DE1284485B - Hochfrequenzempfaenger fuer Distanz-Messeinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzempfan- der einzelnen Antwortkanäle ist kleiner als 1 MHz.

ger für eine Distanz-Meßeinrichtung mit einem auf Der Abfragekanal und der zugehörige Antwortkanal

eine gewünschte Trägerfrequenz abgestimmten Ein- sind gemäß den derzeitigen Normen 62MHz von-

gangsteil, der einerseits über einen relativ breit- einander getrennt. Sowohl die Abfrage- als auch die

bandigen Übertragungskanal, der die Hochfrequenz- 5 Antwortsignale bestehen aus Impulspaaren, der Ab-

impulse eines Kanals, auf den der Eingangsteil ab- stand zwischen den Impulsen beträgt gemäß der der-

gestimmt ist, nur unwesentlich verzerrt, an den zeitigen Norm 12 μβ.

Signaleingang einer Torschaltung und andererseits Die Trennung der Antwortkanäle, d. h. die Abüber einen relativ schmalbandigen Übertragungs- Stimmung auf einen gewünschten Kanal, wird bei den kanal, der eine Impulsformerschaltung enthält, die io bekannten Bord-DME-Geräten durch Verwendung aus den vom schmalbandigen Kanal durchgelassenen eines Übertragungskanals schmaler Bandbreite überImpulsen des eingestellten Trägerkanals relativ breite reicht, z. B. eines schmalbandigen Zwischenfrequenz-Tastimpulse erzeugt, an den Auftasteingang der Tor- Verstärkers im DME-Empfänger. Durch einen solschaltung angeschlossen ist. chen Verstärker werden jedoch die empfangenen Bei einem aus der französischen Patentschrift 15 Impulse verbreitert, und die Impulsflanken werden 1 108134 bekannten Hochfrequenzempfänger der abgeflacht, so daß die Genauigkeit der für die obengenannten Art, der für Radargeräte u. dgl. be- Abstandsbestimmung erforderlichen Zeitmessungen stimmt ist, werden aus einer kontinuierlichen Reihe leidet.

von Nutzimpulsen breitere Hilfsimpulse abgeleitet, Steilere Impulse ließen sich zwar mit einem Zwidie nach Verzögerung und Formung den Nutz- 20 schenfrequenzverstärker größerer Bandbreite überimpulsen überlagert werden. Das überlagerte Signal tragen, dann bestände jedoch die Gefahr, daß auch wird einer Schwellwertstufe zugeführt, die nur die Impulse aus benachbarten Kanälen übertragen würden breiten Hilfsimpulsen überlagerten Nutzimpulse den und daß die Entfernung zu einer anderen Bodendurchläßt. Durch diese Maßnahmen wird eine Be- station als der abgefragten gemessen würde, freiung der Nutzimpulsreihe von Störimpulsen be- 25 Die vorliegende Erfindung macht sich die Tatzweckt. Auf unregelmäßig auftretende Impulse lassen sache zunutze, daß in benachbarten Frequenzkanälen sich diese Maßnahmen nicht anwenden. Es ist außer- selten Impulse gleichzeitig mit den Impulsen im gedem nicht vorgesehen, diese Maßnahmen zur Er- wünschten Frequenzkanal auftreten, höhung der Selektivität zwischen nahe benachbarten Ein Hochfrequenzempfänger der eingangs genannschmalbandigen Kanälen zu verwenden. 30 ten Art ist gemäß der Erfindung dadurch gekenn-Es ist ferner aus der USA.-Patentschrift 2 115 813 zeichnet, daß zum selektiven Empfang von Hochein Rundfunkempfänger bekannt, der einen Hoch- frequenzimpulsen aus einem von mehreren benachfrequenzverstärker, eine Mischstufe, einen Zwischen- harten, hochfrequenten Trägerkanälen der Distanzfrequenzverstärker, einen Demodulator, einen Nie- Meßeinrichtung die Bandbreite des breitbandigen derfrequenzverstärker und einen Lautsprecher ent- 35 Übertragungskanals so bemessen ist, daß auch Hochhält. Mit dem Zwischenfrequenzverstärker ist ein frequenzimpulse aus benachbarten Kanälen überRegelkreis gekoppelt, der über ein Bandfilter hoher tragen werden.

