DE935093C - Zeitteiler fuer Radargeraete - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 10. NOVEMBER 1955

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Zeitteiler für Radargeräte zur Erzeugung von Synchroni sierimpulsen mit Zyklusfrequenz und von Abstandsmarkierimpulsen mit höherer Impulswiederholungsfrequenz und bezweckt, eine solche Ausführungsform dieses Zeitteilers zu schaffen, daß von der pro Zyklus erzeugten Reihe von Eichimpulsen, die je nach Wahl Abstände von z. E. 500 m oder Vielfachen dieses Wertes markieren, die den Abstand XuII markierenden Impulse sich genau mit den ausgesandten Senderimpulsen decken.

Der Zeitteiler nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er einen Hauptimpulsgenerator, eine sich an ihn anschließende, mehrere Frequenzteilerstufen enthaltende Impulsfrequenzteilerschaltung zur Erzeugung von Steuerimpulsen mit Zyklusfrequenz, einen sich an die Impulsfrequenzteilerschaltung anschließenden Wählimpulsgenerator mit Mitteln zum Synchronisieren der Rückflanken der Wählimpulse mit den Steuerimpulsen mit Zyklusfrequenz und eine sich an den Hauptimpulsgenerator anschließende, normalerweise gesperrte Impulswählstufe enthält, der die Wählimpulse für eine periodische Entsperrung zugeführt werden, wobei die Abstandsmarkierimpulse einer oder mehreren der Frequenzteilerstufen und die Synchronisierimpulse mit Zyklusfrequenz dem Ausgangskreis des Impulswählers entnommen werden.

Vorzugsweise besteht die letzte Teilerstufe der Impulsfrequenzteilerschaltung aus einem Sperrschwinger, und die darin auftretende sägezahn-

förmige Spannung bildet die Gittersteuerspannung einer stark negativ vorgespannten Eingangsröhre des Wählimpulsgenerators.

Die Ausbildung des Wählimpulsgenerators des Zeitteilers nach der Erfindung erfordert besondere - Sorgfalt, um unabhängig von Änderungen der Speisespannungen und Röhrentoleranzen eine geeignete Form und Dauer der Wählimpulse zu gewährleisten.

ίο Mit Rücksicht darauf ist es besonders wichtig, die Eingangsröhre des Wählimpulsgenerators für Gleichspannungen gegenzukoppeln und mit einem für Wechselspannungen wirksamen positiven Rückkopplungskreis mit einer gittergesteuerten Verstärkerröhre zu versehen sowie als Eingangsröhre des Wählimpulsgenerators eine Pentode mit stabilisierten Schirmgitterspannungen zu verwenden.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert.

Fig. ι zeigt ein Blockschaltbild eines Zeitteilers nach der Erfindung;

Fig. 2 zeigt Spannungs-Zeitdiagramme für den Impulsfrequenzteilerschaker, und Fig. 3 zeigt Spannungs-Zeitdiagramme für den Wählimpulsgenerator, die Impulswählstufe und einen darauffolgenden Impulsbildner in einer im Vergleich zu Fig. 2 vergrößerten Skala; Fig. 4 zeigt schließlich ein Schaltbild des beim Blockschaltbild nach Fig. 1 durch gestrichelte Linien umrissenen Teiles, der unter anderem den .Wählimpulsgenerator und die Impulswählstufe enthält.

Die in der nachstehenden Erläuterung angegebenen Zahlenwerte stellen nur Beispiele dar, und es werden an sich bekannte Teile nicht im einzelnen erörtert.

In Fig. ι bezeichnet 1 einen von einem Kristall 2 von 100 kHz gesteuerten Elektronenröhrenoszillator mit einem auf 300 kHz abgestimmten Ausgangskreis, dessen Ausgangsspannung einen Hauptimpulsgenerator 3 synchronisiert. Dessen Ausgangsimpulse von z. B. 0,2 jus Dauer mit einer Impulswiederholungsfrequenz von 300 kHz, die in Fig. 2 a angegeben sind, steuern eine Teilerschaltung für die Impulswiederholungsfrequenz mit aus BlockosziMatoren bestehenden Teilstufen 4, 5, 6, 7 und S, die die Eingangsfrequenz von 300 kHz in 150, 75, 25, 8, 5S3 ^UIid 2,778 kHz teilen, wie dies in den Fig. 2 b bis 2f angegeben ist. Mittels eines Wählschalters 9 können von dem Hauptimpulsgenerator 3 bzw. den Teilerstufen 4, 5 stammende Markierimpulse 10 mit einer Wiederholungsfrequenz von 300 kHz (500-m-Eichung) bzw. 150 kHz (1000-in-Eichungj oder 75 kHz (2000-m-Eichung) einem nicht dargestellten Anzeiger, z. B. einem Panorama-Anzeiger, zugeführt werden.

