DE1273612B - Circuit arrangement for the electronic regulation of the amplitude of a high-frequency signal and use of the circuit arrangement in a monopulse radar device - Google Patents
Circuit arrangement for the electronic regulation of the amplitude of a high-frequency signal and use of the circuit arrangement in a monopulse radar deviceInfo
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Description
Schaltungsanordnung zur elektronischen Regelung der Amplitude eines hochfrequenten Signals und Verwendung der Schaltungsanordnung in einem MonopulsrRadargerät Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur elektronischen Regelung der Amplitude eines hochfrequenten Signals und die Verwendung der Schaltungsanordnung in einem Monopuls-Radargerät zur Regelung der Amplitude des Pilotsignals in Abhängigkeit von der Amplitude des Echosignals im Summenkanal.Circuit arrangement for the electronic regulation of the amplitude of a high-frequency signal and use of the circuit arrangement in a monopulse radar device The invention relates to a circuit arrangement for the electronic control of the Amplitude of a high frequency signal and the use of the circuit arrangement in a monopulse radar device to regulate the amplitude of the pilot signal as a function on the amplitude of the echo signal in the sum channel.
Die Regelung der Amplitude von Signalen wird meistens durch Abschwächung des Signals mittels Dämpfung in einem Verstärkungsweg durch Veränderungen des Verstärkungsgrades oder durch Spannungsteilung bewirkt. The regulation of the amplitude of signals is mostly done by attenuation of the signal by means of attenuation in an amplification path through changes in the degree of amplification or caused by voltage division.
Die steuerbare Dämpfung in einem Verstärker ist gut bekannt. Dabei wird einer Diode, die als Lastwiderstand einer Verstärkerstufe geschaltet ist, ein Regelstrom aufgeprägt, wodurch diese Diode als strom abhängiger Widerstand wirkt. Versuche damit zeigten, daß der Steuerbereich für viele Ansprüche zu klein ist und daß außerdem bei starker Dämpfung ein durch den Diodenstrom hervorgerufenes Rauschen entsteht. The controllable attenuation in an amplifier is well known. Included a diode, which is connected as a load resistor of an amplifier stage, is switched on Control current impressed, whereby this diode acts as a current-dependent resistor. Experiments with it showed that the tax range is too small for many claims and that in addition, with strong attenuation, a noise caused by the diode current arises.
Ein steuerbarer kapazitiver Spannungsteiler mit einer festen Kapazität und einer spannungsgesteuerten Kapazitätsdiode ist an sich ebenfalls bekannt. A controllable capacitive voltage divider with a fixed capacitance and a voltage controlled capacitance diode is also known per se.
Diese Anordnung zeigt gegenüber der vorgenannten Dämpfung eine vernachlässigbar kleine Rauschspannung. An der nichtlinearen Kennlinie der Kapazitätsdiode entstehen jedoch Oberwellen. Die Spannungsteilung muß, um einen größeren Regelbereich zu umfassen, in mehreren Stufen vorgenommen werden, wodurch infolge der Leitungsinduktivitäten in den Kapazitätsdioden das Verhältnis der Oberwellen zur Grundwelle angehoben wird.Compared to the aforementioned damping, this arrangement shows negligible small noise voltage. Arise on the non-linear characteristic of the capacitance diode however harmonics. The voltage division must, in order to cover a larger control range, can be made in several stages, which as a result of the line inductances in the varactor the ratio of the harmonics to the fundamental is increased.
Die Erfindung gestattet, bei einer eingangs erwähnten Schaltungsanordnung eine steuerbare Spannungsteilerkette zu bauen, die einen geringen Klirrfaktor bei sehr geringem Rauschen aufweist. Dies wird erreicht durch ein zwischen Trennkondensatoren liegendes Tiefpaßfilter, das aus wenigstens einem LC-Glied mit als Kapazität wirkender, gegen Masse geschalteter spannungsgesteuerter Diode besteht und dem die Regelspannung über eine Entkopplungsdrossel einem Anschlußpunkt der Tiefpaßinduktivität zugeführt wird. The invention allows with a circuit arrangement mentioned at the beginning to build a controllable voltage divider chain with a low distortion factor has very little noise. This is achieved by using a between isolating capacitors lying low-pass filter, which consists of at least one LC element with acting as a capacitance, voltage-controlled diode connected to ground exists and the control voltage fed to a connection point of the low-pass inductance via a decoupling choke will.