Selektivität an ein Relais angeschlossen ist, das einen Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung hat die im Niederfrequenzverstärker enthaltenen Kopplungs- Torschaltung eine amplitudenlineare Übertragungstransformator kurzschließt, wenn der Empfänger 40 charakteristik, und an den Ausgang der Torschaltung nicht exakt auf die Trägerfrequenz des zu empfan- ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer genden Senders abgestimmt ist. Dieser bekannte Spannung zur automatischen Verstärkungsregelung Empfänger ist nicht zum Empfang von Impulsen be- angeschlossen, die den Verstärkungsgrad in minstimmt, und das selektive Bandfilter sowie das Relais destens einem der Kanäle des Empfängers regelt, dienen nur zur Stummabstimmung, d. h., es wird die 45 Die Erfindung soll nun an Hand von Ausführungs-Erzeugung eines Ausgangssignals am Lautsprecher beispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher verhindert, solange keine Station eingestellt ist. erläutert werden, es zeigt

Die vorliegende Erfindung betrifft im Gegensatz Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausfüh-

zu dem obengenannten Stand der Technik eine rungsbeispieles der Erfindung,

Distanz-Meßeinrichtung (im folgenden kurz DME) 50 F i g. 2 Frequenzselektivitäts-Kurven zur Erläute-

für Luftfahrzeuge u. dgl., also ein aktives Entfer- rung der Arbeitsweise der in F i g. 1 dargestellten

nungsmeßsystem, bei dem die mobile Station einen Anordnung,

Abfragesender und Empfänger enthält, der mit einer F i g. 3 Diagramme zur Erläuterung der Arbeits-Bodenstation, zu der die Entfernung des Fahrzeuges weise der in F i g. 1 dargestellten Anordnung, bestimmt werden soll, zusammenarbeitet. Der Bord- 55 F i g. 4 ein Schaltbild einer Torschaltung für die sender sendet auf einem Bord-Sendekanal kurze Im- in Fig. 1 dargestellte Anordnung, pulse aus, die von der Bodenstation auf einem vom Fig. 5 ein teilweise in Blockform gehaltenes Bord-Sendekanal verschiedenen Bord-Empfangskanal Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles der wieder ausgestrahlt und vom Bordempfänger emp- Erfindung und

fangen werden. Der Abstand zwischen der Bord- 60 F i g. 6 Diagramme zur Erläuterung der in F i g. 4

Station und der abgefragten Bodenstation wird in dargestellten Anordnung.

der Bordstation durch Messung des Zeitintervalls F i g. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung zwischen der Aussendung der Abfrageimpulse und ein Bordgerät einer DME. Dieses Bordgerät enthält dem Empfang der Antwortimpulse bestimmt. einen Sender 11, der zum Abfragen einer bestimmten Zur Zeit sind für DME-Zwecke 126 Zweiwege- 65 Bodenstation ein Abfragesignal über eine Antenne Betriebskanäle zugeteilt, und zwar 126 Abfrage- 12 auszustrahlen gestattet. Angenommen, die Bodenkanäle und 126 Antwortkanäle, die jeweils einen station arbeitet auf Kanal Nr. 1, so beträgt die Fre-Frequenzabstand von 1 MHz haben. Die Bandbreite quenz des Trägers des abgestrahlten Abfragesignals

gemäß den derzeitigen Normen 1025MHz. Es ist derzeit üblich, ein Paar von Impulsen 13, 14, deren Abstand 12 μβ beträgt, auszusenden. Diese Impulskodierung der Sendung wird durch einen Triggerimpulsgenerator 16 bewirkt, der einen wiederholt auftretenden Triggerimpuls erzeugt, der einer Kodierstufe 17 zugeführt wird. Unter Steuerung durch einen Triggerimpuls liefert die Kodierstufe 17 ein Impulspaar 13', 14', durch das der Sender 11 moduliert oder getastet wird.

