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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 4. Oktober 1952 Bekanntgemacht am 10. November 1955Registration date: October 4, 1952. Advertised on November 10, 1955

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft einen Impulsempfänger für Radarzwecke, dessen Verstärkung, gesteuert von einer sägezahnförmigen Regelspannung, bei jedem Sendeimpuls vermindert wird und in dem Zeitraum zwischen aufeinanderfolgenden Sendeimpulsen allmählich zunimmt, um den Empfänger während des Auftretens eines Sendeimpulses praktisch zu sperren, und zu bewirken, daß zwischen aufeinanderfolgenden Sendeimpulsen die Empfängerverstärkung allmählich zunimmt zum teilweisen Ausgleich der Amplitudendifferenz zwischen von benachbarten und fernen Gegenständen kommenden Echoimpulsen.The invention relates to a pulse receiver for radar purposes, the gain of which is controlled by a sawtooth-shaped control voltage, which is reduced with each transmission pulse and in which Time between successive transmission pulses gradually increases to the receiver practically to block during the occurrence of a transmission pulse, and to cause that between successive transmission pulses the receiver gain gradually increases to the partial Compensation of the amplitude difference between neighboring and distant objects coming echo pulses.

Es ist bekannt, bei solchen Geräten die sägezahnförmigen Regelspannungen ■ einem Sägezahngenerator mit einem an eine Ladespannungsquelle angeschlossenen Kondensator zu entnehmen, der sich periodisch über eine jeweils durch Synchronisierimpulse freigegebene
entlädt.It is known in such devices that the sawtooth-shaped control voltages can be taken from a sawtooth generator with a capacitor connected to a charging voltage source, which is periodically released via synchronization pulses
discharges.

Die Erfindung bezweckt eine wesentliche Verbesserung jenes bekannten Sägezahnspannungs-The invention aims to significantly improve that known sawtooth voltage

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EntladungsröhreDischarge tube

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generators in Anwendung auf den genannten I mpulsempfänger.generator in use on the said pulse receiver.

(ieini'il.l der Erfindung ist die sägezahnförmige Rcgclspaimung hei Vorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art an einem in den Kondensatoreiilladekreis eingefügten und zwischen dem Kondensator und einer jeweils von den Synchron is ie rim] ml sen gezü inlet en Gasentladungsröhre eingeschalteten Keihenwiderstand abgreifbar.(ieini'il.l of the invention is the sawtooth-shaped Rcgclspaimung hot devices of the above type described on one inserted into the capacitor charge circuit and between the Capacitor and one of each of the synchronous is rim] ml sen drawn inlet gas discharge tube switched on row resistor can be tapped.

ίο Zum Unterschied gegenüber üblichen Ausbildungen ist nunmehr die Vorderfiankc der erzeugten Regelspannungsimpulse besonders steil, und der innere Widerstand des Sägezahngenerators, von den Ausgangsklemmen aus gesehen, verhältnismäßig niedrig, so daß es bei getrennter Anordnung des Sägezahngenerators und des ICmpfängers ohne weiteres möglich ist, in größerer gegenseitiger Entfernung über ein angepaßtes Kabel die Regelspannung letzterem zuzuführen. Streukapazitäten der Regelspannungsleitung oder des Kabels üben nunmehr praktisch keinen störenden Einfluß auf die Form der Regelspannungsimpulse aus, sogar auch nicht auf die besonders steilen Yorderflanken derselben.ίο In contrast to conventional training the front edge of the generated control voltage pulses is now particularly steep, and the internal resistance of the sawtooth generator, seen from the output terminals, relatively low, so that when the sawtooth generator and of the IC receiver is easily possible at a greater mutual distance via an adapted Cable to feed the control voltage to the latter. Stray capacitances of the control voltage line or the cable now have practically no disruptive influence on the shape of the control voltage pulses off, not even on the particularly steep Yorder flanks of the same.

,Sowohl der Kin- als auch der Ausgangskreis des Sägezahngenerators können geerdet werden, wenn bei der Reihenschaltung des Kondensators und des Reihenwiderstandes der Kondensator mit der Anode der Gasentladungsröhre sowie über einen Ladcwidcrsland mit der Ladespannungsquelle verbunden, und der Reihenwiderstand an einen geerdeten Kathodenwiderstand der Gasentladungsröhre angeschlossen wird., Both the Kin and the output circuit of the sawtooth generator can be grounded, if in the series connection of the capacitor and the series resistor the capacitor with the anode of the gas discharge tube as well as via a Ladcwidcrsland with the charging voltage source connected, and the series resistor to a grounded cathode resistor of the gas discharge tube is connected.

