DE2736594C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Heizstromes einer impulsbetriebenen Senderöhre, insbeson­ dere eines impulsbetriebenen Magnetrons, in Abhängigkeit von der Impulsleistung, mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.

Schaltungsanordnungen dieser allgemeinen Art, welche aus der US-Patentschrift 27 48 316 bekannt sind, besitzen als Steuer­ schaltung zur Beeinflussung des Heizstromes im Heizstromkreis der impulsbetriebenen Senderöhre eine in Serie zur Sekundär­ wicklung des Heiztransformators liegende steuerbare Impedanz in Gestalt der Primärwicklung eines Transformators, dessen Sekundärwicklung durch eine Thyratronschaltung abhängig vom Spannungsabfall an einem Widerstand beaufschlagt wird, der von einem von der Impulsmodulationsleistung abhängigen Strom durchflossen ist. Die Arbeitsfrequenz der Thyratronschaltung muß hierbei auf die Frequenz der Speisespannung für den Heiz­ transformator abgestimmt sein. Weiter ergibt sich bei der be­ kannten Schaltung eine lineare Abnahme des Heizstromes bei Zunahme der Impulsleistung der Senderöhre nur in einem ver­ gleichsweise engen Bereich.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so auszugestalten, daß eine Abstimmung der Frequenz der Spei­ sespannung des Heiztransformators auf eine Arbeitsfrequenz der Steuerschaltung zur Beeinflussung des Heizstromkreises nicht vorgenommen werden muß und in einem weiten Bereich eine lineare Heizstromabnahme bei Impulsleistungszunahme erzielt wird, derart, daß sowohl alterungsbedingte Schwankungen der Impulsausgangsleistung der Senderöhre als auch bewußt herbei­ geführte Änderungen der Impulsausgangsleistung automatisch über einen weiten Betriebsbereich hinweg kompensiert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie eine bevorzugte Verwendung der hier betrachteten Schaltungsanord­ nung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeich­ nung erläutert. Es stellt dar

Fig. 1 ein grundsätzliches Blockschaltbild eines Radarsystems,

Fig. 2 ein detailliertes Blockschaltbild des Radarsystems nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Teiles der Sender- Modulatorschaltung nach Fig. 2 und

Fig. 4 ein Schaltbild der vorliegend angegebenen Schaltung zur Steuerung des Heizstromes.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines PPI-Radarsystems anhand eines Blockschaltbildes dargestellt. Das dargestellte Radarsystem besteht aus drei Basisein­ heiten: der Indikatoreinheit 140, der MTR-Einheit (Modulator-Sender-Empfänger) 102 und aus der Antenneneinheit 101. Die Indikatoreinheit 140, welche das Schirmbild mit Radarinformationen versorgt und die Steuerbefehle des Systems erhält, ist normalerweise auf der Brücke des Schiffes angebracht, da dort ein leichter Zugriff besteht und die Benutzung für die Navigation damit erleichtert wird. Die Antenneneinheit 101 ist bei der prak­ tischen Anwendung so hoch wie möglich mit einer gesicherten, nicht zu behindernden Ausstrahlungsmöglichkeit zur Erhöhung der Reichweite der Einheit montiert. Die MTR-Einheit 102 ist in einer wettergesicherten Lage möglichst nahe zur Antennen­ einheit 101 angebracht, um die Verluste für die Hochleistungs­ sendeimpulse, die zur Antenneneinheit 101 gekoppelt werden, und die Verluste der empfangenen Signale, die von der Antennen­ einheit 101 zur MTR-Einheit 102 gekoppelt werden, so gering wie möglich zu halten.

Sowohl die Indikatoreinheit 140, als auch die MTR-Einheit 102 enthalten getrennte Versorgungseinheiten 174 bzw. 122. Beide können mit der vorhandenen Schiffsversorgung, z. B. mit 110 Volt Wechselstrom mit 60 Hz, oder irgend einer anderen normalen Speisespannung betrieben werden, welche dann von diesen Einrichtungen in den entsprechend erforder­ lichen Gleichspannungen zum Betrieb der verschiedenen elektronischen Stromkreise und elektromechanischen Anord­ nungen dieser Einrichtungen umgesetzt werden. Außerdem ver­ sorgt die MTR-Versorgungseinheit 122 die Antenne 101 zwecks Betrieb des darin enthaltenen, für das Drehen der Antenne vorgesehenen Motors mit Strom. Dadurch, daß für die jede der beiden in einer gewissen Entfernung angebrachten Haupt­ steuereinheiten getrennte Versorgungseinheiten vorgesehen sind, werden die auftretenden Verluste, die in der Ver­ kabelung zwischen den vorgenannten Einrichtungen auftreten, vermieden. Außerdem wird bei dem vorliegenden System die Ein-/Ausschaltungssteuerung der MTR-Ver­ sorgungseinheit 122 von der Indikatoreinheit 140 bewerk­ stelligt, indem nur Steuerspannungen mit geringer Signal­ leistung verwendet werden. Die vollständige Steuerung ist deshalb in der Indikatoreinheit konzentriert, ohne daß hohe Leistungsverbrauchsspitzen und Verluste auf langen Kabelwegen zwischen den Einrichtungen auftreten.

