DE767628C

DE767628C - Method for the radiation decoupling of the transmitting and receiving parts of a relay station when measuring distances with pulses

Info

Publication number: DE767628C
Application number: DEL98374D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Christ
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1939-07-04
Filing date: 1939-07-04
Publication date: 1953-02-02

Description

Verfahren zur Strahlungsentkopplung von Sende- und Empfangsteil einer Relasstation bei Entfernungsmessungen mit Impulsen Es ist bekannt, die Entfernung von Gegenständen durch hochfrequente Impulse zu messen, die ausgesandt und vom Gegenstand rückgestrahlt werden. Anu der Laufzeit dieser Impulse ergibt sich dann die Entfernung. Zur Rückstrahlung ist aus verschiedensten an sich bekannten Gründen eine Relaisstation gebrnuchlich.Method for the radiation decoupling of the transmitting and receiving part of a Relasstation for distance measurements with pulses It is known the distance of objects through high frequency impulses that are emitted and measured by the object be reflected back. The distance then results from the transit time of these impulses. For the most varied of reasons known per se, a relay station is used for reflection common.

Da es vorkommen kann, daß derartige Entfernungsmeßeinrichtungen gleichzeitig mehrere Gegenstände zur Anzeige bringen, ist es beispielsweise erwünscht, eine Auswahl dahingehend zu treffen, daß bestimmte Gegenstände oder eine bestimmte Gruppe von Gegenständen in bestimmter Weise gekennzeichnet werden. Zur Lösung dieser Aufgabe wurde bereits vorgeschlagen, auf dem zu kennzeichnenden Gegenstand einen besonderen Empfänger unterzubringen, der auf die Sendewelle der Meßimpulse abgestimmt ist und seinerseits einen Sender kleiner leistung auslöst oder steuert, der an der Meßstelle empfangen wird. Dieser Sender soll vorzugsweise auf einer anderen Welle arbeiten als die Anlage zur Entfernungsmessung.Since it can happen that such distance measuring devices at the same time bring several objects to the display, it is desirable, for example, to have a selection to the effect that certain objects or a certain group of Objects are marked in a certain way. To solve this problem it has already been suggested that a special To accommodate receiver that is matched to the transmission wave of the measurement pulses and in turn, triggers or controls a low-power transmitter at the measuring point Will be received. This transmitter should preferably work on a different wave than the system for distance measurement.

In der Abb. I, dir eine bereits vorgeschlagene Anordnung zeigt, ist rechts die Meßstelle und links die Anordnung auf dem Gegenstand, dessen Entfernung gemessen werden soll, dargestellt. Durch einen Sender I werden kurzzeitige Impulse ausgesandt. Dieselben werden einerseits durch den links befindlichen, durch eine Wand W nur schematisch dargestellten Gegenstand reflektiert, anderseits dort von einem Empfnnger II aufgenommen. Die reflektierte Welle wird an der Meßstation durch einen Empfänger III aufgenommen. Die Impulse werden in an sich bekannter Weise auf einem Braunschen Rohr B angezeigt. Die durch den Empfänger II aufgenommenen Impulse werden einem Verstärker V zugeführt. in dessen Ausgang ein Sender IV liegt. Die von IV ausgesandten Impulse werden durch einen Empfnnger VI empfangen und auf einem Braunschen Rohr B' aufgezeigt. Die beiden Braunschen Röhren B und B' können vereinigt werden. und die Aufzeichnung kann dann auf einem einzigen Tohr vorgenommen werden. Im dargestellten Beispiel zeigt das Braunsche Rohr B zwei Impulse; der linke soll von einem Gegenstand herrühren, der nicht gekennzeichnet ist, der rechte dagegen von einem solchen, der gekennzeichnet ist. Das Braunsche Rohr B' zeigt nur einen Impuls auf, der von dem gekennzeichneten Gegenstand herrührt. Es wird dafür gesorgt, daß dieser Impuls an der gleichen Stelle liegt wie der rechte im Braunschen Rohr B. Man kann also ohne weiteres ersehen, daß der zweite Impuls von einem gekennzeichneten Gegenstand herrührt. Wer= den die Braunschen Röhren miteinander vereinigt, so decken sich die Impulse bzw. es wird der Impuls des gekennzeichneten Gegenstands überhöht. man kann auch die Impulse der gekennzeichneten Gegenstnnde in umgekehrter Richtung, z.B. nach unten, aufzeich= nen, um sie hervorzuheben, oder eine Ausblendeung oder irgendeine andere Form der Aufzeichnung anwenden. Beispielsweise kann man durch Betntigung einer Hilfstaste, die den Empfänger VI schaltet, feststellen, ob es sich um einen gekennzeichneten Gegenstand handelt oder nicht. Ist ersteres der Fall, dann wird das Bild im Rhythmus der Tastung geändert.In Fig. I, an arrangement that has already been proposed is shown to you the measuring point on the right and the arrangement on the left Object, whose distance is to be measured is shown. Through a transmitter I will be short-term impulses sent. These are on the one hand by the one on the left, reflected by a wall W only schematically shown object, on the other hand recorded there by a receiver II. The reflected wave is at the measuring station recorded by a recipient III. The pulses are generated in a manner known per se shown on a Braun tube B. The recorded by the recipient II Pulses are fed to an amplifier V. in the output of which there is a transmitter IV. The impulses sent by IV are received by a receiver VI and on a Braun tube B 'shown. The two Braun tubes B and B 'can be united. and the recording can then be made on a single tube will. In the example shown, the Braun tube B shows two pulses; the left one is supposed to come from an object that is not marked, but the right one of one that is marked. Braun's tube B 'shows only one Impulse arising from the marked object. It is ensured that this impulse lies in the same place as the one on the right in Braun's tube B. So you can easily see that the second impulse is characterized by a Subject matter. Whoever joins the Braun tubes will cover them the impulses or the impulse of the marked object is excessive. the impulses of the marked objects can also be reversed, e.g. downwards, record to highlight them, or a fade out or use some other form of recording. For example, you can go through Pressing an auxiliary key that switches the receiver VI to determine whether it is is a marked item or not. If the former is the case, then the picture is changed in the rhythm of the keying.