Die gewählte Bodenstation antwortet auf diese Abfrage. Bei dem angenommenen Beispiel erfolgt die Antwort auf einer Trägerfrequenz von 962 MHz, die von der Antenne 12 empfangen und einer Vorsignal des breitbandigen Verstärkers 26 einem schmalbandigen Zwischenfrequenzverstärker 31 zugeführt, dessen Bandbreite so klein ist, daß nur das Signal des eingestellten Kanals durchgelassen wird. Bei dem beschriebenen, speziellen Beispiel beträgt die Bandbreite 0,35 MHz, wie die Selektionskurve 32 der F i g. 2 zeigt. Signale, die in benachbarten Kanälen auftreten, können daher den Verstärker 31 nicht durchlaufen.

ίο Das Ausgangssignal des Verstärkers 31 wird durch einen Demodulator 33 demoduliert, und die erhaltenen Videofrequenzimpulse werden durch eine Begrenzerstufe 34 begrenzt.

Die Impulspaare werden vom Begrenzer 34 einem

selektions- und Mischstufe 77 des Überlagerungs- 15 Dekoder 36 zugeführt, der wie üblich eine Verzögeempfängers des Gerätes zugeführt wird. Das Ant- rungsleitung und eine Koinzidenzröhrenschaltung wortsignal ist kodiert und besteht bei dem angenom- enthalten kann; die Verzögerungsdauer der Leitung menen Beispiel aus Paaren von Impulsen, deren beträgt unter den angenommenen Voraussetzungen Abstand 12 μβ beträgt. Die das Antwortsignal bil- 12 μβ. Die im Abstand von 12 μβ aufeinanderfolgendenden Impulspaare erscheinen als Zwischen- 20 den Impulse eines Impulspaares bewirken im Defrequenzimpulse 1, 2 am Ausgang der Mischstufe. köder 36 die Erzeugung eines Ausgangsimpulses 2 A, Ein örtlicher Oszillator 18 liefert eine Überlagerungs- der zeitlich mit dem zuletzt auftretenden Impuls des frequenz an die Stufe 77. Impulspaares 1, 2 zusammenfällt, wie die Spannungs-

Bei dem DME-System wird die Entfernung zu der Zeit-Diagramme der F i g. 3 zeigen. Der Impuls 2A eingestellten Bodenstation durch Messung der Lauf- 25 wird der Torschaltung 28 zugeführt und tastet diese zeit der Abfrageimpulse und der Antwortimpulse im richtigen Moment auf.

bestimmt. Diese Messung wird durch einen Such- Der Impuls 2 A wird außerdem einem Identitätsund Folgekreis 21 durchgeführt, dem die Trigger- kreis 37 zugeführt, an den ein Lautsprecher 38 animpulse über eine Leitung 22 und die Antwort- geschlossen ist. Der Identitätskreis, der keinen Teil impulse über eine Leitung 23 von einem Begrenzer 30 der vorliegenden Erfindung bildet, ist in DME-20 zugeführt werden. Die Entfernung wird an einer Geräten gewöhnlich zum Empfang von Morsekode-Skala eines Anzeigegerätes 24 angezeigt. Geeignete Kennungen vorgesehen, die periodisch von den Such- und Folgekreise sind in der Radar- und DME- Bodenstationen ausgestrahlt werden.
Technik bekannt. Zur Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 1

Das Ausgangssignal der Mischstufe 77 wird einem 35 dargestellten DME-Gerätes wird auf die Diagramme Zwischenfrequenzverstärker 26 zugeführt, dessen der F i g. 3 Bezug genommen. Die paarweise auf-Bandbreite so groß ist, daß steile Impulse ohne tretenden Antwortimpulse 1, 2 werden beim Durchnennenswerte Verzerrung übertragen werden und laufen des schmalbandigen Verstärkers 31 abgeflacht daher praktisch unverzerrt am Verstärkerausgang und erscheinen am Ausgang A des zweiten Demoduzur Verfügung stehen. Die verstärkten Impulse wei- 40 lators 33 als abgeflachte Impulse 1', 2' (erster Kurvensen also noch ihre ursprünglichen steilen Vorder- zug der F i g. 3), deren Vorderflanke allmählich anflanken auf und ermöglichen genaue Zeitbestimmun- steigt und deren Rückflanke allmählich abfällt. Aus gen. Die verstärkten Impulse werden in einem De- dem Impulspaar 1', 2' wird durch Begrenzung und modulator 27 demoduliert und nach geringfügiger Dekodierung ein Schleusenimpuls 2 A (zweiter Kur-Verzögerung in einem Verzögerungskreis DL einer 45 venzug der F i g. 3) erzeugt, der der Torschaltung 28 Torschaltung (UND-Gatter) 28 zugeführt. zugeführt wird. Die durch den breitbandigen Ver-

