist, die Lage des Raumes 60 entlang der Linie 62 wie in Fig. 6 abzutasten oder auf andere Welse zu bewegen, erfüllt eine Änderung eines Steuerelementes wie beispielsweise des einstellbaren Kondensators 42a diesen Zweck. In der Fig. 6 wird somit die Lage der für kleinere, mittlere oder größere Entfernungen bestimmte Torsteuerbereiehe 58» 59« 60« die auf diese Weise gebildet werden, dargestellt. Durch die Betätigung der Einstellung 33a der Verzögerungseinrichtung 33 nach Fig« I kann der empfindliche Bereich nach rechts oder links entlang

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der Linie 62 von Flg. 5 bewegt werden, wie es bei 68 in Flg. gezeigt ist»

Es 1st verständlich, daß wenn ein Ziel beispielsweise Wen durch die Punkte 52, 52a, 55 und 55a definierten Raum fällt, ein Ausgangsimpuls von jedem der Empfänger 4 und 5 zum Im wesentlichen gleichen Zeitpunkt erzeugt wird, wobei ein Ausgang von den UND-Dioden 34, 35 an der Leitung 36 erzeugt wird, der seinerseits bewirkt, daß bei dem Entfernungs-Torsteuerlawinendurchbruchsdetektor 44 ein Lawinendurohbruoh erfolgt und dieser leitet, da er durch den Entfernungs-Torsteuergenerator 43 freigegeben wurde. In normalen Fällen, In denen das Ziel außerhalb des Raumes 60 liegt, ist der eine oder der andere Ausgang des Empfängers 4 bzw. 5 zu klein, um einen geeignete UND-Schaltungsausgang zu erzeugen, oder die Entfernungs-Torsteuerschwingung ermöglicht keinen Lawlnendurchbruch des Detektors 44, so daß sich unter keinen Umständen eine Ausgangsschwingung 48 ergibt und die Schutzvorrichtung nicht betätigt wird.

Die grafischen Darstellungen nach ^pig. 5 und 6 sind zugunsten der Deutlichkeit im Verhältnis etwas verzerrt, da der in Vorwärtsrichtung begrenzte azimutale Raum normalerweise ζ,Bo ungefähr 3 ^m vor der Vorderseite des Fahrzeugs liegt, während die Entfernung. zwischen den Brennpunkten F₁ und F₂ beispielsweise 60 bis 90 cm beträgt · Die genaue Lage der Punkte 52, 52a, 55 und 55a kann durch die Anwendung von einfacher, analytischer Geometrie oder der Üblichen Schraubenliniengleichungen bestimmt werden, und die praktische Lage kann in einfacher Weise durch derartige übliche Verfahren ausgewählt werden. Nimmt man beispielsweise an, daß die Ellipsei 50, 51 Je eine große Hauptachse 2a und eine kleine Hauptachse 2b aufweisen, und daß die Entfernung zwischen den zugehörigen Brennpunkten (P₁ - F¹ ^ beispielsweise) 2c ist und ein Entfernungstorsteuerbereioh von 2 verwendet wird. Die Punkte 52, 55a, 52a und 55 werden jeweils

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durch aufeinanderfolgendes Lösen der folgenden Gleichungs

paare Punkt	festgelegt. -52	(x	₊ c)²	• C	^c² (b	y²	_ 1	für y > 0, χ negativ	I	y S O₁ *x 0**
		(b (x	- c)² ,.	-Δ)² +	7 (b	-Δ)^έ y²	— T
		(b	+Δ)² +	₊ o)^a		+Δ)²	— X
Punkt	55^a	(x	₊ c)²	-e)^a	o²^ (b	y²		y Λ ο* χ positiv
		χ -	« C		c² ' (b	3Δ)² y²	·» 1 '
	52a	(b	^{+Δ)2 +}				Il Il
Punkt		(*	2	C⁵^ (b	Y²	_ 1	y >o, X » 0.
		(b χ -	C²^ (b	₊Δ)² y²	= 1
		(b
Punkt	(x	(T (b	y²
-	(b (x		-Δ)^έ V²

Die folgenden Werte von O₁A₁ und b sollen beispielhaft sein:

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c « 6o era
A a 15 cm
b» 3*30 m, 3*60 m oder 3*90 m.