Die Erfindung bezieht sich auf ein geeignetes Verfahren zur Strahlungsentkopplung von Sende- und Empfangsteil einer insbesondere in dem durch Abb. 1 gezeigten Zusammenhang verwendeten Relaisstation bei Entfernungsmessungen mit Impulsen; sie besteht darin, daß die Aussendung der Impulse naxh einer die zeitliche Überlappung mit den steuernden Empfangsimpulsen vermeidenden Verzögerungszeit vorgenommen undder Empfnnger bzw. Empfangsverstnrker für die verzögerten Zeichen unwirksam gemacht wird. In den Abb. 2 bis 5 sind verschiedene Ausführungsbeispiele zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.The invention relates to a suitable method for decoupling radiation of transmitting and receiving part of a particular in the context shown by Fig. 1 relay station used for distance measurements with pulses; it consists in that the emission of the pulses naxh a time overlap with the controlling Delay time avoiding receiving impulses and the recipient resp. Receiving amplifier for the delayed characters is made ineffective. In fig. 2 to 5 show different exemplary embodiments for carrying out the method.

Die Verzögerung der Empfangsimpulse erfolgt zweckmäßig durch elektrische Differenzierung, z.B. mittels eines Transformators, nach vorhergehender Gleichrichtung. Bekanntlich bilden sich bei einem entsprechend dimensionierten Transformator, sofern ihm ein Impuls zugeführt wird, an der Sekundärseite im wesentlichen zwei in entgegengesetztem Sinn aufeinanderfolgende Impulse aus. Diese Tatsache kann bier ausgenutzt werden, indem z.B. der Arbeitspunkt der dem Transformator folgenden Verstärkerröhre in den unteren Kennlinienknick gelegt wird und dadurch nur der zweite Impuls für die weitere Verstnrkung und damit Steuerung des Senders verwendet wird.The reception pulses are expediently delayed by electrical means Differentiation, e.g. by means of a transformer, after previous rectification. It is well known that in the case of an appropriately dimensioned transformer, if one pulse is fed to it, essentially two in opposite directions on the secondary side Sense successive impulses. This fact can be exploited here, by e.g. inserting the operating point of the amplifier tube following the transformer into the lower bend in the characteristic curve and thus only the second impulse for the next Amplification and thus control of the transmitter is used.