Jeder Radarpulszyklus geht von der Indikatoreinheit 140 bei der Erzeugung eines MTR-Trigger-Impulses aus, wozu die MTR-Einheit 102 mit der Indikatoreinheit 140 gekoppelt ist. Aufgrund des Empfangs dieses Impulses erzeugt die MTR-Ein­ heit 102 einen Sendeimpuls mit hoher Leistung. Der Sendeimpuls wird zur Antenneneinheit 101 weitergegeben, welche dieses Signal in einem engen Strahl ausstrahlt. Daraufhin werden von Ortungsobjekten Signale reflektiert, die von der Antennen­ einheit 101 empfangen und zu dem Empfangsteil der MTR-Einheit 102 weitergeleitet werden. Der Empfangsteil der MTR-Einheit 102 stellt die empfangenen Echosignale fest und verstärkt diese und erzeugt daraufhin ein Videosignal für die Indi­ katoreinheit 140. Der Beginn des Videosignals wird durch einen in der MTR-Einheit 102 erzeugten Quittungsimpuls ge­ kennzeichnet. Die Indikatoreinheit 140 erzeugt eine optische Darstellung der von den Ortungsobjekten im Strahlungsweg des Radarstrahles zurückgestrahlten Signale entsprechend den Videosignalen. Die Azimut-Lage der Radarantenne wird von der Antenneneinheit 101 direkt zur Indikatoreinheit 140 ge­ geben, um den Winkel auf den Wiedergabeschirm, auf den die reflektierten Signale wiedergegeben werden, zu kennzeichnen.

In Fig. 2 ist ein detailliertes Blockschema des Radarsystems 100 gemäß Fig. 1 dargestellt. Die Antennen­ einheit 101 enthält eine drehbare Antenne 104, welche in der Lage ist, Signale innerhalb der Reichweite der Radar­ pulse auszustrahlen und zu empfangen. Die Antenne 104 ist drehbar über Wellenleiter 105 mit einem Getriebe 108 ver­ bunden. Der Motor 106 ist mechanisch über das Getriebe 108 mit der Antenne verbunden und dient zur Drehung der Antenne 104 mit konstanter Geschwindigkeit. Der Antennendrehmelder 112 ist auch über seine Eingangsdrehachse mit dem Getriebe 108 und der Antenne 104 verbunden. Die genannte Eingangsdrehachse dreht sich vorzugsweise mit gleicher Geschwindigkeit wie die Antenne 104.

Die eingehenden und abgehenden Signale der Antenne 104 wer­ den über die Drehkupplung 110 mit der Antenneneinheit 101 über den Wellenleiterteil 115 zum Duplexer 114 gekoppelt. Empfangene Signale werden über den Duplexer 114 und den passiven Be­ grenzer 116 zum Eingang des Empfängers 120 gegeben. Der Duplexer 114 entkoppelt die von dem Empfänger 120 über­ tragenen Impulse mit dem Sendemodulator 118 und koppelt die empfangenen Signale ohne wesentliche Verluste direkt vom Wellenleiter 115 zum Eingang des Empfängers 120. Der passive Begrenzer 116 sorgt für eine absolute Amplitudenbegrenzung der Eingabesignale, um den Eingangskreis des Empfängers 120 gegen Überlastung durch von nahegelegenen Radar­ sendern aufgenommene Signale zu schützen.

Der Sende-Modulator 118 erzeugt aufgrund eines Ein­ gabe-Trigger-Signals des Zeitgenerators 144 in der Indikator­ einheit 140 Radarimpulse. Die Impulsfolgefrequenz IFF der übertragenen Radarimpulse wird lediglich bestimmt durch die Wiederholungsgeschwindigkeit des MTR-Trigger-Signals, welches von dem Zeitgenerator 144 erzeugt wird. Bei Radar­ systemen, bei denen die Impulsfolgefrequenz eine Funktion der Radarreichweite ist, wird eine Vielzahl von Signalen, welche bezeichnend für verschiedene mögliche, festzulegende Reichweiten sind, zu dem Sendemodulator ge­ koppelt. Bei diesen Systemen fordert dann ein Dekodierstrom­ kreis eine geeignete Impulsfolgefrequenz für die gewählte Reichweite. Bei dem vorliegenden System ist aber nur ein einziges Trigger-Signal erforderlich.