Ferner können bei der Schaltung nach der Errmdung die Amplitude und die Dauer der Regelspannungsimpulse unabhängig voneinander geregelt werden, und zwar durch ßildung des Reihenwiderstandes aus einem einstellbaren Spannungsteilerwidcrstand und einem parallel zu ihm gelegten regelbaren Widerstand. Um dabei zu verhüten, daß die Verstärkung des Empfängers während der Sendeimpulse bei minimaler Amplitude der Regelspannungsimpulse unzureichend vermindert wird, kann zwischen dem Verbindungspiiiikl des Kondensators und des Reihenwiderstandes und einem festen Anzapfpunkt des S pam mugs teiler widerstand es ein Kondensator eingeschaltet werden.Furthermore, when switching after grounding, the amplitude and duration of the control voltage pulses can be controlled independently of one another, namely by forming the series resistance from an adjustable voltage divider resistor and one placed parallel to it adjustable resistance. In order to prevent that the gain of the receiver during the transmission pulses at minimum amplitude the control voltage pulses is insufficiently reduced, can between the connection pulse of the capacitor and the series resistor and a fixed tap point of the spam mugs divider it resisted a capacitor be switched on.

ICs ist zwar bereits in dem gegebenen Zusanimenhang ein Sägezahngenerator mit Ladekondensator bekannt, bei dem die sägezahnförmige Regelspannung der "Parallelschaltung eines Widerstandes und einer Diode entnommen wird. Dabei wird jedoch nicht die günstige Form der Säge-SS zahnspaiumug wie bei der Erfindung erzielt, vielmehr im Augenblick des Sendeimpulses eine kurzzeitige Spannung gegenläufiger Polarität erhalten. ICs is already a sawtooth generator with a charging capacitor in the given context known, in which the sawtooth-shaped control voltage of the "parallel connection of a resistor and taken from a diode. However, this does not use the cheap form of the saw SS Zahnspaiumug as achieved with the invention, rather received a brief voltage of opposite polarity at the moment of the transmission pulse.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden an I land der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1 ein Radargerät mit Einzelheiten gemäß einer Ausfühningsform der Erfindung — teilweise im Blockschaltbild — darstellt und Fig. 2 Spannungszeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Sägezahngenerators zeigt.The invention and its advantages are explained in more detail at I land of the drawing in which the Fig. 1 shows a radar device with details according to an embodiment of the invention - partially in the block diagram - and FIG. 2 shows voltage timing diagrams to explain the operation of the sawtooth generator shows.

Das in Fig. 1 dargestellte Radargerät enthält einen Sender 1 mit einem Impulsmodulator 2 und einer dadurch erregten Magnetronausgangsstufe 3, die über einen TR-Schalter 4 (Scnde-Empfangs-Schutzschalter) an eine drehbar angeordnete Antenne 5 angeschlossen ist. An den TR-Schalter 4 ist gleichfalls ein Radarempfängero angeschlossen, der hintereinander eine erste Mischstufe 7 mit örtlichem Oszillator 8, einen ersten Zwischenfrequenzverstärker 9, eine zweite Mischstufe το mit örtlichem Oszillator 11, einen zweiten Misch verstärker 12, einen Demodulator 13, einen Videofrequenzverstärker 14 und eine Anzeigevorrichtung 15 ^m't einer schematisch dargestellten I'auoramaanzeigeröhre 16 enthält. Das Radargerät enthält in üblicher Weise einen Impulsgeber 17 zum Liefern von Synchronisierimpulsen an verschiedene Teile des Gerätes, wie z. B. über Leitung 18 zu dem Impulsmodulator 2 des Radar senders und über Leitung 19 zu einem noch zu erörternden Sägezahngenerator 20.The radar device shown in FIG. 1 contains a transmitter 1 with a pulse modulator 2 and a magnetron output stage 3 which is excited thereby and which is connected to a rotatably arranged antenna 5 via a TR switch 4 (scanning / receiving circuit breaker). A radar receiver is also connected to the TR switch 4, which successively has a first mixer 7 with a local oscillator 8, a first intermediate frequency amplifier 9, a second mixer το with a local oscillator 11, a second mixer 12, a demodulator 13, a video frequency amplifier 14 and a display device 15 ^with a panorama display tube 16 shown schematically. The radar device contains in the usual way a pulse generator 17 for delivering synchronization pulses to various parts of the device, such as. B. via line 18 to the pulse modulator 2 of the radar transmitter and via line 19 to a sawtooth generator 20 to be discussed.