Bei der Auführungsform gemäß Abb. 2 wird der zweite Impuls am Ausgang des Differenziertransformators zugleich zur Erzeugung einer Sperrspannung Sp verwendet. die auf das Gitter einer Vorröhre gegeben wird und somit den Verstärker kurzzeitig verriegelt. In der Abbildung sind links der Empfnnger II und rechts der Sender IV schematisch veranschaulicht. Dazwischen befindet sich der Verstärker, der in seinen einzelnen Schaltelementen gezeigt ist. Er besitzt fünf Stufen R1 bis R5, die untereinander, wie aus der Abbildung ersichtlich ist, durch Transformatoren bzw. Widerstände gekoppelt sind. Die Arbeitsweise dieser Stufen ist aus den im unteren Teil der Abbildung dargestellten Kennlinien bzw. Gitterspannungsverlnufen zu ersehen. Die Gitterspannung ist zeitlich in Richtung des Pfeils t nach unten in ausgezogenen Kurven aufgetragen. Ein weitere Erläuterung im einzelnen ist nicht erforderlich, da sich alles Wesentliche aus der Abbildung ergibt. Durch den zwischen R3 und R4 liegenden Transformator T entstehen xwei Zacken (vgl. das Kennlinienbild unterhalb der Röhre R4). Der Arbeitspunkt der Röhre R4 liegt iim unteren Kennlinienknick. deshalb wird nur der zweite Zacken durch R5 verstärkt. Die Röhre R6, die parallel mit R4 am Ausgang des Differentialtionstransformators T liegt und ebenfalls im unteren Kennlinienknick arbeitet, erzeugt aus dem zweiten Impuls die Sperrspannung Sp.In the case of the embodiment according to Fig. 2, the second impulse is at the output of the differentiating transformer is also used to generate a reverse voltage Sp. which is placed on the grid of a pre-tube and thus the amplifier for a short time locked. In the figure, the receiver II is on the left and the transmitter IV is on the right illustrated schematically. In between is the amplifier, which is in his individual switching elements is shown. It has five levels R1 to R5, which one below the other, as can be seen from the figure, coupled by transformers or resistors are. The operation of these stages is based on the one shown in the lower part of the figure Characteristic curves or grid voltage curves can be seen. The grid tension is temporal plotted in the direction of the arrow t downwards in solid curves. Another Explanation in detail is not necessary, since everything is essential from the Figure results. The transformer T between R3 and R4 is created x two points (see the characteristic curve below the tube R4). The working point of the Tube R4 lies in the lower curve of the curve. therefore only the second point gets through R5 reinforced. The tube R6, which is in parallel with R4 at the output of the differential transformer T lies and also works in the lower curve bend, generated from the second Impulse the reverse voltage Sp.

Sie wird im Anodenkreis der Röhre R6 abgenommen und über einen Kondensator an das Gitter der Röhre R3, die zweckmäßig im unteren Kennlinienknick arbeitet, allenfalls, wie gestrichelt eingezeichnet ist, auchan die Anode der Röhre R2 gelegt. Grundsätzlich kann die Röhre R6 auch Weggelassen und eie Sperrspannung im Anodenkreis der Röhre R4 entnommen werden. Die Sperrspannung Sp ist im Gitterspannungsverlauf erkennbar eingetragen ebenso der von den Sendeimpulsen unmittelbar ausgelöste Empfangsimpuls (punktiert gezeichnet), der bis zur gesperrten Stufe vorzudringen vermag.It is taken from the anode circuit of tube R6 and via a capacitor to the grid of tube R3, which works expediently in the lower curve of the curve, at most, as shown in dashed lines, also placed on the anode of the tube R2. In principle, the tube R6 can also be omitted and a reverse voltage in the anode circuit taken from the tube R4. The reverse voltage Sp is in the grid voltage curve clearly registered likewise that of the transmission pulses directly triggered receive pulse (shown in dotted lines) to advance to the blocked level able.

Man kann auch, wie in der Abb. 3 dargestellt ist, eine Kompensation vornehmen.You can also, as shown in Fig. 3, a compensation make.