Auch Breite der übertragenen Impulse kann eine Funktion der Radarentfernungsteilungseinstellung sein. Es kann bei­ spielsweise wünschenswert sein, schmälere Impulse bei einer kürzeren Entfernungseinstellung zu wählen, um eine größere Auflösung zu erhalten, als bei der Verwendung längerer Impulse möglich sein würde, welche notwendig sind, um ein annehmbares Signal-Rauschverhältnis bei längeren Reich­ weiten zu erreichen. Es ist aber festgestellt worden, daß es nicht erforderlich ist, unterschiedliche Impulsbreiten für alle möglichen Entfernungsteilungswerte vorzusehen. Bei­ spielsweise sind bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zehn verschiedene Entfernungsteilungen zwischen 0,25 und 64 Seemeilen vorgesehen. Es ist festgestellt worden, daß nur drei verschiedene Impulsbreiten von annähernd 60, 500 und 1000 Nanosekunden praktisch erforderlich sind. Es muß dann nur ein digitales Zwei-Bit-Signal zwischen dem Zeit­ generator 144 und dem Sendemodulator 118 gekoppelt werden, um unter den drei Impulsbreiten wählen zu können. Da weniger unterschiedliche Impulsbreiten erforderlich sind als Entfernungsteilungs­ werte wählbar sind, müssen auch weniger Leitungen oder Signale zwischen dem Zeitgenerator 144 und dem Sendemodulator 118 geführt werden.

Aufgrund bestimmter Diagramme der normalerweise ver­ wendeten Modulatoren kann die Verzögerungszeit zwischen dem Auftreten eines Trigger-Impulses und der Erzeugung des tat­ sächlich übertragenen Impulses unterschiedlich sein. Dies ist insbesondere der Fall bei verschiedenen Bereichseinstellungen. Aufgrund dieser im voraus nicht festlegbaren Verzögerungs­ unterschiede können die Ortungsobjekte manchmal mit einer ungenauen zackigen Flanke wieder­ gegeben werden, welche entweder durch ein zu frühes oder ein zu spätes Starten des Abtastens verursacht wurden. Bei der vorliegenden Anordnung wird dieser Nachteil ver­ mieden.

Der Sendemodulator 118 erzeugt einen MTR-Quittungsimpuls zu Beginn jedes Sendeimpulses. Dieser zum Zeitgenerator 144 ge­ koppelte Quittungspuls kennzeichnet den Beginn des Startes des Radarabtastens für jede der Videosignalsteuerkreise innerhalb der Indikatoreinheit 140. Da der MTR-Quittungsimpuls genau mit dem Beginn jedes Radarimpulses abgestimmt ist, wird für die Festhaltung und Abgrenzung benachbarter Abtastlinien auf den Wiedergabeschirm eine hohe Genauigkeit erreicht. Auf diese Weise werden die tatsächlichen Formen der Ortungs­ objekte genau ohne zackige Kanten wiedergegeben, die bei ungenauer Synchronisation des Beginns der Bild-Abtastung mit tatsächlichen Sendepulsen entstehen würden.

Der Sendemodulator 118 erzeugt auch ein genaues Zeitsteuer­ signal zwecks Steuerung der Verstärkung im Empfänger 120. Bekanntlich wird das genaue Zeitsteuersignal dazu verwendet, die Verstärkung des Empfängers 120 während jeder Radarimpuls­ folge zu variieren. Für Signale, die von nahegelegenen Ortungsobjekten empfangen werden, ist die Verstärkung gering. Auf diese Weise ist der Verstärkungsstromkreis im Empfänger 120 gegen Überlastung durch starke Signale nahegelegener Ortungsobjekte und örtlich entstandener Interferenz geschützt und wird eine im wesentlichen konstante klare Wiedergabe er­ zeugt.

Das analoge, am Ausgang des Empfängers 120 erzeugte Video­ signal wird in eine serielle Folge von digitalen Daten durch den Analog-Digital-Umsetzer 148 innerhalb der Indi­ katoreinheit 140 umgesetzt. Die Geschwindigkeit, mit der das analoge Videosignal zwecks Geschwindigkeit abgetastet wird, und die Länge des Zeitabschnittes vom Beginn des Radarim­ pulses ab, während dessen das analoge Videosignal digitalisiert wird, ist abhängig von der festgelegten Radarreichweitenein­ stellung. Für kürzere Reichweiten ist eine höhere Abtastge­ schwindigkeit und ein kürzerer Zeitabschnitt zu verwenden.