Bei einem typischen Anwendungsfall, bei dem b « 3*30 m ist« liegen die Punkte 52 und 52a 3,2 m vor dem Fahrzeug und 0,85 m auf beiden Seiten der Mittellinie 62„ Isu b = 3, 6 m₉ so liegen die Punkte 52 und 52a 3* 45m vor dem Fahrzeug und 0,93 m an beiden Seiten der Mittellinie 62_β Ist b= ^9 m, so liegen die Punkte 52 und 52a 3*75 m vor dem Fahrzeug und 1,01 m auf beiden Seiten der Lirfe 62» Entsprechend definiert das Doppelantennensystem in einfacher Weise eine bestimmte Azimutzone oder einen begrenzten Eawm vor den Fahrzeugs in» d@a eine Antwort .von einem reflektierenden Gegenstand erzeugt wird» Die auf Fahrspuren auf beiden Seiten des geschützten Patogeuges sich vorbeibewegenden Fahrzeuge <sra©ugen nio^ gleichzeitig al® d^el weiter oben beschriebenen Reaktionen und dl© "Vorrichtung 46 wird nicht fe©tltigfe_Q StatioaMr©" ßegenstSssä© wi© beispielsweise %drant©n oäex» Briefkästen an d@s° Seit© der Fatastraße verursachen in wünschenswerter der Betätigungseinrichtung 45«

Während, wie es weiter oben beschrieben wurde_P Arten von Basisbandempfängerkonzepten bei den Empfängern 4 -,md 5 verwendet werden können einschließlich der in dem US-Patent 3 662 312 erwähnten Art, wird es bevorzugt, die Art von Empfängern zu verwenden,, die in der oben erwähnten US·*Patentanmeldung 271 084 beschrieben ist. Ein derartiger Sknpfänger ermöglicht es, daß die Gesamtenergie Jedes Basisband-Echoimpulses momentan von der Empfangsantenne einem Lawinendurchbruchs-Bbpfängerdetektor zugeführt wird* wobei der Detektor erfolgreich mit kurzen Basisbandimpulsen arbeiten kann, die Spektralkomponenten aufweisen, deren Amplituden &lle nicht durch übliche Schmalbandempfänger erfaßt werden könfeen. Die Gesamt energie in jedem Basisbandimpuls

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kann jedoch relativ größer als der Störpegel oder andere störend einwirkende Impulse oder Signale in der NMhe des Empfänger-Detektors sein. Durch geeignetes Einstellen der Empfindlichkeit oder des Schwellwertes des EmpfMngerdetektors werden entsprechend Basisbandsignale, die andere Bnpfänger nicht beeinflussen« in einfacher Weise empfangen« erfaßt und verarbeitet ohne daß der Empfängerdetektor in erheblichem Maße durch andere Hoohfrequenzenergieaussendungen nachteilig beeinträchtigt wird. Die hauptsächliche Verarbeitung des Echosignals erfolgt gemäß dem bevorzugten AusfUhrungsbeispiel der Erfindung durch einfache Basisbandsignalsohaltungen, womit die Slgnalfrequeiföumwandlung und die mit dan Abgleich und der Betriebsweise üblicher Hochfrequenz- und Zwischenfrequenzverstärker verbundenen Probleme vermieden werden können.

Der bevorzugte Etapfanger ist in Fig. 4 dargestellt und dieser Empfänger 4 wird als Beispiel erläutert« obwohl die Beschreibung genauso auf den Aufbau und die Betriebsweise des Empfängers 5 zutrifft· Der aipfänger 4 ist mit der Empfangsantenne 9 verbunden und arbeitet synchron mit dem Sender 2 in regelmäßig abw®ohg@lnden Moden oder Betriebsarten. In einer ersten der abwechselnden Moden arbeitet ein wesentliches Empfängerelement als freilaufender Impulsgenerator mit veränderlicher Frequenz in einer Bückkopplungssohleife sur automatischen Steuerung der gesamten Empfängc^renpfindlichkelt oder -verstärkung· Bei einer zweiten Mode« die zyklisch mit der ersten Node abweohselt« wird die freilaufend® Impulserzeugung gesperrt und das wesentliche Empfängerelement arbeitet nur bei Vorhandensein eines Entfemungs-Torsteuersignals, wobei die Schwellwerteapflndliohkelt eine Funktion des Pegels das RUckkopplungsstroras ist« der während der ersten Mode erzeugt wurde»