Die Schaltung ist im wesentlichen die gleiche wie in Abb. 2; allerdings ist noch eine weitere Stufe R6 angenommen. Die dritte und vierte Stufe des Verstärkers sind wieder miteinander über einen Differentiationstransformator T gekoppelt. Im Ausgang der Stufe R4 wird eine Kompensationsspannung abgenommen, die über einen Kondensator C nach vorn wirkt. Sie wirkt diesmal auf den Eingang des Verstärkers, d. h. das Gitter der Röhre R1, ein. Die Kompensationsspannung ist in dem Gitterkennlinienbild, das genau so aufgebaut ist wie dasjenige der Abb. 2, mit K bezeichnet. die Kompensationsspannung muß gegenphasig der unerwünschten Empfangsspannung und in ihrer Amploitude gleich oder größer als diese sein. Bei Überkompensation muß. das Rohr R3 im unteren Knick der Kennlie arbeiten, um den restlichen Teil der Kompensationsspannung unwirksam zu machen.The circuit is essentially the same as in Figure 2; Indeed another stage R6 is assumed. The third and fourth stages of the amplifier are again coupled to one another via a differentiation transformer T. in the Output of stage R4 a compensation voltage is taken, which is a Capacitor C acts forward. This time it acts on the input of the amplifier, d. H. the grid of the tube R1. The compensation voltage is in the grid characteristic diagram, which is constructed exactly like that of Fig. 2, denoted by K. the compensation voltage must be in phase opposition to the undesired receiving voltage and the same in its amploitude or be larger than this. In the event of overcompensation,. the tube R3 in the lower kink the characteristic work to ineffectively the remaining part of the compensation voltage close.

Alles weitere ergibt sich aus der Abbildung.Everything else follows from the illustration.

Durch die dargestellten Schaltungen wird es möglich, Empfnnger II und Sender IV an einer gemeinsamen Antenne zu betreiben, ohne daß sich gegenseitig Störungen ergeben.The circuits shown make it possible to use receiver II and transmitter IV to operate on a common antenna without each other Disruptions result.

Es ist in vielen Fällen zweckmäßig, dieselbe Welle für die Messung des Abstandes und für die Übermittlung der Kennzeichnung zu verwenden. Da hierbei Aufbau und Abstimmung des Empfängers II ganz gleich denen des Senders IV werden, kann in Weiterbildung des Erfindungsgedankens die Empfnngereingangsstufe auch zugleich als Sender benutzt werden. Für diesen Fall sind die Schaltungen gemäß Abb. 4 und 5 besonders zweckmäßig.In many cases it is useful to use the same wave for the measurement the distance and for the transmission of the marking. Since here The structure and coordination of the receiver II are identical to those of the transmitter IV, In a further development of the concept of the invention, the recipient input stage can also be used at the same time be used as a transmitter. In this case, the circuits shown in Fig. 4 and 5 particularly useful.

In der Schaltung gemäß Abb. 4 ist der Empfänger II, der wechselweise als Impulssender betrieben wird, Zweig einer Wheat= stoneschen Brücke. Zwei passend gewählte Widerstände W1 un dW2 als zwei weitere Zweige der Brücke bilden den Eingangswiderstand des Empfangsverstärkers, in dem genau wie in den Schaltungen gemäß Abb. 2 und 3 durch den Transformator T und die darauffolgende Verstärkerröhre, die im unteren Kennlinienknick arbeitet, die Verzögerung des Sendeimpulses gegen den Empfangsimpuls entsteht. Der Ausgang des Verstärkers, bei= spielsweise ein Ausgangstransformator, ist an die zwei übrigen Brückenpunkte und damit an die Brückenwiderstnnde W2, W3 geschaltet.In the circuit according to Fig. 4, the receiver II, alternately is operated as a pulse transmitter, branch of a Wheat = Stone bridge. Two suitable Selected resistors W1 and dW2 as two further branches of the bridge form the input resistance of the receiving amplifier, in which exactly as in the circuits according to Fig. 2 and 3 through the transformer T and the subsequent amplifier tube, which is in the lower The curve kink works, the delay between the transmit pulse and the receive pulse arises. The output of the amplifier, for example an output transformer, is to the two remaining bridge points and thus to the bridge resistors W2, W3 switched.

Wenn vom Ausgang des Verstärkers ein Spannungsstoß auf die Brücke erfolgt, wird der Empfänger II zum Senden erregt. Der Eingang des Verstärkers bleibt aber infolge der entkoppelnden Wirkung der abegelichenen Brückenschaltung spannungsfrei.If from the output of the amplifier there is a voltage surge on the bridge occurs, the receiver II is excited to transmit. The input of the amplifier remains but no voltage due to the decoupling effect of the abegelichenen bridge circuit.