Der Sägezahngenerator 20 soll eine sägezahnförmige Regelspannung erzeugen, die über ein Kabel 21 dem ersten Zwischenfrequenzverstärker 9 des Radarempfängers zugeführt wird; dieselbe soll die Verstärkung des Empfängers während des Auftretens eines Sendeimpulses vermindern und bewirken, daß sie in dem Zeitraum zwischen aufeinanderfolgenden Sendeimpulsen allmählich zu einem Maximalwert zurückkehrt.The sawtooth generator 20 is intended to generate a sawtooth-shaped control voltage, which has a Cable 21 is fed to the first intermediate frequency amplifier 9 of the radar receiver; same is intended to reduce the gain of the receiver during the occurrence of a transmission pulse and cause it to gradually increase in the period between successive transmission pulses returns to a maximum value.

Dem Impulsgeber 17 entnommene Synchronisierimpulse positiver Polarität werden über einen Gitterkondensator 22 dem Steuergitter einer normalerweise gesperrten, als Vierpolröhre ausgebildeten Gasentladungsröhre 23 zugeführt.Synchronizing pulses of positive polarity taken from the pulse generator 17 are transmitted via a Grid capacitor 22 to the control grid of a normally blocked, designed as a four-pole tube Gas discharge tube 23 supplied.

Die Anode der Gasentladungsröhre 23 ist einerseits über eine abgeschirmte Leitung 24 mit einem periodisch zu entladenden Kondensator 25 und andererseits über einen Ladewiderstand 26 mit der positiven Anschlußklemme 27 (+300 Volt) einer Anodenspannungsquelle verbunden. Die Kathode der Röhre ist über einen durch einen Kondensator 28 überbrückten Kathodenwiderstand 29 mit Erde verbunden. Der Kathodenwiderstand bildet einen Teil eines an die Anodenspannungsquclle angeschlossenen Spannungsteilers (Widerstände 29, 30), um das über den Gitterwiderstand 31 geerdete Steuergittcr der Röhre derart vorzuspannen, daß diese normalerweise gesperrt ist.The anode of the gas discharge tube 23 is on the one hand via a shielded line 24 with a periodically to be discharged capacitor 25 and on the other hand via a charging resistor 26 with the positive terminal 27 (+300 volts) connected to an anode voltage source. The cathode the tube is connected to earth via a cathode resistor 29 bridged by a capacitor 28 connected. The cathode resistance forms part of a connected to the anode voltage source Voltage divider (resistors 29, 30) to the grounded via the grid resistor 31 Bias the control grid of the tube so that it is normally locked.

Zwischen Kondensator 25 und dem geerdeten Ende des Kathodenwiderstandes 29 ist ein zusammengesetzter Reihenwiderstand 32 eingeschaltet. Dieser zusammengesetzte Reihenwiderstand liegt in dem Entladekreis des Kondensators 25 und führt somit bei erregter Gasentladungsröhre 23 den vollen Entladungsstrom des Kondensators 25. Der zusammengesetzte Reihemvidcrstand enthält zwei parallele Zweige, von denen der eine einen einstellbaren Widerstand 33 in Reihe mit einem festen Widerstand 34 enthält, während der andere Zweig die Reihenschaltung eines festen Widcr-Between the capacitor 25 and the grounded end of the cathode resistor 29 is a composite Series resistor 32 switched on. This composite series resistance is in the discharge circuit of the capacitor 25 and thus carries the full discharge current of the capacitor 25 when the gas discharge tube 23 is excited. The compound series video stand contains two parallel branches, one of which is includes adjustable resistor 33 in series with a fixed resistor 34, while the other Branch the series connection of a fixed counter

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Standes 35, eines einstellbaren Spannungsteilerwiderstandes 36 und eines weiteren festen Widerstandes 27 enthält. Die Regelspannung wird am einstellbaren Anzapfpunkt 38 des Spannungsteiler-Widerstandes 36 abgenommen und über das Kabel 21 mindestens einer Stufe des ersten Zwischenfrequenzverstärkers zugeführt.Stand 35, an adjustable voltage divider resistor 36 and another fixed resistor 27 contains. The control voltage is taken from the adjustable tapping point 38 of the voltage divider resistor 36 and fed via the cable 21 to at least one stage of the first intermediate frequency amplifier.