Der breitbandige Zwischenfrequenzverstärker 26 hat bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Bandbreite, die etwa der Breite von drei Empfangskanälen entspricht, also etwa 3 MHz, wie die Selek- tionskurve 29 in F i g. 2 zeigt. Der breitbandige Verstärker überträgt daher unvermeidlich auch Signale, die in den dem eingestellten Kanal benachbarten Kanälen auftreten, da die Vorselektion für eine Trennung nicht ausreicht.

Die in den benachbarten Antwortkanälen auftretenden Antwortsignale können die Torschaltung 28 jedoch praktisch nicht durchlaufen, da diese nur dann aufgetastet wird, wenn auf dem eingestellten

stärker 26 übertragenen Antwortimpulse bleiben als scharfe Impulse erhalten und erscheinen nach der Demodulation auf einer Leitung B als Impulspaar 1", 2". Die durch die Verzögerungsleitung DL eingeführte Verzögerung bewirkt, daß der Impuls 2" ungefähr in der Mitte des Schleusenimpulses 2 A auftritt. Die Impulse 1", 2" werden ebenfalls der Torschaltung 28 zugeführt. Die Impulse, die aus den benachbarten Kanälen empfangen werden, erscheinen ebenfalls auf der Leitung B, jedoch selten gleichzeitig mit den Antwortimpulsen 1", 2". Solche Impulse aus einem benachbarten Kanal sind beispielsweise im vierten Kurvenzug der F i g. 3 als Impulse

Empfangskanal Signale empfangen werden. Es ist 60 \ac, 2ac dargestellt,
nämlich sehr unwahrscheinlich, daß in diesem Mo- Da der Schleusenimpuls 2 A und der Antwortment gleichzeitig Antwortimpulse in den benach- impuls 2" gleichzeitig auftreten, wird der Impuls 2" harten Kanälen auftreten. von der Torschaltung durchgelassen und gelangt zum Die Auftastung der Torschaltung 28 im richtigen Begrenzer 20. Die zu einem anderen Zeitpunkt erMoment wird durch einen Empfangskanal bewirkt, 65 scheinenden Impulse aus einem benachbarten Kanal, der eine so schmale Bandbreite hat, daß er nur die wie die Impulse Iac und 2ac werden dagegen nicht Antwortsignale des eingestellten Kanals durchläßt. durchgelassen. Die gewünschte Kanalselektivität ist Bei dem dargestellten Beispiel wird das Ausgangs- also gewährleistet, und die dem Such- und Folgekreis

Claims (1)

1. 5 6

   21 zugeführten begrenzten Impulse 2 B (unterster bandigen und einen schmalbandigen Kanal zu er-Kurvenzug in F i g. 3) haben eine steile Vorderflanke, halten. Das Ausgangssignal des Breitbandverstärkers wie sie für genaue Entfernungsmessungen erwünscht 26 wird gekoppelten Schwingkreisen 51, 52 zugeist, führt, die ungefähr dieselbe Bandbreite aufweisen Die für den eingestellten Kanal erwünschte auto- 5 wie der Verstärker 26. Das durch das Bandfilter 51, matische Verstärkungsregelung (AVR) erfolgt durch 52 übertragene Signal wird einem Demodulator zueinen AVR-Kreis 41, dem die Antwortimpulse 2", geführt, der eine Diode D1 und einen durch einen deren Amplitudeninformation erhalten geblieben ist, Kondensator Cl überbrückten Ausgangswiderstand zugeführt werden. Die Ausgangsspannung des AVR- jRI enthält. Der durch die Diode D1 fließende Strom Kreises wird geeigneten Verstärkerstufen im Breit- io ist mit Z₁ bezeichnet.