In der letzten Teilerstufe 8 treten Impulse mit Zyklusfrequenz (2,778 kHz) auf, die sich weder zur Verwendung als Steuerimpulse für den Senderimpulsmodulator noch als Synchronisierimpulse für den Zeitbasisgenerator des Anzeigers oder des Sägezahngenerators für die Empfindlichkeitsregelung des Radarempfängers eignen, da im Teilerkreis zwar kleine, aber veränderliche Zeit-Verzögerungen auftreten, so daß die 2,778-kHz-Impulse der Teilerstufe in Wirklichkeit später auftreten als in Fig. 2 f bei t₀ angegeben ist und außerdem ein störendes Zittern aufweisen. Weiter treten außerdem zusätzliche Verzögerungen in Zuführungsleitungen, Verstärker- und Schaltstufen der weiteren Apparatur auf. Daher müssen sogenannte »Vorimpulse« erzeugt werden, von denen die erforderlichen Anlaß- und Synchronisierimpulse abgeleitet werden können, die im richtigen Augenblick in bezug auf die Abstandsmarkierimpulse von 300 kHz, 150 kHz, 75 kHz auftreten, so daß sich unter anderem am Anzeiger die Markierimpulse, für den Abstand Null genau mit den ausgesandten Senderimpulsen decken.

Mit Rücksicht auf vorstehende Erwägungen synchronisieren die Ausgangsimpulse mit Zyklusfrequenz der letzten Teilerstufe 8 . einen Wählimpulsgenerator 11, und zwar derart, daß die Rückflanken der Wählimpulse von z. B. 5 μ$ Dauer sich mit den Ausgangsimpulsen der Teilerstufe 8 decken. Die Rückflanken der in Fig. 3 b dargestellten Wählimpulse treten somit in den in Fig. 2 f mit t₀ bezeichneten Augenblicken auf. Diese Wählimpulse entSperren jeweils während ihres Auf- go tretens eine normalerweise gesperrte Impulswählstufe 12, die über die Leitung α an den Hauptimpulsgenerator 3 angeschlossen ist und somit von den zugeführten Impulsen (s. Fig. 3 c) infolge der Vorspannung V_c, die in Fig. 3 d angegeben ist, nur die während der Wählimpulse auftretenden Impulse durchläßt, wie dies in Fig. 3 e angegeben ist. Von den beiden oder bei längerer Dauer der Wählimpulse mehreren jeweils während eines Wählimpulses durchgelassenen Impulsen, die naturgemäß nicht die obengenannten Verzögerungen und also auch kein Zittern aufweisen, wird nur der erste Impuls zum Steuern eines als Impulsbildner wirksamen Sperrschwingers 13 (Fig. 1) benutzt, der jeweils nach dem Ansprechen bis ungefähr zum Auftreten des nächstfolgenden Wählimpulses eine herabgeminderte Empfindlichkeit besitzt und somit auf einen zweiten, während eines Wählimpulses auftretenden Impuls des Hauptimpulsgenerators nicht ansprechen kann. Fig. 3f zeigt die Ausgangs- no impulse mit Zyklusfrequenz, d.h. die Steuerimpulse des Impulsbildners 13.

Diese Steuerimpulse werden über die Leitung b (s. Fig. 1) als Synchronisierimpulse einem nicht dargestellten Zeitbasisgenerator zugeführt, der in- u₅ folgedessen stets einige MikroSekunden vor dem Auftreten eines Senderimpulses (Zeitpunkt t₀) angestoßen wird, was unter anderem den Vorteil hat, daß die Zeitbasisspannung im Augenblick t„ keine oszillatorischen Ausgleichserscheinungen mehr aufweist.