Nachfolgend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. The invention is illustrated below in an exemplary embodiment the drawing explained in more detail.
Dabei zeigt F i g. 1 das Schaltungsschema eines Spannungsteilers und Fig.2 das Blockschema eines Monopuls-Radargerätes.F i g. 1 the circuit diagram of a voltage divider and 2 shows the block diagram of a monopulse radar device.
Der Spannungsteiler in Fig. 1 zeigt ein Tiefpaßkettenfilter mit drei hintereinandergeschalteten Serieschwingkreisen mit den drei Induktivitäten L1, L2, L 3 und den drei Kapazitätsdioden D 1, D 2, D 3. The voltage divider in Fig. 1 shows a low pass chain filter with three series resonant circuits connected in series with the three inductances L1, L2, L 3 and the three capacitance diodes D 1, D 2, D 3.
Zwischen dem Eingang und Masse wird die zu regelnde hochfrequente Spannung angelegt. Zwischen dem Ausgang A und Masse kann die geregelte hochfrequente Spannung ausgekoppelt werden. Zwischen den Eingang bzw. den AusgangA und das Tiefpaßkettenfilter sind Trennkondensatoren C 1 bzw. C 2 eingeschaltet. Die Einspeisung der Regelspannung erfolgt am Eingang R über eine Entkopplungsdrossel L 4 auf den gemeinsamen Anschlußpunkt der Tiefpaßinduktivität L 3, des Trennkondensators C 2 und der Kapazitätsdiode D 3.The high frequency to be regulated is between the input and ground Voltage applied. The regulated high-frequency Voltage are decoupled. Between the input or output A and the low-pass chain filter isolating capacitors C 1 and C 2 are switched on. The feed of the control voltage takes place at input R via a decoupling throttle L 4 to the common connection point the low-pass inductance L 3, the isolating capacitor C 2 and the capacitance diode D. 3.
Die InduktivitätenLl, L2 und L 3 bilden zusammen mit den dazugehörigen Kapazitätsdioden D 1, D 2 und D 3 einen mehrstufigen Spannungsteiler aus reaktiven Elementen mit einer Tiefpaßcharakteristik. The inductances L1, L2 and L 3 form together with the associated Capacitance diodes D 1, D 2 and D 3 have a multi-stage voltage divider made of reactive Elements with a low-pass characteristic.
Die Tiefpaßcharakteristik ist notwendig, um die an den stark gekrümmten Kennlinien der Kapazitätsdioden entstehenden Oberwellen auszufiltern.The low-pass characteristic is necessary in order to avoid the strongly curved Filter out harmonics that occur in the characteristic curves of the capacitance diodes.
Bekanntlich ist der Kapazitätswert der Kapazitätsdioden von der Höhe einer in Sperrichtung angelegten Gleichspannung U abhängig. Die Kapazitätsänderung erfolgt nach dem Gesetz C= U-'h. Durch die Einwirkung einer positiven Gleichspannung an der Kathode der Kapazitätsdiode kann somit deren Sperrschichtkapazität in einem begrenzten Bereich verändert werden. Wird nun an den Eingang R eine Regelspannung gegen Masse angelegt, so wird die Kapazität der Kapazitätsdioden D 1, D 2 und D 3 entsprechend dem genannten Gesetz verändert. Dies bewirkt eine elektronische Steuerung des Teilungsverhältnisses des Spannungsteilers. It is well known that the capacitance value of the capacitance diodes is high a DC voltage U applied in the reverse direction. The change in capacitance takes place according to the law C = U-'h. By the action of a positive DC voltage at the cathode of the varactor diode its junction capacitance can thus in one limited area can be changed. A control voltage is now applied to input R. applied to ground, the capacitance of the capacitance diodes D 1, D 2 and D 3 changed in accordance with the aforementioned law. This is effected by an electronic control the division ratio of the voltage divider.