   bandverstärker 26 zugeführt. Die Selektivität des breitbandigen Kanals ist durch

   Die Torschaltung 28 soll so beschaffen sein, daß die Kurve ^jR₁ in Fig. 6 dargestellt, auf der Abszisse

   die Amplitudeninformation der durchgelassenen Im- ist die Frequenz aufgetragen. Die Kurve zeigt, daß

   pulse erhalten bleibt. Eine geeignete Schaltungs- die Bandbreite etwa drei Antwortkanälen entspricht.

   anordnung ist beispielsweise in F i g. 4 dargestellt. 15 Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird das

   Die in F i g. 4 dargestellte Torschaltung 28 enthält am Widerstand R_x erscheinende Ausgangssignal des

   eine Diode CR1, die in Flußrichtung an den nega- breitbandigen Kanals über eine breitbandige Ver-

   tiven Pol einer Spannungsquelle von —22 V ange- stärkerstufe 53 und die Verzögerungsleitung DL der

   schlossen ist. Die Spannung der Quelle 22 wird der Torschaltung 28 zugeführt.

   Kathode der Diode CjR 1 über einen Widerstand 42 20 Der Diskriminator enthält einen weiteren Demodu-

   und eine Leitung 43 zugeführt. Der Stromkreis durch lator mit einer Diode D 2 und einem durch einen

   die Diode CjR 1 wird über einen Eingangswiderstand Kondensator C 2 überbrückten Ausgangswiderstand

   44 geschlossen, der zwischen die Anode der Diode R2. Der Diode D2 wird ein Signal vom Schwingkreis

   CjRI und Masse geschaltet ist. 52 über Schwingkreise 54, 56 zugeführt, die nur ein Ein normalerweise leitender Transistor Ql hält 25 schmales Frequenzband durchlassen, das durch die

   die Leitung43 normalerweise praktisch auf Masse- Kurve i₂jR₂ in Fig. 6 dargestellt ist.

   potential. Der Kollektor des Transistors Ql ist mit Die untere Klemme des Arbeitswiderstandes R₂ ist

   der Leitung 43 und damit über den Widerstand 42 mit dem diodenseitigen Ende des Arbeitswiderstandes

   an —22 V angeschlossen. Der Emitter des Tran- JR₁ verbunden. Die Summe der an den Widerständen sistors Q1 liegt an Masse. Die Basis des Transistors 30 A₁, R₂ erscheinenden Signale wird einer Verstärker-

   Ql, der der Schleusenimpuls2A über einen Block- stufe57 zugeführt. Da die DiodenDl und D2 so

   kondensator 46 zugeführt wird, ist über einen geschaltet sind, daß sie Ausgangssignale verschie-

   Widerstand 47 an —22 V angeschlossen. dener Polarität liefern, ergibt sich ein Summensignal,

   In Abwesenheit eines Schleusenimpulses 2A leitet das der KUrVeJ₂JR₂-I-Z₁JR₁ der Fig. 6 entspricht, der Transistor Q1 und hält die Leitung 43 auf Masse- 35 Die Vorspannung der Stufe 57 liegt noch unterhalb

   potential. Es ist einleuchtend, daß die der Diode des Sperrpegels, so daß sie auf der Leitung C ein

   CR1 vom breitbandigen Verstärkerkanal über einen Ausgangssignal liefert, das der untersten Kurve in

   Blockkondensator 48 zugeführten Impulse nicht zu Fig. 6 entspricht. Es ist ersichtlich, daß das Aus-

   einem Ausgangsverstärker Q 2 gelangen können, gangssignal auf der Leitung C dem des schmalbandiwenn kein Impuls 2 A vorhanden ist. 40 gen Kanals entspricht, dessen Bandbreite schmal