Die vom Impulsbildner 13 abgegebenen Steuerimpulse werden sodann mit Hilfe einer Kabelnachbildung 14 mit z.B. einstellbarer elektrischer Länge verzögert und über die Leitung c dem nicht dargestellten Impulsmodulator des Senders in der

Weise zugeführt, daß die Senderimpulse in den Zeitpunkten I₀ auftreten und sich also mit den Markierimpulseii für den Abstand XuIl decken. Außerdem werden die verzögerten Steuerimpulse zum Synchronisieren einem Sägezahngenerator 15 über die Leitung zugeleitet, dessen Ausgangs- »panuung für die Empfindlichkeitsregelung des Radarempfängers benutzt w ird.

Der in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie umrissene Teil des Blockschaltbildes ist in Fig. 4 als Einzelsehaltbild dargestellt, unter anderem mit Rücksicht auf die an diese Schaltung zu stellenden Stabilitätsaliforderungen.

Xaeh Fig. 4 enthält die letzte Teilerstufe 8 einen Sperrschwinger mit einer über einen Rückkopplungstransformator 16 und einen Kondensator 17 stark rückgekoppelten Triode 18. der über Anschlußklemmen 19 und einen Entkopplungswiderstand 20 die Ausgangsimpulse der vorangehenden Teilerstufe zugeführt werden. Am Steuergitter dieser Triode tritt eine in den Ansprechaugenbückcn eine hohe Spitze aufweisende Sägezahnspannung auf, die in Fig. 3 a mit V₁₁ bezeichnet ist und die einer Eingangsverstärkerröhre 21 des Wählimpuhsgenerators über einen Widerstand 22 zugeführt wird. Die Röhre 21 ist normalerweise gesperrt und führt nur Anodenstrom, wenn und so lange die Eingangsspannung den durch F₆ in Fig. 3 a angegebenen Spamiungspegel überschreitet.

Eine einzige Periode der in Fig. 3 a angegebenen Sägezahnspannung dauert 360 us, während die gesamte Spannungsänderung während der langsam -teigenden Sägezahnflanke z.B. 70 Λ^τ beträgt. Wenn die gewünschte Datier des Wählimpulses etwa 5 ws ist. so überschreitet die Spannung F₀ die Schwellwertspannung V_h nur um etwa ⁵/aoo - < 70 = 1 V. Zum Erzielen eines praktisch rechteckigen Wählimpulses muß also die Röhre 21 bei einem Bruchteil von ι λ' Spannungsänderung aus der gesperrten Lage auf vollen Anodenstrom übergehen, während weiter die Lage der Sägezahnspannung V₁₁ in bezug auf die Schwellwertspanirang F₆ keinen Änderungen unterliegen darf. LTn dies sicherzustellen, besteht die Eingangsverstärkerröhre 21 aus einer Pentode mit einem in die Kathodenleitung aufgenommenen, zum Andern der Wählimpulsdauer einstellbaren Gegenkopplungswiderstand 23 und weist eine mittels eines Glimmspannungsteilers 24 ■stabilisierte Schirmgitterspannung auf. Da sich bei Speisespannuugsänderungen die Kathodenspannung· der Pentode 21 ändert und diese Änderungen die Spannung zwischen dem Schirmgitter und der Kathode der Pentode 21 nicht beeinflussen dürfen, ist ein Widerstand 25 in Reihe mit dem Glimmspannungsteiler 24 gelegt.

