DE1098055B - Verfahren zur zeitlichen Verkuerzung der Video-Impulse im Empfangsteil eines Ortungsgeraetes, z.B. eines Radargeraetes - Google Patents

Description

• Verfahren zur zeitlichen Verkürzung der Video-Impulse im Empfangsteil eines Ortungsgerätes, z. B. eines Radargerätes Die einzelnen Radar-Sendeimpulse benötigen eine bestimmte Zeit für den Hin- und Rückweg zwischen dem Impulsgeber und dem das Echo bewirkenden Ziel.
• Die zeitliche Dauer dieses Impulses ist - bestimmt durch die Forderung einer großen Reichweite und damit Energie - im Vergleich zu der Zeit, die der Impuls zum Hin- und Rückweg zwischen Impulsgeber und Ziel benötigt, sehr lang. Die wieder empfangenen Impulse (Echo-Video-Impulse) erscheinen deshalb auf dem Radarschirm nicht als scharf abgezeichnete Punkte sondern als Striche. Das aus vielen Punkten zusammengesetzte gerasterte Radarbild ist dabei in seinen Konturen unscharf oder verschwommen, so daß die reflektiert auf dem Radarschirm erscheinenden Ziele nicht klar erkannt werden können.
• Man hat bereits versucht, diesen Mangel durch sogenannte Differenzierung, d. h. Verkürzung der einzelnen Echoimpulse über ein RC-Glied, auszugleichen, wobei man unter RC-Glied einen Kondensator in Wirkungsverbindung mit einem Widerstand versteht. Bei diesem Verfahren bleibt die Steilheit der Vorderflanke des Impulses erhalten, während die Rückflanke mit der Zeitkonstante des verwendeten RC-Gliedes abfällt. Dabei erhalten dann die auf dem Bildschirm erscheinenden Punkte bzw. Ziele sogenannte Schwänze, so daß die Zielwiedergabe auf dem Schirm zwar verbessert wird, aber trotzdem wegen der nach wie vor verschwommenen Konturen unbefriedigend bleibt (vgl. hierzu Fig. 4).
• Es wurde ferner in einer Vorveröffentlichung schon vorgeschlagen, eine Brückenschaltung zu verwenden, in der eine mit einem Widerstand entsprechend ihrem eigenen Wellenwiderstand abgeschlossene Verzögerungsleitung in den einen, ein Ohmscher Widerstand in den anderen Zweig der Brücke geschaltet ist. Die Einspeisung des Signals erfolgt über einen Symmetriertransformator.
• Ein anderer bekannter Vorschlag verwendet zwei unabhängig voneinander arbeitende Verzögerungselemente (z. B. Multivibratoren), in die gleichzeitig ein Impuls eingespeist wird, und bildet die Differenz der beiden so entstehenden Impulse.
• Die beiden letztgenannten bekannten Verfahren sind recht aufwendig und in ihrer Anwendung, vor allen Dingen bei den in Radar-Video-Verstärkern vorkommenden extrem kurzen Impulsen, sehr kritisch. Das dabei verwendete Prinzip der zeitlichen Verkürzung von Video-Impulsen durch Gegenschaltung zweier gegenseitig verzögerter Impulse und etwaiges Abschneiden der mitgebildeten Impulse unerwünschter Polarität, z. B. mit Hilfe einer Diode, ist zwar einfach; die Einfügung der Verzögerungselemente in den Leitungszug verlangt aber einen reflexionsfreien Abschluß und einen zweiten parallelen Weg.
• Die Erfindung will diese Mängel beseitigen. Sie erreicht dies bei einem Verfahren zur zeitlichen Verkürzung der Video-Impulse im Empfangsteil eines Ortungsgerätes, z. B. eines Radargerätes, durch Gegenschaltung eines unverzögerten und eines in einer Laufzeitkette verzögerten Impulses und etwaiges Abschneiden der mitgebildeten Impulse unerwünschter Polarität, z. B. mit Hilfe einer Diode, durch die Verwendung einer als Stichleitung angeschlossenen Laufzeitkette, z. B. eines Koaxialkabels, deren freies Ende reflektierend abgeschlossen ist.
• In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Kette zum Ausgleich eines etwaigen Überschwingens des Impulses nicht etwa kurzgeschlossen, sondern an ein Potentiometer angeschlossen, dessen Widerstand kleiner ist als der Wellenwiderstand der Kette. Das Potentiometer wird entsprechend justiert.