Das digitalisierte Videosignal wird in einem digitalen Videodatenaufnahmespeicher 150 in Abhängigkeit von Steuer­ taktimpulsen des Zeittaktgenerators 144 aufgenommen. Der digi­ tale Datenaufnahmespeicher 150 speichert die digitalisierten Videosignale eines vollständigen Radarimpulszeitabschnittes. Die Reichweite, zu der das Signal gespeichert wird, ist selbst­ verständlich abhängig von der festgelegten Reichweitenein­ stellung. Das digitale Videosignal wird aus dem digitalen Videodatenaufnahmespeicher 150 zwecks Wiedergabe auf die Kathodenstrahlröhre 172 während eines zweiten Zeit­ abschnittes ausgelesen, der ebenfalls durch die Geschwindig­ keit der Taktpulse des Zeittaktgenerators festgelegt wird. Die zweite Zeittaktperiode kann größer oder kleiner oder gleich der ersten Zeitperiode sein, während der das Video­ signal in den digitalen Videodatenspeicher 150 eingelesen worden ist. Das Herauslesen erfolgt vorzugsweise unmittelbar nach der ersten Zeitperiode und vor Anfang des nachfolgenden Radarzeitabschnittes. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der zweite Zeitabschnitt im wesentlichen konstant und unabhängig vom ersten Zeitabschnitt. Auf diese Weise kann bei konstanter Auslesezeit die Schreib- oder Ablenkgeschwindigkeit des Strahls der Kathodenstrahl­ röhre 172 auch konstant gehalten werden, so daß die erzeugte Wiedergabe eine konstante Intensität unabhängig der festge­ legten Radarentfernungsteilung hat. Für kurze Reichweiten ist der zweite Zeitabschnitt, während dessen die digitalen Signale vom digitalen Videodatenaufnahmespeicher 150 heraus­ gelesen und wiedergegeben werden, im wesentlichen größer als der Zeitabschnitt, während dessen die Signale eingelesen wur­ den. Aufgrund der Vergrößerung des Zeitabschnittes ist die Schreibgeschwindigkeit des Strahles der Kathodenstrahlröhre 172 gegenüber der, die erforderlich wäre, wenn das Videosignal mit der gleichen Geschwindigkeit wieder­ gegeben würde, wie es empfangen wird, verringert. Deshalb ist die Helligkeit der Wiedergabe für kurze Reichweiten erhöht. Die Störungssperrschaltung 152 ist dazu vor­ gesehen, die Störeffekte zu beseitigen, die durch nahegelegene Radar­ sender, die im gleichen Frequenzband arbeiten, verursacht werden. Diese Art von Interferenz, welche durch dem Empfang der von nahegelegenen Radarsendern übertragenen Im­ pulse verursacht wird, erscheint als eine Vielzahl von spiral­ förmigen Armen, die vom Zentrum der Radarwiedergabe ausgehen. Die Störungssperrschaltung 152 dient dazu, die­ se Art von Interferenz aus der Radarwiedergabe herauszunehmen, ohne die Wiedergabe der gewünschten Ortungsobjekte im wesentlichen zu beeinflussen. Auf dem Steuerpult 146 ist ein Wähler angebracht, der es der Bedienungsperson ermöglicht, die Störungssperrschaltung 152 nach Wunsch ein- und auszu­ schalten. Das Videoausgangssignal, das am Ausgang der Störungssperrschaltung 152 erzeugt wird, ist über den Video­ signaladdierer 160 zum Videoverstärker 166 durchgeschaltet.

Weiterhin ist eine einstellbare Reichweitenkennzeichen­ schaltung 154 vorgesehen. Diese Schaltung 154 erzeugt ein Ausgangsvideosignal in Form eines kurzen Impulses pro Video­ signal, um eine kreisförmige Reichweitenringkennzeichnung in einem bestimmten Abstand vom Zentrum der Radarwiedergabe darzustellen und zwar bestimmt durch Einstellung der Reich­ weitenkennzeichnungseinstelleinrichtung 156. Die Einrichtung 156 kann Bestandteil des Steuerpultes 146 sein. Eine Wiedergabeeinrichtung 158 liefert eine digitale Anzeige des Abstandes zwischen der Radarantenne und dem Ortungsobjekt, auf das die ver­ änderliche Reichweitenkennzeichnung eingestellt ist. Das durch die veränderliche Reich­ weitenkennzeichnungsschaltung 154 übertragene veränderliche Reichweitenkennzeichnungsvideosignal ist über den Video­ signalsaddierer 160 zum Videoverstärker 166 durchgeschaltet. Der Zeittaktgenerator 144 liefert Takt- und andere Zeit­ signale, die für verschiedene Stromkreise in der Indikator­ einheit 140 verwendet werden. Ein interner Oszillator im Zeittaktgenerator 144 erzeugt die Taktpulse zu vorausbe­ stimmten Zeiten. Das Ausstrahlungsrichtungssignal des Antennendrehmelders 112, welches jedesmal dann er­ zeugt wird, wenn der Antennenstrahl die Vorwärtsrichtung des Schiffes passiert, wird durch die Taktpulse, die durch den Oszillator in dem Zeitgenerator erzeugt werden, erneut getaktet und als ein Videopuls über den Videosignal­ addierer 160 zum Videoverstärker 166 durchgeschaltet, um auf diese Weise eine Kennzeichnung auf dem Schirm zu er­ zeugen, damit der Bedienungsperson angezeigt wird, wann der Antennenstrahl den Bug des Schiffes passiert. Der Zeittaktgenerator 144 erzeugt auch das MTR-Trigger-Signal als Impuls zu bestimmten festgelegten Intervallen in Abhängigkeit von der festgelegten Radarreichweiteneinstellung. Das MTR-Quittungssignal vom Sendemodulator 118 wird vom Zeit­ taktgenerator 144 dazu verwendet, ein Abtasttorsignal als logisches Signal zu erzeugen, welches den Aktivzustand im Zeitabschnitt, während dem die Videosignale empfangen werden, annimmt. Das Abtasttorsignal wird, sobald das MTR-Quittungssignal empfangen worden ist, in den aktiven Zustand gesetzt und in den inaktiven Zustand am Ende des Zeitabschnittes abhängig von der gewählten Reich­ weiteneinstellung rückgestellt.

