DE896215C

DE896215C - Arrangement to achieve a large range with radio measuring devices

Info

Publication number: DE896215C
Application number: DES10403D
Authority: DE
Inventors: Guenther Dr-Ing Kamphausen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1943-05-16
Filing date: 1943-05-16
Publication date: 1953-11-09

Description

Anordnung zur Erzielung einer großen Reichweite bei Funkmeßgeräten Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Steigerung der Senderleistung die Reichweite bei Funkmeßgeräten zu erhöhen, die unter Benutzung von Impulsen nach dem Reflexionsverfahren arbeiten.Arrangement for achieving a long range with radio measuring devices Of the The invention is based on the object of increasing the range without increasing the transmitter power to increase in radio measuring devices that use pulses according to the reflection method work.

Bei derartigen Reflexionsmeßgeräten kann man zwei Gruppen unterscheiden, und zwar die Höhenmesser, bei denen die ausgesandten Impulse am Erdboden reflektiert werden, und die Entfernungsmesser, bei denen eine Reflexion am Meßobjekt, z. B. am Flugzeug oder an einem Seefahrzeug, stattfindet. With such reflection measuring devices one can distinguish between two groups, namely the altimeter, in which the emitted impulses are reflected on the ground are, and the rangefinder, in which a reflection on the measurement object, z. B. on the aircraft or on a sea vehicle.

Bei den Höhenmessern ist die Reichweite proportional der Quadratwurzel der Senderleistung und bei den Entfernungsmessern sogar proportional der vierten Wurzel der Senderleistung. Ersichtlich ist es daher besonders schwierig, eine Vergrößerung der Reichweite durch Steigerung der Senderleistung zu erzielen, wenn man Impulsdauer und Impulsfolgefrequenz unverändert läßt. Einer Vergrößerung der Impulsdauer beim Sender sind durch zunehmende Anodenverlustleistung Grenzen gesetzt, andererseits pflegt man als Anzeigegeräte Braunsche Röhren zu verwenden, so daß eineVerkleinerung der Impulsfolgefrequenz wegen der Forderung nach genügender Bildhelligkeit und Flimmerfreiheit der Anzeige nicht beliebig weit getrieben werden kann. Eine Steigerung der Reichweite durch Vergrößerung der Impulsdauer beim Sender oder durch eine Verkleinerung der Impulsfolgefrequenz ist also auch nicht ohne weiteres möglich.With the altimeter, the range is proportional to the square root the transmitter power and with the range finders even proportional to the fourth Root of the transmitter power. It can therefore be seen that it is particularly difficult to enlarge the range can be achieved by increasing the transmitter power when using pulse duration and pulse repetition rate unchanged. An increase in the pulse duration at Transmitters are limited by increasing anode power dissipation, on the other hand It is customary to use Braun tubes as display devices, so that a reduction in size the pulse repetition frequency because of the requirement for sufficient image brightness and freedom from flicker the display cannot be carried out indefinitely. An increase in the range by increasing the pulse duration at the transmitter or by reducing the Pulse repetition frequency is therefore not easily possible either.

Die Erfindung zeigt nun einen Weg, auf dem es gelingt, die Reichweite bei Funkmeßgeräten zu erhöhen, die unter Benutzung von Impulsen nach dem Reflexionsverfahren arbeiten, und zwar werden gemäß der Erfindung entweder am Impulsempfänger oder am Sender Maßnahmen getroffen, die die Dauer der Impulse verlängern, und ferner wird die Bandbreite der Niederfrequenzstufe des Impulsempfängers um einen entsprechenden Faktor verringert. The invention now shows a way in which it is possible to increase the range to increase in radio measuring devices that use pulses according to the reflection method to work, to be according to the invention either at the pulse receiver or measures are taken at the transmitter to lengthen the duration of the impulses, and furthermore the bandwidth of the low frequency stage of the pulse receiver is increased by a corresponding one Factor decreased.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Figaren dargestellten Ausführungsbeispiele. Further details of the invention emerge from the following Description of the embodiments shown in the figures.

In Fig. I ist ein Impulsempfänger dargestellt, wie er bei einer Anordnung nach der Erfindung benutzt werden soll. Die Hochfrequenzverstärkerstufe HF und die Mischstufe M, der die Überlagerungsfrequenzf zugeführt wird, sind in üblicher Weise aufgebaut. In Fig. I a pulse receiver is shown as it is in an arrangement to be used according to the invention. The high frequency amplifier stage HF and the Mixing stage M, to which the superposition frequency f is fed, are in the usual way built up.

Der Zwischenfrequenzverstärker ZF hat bis zur Gleichrichtung in der Röhre II die Bandbreite f = fFz = rn (T = Impulsdauer), T die zum vollen Einschwingen der Impulse erforderlich ist. Bei der Gleichrichtung wird nun durch Aufspeicherung die Impulsdauer um den Faktor x vergrößert, wodurch die Bandbreite der Nieder-1 1 frequenzstufe auf fNF = x ' fzF T verkleinert werden kann (Fig. 2).The intermediate frequency amplifier ZF has up to rectification in the Tube II the bandwidth f = fFz = rn (T = pulse duration), T that for full settling the pulse is required. The rectification is now done by accumulation the pulse duration is increased by a factor of x, which increases the bandwidth of the low-1 1 frequency level can be reduced to fNF = x 'fzF T (Fig. 2).