Jeweils beim Zuführen eines Synchronisierimpulses positiver Polarität über Leitung 19 zu dem Sägezahngenerator 20 zündet die Gasentladungsröhre 23, und der anfangs auf die volle Anodenspannung geladene Kondensator 25 entlädt sich über die Gasentladungsröhre und den zusammengesetzten Reihenwiderstand 32. Da der innere Widerstand der Gasentladungsröhre in gezündetem Zustande nur wenig Ohm beträgt, kann der Ohmsche Widerstand des zusammengesetzten Reihenwiderstandes 32 ohne weiteres verhältnismäßig niedrig bemessen werden, z. B. 50 bis 100 Ohm, wodurch der innere Widerstand des Sägezahngenerators, von der Regelspannungsleitung 21 aus gesehen, so niedrig wird, daß die 'Leitung ohne besondere Anpassungsmaßnahmen unmittelbar an den zusammengesetzten Reihenwiderstand angeschlossen werden kann.Each time a synchronizing pulse of positive polarity is supplied via line 19 the sawtooth generator 20 ignites the gas discharge tube 23, and initially to the full Anode voltage charged capacitor 25 discharges through the gas discharge tube and the composite Series resistance 32. Since the internal resistance of the gas discharge tube in an ignited State only a few ohms, the ohmic resistance of the composite Series resistance 32 can easily be rated relatively low, e.g. B. 50 to 100 ohms, reducing the internal resistance of the sawtooth generator from the control voltage line 21, becomes so low that the line can be reached without any special adaptation measures can be connected directly to the composite series resistor.

Jeweils beim Zünden der Gasentladungsröhre steigt der EntladungsstiOm des Kondensators 25 besonders schnell zu einem Maximalwert an und desgleichen der infolgedessen an dem zusammengesetzten Reihenwiderstand 32 auftretende Spannungsimpuls negativer Polarität, wie dies aus den Oszillogrammen in Fig. 2 a bis 2e ersichtlich ist. Fig. 2 a zeigt den dem Steuergitter der Gasentladungsröhre zugeführten Synchronisierimpuls mit beispielsweise einer Dauer von annähernd ι /tsec, während Fig. 2 b bis 2e Oszillogramme dadurch herbeigeführter Regelspannungsimpulse von unterschiedlicher Dauer und Amplitude zeigen. Auf der Abszisse ist stets die Zeit t, auf der Ordinate die Spannung V aufgetragen.Each time the gas discharge tube is ignited, the discharge level of the capacitor 25 rises particularly quickly to a maximum value, and so does the negative polarity voltage pulse occurring at the composite series resistor 32, as can be seen from the oscillograms in FIGS. 2a to 2e. Fig. 2a shows the synchronization pulse fed to the control grid of the gas discharge tube with, for example, a duration of approximately ι / tsec, while Fig. 2b to 2e oscillograms show resulting control voltage pulses of different duration and amplitude. Time t is always plotted on the abscissa and voltage V is plotted on the ordinate.

Die Amplitude der entnommenen Regelspannungsimpulse kann durch Einstellung des Anzapfpunktes 38 des Spannungsteilerwiderstandes 36 eingestellt werden; Fig. 2b zeigt einen Regelspannungsimpuls mit maximaler Amplitude und Fig. 2 c einen Regelspannungsimpuls minimaler Amplitude. In dem zuletzt erwähnten Falle liegt die Gefahr vor, daß die Amplitude des Regelspannungsimpulses während des Auftretens des Sendeimpulses, der sich mit dem Synchronisierimpuls aus Fig. 2 a deckt, zum praktischen Sperren des ersten Zwischenfrequenzverstärkers 9 unzureichend ist. Um diesen Nachteil mit Sicherheit zu vermeiden, sind die Widerstände 35 und 36 durch einen Kondensator 39 überbrückt, wodurch der Regelspannungsimpul's, unabhängig von der Einstellung des Anzapfpunktes 38 des Spannungsteilerwiderstandes 36, eine aus den Oszillogrammen bei ί ersichtliche Spannungsspitze aufweist. The amplitude of the extracted control voltage pulses can be adjusted by setting the tapping point 38 of the voltage divider resistor 36 can be set; Fig. 2b shows a control voltage pulse with maximum amplitude and FIG. 2c a control voltage pulse of minimum amplitude. In the last-mentioned case lies the risk that the amplitude of the control voltage pulse during the occurrence of the Transmission pulse, which coincides with the synchronization pulse from Fig. 2a, for practical blocking of the first intermediate frequency amplifier 9 is insufficient. To this disadvantage with certainty to avoid the resistors 35 and 36 are bridged by a capacitor 39, whereby the control voltage pulse, regardless of the setting of the tapping point 38 of the voltage divider resistor 36, has a voltage peak that can be seen from the oscillograms at ί.