Auf dem Steuerpult 146 sind verschiedene, von der Bedienungs­ person betätigbare Steuermittel angebracht, die zur Ein­ stellung und Bestimmung der Betätigung verschiedener Strom­ kreise im Radarsystem dienen. Es ist eine Reichweiten­ steuerung vorgesehen, die die maximale Reichweite der dar­ zustellenden Ortungsobjekte bestimmt. Dieser Abstand ent­ spricht dem Abstand zum Rand des Kathodenstrahlröhrenschirmes. Die Ein- und Ausschalter sind zur Steuerung der MTR-Ver­ sorgungseinheit 122, des Motors 106 der Antenne 101 über die MTR-Versorgungseinheit 122, der Störungssperrschaltung 152, der einstellbaren Reichweitenkennzeichnungsschaltung 154 und der Indikatorversorgungseinheit 174 vorgesehen. Es ist ein Schalter zur Auswahl der Ausrichtung der Darstellung auf die Vorwärtsrichtung (die Richtung, in der das Schiff gesteuert wird) oder auf Nordrichtung am oberen Ende der Wiedergabe vorgesehen.

Für die Ansteuerung der Wiedergabeschirme, bei denen Nord anstelle der Vorwärtsrichtung des Schiffes im oberen Teil des Wiedergabeschirmes wiedergegeben wird, modifiziert der Nordstabilisierungsstromkreis 142 die vom Antennen­ drehmelder 112 empfangenen Signale, bevor diese zu dem Wieder­ gabeeinstellungsdrehmelder 162 durchgeschaltet werden. Andererseits werden für Wiedergabeschirme, bei denen die Vorwärtsrichtung des Schiffes im oberen Teil des Schirmes dargestellt wird, die Signale von dem Antennen­ drehmelder 112 direkt zu dem Wiedergabeeinstellungsdrehmel­ der 162 durchgeschaltet. Der Wiedergabeeinstellungdrehmel­ der 162 empfängt die Ausgangssignale sowohl vom Antennendreh­ melder 112, als auch vom Nordstabilisierungsstromkreis 142 in Form von modulierten Sinus- und Kosinuswellen und er­ zeugt daraus Gleichspannungen für jede Radarabtastung, und zwar zur Wiedergabe von X- und Y -Abtastschritten. Der Abtastwellengenerator 164 erzeugt X und Y Sägezahnwellen, deren maximale Amplituden von den Gleichspannungen des Wie­ dergabeeinstellungsdrehmelders 162 bestimmt werden. Die Erzeugung von zwei Sägezahnwellen beginnt zu einem Zeit­ punkt, der durch den Beginn des verzögerten Abtasttorsignals der Störungssperrschaltung 152 gekennzeichnet wird, wobei dieses Signal wiederum durch Verzögerung des Abtasttorsignals des Zeittaktgenerators 144 um ein oder mehrere Taktperioden zur Ermöglichung der Funktion der Störungs­ sperrschaltung 152, erzeugt wird. Die X- und Y-Sägezahnwellen sind jeweils zu X- und Y-Ablenkverstärkern 168 durchgeschaltet, wo sie verstärkt und zu Y- und Y-Ablenkspulen 170 zwecks der in bekannter Weise erfolgenden Ablenkung des Strahles der Kathodenstrahlröhre durchgeschaltet werden. Der Ausgang des Videoverstärkers 166 ist zur Kathode 176 der Kathodenstrahl­ röhre 172 zwecks Modulierung der Strahlenintensität durchge­ schaltet.