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Die Bapfangsantenne 9 1st mit dem Empfänger 4 über eise einstellbare Verzögerungssohaltung 56 verbunden* die in üblicher Weise zur Einstellung relativer Verzögerungen paralleler Kanal· in einem Impulssystem dient. Per Ausgang der Verzgges'ungssohaltung 36 wird als ein Eingang der Basis des SaipfKnger-Lawinen« durchbruohsdetektors 61 zugeführt» der ein Lawinendurohbruoh-Transistordetektor von Typ 2 N 5IJO sein kann* der in der deutschen Patentschrift ...,,.«... (deutsehe Patentanmeldung P 2220551.2 ) und an anderen Stellen beschrieben ist« und dessen Kollektorelektrode ein im wesentlichen konstanter oder geregelter Strom über eine leitung 57 zugeführt wird· Der Ausgang 63 des SmpfSngerlawinen-Durohbruchsdetektors 61 wird an seiner Emitterelektrode abgenommen und wird einer üblichen Impulsdehnungseinriohtung 64 zugeführt« die ein üblicher monostabiler Multivibrator sein kann· Der Impulsausgang 63 wird über eine Leitung 36 nach Fig· 1 dem Entfernungs-Torsteuer« detektor? 44 zugeführt und kann ungefähr S Mikrosekunden lang sein·

Sin sweiter oder Moden-Steuereingang für das Gatter 65 ist ein Synchronisiersignal 66 (Fig. ΤΪ das von dem Sende-Stromimpulsgenerator 3 über den Inverter 6 und die Leitung 67 dem Hodengfttter 65 zugeführt wird· Der torgesteuerte Ausgang des Modengatters 65 wird einer üblichen aieichstrom-Widerstands-Diodensohaltung 69 und über eine übliche Wideretands«Xondeneator-Integratorsohaltung 70 einer üblichen geregelten Strom« quelle 7* zugeführt· Die Quelle 71 empfängt Leistung aus einer üblichen (nioht gezeigten) mit einem Anschluß 74 verbundenen Versorgung. Der Ausgang der Quelle 71 wird über die Leitungen 72 und 57 zugeführt» um den Betrieb des Transistors in d@a EfflpfHnger-Lawinendurohbruohsdetektor 61 zu steuern. Eine Abzweigleitung an einer Verbindung der Leitungen 57 und 72 schließt eine kurzgeschlossene» ungefähr 30 cm lange übertragungsleitung

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BAD

73 ein· Die Verzögerungsühertragungsleitung 73 bestimmt (Ue Länge jedes Ausgangsiispiilses, der von dm Empfänger-Lawinen· durohbruohsdetektor 61 erzeugt wurde. In Fig. 7 ist au erkennen, daß der Ausgang des Bnpflng@i»-Detektors 61 in der ersten Node des Systems ©in© Heine von Impulszügen 92 aus schiaalen Impulsen ist* wobei der Bapfteger lÄWlnendurohbruohadetektor 61 und die mit ihn verbundene Schleife als freilaufender Impulsgenerator arbeiten· -Bi@ saanuelle Einstellung des Kontaktes 77 eines Potentiometers 76 bestimmt die Bopfindllohkeit des Stapfängerdetektore 61, wobei das Potentiometer 76 zwischen Erde und Leitung 67 eingeschaltet 1st« die Über den Inverter 6 mit dem Stromimpulsgenerator 3 verbunden 1st·

Es 1st zu erkennen, daB d©r ^pfa^er-Lawlnendurehbruohedetektor 61 in Betrieb als üblicher freilaufender Impulsgenerator während abwechselnd aufeinanderfolgender Zeitintervalle zur Bildung des Impulszuges 92 arbeiten kann. Der Ausgangalmpulszug 92 wird nach der Dehmung in der Schaltung 64 einer QleiohstroBwledergewlnnung unterworfen und wird in dem Integrator 70 integriert· Die demgemäfl ©rs@ugte einseitig gerichtete Spannung wird Über die Quelle Jl zur Steuerung des durch den Bmpfänger-Lawinendurohbruchsdetektor 61 fließenden Stromes rückgekoppelt. Dieser Vorgang bestimmt die Empfindlichkeit des Empfänger-LawinendurohbruohsdetektorE 61. Je größer der Strom durch den Detektor 61 ist« desto höher 1st die Impulsfolgefrequens und der einseitig gerichtete Stren* der den von der Quelle 71 gebildeten Stromregler steuert« Die wachsende, der Stromquelle 71 zugeführte Vorspannung wird in einer derartiges. Weise zugeführt, daß der Strom durch den Smpfänger-Lawlnendurohbruohs· detektor 61 abnimmt und deshalb seine Empfindlichkeit abnimmt.