Für die Pentode 21 ist eine nur für Wechselspannungen wirksame positive Rückkopplung über die Triode 26 vorgesehen. Der Steuergitterkreis der Rückkopplungstriode 26 mit dem Gitterwiderstand 2~ ist durch einen Kondensator 28 mit der Anode der Pentode 21 gekoppelt. Die Kathodenleitung der Triode 26 enthält einen nicht überbrückten Widerstund 29. der mittels eines Kopplungskondensators 30 für Wechselspannungen parallel zu dem ; Kathodeiiwiderstand 23 der Pentode 21 geschaltet ist. Durch diese Maßnahme wird ein dynamischer Steuergitterraum der Röhre 21 von einigen Hundert Volt bei praktisch ausreichender Stabilisie- ^! rung der Gleichstrompotentiale für die Eingangspentode 21 verwirklicht. Die gewünschten Wählimpulse nach Fig. 3 b werden der Anode der Triode 26 entnommen und über den Kopplungskondensa- ! tor 31 gemeinsam mit über die Eingangsklemmen j 32 und den Entkopplungswiderstand 33 vom Haupt- ! impulsgenerator zugeführten Impulsen dem Eingangssteuergitter eines Impulsbildners mit vorgespanntem Triodensperrschwinger 34 (s. Vorspannung V_c in Fig. 3 d) und als Kathodenfolgeröhre geschalteter Pentode 35 zugeführt. In Fig. 3 d sind von den 300-kHz-Impulsen des Hauptimpuls-Oszillators nur die zwei jeweils während der Wählimpulse auftretenden Impulse angegeben, die das Auftreten von Anodenstrom in der Eingangstriode hervorrufen können. Von jedem dieser Impulspaare ruft der erste Impuls das Ansprechen des Trioden-Sperrschwingers 34 hervor, der sogleich für unmittelbar darauffolgende Impulse unempfindlich wird und annähernd bis zum Auftreten nächstfolgender Impulspaare eine \-erringerte Empfindlichkeit durch passende Wahl der Zeitkonstante des Sperrschwingerkreises aufweist. Die Ausgangsimpulse des Sperrschwingers 34 steuern eine Pentode 35, deren als Ausgangswiderstand dienender Kathodenwiderstand 36 von z. B. 10 000 Ohm mit einem Kondensator 37 von z. B. 250 pF überbrückt ist, um eine Verringerung der Rückflankensteilheit der Ausgangsimpulse zu erzielen, wie dies in Fig. 3 f angegeben ist. Die Front der Ausgangsimpulse ist sehr steil (etwa 0,15 ms), während die Rückflanke dieser Impulse mit einer Zeitkonstante von etwa 2,5 μ% abfällt.

Es wird einleuchten, daß das in Fig. 4 dargestellte Schaltbild innerhalb des Rahmens der Erfindung verschiedenartig abgewandelt werden kann, wobei jedoch, wie vorstehend eingehend erörtert wurde, besondere Sorgfalt den Stabilitätsanforderungen des Wählimpulsgenerators gewidmet werden muß. Die dargestellte Schaltung des Wählimpulsgenerators ist in Anbetracht der erzielten Stabilität verhältnismäßig einfach und somit be- no sonders vorteilhaft für den vorliegenden Zweck.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Zeitteiler für Radargeräte zum Erzeugen von Svnclironisierimpulsen mit Zyklusfrequenz und von Abstandsmarkierimpulsen mit höherer Impulswiederholungsfrequenz, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator, eine an ihn angeschlossene, mehrere Frequenzteilerstufen enthaltende Impulsfrequenzteilerschaltung zum Erzeugen von Steuerimpulsen mit Zyklusfrequenz, einen sich daran anschließenden Wählimpulsgenerator mit Mitteln zum Synchronisieren der Wählimpulsrückflanken mit den Steuerimpulsen mit Zyklusfrequenz, und eine

   sich an den Hauptimpulsgenerator anschließende, normalerweise gesperrte Impulswählstufe, der die Wählimpulse für periodische Entsperrung zugeführt werden, wobei die Abstandsmarkierimpulse einer oder mehreren der Frequenzteilerstufen und die Synchronisierimpulse mit Zyklusfrequenz dem Ausgangskreis des Impulswählers entnommen werden.
2. 2. Zeitteiler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Teilerstufe der Impulsfrequenzteilerschaltung aus einem Sperrschwinger besteht und die darin auftretende Sägezahnspannung als Gittersteuerspannung einer stark negativ vorgespannten Eingangsröhre des Wählimpulsgenerators dient.
3. 3. Zeitteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsröhre des Wählimpulsgenerators für Gleichspannungen gegengekoppelt ist und mit einem für Wechselspannungen wirksamen, positiven Rückkopplungskreis mit einer gittergesteuerten Verstärkerröhre versehen ist.
4. 4. Zeitteiler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsröhre des Wählimpulsgenerators aus einer Pentode mit stabilisierter Schirmgitterspannung besteht.
5. 5. Zeitteiler nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Gittervorspannung der Eingangsröhre des Wählimpulsgenerators derart gewählt ist, daß diese Röhre jeweils während einer etwa 1,5 oder 2,5, 3,5 usw. Perioden der Wiederholungsfrequenz des Hauptimpulsgenerators entsprechenden Zeit Anodenstrom führt und an den Ausgangskreis der Impulswählstufe ein als Impulsbildner dienender Sperrschwinger angeschlossen ist, der nach dem Ansprechen während einer etwa einer einzigen Periode der Zyklusfrequenz entsprechenden Zeit eine verringerte Ansprechempfindlichkeit hat.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   I 309 571 11. Sf