Die hohe Spannung, die der Beschleunigungsanode der Kathoden­ strahlröhre 172 zugeführt wird, und alle anderen Steuer­ spannungen für die verschiedenen Stromkreise in der Indikator­ einheit 140 enthalten auch die Spannungen zur Vorspannung und Steuerung aller logischen Stromkreise und werden von der Indikatorversorgungseinheit 174 erzeugt. Die Indikatorversorgungseinheit 174 ist wie die MTR-Versorgungs­ einheit 122 vorzugsweise als schaltende Spannungsquelle ausgebildet, die am Ausgang eine Vielzahl von Spannun­ gen erzeugen kann, die die erforderlichen Eigenschaften aufweisen. Die Schaltfrequenz der Indi­ katorversorgungseinheit 174 und der MTR-Versorgungseinheit 122 sind zwischen der Impulsfolgefrequenz, wie vom Zeittaktgenerator 144 in Verbindung mit der Reichweiten­ einstellung bestimmt und der Geschwindigkeit der Digitalisierung des Analogvideosignals durch den Analog/Digital-Umsetzer 148 liegend gewählt. Durch die Betätigung der Versorgungseinheiten mit einer Schaltgeschwindigkeit zwischen der Impuls­ folgefrequenz und der Digitalisierungsgeschwindigkeit werden Störungsmöglichkeiten ausgeschlossen.

In der Fig. 3 ist ein Blockschema desjenigen Teiles des Sende­ modulators 118 gezeigt, der zur Erzeugung von abzugebenden Radarimpulsen mit veränderlichen Impulsbreiten und Impuls­ frequenzen verwendet wird. Das Impulsbreitensignal vom Steuerpult 146 wird als ein Zwei-Bit-Digital-Kode empfangen, wobei beispielsweise 00 die kürzeste Impulsbreite, 01 eine mittlere Impulsbreite und 10 die längste der drei Impuls­ breiten kennzeichnet. Dieses digitale Impulsbreitensignal ist zum Leitungsdekoder 201 durchgeschaltet, der eine der drei Ausgangsleitungen in Abhängigkeit des Binärzu­ standes des eingetroffenen Impulsbreitensignals wirksam schaltet. Die obere Leitung des Leitungsdekoders 201 wird in Verbindung mit den kürzesten Impulsen wirksam ge­ schaltet, die mittlere Leitung für die mittlere Impuls­ länge und die untere Leitung für die längsten Impulse.

Es wird allgemein verlangt, die Impulsbreiten abhängig von der gewählten Reichweite zu verändern. Kürzere Impulse wer­ den für kürzere Reichweiten mit einer hohen Auflösung be­ vorzugt, während lange Impulse für lange Reichweiten bei hoher Empfindlichkeit bevorzugt werden. Beim vorliegenden Ausführungs­ beispiel sind Impulsbreiten mit 0,06 Mikrosekunden, 0,5 Mikro­ sekunden und 1,0 Mikrosekunden verwendet, aber es können auch andere Impulsbreiten vorgesehen sein. Die Impuls­ generatoren 202 bis 204 sind als monostabile Multivibra­ toren für externe Impulsbreitensteuerung ausgebildet, wobei Impulse geeigneter Breite durch Aktivierung beider Eingabe­ leitungen erzeugt werden. Der jeweils ausgewählte Impuls­ generator wird durch den Zu­ stand der Ausgabeleitung des Leitungsdekoders 201 be­ stimmt. Ein Impuls durch den gewählten Generator wird jeweils dann erzeugt, wenn ein MTR-Trigger-Impulssignal vom Zeittaktgenerator 144 der Indikatoreinheit 140 empfangen wird. Die Potentiometer 205 bis 207 sind so eingestellt, daß ein Impuls geeigneter Breite vom ausgewählten der Pulsgeneratoren 202 bis 204 abgegeben werden kann. Die drei Ausgabeleitungen der drei Impulsgeneratoren 202 bis 204 werden von dem ODER-Gatter 208 zu einer einzigen Signalleitung zusammgenfaßt. Deshalb erscheint an der Ausgabeleitung des ODER-Gatters 208 eine Reihe von Impulsen der ausgewählten Breite mit der Impuls­ folgefrequenz, welche von der Folge der MTR-Trigger-Signale die vom Zeittaktgenerator 144 zugeführt werden, bestimmt ist.

Das Ausgabesignal des ODER-Gatters 208 wird von seinem logischen Pegel durch den Impulsverstärker 209 auf eine Spannung und auf einem Impedanzpegel verstärkt, der zum Steuern der Primärwicklung des Aussteuerübertragers 210 aus­ reicht. Das eine Ende der Sekundärwicklung des Über­ tragers 210 wird auf eine negative Spannung -V "Hal­ ten" gesetzt, die ausreicht, um die Modulatorröhre 211 bei Abwesenheit eines zuzuführenden Impulses unterhalb des Abschaltepunktes zu halten. Wenn ein Impuls am Ausgang des ODER-Gatters 208 erzeugt wird, wird der Übertrager 210 zwischen dem Ausgang des Impulsverstärkers 209 und dem Steuergitter des Modulators 211 ausreichend angesteuert, um die Spannung des Steuergitters oberhalb -V "Halten" an­ steigen zu lassen und die Modulatorröhre 211 auf Sättigung zu bringen. Das Ausgabesignal, das von der Modulatorröhre 211 erzeugt wird, wird über den Kondensator 218 zu der Kathode des Magnetrons 212 durchge­ schaltet. Das Magnetron 212 erzeugt einen Ausgabeimpuls für den Duplexer 114 jedesmal dann, wenn ein Impuls von der Modulatorröhre 211 emfpangen wird.