Die Spannungsteiler-Reaktanzen L 1, D 1; L2, DZ; L3, D 3 bilden Serieschwingkreise, die für die Frequenz der zu regelnden Spannung bei kleinster Kapazität der Kapazitätsdioden immer induktiv wirken. The voltage divider reactances L 1, D 1; L2, DZ; L3, D 3 form series oscillating circuits, that for the frequency of the voltage to be regulated with the smallest capacitance of the capacitance diodes always act inductively.
Der Teilungsfaktor des ganzen Spannungsteilers ist von der Type der Kapazitätsdioden und von der Anzahl der hintereinandergeschalteten Stufen abhängig.The division factor of the whole voltage divider is of the type Capacitance diodes and dependent on the number of stages connected in series.
Am AusgangA kann unter diesen Bedingungen eine sinusförmige hochfrequente Spannung ausgekoppelt werden, deren Amplitude nach Maßgabe der Regelspannung am Eingang R einstellbar ist. Under these conditions, a sinusoidal high-frequency Voltage are coupled out, the amplitude of which depends on the control voltage on Input R is adjustable.
Diese Schaltungsanordnung weist neben den genannten Vorteilen noch den weiteren Vorteil auf, daß die Zeitkonstante des Regelvorganges sehr klein ist. In addition to the advantages mentioned, this circuit arrangement also has the further advantage that the time constant of the control process is very small.
Damit kann diese Regelung in einem Monopuls-Radar zur Regelung des Pilotsignals in Abhängigkeit von der Amplitude des Echosignals im Summekanal verwendet werden.This control can be used in a monopulse radar to control the Pilot signal used as a function of the amplitude of the echo signal in the sum channel will.
Bekanntlich müssen in einem Monopuls-Radar die beiden Differenzkanäle und der Summekanal jederzeit die gleiche Verstärkung aufweisen, damit die Ablage des Zieles genau erfaßbar ist. Dies wird dadurch erreicht, daß während des Totbereiches des Radargerätes ein Pilotsignal in die drei Zwischenfrequenzverstärker eingespeist wird. Die verstärkten Pilotsignale werden über je eine Torschaltung und einen Regelverstärker als Regelsignal den Zwischenfrequenzverstärkern wieder zugeführt. Diese letzteren werden damit auf gleiche Amplitude des Ausgangssignals geregelt. As is well known, the two differential channels in a monopulse radar must and the sum channel have the same gain at all times, so that the storage of the target is precisely detectable. This is achieved by the fact that during the dead zone of the radar device feeds a pilot signal into the three intermediate frequency amplifiers will. The amplified pilot signals are each via a gate circuit and a control amplifier fed back to the intermediate frequency amplifiers as a control signal. These latter are thus regulated to the same amplitude as the output signal.
Zugleich mit dieser Verstärkungsregelung wird in bekannten Ausführungen von Monopuls-Radargeräten das Ausgangssignal des Summekanals auf einen konstanten Sollwert geregelt. Dies wird erreicht, indem die Amplitude des Pilotsignals vor dem Einspeisen in die Verstärkerkanäle auf die Amplitude des Echosignals in der gerade abgeschlossenen Sendeperiode geregelt wird. At the same time with this gain control is in known designs of monopulse radar sets the output signal of the sum channel to a constant Setpoint regulated. This is achieved by adjusting the amplitude of the pilot signal feeding into the amplifier channels on the amplitude of the echo signal in the the transmission period that has just ended is regulated.
Diese Regelung kann auf verschiedene Arten vorgenommen werden. Vielfach wird der Oszillator für das Pilotsignal nur während des Totbereiches eingeschaltet und direkt dessen Ausgangssignal geregelt. This regulation can be made in different ways. Multiple the oscillator for the pilot signal is only switched on during the dead zone and directly regulates its output signal.