Zur Regelung der Dauer der erzeugten Regelspannungsimpulse ist die Zeitkonstante des Entladungskreises des Kondensators 25 durch den regelbaren Widerstand 33 einstellbar. Fig. 2d zeigt einen Regelspannungsimpuls bei geringer Zeitkonstante des Entladekreises und Fig. 2e einen Regelspannungsimpuls bei maximaler Zeitkonstante des Entladekreises.To regulate the duration of the generated control voltage pulses is the time constant of the discharge circuit of the capacitor 25 through the adjustable resistor 33 adjustable. Fig. 2d shows a control voltage pulse at low Time constant of the discharge circuit and FIG. 2e a control voltage pulse at the maximum time constant of the discharge circuit.

Es hat sich gezeigt, daß bei passendeir Bemessung der Werte der Widerstände 34 bis 37 die Amplitude und Dauer der Regelspannungsimpulse praktisch unabhängig voneinander regelbar sind.It has been shown that with a suitable dimensioning of the values of the resistors 34 to 37, the amplitude and duration of the control voltage pulses can be controlled practically independently of one another.

Der Kondensator 25 und der zusammengesetzte Reihenwiderstand 32 mit Inbegriff des Kondensators 39 können gewünschtenfalls von dem übrigen Teil des Sägezahngenerators 20 getrennt angeordnet sein, wie dies durch eine gestrichelte Linie 40 angegeben ist. Beispielsweise kann, dieser Teil in der mittleren Bedienungswand des Radargerätes untergebracht werden.The capacitor 25 and the composite series resistor 32, which are the epitome of the capacitor 39 can be separated from the rest of the sawtooth generator 20 if desired be arranged as indicated by a dashed line 40. For example, this one Part can be accommodated in the middle control panel of the radar device.

Bei einer praktischen Ausführungsform des beschriebenen Sägezahngenerators 20 unter Anwendung einer Gasentladungsröhre, Type Philips PL 21, wiesen die Widerstände 33 bis 37 und der Kondensator 39 die folgenden Werte auf:In a practical embodiment of the described Sawtooth generator 20 using a gas discharge tube, type Philips PL 21, had resistors 33 to 37 and the Capacitor 39 has the following values:

R₃₃ = 500 Ohm
R₃₁ = 22 Ohm
R„c = 2200 Ohm R ₃₃ = 500 ohms
R ₃₁ = 22 ohms
R "c = 2200 ohms

^37 =^ 37 =

= 500 Ohm
22 Ohm
= 1500 pF.= 500 ohms
22 ohms
= 1500 pF.

Claims

Patent claims:

1. Pulse receiver for radar purposes, the gain of which, controlled by a sawtooth-shaped control voltage, is reduced with each transmission pulse and gradually increases in the period between successive transmission pulses, the sawtooth-shaped voltage being taken from a sawtooth generator with a capacitor connected to a charging voltage source, which is periodically over discharges a discharge tube released by synchronization pulses, characterized in that the sawtooth-shaped control voltage can be tapped off at a _{series resistor inserted into the capacitor discharge circuit and connected between the capacitor and a gas discharge tube ignited n 0} by the synchronization pulses.

2. Receiver according to claim 1, characterized in that that when the capacitor and the series resistor are connected in series, the capacitor with the anode of the gas discharge tube and connected to the charging voltage source via a charging resistor and the series resistance to a grounded cathode resistor of the gas discharge tube connected.

3. Receiver according to claim 2, characterized in that for regulating the amplitude and the duration of the control voltage impulse, resolve the series resistance independently of one another

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from an adjustable voltage divider resistor and an adjustable one placed parallel to it Resistance is formed.

4. Receiver according to claim 3, characterized in that between the connection point of the capacitor and the series resistor and a fixed tap point of the voltage divider resistor is a capacitor is switched on.

References: U.S. Patent No. 2444721.

1 sheet of drawings