Wird das Ansteuersignal zur Betätigung des Sendersohalters 27 zugeführt, wird ein !teil des gleichen Impulses über den UbIi-

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ohen Inverter 6 und die Leitung 67 dem Hodengatter 65 zur Sperrung der freilaufenden Impulserzeugungsmode der Schaltung zugeführt ο Der von der Stromquelle 71 dem EmpftEnger-Lawinen« durohbruohsdetektor 61 zugeführte Betriebsstrom bleibt im wesentlichen konstant, da dl® Zeltkonstante d@r aieiohätrom* wledergewinnungssohaltung 69 und des Integrators 70 relativ groB 1st. (Beispielsweise größer als 60 Millisekunden). Wenn die Arbeitsperlode des 'BqpfttBgere 4 50 % betrügt« so 1st der Empfänger im Ergebnis für 50 f$ der Zeit ein weit offener Detektor« Bei bestimmten A&wmSusigea wird ©in© tobeltsperiode von bis zu 90 % bevorzugt« W@nn ©in Beholmpuls® der die willkürlich festgelegte. Sohwellwert^iplitude ÜbersÄreltet, von der Antenne 9 Bufg@f@ng©fä MiM₀ i®lt-et der ^upfinger-Lawmen«» durchbruohsdetekto? 6l_s wotei sich @1b Impuls 63 an seinem Ausgang ergibt« Bsr absolmt© Bipfindlichk©it@p@gel wird durch die Anzapfung 77 d®s YorspssMUBgspotentiometers 76 eingestellt·

Der Ausgang des ein Impuls 93
Basis dee

/ei ist 35 der

elektrode des

und der

richtung 46 wird gebildet,

mit dem Ausgang des Transistors

Detektor 44 betätigt Betätigung d@r Schutzvor409817/paQ

Ss ist zu erkennen, da£ die Vorrichtung die vorteilhaften Eigenschaften der Signalübertragung und des Empfange von Basisbandsignalen durch die Verwendung eines Ubertragungeleltungssyatems oder einer anderen Einrichtung mit etreuungefreien Eigenschaften wirkungsvoll nützt· Vorzugsweise arbeiten die Antenne und die übertragungsleitungselemente in der TBM-Mode« wobei die Verwendung von Ausbreitungsmoden« die die Streuung der Basisbandimpulse ermöglichen* vermieden wird. Auf diese Weise wird die Oesamtenergie Jedes empfangenen ursprünglich vom Sender 2 erzeugten.BasisbandimpulsYwirkungsvoll auf die Verarbeitung innerhalb der verstärkenden Empfänger-Lawinendurchbruchsdetektoren der Eapfänger 4 und 5 und für das seiaktive Torateuern- innerhalb des entfemungstorgesteuerten Lawinendurchbruchsdetektors 44 gerichtet·

Es ist zu erteeim©»« <fe§ die V©r2»i<ghtung liizLohtungen zur genauen Verstärkungsregelung, sur genauen Abtastung und von elek-. tromagnetischen Schwingungen von kurzer Dau@r vorsieht» wobei die Abtasteeit vmü dia Ab-tastdauer von relativ stabilen EIe- und äaS di@ lf©rrl©htung -stabile symmetrische

zur

Saalsbandechoeignale verwendet_@ M® l'^rr^mtv-^j, kann üit sehr schnellen SchoabtaetgesdbMiodigkeitea Imt^lebm ^rd®a_A wobei das Abtasten und Verarbeiten von Bctäosiggalen mit einer Bauer in der aröflenordnups von I Hamo@ekund© oder weniger sßglich ist«

Sa ist zu «rke^nea» dai tei dieser Vorrichtung die Schwierigkeiten bekaimter Yofslotituagcn Vdraieden werden« so dafl ein zuverlXssigtr Betrieb olme ^In fehlerhaftes Ansprechen gesichert ist, Biλ Metosühtlsslielikeit einer von auien erzeugten elektrischen SttSriüpulsspitsBe» die tatsächlich gleicheeitig mit dem Bntfernunge»Toi?steuereignal auftritt^ ist sehr gering·

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Der einseitig gerichtete üpsnmragspegel keitssohwellwert des Sopfisg stimmt, 1st in wesentlichst uurerttndieiaieti Bedeutung 1st es, d&S eis, t der Bewegung von Fahrs©ug©m aisf b©asoliba-r^jt©i?, mieden wird« und zwar eb®%m® wie ©is M@p^@@tem auf Vorhandenseins von Hetailgeg spielsweise BrUokengelärülsr., wird· Me Verwendung dieser ¥©rriehtusig ©nsdglieht böhaltung des erwünschtem g@^r breltbaMLg@n, oder:.