Technisch ist es schwierig, den Oszillator während jeder Sendeperiode einzuschalten und zugleich dessen Spannung zu regeln. Daher ist man dazu übergegangen, den Oszillator immer eingeschaltet zu lassen und die Spannung des Pilotsignals in einem Abschwächer gemäß der Echo amplitude zu regeln.Technically it is difficult to run the oscillator during each transmission period switch on and at the same time regulate its voltage. Therefore one has gone over to to keep the oscillator switched on and the voltage of the pilot signal in to regulate an attenuator according to the echo amplitude.
Das Pilotsignal darf nur während einer kurzen Zeitdauer vor der Auslösung des Sendeimpulses wirken.The pilot signal may only be used for a short period of time prior to deployment of the transmission pulse.
Ein Abschwächer muß somit derart gebaut sein, daß die Ausgangsspannung während des Empfangs prak- tisch Null ist und nur während des Totbereiches zur Wirkung kommt.An attenuator must therefore be built in such a way that the output voltage during reception practically table is zero and only takes effect during the dead zone comes.
Das in Fig.2 dargestellte Blockschema eines Monopuls-Radargerätes besteht aus einem Sender 1, der von einer Impulszentrale 2 gesteuert wird. Über ein Summe-Differenz-Netzwerk 3 werden die vier Strahler 4 gespeist. Die an einem Gegenstand reflektierten Impulse werden von den Strahlern 4 in das Summe-Differenz-Netzwerk 3 geführt und von dort in die zwei Mischstufen 7 und 8 der Differenzkanäle sowie in die Mischstufe 6 des Summekanals. In diese drei Mischstufen werden auch die Schwingungen des Lokaloszillators 5 eingespeist. Das Signal im Summekanal wird über die Mischstufe 6 und den Pilotsignalkoppler9 auf den Zwischenfrequenzverstärker 12 und nach erfolgter Demodulation weiter auf das Anzeigegerät 20 geführt. Die beiden Differenzkanäle werden mit den Spannungsdifferenzen des Echosignals sowie mit der Oszillatorschwingung des Lokaloszillators 5 gespeist. Diese Schwingungen werden über die Mischstufen 7, 8, die Pilotsignalkoppler 10, 11 sowie die Zwischenfrequenzverstärker 13, 14 auf die Nachlaufverstärkerl8, 19 geleitet, von wo aus die Nachlaufmotoren für Azimut und Elevation sowie die Anzeigegeräte und Rechner gespeist werden. The block diagram of a monopulse radar device shown in FIG consists of a transmitter 1, which is controlled by a pulse center 2. Above a sum-difference network 3 is fed to the four radiators 4. The one on one The subject-reflected pulses are emitted by the radiators 4 in the sum-difference network 3 and from there into the two mixer stages 7 and 8 of the differential channels as well into mixer 6 of the sum channel. The vibrations are also in these three mixing stages of the local oscillator 5 fed. The signal in the sum channel is sent via the mixer 6 and the pilot signal coupler 9 to the intermediate frequency amplifier 12 and after Demodulation passed on to display device 20. The two difference channels are with the voltage differences of the echo signal as well as with the oscillator oscillation of the local oscillator 5 fed. These vibrations are generated through the mixing stages 7, 8, the pilot signal couplers 10, 11 and the intermediate frequency amplifiers 13, 14 to the tracking amplifier 8, 19, from where the tracking motors for azimuth and elevation as well as the display devices and computers.
Die drei Zwischenfrequenzverstärker 12, 13 und 14 enthalten Mittel zur Demodulation des Echosignals sowie Mittel für die Verstärkungsregulierung. The three intermediate frequency amplifiers 12, 13 and 14 contain means for demodulating the echo signal and means for regulating the gain.