In anderer Weise wird die Aufgabe, den Empfänger auch als Sender zu verwenden und den Empfangsverstärker gegen den Sendeimpuls zu sperren, durch eine Schaltung gemäß Abb. 5 gelöst. In Abb.5 ist der Eingangswiderstand des Verstärkers in Reihe mit dem Ausgangstransformator A geschaltet, an dem der Stoß zur Senderaussteuerung entsteht. Das Gerät II wirkt zunächst als Empfänger. Ein Empfangsimpuls erzeugt am Eingangswiderstand einen positiven Spannungsstoß (ausgezogene Kurve unter der Röhre R1). Dieser Spannungsstoß wird durch den Transformator T differenziert, und dadurch, daß de Arbeitspunkt der Röhre R4 im unteren Kennlinienknick liegt, wird nur der zweite Impuls verstnrkt, während der erste Differentiationsimpuls unterdrückt wird.In another way, the task of the receiver also becomes the sender and to block the receiving amplifier against the transmission pulse by a Circuit according to Fig. 5 solved. In fig.5 is the input resistance of the amplifier connected in series with the output transformer A, at which the surge to the transmitter control arises. The device II initially acts as a receiver. A receive pulse is generated a positive voltage surge at the input resistance (solid curve under the Tube R1). This voltage surge is differentiated by the transformer T, and in that the working point of the tube R4 is in the lower curve of the curve only the second pulse is amplified, while the first differentiation pulse is suppressed will.

Dieser zweite Impuls wirkt über den Transformator A auf den Eingang des Verstärkers zurück und verlagert die Anodenspannung des Geräts II, so daß dieses als Sender wirkt.This second impulse acts on the input via transformer A. of the amplifier back and shifts the anode voltage of the device II, so that this acts as a transmitter.

Durch den Sendespannungsstoß entsteht über dem Eingangswiderstand ein negativer Spannungsstoß (gestrichelte Kurve unter R1 vis R3). Dis Schaltung des Verstärkers wird so gewählt, daß negative Spannungsstöße am Eingang unwirksam bleibewn. Dies ist z. B. der Fall, wenn der Arbeitspunkt der dritten Verstnrkerröhre R3 im unteren Kennlinienknick liegt.The transmission voltage surge arises across the input resistance a negative voltage surge (dashed curve under R1 versus R3). Dis circuit of the amplifier is chosen so that negative voltage surges at the input are ineffective stayewn. This is e.g. B. the case when the operating point of the third amplifier tube R3 lies in the lower curve of the curve.

Die dargestellten Schaltungen erlauben, die gegebene Aufgabe auf besonders zweckmäßige und einfache Weise zu lösen.The circuits shown allow the given task in particular expedient and easy way to solve.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Procedure for radiation decoupling of the transmitting and receiving part of a relay station for distance measurements with pulses, characterized in that the transmission of the pulses after a time Overlap made with the s-controlling receive pulses avoiding delay time and the receiver or receiver amplifier for the delayed characters is ineffective is made.

2. The method according to claim 1, characterized in that the temporal Delay through electrical differentiation of the rectified received pulses he follows.

2. The method according to claim 1 or 2, characterized in that im Receiving amplifier temporarily blocked by means of one of the delayed characters derived and reverse voltage fed back by the circuit he follows.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that im Input of the receiving amplifier a compensation of the delayed transmission characters by means of a counter voltage derived from them has been made.

5. The method according to claim 1, characterized by alternate use one and the same circuit arrangement as a receiver input stage and as a transmitter.

6. The method according to claim 5, characterized in that the receiving amplifier for the delayed characters by using the amplifier input and output decoupling balanced bridge circuit, in one branch of which the alternately receiving and sending circuitry is rendered inoperative.

7. The method according to claim 5, characterized in that the only for pulses of a certain sign permeable receiving amplifier for the delayed characters due to the opposite series connection of amplifier input and output ineffective in the anode circuit of the alternately receiving and transmitting tube arrangement is made.

To differentiate the subject matter of the invention from the prior art are The following publications have been considered in the grant procedure: USA.-Patent No. 1,945,952; British Patent No. 288 233.