Die Heizung des Magnetrons 212 wird durch einen Heizstromkreis 214 über den Heizübertrager 213 versorgt. Der Heizungsstromkreis 214 sieht eine proportionale Heizungsspannungssteuerung in Abhängigkeit von der mittleren Anodeneingangsleistung zum Magnetron 212 vor.

Die mittlere Anodeneingangsleistung entspricht dem Magnetronanschalte-Abschaltearbeitszyklus, welcher so­ wohl durch die Eingabe der Impulsfrequenz, als auch der Im­ pulsbreite bestimmt ist. Die Arbeitszykluseinstellung zu der Steuerung der Magnetron-Heizleistung wird von dem Kathodenstromkreis der Modulatorröhre 211 durchge­ führt. Es kann festgestellt werden, daß, wenn die Arbeitszykluszeit der Modulatorröhre 211 einen vor­ bestimmten Pegel erreicht, die Heizspannung des Heizkreises 214 und damit auch die Leistung verringert wird. Wenn die mittlere Anodenleistung unterhalb des festgesetzten Pegels fällt, was in Abhängigkeit der Alterung des Magnetrons erfolgen kann, erhöht der Heizstromkreis 214 die Magnetron-Heiz­ spannung. Auch wegen der konstruktionsbedingt begrenzten Reaktanz des Heizübertragers 213 wird die Einschalt­ stromspitze für den Kaltstart auf einen sicheren Kurzschlußwert, begrenzt.

In Fig. 4 ist der Heizstromkreis 214 dargestellt. Der Strom durch die Modulatorröhre 211 wird während der Impulszeit mittels des geringen Widerstandswert besitzenden Widerstandes 240 in Reihe mit der Kathode der Modulatorröhre 311 abgetastet. Das über den Widerstand 240 erzeugte Signal ist zu dem regelbaren Ausgangspunkt des Heizstromkreises 214 über die sättigungsfähige Drossel 310 und die Diode 307 (um die Kapazität 306 während der Impulseinschaltezeit zu laden), geführt. Die sättigungs­ fähige Drossel 310 verhindert kurze Impulse vom aufzuladenden Kondensator 306, um maximale Heizleistung für kurze Im­ pulse zu erhalten. Die mittels des Kondensators 306 erzeugte Spitzenspannung ist proportional zur Amplitude des Modulatorröhrenspitzenstromes.

Während der Zwischenpulszeit, wenn die Modulatorröhre 211 nichtleitend ist, wird der Kondensator 309 über den Wider­ stand 308 durch die Spannung, die während der Impuls­ zeit am Kondensator 306 gespeichert worden ist, geladen. Ein Teil der Spannung am Kondensator 309, be­ stimmt durch die Einstellung des Potentiometers 314, wird an die Basis des Transistors 317 gelegt. Der Transistor 317 bildet den Eingang eines Darlington-Stromkreises mit einer sehr hohen Impedanz, welcher die Transistoren 317 bis 319 enthält. Es besteht eine nahezu lineare Beziehung zwischen der Spannung an der Basis des Transistors 317 und der Magne­ tronheizspannung mit negativer Charakteristik. Da die der Basis des Transistors 317 zugeführte Spannung vom Einschaltzyklus abhängig ist, wird, wenn der Arbeitszyklus gesteigert wird, die Spannung für die Heizung des Magnetrons 212 verringert. Beim Ausführungsbeispiel wird der Heizung der Magnetronröhre eine Nennspannung von 6,3 Volt während Betriebsruhezeiten in Form von kurzen Im­ pulsen zugeführt. Wenn Impulse maximaler Länge verwendet werden, wird die Heizspannung auf einen bestimmten Wert ver­ ringert, indem das Potentiometer 314 eingestellt wird. Für lange Impulse kann es auch erforderlich sein, die Heizspannung auf Null oder nahezu Null zu reduzieren, da eine ausreichen­ de Eigenheizung auftritt, welche der pulsweisen Veränderung der Spannung an der Anode zuzuschreiben ist. Es ist aber festzustellen, daß vorliegend auch bei sehr geringen Heizspannungen Änderungen der Ausgangsleistung durch die verwendete Schaltungsanordnung automatisch kompen­ siert werden.