Ein Teil der Ausgangssignale der drei Zwischenfrequenzverstärker wird abgezweigt und je auf eine Pilotsignal-Torstufel5, 16 bzw. 17 geführt. Diese Stufen enthalten neben einem Tor noch die Regelverstärker. Die aus diesen Pilotsignal-Torstufen 15, 16 und 17 kommenden Regelsignale werden auf die Regelglieder in den Zwischenfrequenzverstärkern 12, 13 und 14 geführt. Part of the output signals of the three intermediate frequency amplifiers is branched off and routed to a pilot signal gate step 5, 16 or 17, respectively. These In addition to a gate, stages also contain the control amplifier. The ones from these pilot signal gates 15, 16 and 17 coming control signals are sent to the control elements in the intermediate frequency amplifiers 12, 13 and 14.
Vom Zwischenfrequenzverstärker 12 des Summekanals wird ein Distanztor 21 gespeist, das den Torimpuls ebenfalls aus der Impulszentrale 2 erhält. Das Echosignal wird einem Boxcar 22 zugeführt und weiter über eine Pilotsignal-Torstufe 23 einem Abschwächer 24 zur Regelung der Amplitude des Pilotsignals aus dem Pilotsignal-Generator 25. The intermediate frequency amplifier 12 of the sum channel becomes a distance gate 21, which also receives the gate pulse from the pulse center 2. The echo signal is fed to a box car 22 and further via a pilot signal gate stage 23 to a Attenuator 24 for regulating the amplitude of the pilot signal from the pilot signal generator 25th
Die vier Pilotsignal-Torstufen 15, 16, 17 und 23 sowie das Distanztor 21 werden aus der Impulszentrale2 gesteuert. Die Arbeitsweise eines derartigen Monopuls-Radars muß an dieser Stelle nicht näher erläutert werden, da sie jedem Fachmann geläufig und beispielsweise in ähnlicher Form in der USA.-Patentschrift 2759 154 beschrieben ist. The four pilot signal gate stages 15, 16, 17 and 23 as well as the distance gate 21 are controlled from the pulse center2. How such a monopulse radar works does not have to be explained in more detail at this point, as they are familiar to every person skilled in the art and, for example, in a similar form in U.S. Pat. No. 2,759,154 is.
Die Anschlüsse des Abschwächers in F i g. 2 sind gleich bezeichnet wie diejenigen des Spannungsteilers in Fig. 1. Der Eingang E wird vom Pilotsignal-Os-Oszillator25 und der Eingang R von der Pilotsignal-Vorstufe23 gespeist. Der AusgangA führt auf die Pilotsignalkoppler 9, 10 und 11. The connections of the attenuator in FIG. 2 are labeled identically like those of the voltage divider in Fig. 1. The input E is from the pilot signal Os oscillator25 and the input R is fed from the pilot signal front end 23. The output A lists the pilot signal couplers 9, 10 and 11.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH764064A CH410071A (en) | 1964-06-11 | 1964-06-11 | Circuit arrangement for regulating the amplitude of a high-frequency signal and use of the circuit arrangement in a monopulse radar device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1273612B true DE1273612B (en) | 1968-07-25 |
Family
ID=4328257
Family Applications (1)
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| DE1965A0048879 Pending DE1273612B (en) | 1964-06-11 | 1965-04-08 | Circuit arrangement for the electronic regulation of the amplitude of a high-frequency signal and use of the circuit arrangement in a monopulse radar device |
Country Status (4)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1960904C1 (en) * | 1969-12-04 | 1988-11-10 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Device for suppressing false >> enemy << - ads in friend-enemy-interrogators |
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| GB413383A (en) * | 1933-01-25 | 1934-07-19 | Leonard Ernest Ryall | Variable attenuation networks capable of providing automatic volume control of alternating signal currents |
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- 1964-06-11 CH CH764064A patent/CH410071A/en unknown
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- 1965-04-08 DE DE1965A0048879 patent/DE1273612B/en active Pending
- 1965-06-09 NL NL6507337A patent/NL6507337A/xx unknown
- 1965-06-09 ES ES0313999A patent/ES313999A1/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES313999A1 (en) | 1965-09-01 |
| NL6507337A (en) | 1965-12-13 |
| CH410071A (en) | 1966-03-31 |
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