Patentansprüche s

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Claims

1. äschuizirosrielteig fir Faferss«g©₅ gekennzeichnet

aw AbstraMmg von Bag ü®r eia@sa Toil aufweist, in dem ein ZusasisnonstoB mit ©laem Q@g©ESGtand erfolgen kann, ■ erste und ssweit© EmpfiagsreiBsrieMiiag©!! (4₉ S₉ 9$ 1O)₉ die symmetrisch in bezug atif di© §<igideei!iä?icMunga& (2₅ 3„ 8) angeorde@t sindi «ad Basisbsadirapals© eiaplangen, die ir@n d®m Gegenstand reflektiert i*©rd@a₉ wstm stell d!eü©f iffi dem Raumcsreich befindet, ÜND-Scfesitu.Bfs©forieMöag3a (34 - 38), die auf im wesentli€ii9n gleicteaMg© Aasgiiage der ersten und zweiten Empfingereinrichtungen (4? S, 9, 10) ansprachen und nur dann ansprechen, wenn sich der G@g@nstaEd in einem beschrankten Azimuth-Sektor des Teiles das isuämb©r@ic!i@s beändet, Gatterechaltungs-Einrichtangea (441₉ die auf di@ S@ndeeim*icMung«t (2, 3, 8) und auf die üMD-Qsttsr-ea^icMiuagesii (34 » 3S) ansprechen und einen Ausgang but dama @r^emgeE? wenn sich der Gegenstand in einer begrenzten Entfemtmigszone des Teils des Raumbereichs mit Abstand von den Sendeemrichtuiigen (2, 3$ 8) befindet, und Nutzeinrichtungen (45 _s 46), die auf die Gatterschakungseinrichtungen ansprechen.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die NutzeiiirictiftiiMpst Betätigwigaeinrichtiingen (45) und von den Betätigimgseir^icht!Mger* (4S) bstätigbare Einrichtungen (46) umfassen.

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3. Schutzvorrichtung isaete .Anspruch t oder 2_? dadurch ge» kennzeichnet, daS dte SendeeinrScMuagsa breith&sidigg gungsleitungs-SendeanternieaeiroricMimgea (S) zur Im verzerrungsfreien Abstrahlung voa Basiebandiznpuls@n, Sehalterkreiseinrichtungen (28, 29 _$ 29 a'} sum Laden und Entladen der breitbandigen Übertragungslsitimgffl-SemsieasiteirmeEeiswIsbtui^ien (8) zur Eraeuguag der BasisJba&dimpulie «ad Symeteosüeierim« pulageiieratoreinrietitimgeia (3) %w Bstätigumg der Scfeslterkreiseinrichtungen (2S₅ 29, 29 a) amfessesio. . - · ■

net, - daS jede der ®Tät®n ?ffii swolteia !sandige
10),

mit den breitbasidig@K

pulse gekoppelt
faßt, «ü© a«^ die
sprechen^ 12m di©

S₉ 3 ©d©r 4_S dadurch ge

kennzeichnet „ dsB dt©

te OloäenelementB C34₉ iingereinrie!itung@ß (4₉ dungspunkt (36) v@vhteid®%i<_} mit ism (36) verbiMdene Ouelleneinrilclitttag'en

aweitsn Emp-

mit @lssm g©SB©Iajianien VerbingeraeJisaimiis 'Verbindungspunkt (38) aur Zuführung einer

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elektrischen Vorspannung an die ersten und zweiten Diodenelemente (34, 35) und Impedanzelemente (40, 41) zur Ankopplung de· gemeinsamen Verbindungspunkte» (36) an die Gatterschaltungseinrichtungen (14) umfassen.

6. Schutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatterschaltungseinrichtungen Entfernungs-Torsteuer-Generatoreinrichtungen (43), die auf die Sendeeinrichtungen (2, 3, 8) ansprechen, Stromquelleneinrichtungen (53) und Entfernungs-torgesteuerte Lawinendurchbruchadetektoreinrichtungen umfassen, die auf die Entfernungs-Torsteuergeneratoreinrichtungen (43), auf die Stromqüelleneinrichtungen (53) und die Impedanzelemente (40, 41) bei der Erzeugung eines Ausgangssignals ansprechen·

7· Schutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch'gekennzeichnet, daß zwischen den Sendereinrichtungen und den Entfermmgs-torgesteuerten Lawinendurchbruchsdetektoreinrichtungen eine Reihenschaltung von Impuledehnungseinrichtungen (39) und einstellbaren Verzögerungseinrichtungen (42) eingeschaltet ist.

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