Die gewünschte Impulsverlängerung läßt sich bei Audiongleichrichtung in einfacher Weise durch eine entsprechend große Zeitkonstante des Widerstandes R und des Kondensators C des Audions II auf das gewünschte Maß bringen. Die Bandbreitenbeschneidung der Niederfrequenz läßt sich durch einen versteilerten Tiefpaß TP erzielen. The desired pulse lengthening can be achieved with audio rectification in a simple way by means of a correspondingly large time constant of the resistance Bring R and the capacitor C of the Audion II to the desired level. The bandwidth restriction the low frequency can be achieved by a steepened low-pass filter TP.

Der Empfindlichkeit des Empfängers ist durch Empfängerrauschen eine obere Grenze gesetzt. Läßt sich jedoch die Niederfrequenzbandbreite, wie oben geschildert, um den Faktor x verkleinern, so steigt bei entsprechender Vergrößerung der Verstärkung die ausnutzbare Empfindlichkeit des Empfängers etwa um den Faktor l/x. Die Reichweite steigt damit bei Höhenmessern um den Faktor #x und bei Entfernungsmessern #4x. Der Gewinn entspricht bei normalen Empfängern in beiden Fällen einer Steigerung der Senderleistung um den Faktor x. The sensitivity of the receiver is one due to receiver noise upper limit set. However, if the low frequency bandwidth, as described above, can be decrease by the factor x, the gain increases with a corresponding increase the usable sensitivity of the receiver by a factor of l / x. The range increases by a factor of #x for altimeters and # 4x for rangefinders. Of the For normal recipients, profit corresponds to an increase in in both cases Transmitter power by the factor x.

Die Größe des Faktors x wird bei den Entfernungsmessern durch die kleinste zu messende Entfernung bestimmt, und zwar gilt: dmin c Timpuls wobei dmx die kürzeste Meßentfernung und c gleich der Lichtgeschwindigkeit ist. The size of the factor x is determined by the rangefinder The smallest distance to be measured is determined, namely: dmin c timpulse where dmx is the shortest measuring distance and c is the speed of light.

Um den Meßbereich möglichst groß zu gestalten, macht man den Empfänger zweckmäßig umschaltbar für Nah- und Fernempfang. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Für Nahempfang wird die Niederfrequenzbandbreite dfivp SfNF wie üblich gleich der Zwischenfrequenzbandbreite a fzr gemacht (Relais A, B und C stromlos). Für Fernempfang wird der Impuls um den Faktor x durch Vergrößern der Audionzeitkonstante verlängert. Die Niederfrequenzbandbreite wird durch Einschalten des Tiefpasses TP um den gleichen Faktors verkleinert und gleichzeitig die Verstärkung durch Vergrößern des Anodenwiderstandes Ra um den Empfindlichkeitsgewinn F heraufgesetzt (Relais A, B und C stromdurchflossen). In order to make the measuring range as large as possible, one makes the receiver suitably switchable for local and long-distance reception. Fig. 3 shows an embodiment. For local reception, the low frequency bandwidth dfivp SfNF becomes the same as usual Intermediate frequency bandwidth a fzr made (relays A, B and C de-energized). For remote reception the pulse is lengthened by the factor x by increasing the audio time constant. The low-frequency bandwidth is increased by switching on the low-pass filter TP Factor and at the same time the gain by increasing the anode resistance Ra increased by the gain in sensitivity F (relays A, B and C flowed through).

Die Umschaltung von Nah- auf Fernempfang läßt sich fernbedienbar ausbilden. The switchover from local to long-range reception can be controlled remotely form.

Bei Nahempfang betrage bei Flugzeugbordgeräten für Entfernungsmesser der Meßbereich etwa a lmi bis 40 a km. Für Fernbedienung wählt man dann zweckmäßig als kleinste Entfernung etwa IO a km, das entspricht einem Faktor x # 10. Die obere Grenze des Entfernungsmeßbereiches wird dadurch etwa um das I,8fache vergrößert, oder anders ausgedrückt, ist der Gewinn gleich einer scheinbaren Erhöhung der Senderleistung um den Faktor Bei dem geringen Mehraufwand für den neuen Empfänger ist die erzielte Verbesserung beträchtlich. In the case of close-range reception, the amount for on-board equipment for rangefinders the measuring range about a lmi to 40 a km. For remote control one then selects appropriate the smallest distance is about 10 a km, which corresponds to a factor x # 10. The upper one The limit of the distance measuring range is increased by about 1.8 times, in other words, the gain equals an apparent increase in transmitter power by the factor With the small additional effort for the new recipient, the achieved is Significant improvement.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Arrangement to achieve a long range in radio measuring devices that use pulses according to the reflection method work, characterized in that means are provided that the duration of the Lengthen pulses and the bandwidth of the low frequency stage of the pulse receiver decrease by a corresponding factor.

2. Arrangement according to claim I, characterized in that to achieve Capacities (c) and resistances selected according to the desired pulse lengthening (R) in the input of the audio rectifier (II) of the pulse receiver.

3. Arrangement according to claim I, characterized in that the desired Pulse lengthening in the transmitter takes place.

4. Arrangement according to claims I to 3, characterized in that that reducing the bandwidth of the low frequency stage by a steeper Low pass (TP) is achieved.

5. Arrangement according to claims I, 2 and 4, characterized in that that the impulse receiver can be switched to local and long-distance reception via relays (A, B, C) is the time constant of the audio (11) and the anode resistance of the downstream Change the amplifier tube (III) and alternatively switch the low-pass filter (TP) on and off.