Der Darlington-Stromkreis mit den Transistoren 317 bis 319 puffert die der Basis des Transistors 317 zugeführte Spannung mit einem niedrigeren Impedanzpegel als am parallel geschalteten Kondensator 321 festzustellen. Die Ausgangsspannung am Emitter des Transistors 319 bestimmt die Amplitude der als Rechteckwelle der Primärseite des Übertragers 213 zuge­ führten Signale. Diese Signale werden der Primärseite des Übertragers 213 über einen die Transistoren 329 und 338 als aktive schaltende Elemente enthaltenden frei schwingen­ den Multivibrator zugeführt. Die Transistoren 329 und 338 werden abwechselnd in einem 50%-Arbeitszyklus ge­ steuert und leitend. Die Oszillationsfrequenz des Multivi­ brators wird bestimmt durch die Induktivität der Primär­ wicklungen des Übertragers 213, durch die Kapazität der Kondensatoren 322 und 325 und durch die Widerstandswerte der Widerstände 323 und 324. Beim hier beschriebenen Ausführungs­ beispiel wird eine Oszillationsfrequenz von annähernd 40 kHz für eine bestimmte Magnetronröhre gewählt, welche in der Lage ist, eine Spitzenausgangsleistung von annähernd 20 KW zu erzeugen.

Ein Schutz des Übertragers 213 und des damit verbundenen Stromkreises gegen Kurzschlußströme, welche vom Heiz­ element des Magnetrons verursacht werden können, wird dadurch erreicht, daß ein Übertrager 213 verwendet wird, dessen induktive und andere Verluste oberhalb der normalen Betriebsfrequenz des Multivibrators rasch ansteigen. Wenn das Heizelement des Magnetrons kurzge­ schlossen wird oder eine sehr geringe Impedanz annimmt, wird die Impedanzveränderung in die Primärwicklung des Übertragers 213 reflektiert, wodurch die effektive Induktivität der Primärwicklungen heruntergeht und wodurch die Betriebsfrequenz des Multivibrators erhöht wird. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel und den verwendeten Bauelementen wird die Betriebsfrequenz von annähernd 40 kHz auf annähernd 80 KHz bei kurzgeschlossener Heizung des Magnetrons erhöht. Durch die vom Übertrager 213 verursachten Verluste wird eine höhere Betriebsfrequenz erreicht, was wieder zur Folge hat, daß eine sehr geringe Leistung in den kurzgeschlossenen Magnetronheizstromkreis gegeben oder in den Multivibratorstromkreis reflektiert wird. Der Heizstromkreis 214 in Fig. 3 erzeugt auch das Quittungs­ impulssignal, das zur Synchronisation des Zeittaktgenerators 114 und für andere Funktionen der Indikatoreinheit 140 ver­ wendet wird. Die Spannung, die im parallelgeschalteten Wider­ stand 240 erzeugt wird, wird über den Widerstand 302 zu der Kathode der Zenerdiode 301 gekoppelt, deren Anode wiederum auf Gehäuseerde geschaltet ist. Diese gleiche Gehäuseerde ist Bezugspunkt für die Indikatoreinheit 140 in Fig. 2. Der Quittungsimpuls wird koinzident mit der Zuführung der Be­ triebsleistung zum Ausgang der Magnetronröhre erzeugt und steht deshalb in einer bestimmten Zeitbeziehung mit der Erzeugung der Radarimpulse und der Zeit ihrer tatsächlichen Ausstrahlung. Die Zenerdiode 301 reduziert die parallel zum eingestellten Widerstand 240 erzeugten Amplitude der Spannung auf einen bevorzugten Wert, hier 14 Volt.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung des Heizstromes einer impulsbetriebenen Senderöhre, insbesondere eines impulsbetrie­ benen Magnetrons (212), in Abhängigkeit von der Impulsleistung, mit einem Heiztransformator (213), dessen Sekundärwicklung im Heizstromkreis liegt und mit einer an den Heizstromkreis an­ gekoppelten Steuerschaltung (214), welche den Stromfluß im Heizstromkreis abhängig von einem von der Impulsmodulations­ leistung abhängigen Spannungsabfall an einem Widerstand (240) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Heiztransformators (213) von einem Multivibrator-Oszillator (329, 338, 322, 323, 324, 325) gespeist ist, dessen Ausgangs­ amplitude vom Ausgangssignal eines Verstärkers (317, 318, 319) abhängig ist, der eingangsseitig von dem genannten Spannungs­ abfall beaufschlagt (über 306, 309, 314) ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der den Multivibrator-Oszillator speisende Verstär­ ker (317, 318, 319) eine Darlington-Verstärkerschaltung ist, die eine niedrige Eingangsimpedanz und eine hohe Ausgangs­ impedanz aufweist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heiztransformator (213) mit rasch ansteigenden Verlusten oberhalb der Betriebsfrequenz des Multi­ vibrator-Oszillators ausgelegt ist, und daß sie eine solche Auslegung und Kopp­ lung des Heiztransformators und des Multivibrator-Oszillators aufweist, daß Erniedrigungen der Impedanz der Magnetronheizung eine Er­ höhung der Frequenz des Multivibrator-Oszillators bewirken.

4. Verwendung einer Schaltungsanordnung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, in einem Radarsystem mit abhängig von einer jeweils gewählten Entfernungsbereichseinstellung unterschied­ licher Dauer der Radarsendeimpulse.