• Die Wirkungsweise des Verfahrens nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch und grafisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 das verwendete Schaltprinzip unter Verwendung eines kurzgeschlossenen Koaxialkabej 5, Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der verwendeten Schaltung, Fig. 3 einen Video-Impuls (Echo) in grafischer Darstellung, Fig. 4 einen differenzierten Impuls nach einer der bisher üblichen Video-Impulsverkürzungsmethoden, Fig. 5 einen von dem Kurzschluß an der Laufzeitkette, also z. B. des Koaxialkabels, reflektierten Impuls, Fig. 6 einen aus Fig. 3 und 5 resultierenden Doppelimpuls und Fig. 7 einen beschnittenen Impuls.
• Bei der Schaltung nach Fig. 1 ist im Vorkreis der Verstärkerröhre d der Mittelleiter (die Seele) eines Koaxialkabels e im Punkt a mit dem gitterseitigen Ende eines Widerstandes c verbunden. Ein Impuls von der Länge T (Fig. 3) baut sich in dem Anschlußpunkt a so lange normal auf, bis der Impuls das als Laufzeitkette wirksame, am anderen Ende kurzgeschlossene Koaxialkabel einmal hin und einmal zurück durchlaufen hat, also nach der Zeit 2 1. Dieser reflektierte Impuls (vgl. Fig. 5) hat die entgegengesetzte Polarität wie der Originalimpuls, wird also am Punkt a von diesem während der anschließenden Zeit subtrahiert. Der resultierende Impuls (vgl. Fig. 6) hat maximal die Länge 2 T. Anstieg-und Abfallflanke haben beide die Dauer der Anstiegflanke des Echoimpulses. Der Wellenwiderstand 3 des Koaxialkabels ist annähernd gleich dem Widerstandswert Rg des Gitterableitwiderstandes c. Die Röhre d ist eine im Empfängerteil des Ortungsgerätes an sich vorhandene Röhre.
• Die Fig. 6 zeigt anschaulich die günstige Form der erzielten Impulse gegenüber den etwa durch Differenzierung abgeleiteten Impulsen der Fig. 4.
• Es kommt allerdings in der Praxis selten vor, daß man einen idealen Rechteckimpuls nach Art der Fig. 3 zu verkürzen hat. Die meisten Impulse haben eine sogenannte Dachschräge, d. h., die Impulsamplitude zur Zeit t8 (Fig. 3) ist geringer als zur Zeit tal und entsprechend zur Zeit t4 geringer als zur Zeit t2. Wird solch ein Impuls und ein ihm entsprechender verzögerter Impuls umgekehrter Polarität und gleicher Amplitude gemischt, so hat der daraus resultierende Impuls ein sogenanntes Überschwingen. Dieses i,tberschwingen läßt sich vermeiden, wenn man die besagte Laufzeitkette nicht vollkommen kurzschließt, sondern mit einem Widerstand, der kleiner als der Wellenwiderstand der besagten Laufzeitkette ist, abschließt, und zwar so, daß der reflektierte Impuls (Fig. 5) zur Zeit t2 die gleiche Amplitude hat wie der zu verkürzende Signalimpuls zur Zeit t2 (Fig. 3).
• Ein Schaltungsbeispiel hierzu ist in Fig. 2 dargestellt, wobei der Abschlußwiderstand des als Laufzeitkette dienenden Koaxialkabelsist.
• In vielen Fällen ist der nach der Zeit t8 (Fig. 6) entstehende Impuls unerwünscht, da er z. B. auf den Bildschirmen von Radargeräten einen Bildschatten hervorruft.
• Dieser unerwünschte Impuls kann, wie aus den Fig. 2 und 7 hervorgeht, mit Hilfe einer Diode f (Fig. 2) in üblicher Weise abgeschnitten werden, so daß nur noch der in Fig. 7 angegebene Impuls vorhanden ist.
• PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur zeitlichen Verkürzung der Video-Impulse im Empfangsteil eines Ortungsgerätes, z. B. eines Radargerätes, durch Gegenschaltung eines unverzögerten und eines in einer Laufzeitkette verzögerten Impulses und etwaiges Abschneiden der mitgebildeten Impulse unerwünschter Polarität, z. B. mit Hilfe einer Diode, gekennzeichnet durch die Verwendung einer als Stichleitung angeschlossenen Laufzeitkette, z. B. eines Koaxialkabels, deren freies Ende reflektierend abgeschlossen ist.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeitkette parallel zum Gitterableitwiderstand einer im Empfängerteil des Ortungsgerätes an sich vorhandenen Röhre betrieben wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als reflektierender Abschluß der Laufzeitkette ein Widerstand benutzt wird, dessen Widerstandswert so viel kleiner als der Wellenwiderstand der Laufzeitkette gewählt ist, daß ein Überschwingen der Impulse verhindert wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 508 569, 2 605 405.