   Der Schleusenimpuls 2A, der eine positive PoIa- genug ist, um die gewünschte Selektion des einge-

   rität hat, sperrt den Transistor Q1, so daß die Ver- stellten Antwortkanals bezüglich der benachbarten

   bindung der Leitung 43 nach Masse unterbrochen Signale zu gewährleisten. Das Ausgangssignal auf

   wird. Die Leitung 43 kann daher ein Potential an- der Leitung C wird dem Begrenzer 34 und dem Denehmen, das der Amplitude des Impulses entspricht, 45 köder 36 zugeführt, der Schleusenimpulse an die

   der am anodenseitigen Ende des Eingangswider- Torschaltung 28 liefert. Von allen am Eingang der

   Standes 44 auftritt. Wie in F i g. 3 und 4 beispiels- Torschaltung 28 erscheinenden scharfen Impulsen

   weise dargestellt ist, werden die Schleusenimpulse werden also ebenso wie in Verbindung mit F i g. 1

   2 A dem Transistor β 1 zur gleichen Zeit zugeführt beschrieben worden war, praktisch nur die im ein-

   wie die steilen Impulse 2" negativer Polarität der 50 gestellten Antwortkanal auftretenden Impulse von

   Diode CjRI. Das UND-Gatter läßt daher die Im- der Torschaltung durchgelassen, da praktisch nur

   pulse 2" ohne Verzerrung der Amplituden durch. diese Impulse gleichzeitig mit den Schleusenimpulsen

   Impulse aus benachbarten Kanälen, wie die Impulse auftreten. Die steil ansteigenden Antwortimpulse von

   Iac, 2ac, werden nicht durchgelassen, da der Tran- der eingestellten Bodenstation werden daher unver-

   sistor Q1 zum Zeitpunkt ihres Erscheinens leitet, so 55 zerrt an die zur Bestimmung der Entfernung dienen-

   daß die Leitung 43 auf Massepotential gehalten den Stufen übertragen, so daß wesentlich genauere

   wird. Entfernungsmessungen als bisher möglich sind.

   An der Basis des Ausgangstransistors β 2 liegt _D .. eine kleine negative Spannung, da der Widerstands- Patentansprüche: wert des Widerstandes 44, verglichen mit dem des 60 1. Hochfrequenzempfänger für eine Distanz-Widerstandes 42, verhältnismäßig klein ist. Meßeinrichtung mit einem auf eine gewünschte Die in das Schaltbild der F i g. 4 eingetragenen Trägerfrequenz abgestimmten Eingangsteil, der Widerstandswerte sind nur beispielsweise angegeben. einerseits über einen relativ breitbandigen Über-Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungs- tragungskanal, der die Hochfrequenzimpulse beispiel werden die Eigenschaften eines unter der 65 eines Kanals, auf den der Eingangsteil abge-Bezeichnung »Ferris-Diskriminator« bekannten Dis- stimmt ist, nur unwesentlich verzerrt, an den kriminators, der in Fig. 5 in dem gestrichelten Signaleingang einer Torschaltung und anderer-Rechteck enthalten ist, ausgenutzt, um einen breit- seits über einen relativ schmalbandigen Über-

   tragungskanal, der eine Impulsformerschaltung enthält, die aus den vom schmalbandigen Kanal durchgelassenen Impulsen des eingestellten Trägerkanals relativ breite Tastimpulse erzeugt, an den Auftasteingang der Torschaltung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum selektiven Empfang von Hochfrequenzimpulsen aus einem von mehreren benachbarten hochfrequenten Trägerkanälen der Distanz-Meßeinrichtung die Bandbreite des breitbandigen Übertragungskanals (51, 52, 53) so bemessen ist,

   daß auch Hochfrequenzimpulse aus benachbarten Kanälen übertragen werden.

   2. Hochfrequenzempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (28) eine amplitudenlineare Übertragungscharakteristik hat und daß an den Ausgang der Torschaltung eine Schaltungsanordnung (41) zur Erzeugung einer Spannung zur automatischen Verstärkungsregelung angeschlossen ist, die den Verstärkungsgrad in mindestens einem der Kanäle des Empfängers regelt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   809 640/1275