DE2219022A1

DE2219022A1 - Impuls-Sender- und Empfänger-System zur Erfassung und Entfernungsmessung von reflektierenden Gegenständen

Info

Publication number: DE2219022A1
Application number: DE19722219022
Authority: DE
Inventors: Gerald Fred Lexington Mass. Ross (V.StA.)
Original assignee: Sperry Rand Corp New York NY VSta
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1971-04-19
Filing date: 1972-04-19
Publication date: 1972-11-02
Also published as: FR2133837B1; JPS5116275B1; FR2133837A1; GB1384324A; SE387750B; CA977445A; US3772697A; IT952699B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Impuls-Sender- und Empfänger-System zur Erfassung und Entfernungsmessung von reflektierenden Gegenständen und insbesondere auf eine Einrichtung zur Verwendung von von Gegenständen reflektierten Signalen zur Erzeugung von Signalen entsprechend des Vorhandenseins von derartigen reflektierten Gegenständen sowie auf eine Einrichtung zur Ausnutzung der reflektierten Signale zur Erzeugung von den Entfernungen derartiger reflektierender Gegenstände entsprechenden Signalen«.

Bei bekannten„ zumeist unter dem Namen RADAR bekannten Systemen zur Erfassung und Messung der Entfernung von reflektierenden Gegenständen ist es üblichp einen entfernten Gegenstand mit elektromagnetischen Energieimpulsen anzustrahlen, die viele hochfrequente Perioden enthalten,,
und das Vorhandensein eines derartigen Gegenstandes und
seine Entfernung von dem Meßsystem als Funktion des ZeIt-

209845/0846

221902,

Intervalls zu bestimmen, das zwischen den Hüllkurven entsprechender ausgesandter und empfangener Impulse liegt. Obwohl die ausgesandten Impulse relativ kurz sind, weisen sie eine hohe Energie auf, und es müssen Einrichtungen vorgesehen werden, um den Empfänger für eine annehmbare Zeit vollständig zu sperren, beispielsweise für eine Mikrosekunde, was den Empfang von Echoimpulsen ausschließt, bis der auegesandte Impuls abgeklungen isto Xm BViIl eines Erfassungs- und Meßsystems„ das ausgesandte Impulse mit einer Dauer von einer Mikrosekunde verwendet, ist der Empfänger für etwas mehr als eine Mikrosekunde vollständig gesperrt, wodurch der Empfänger für Gegenstände unempfindlich gemacht wird, die weniger als einige 100 Fuß (30 m) entfernt sind. Da diese bekannten Sender eine Impulsübertragung mit hoher Leistung verwenden, weisen sie außerdem das unerwünschte Merkmal auf, daß sie einen beträchtlichen Teil des hochfrequenten Spektrums für die Natshrichtenübertragung und andere gewünschte Zwecke unbrauchbar machen.

Weiterhin sind übliche Sende- und Empfangssysteme der eingangs genannten Art bekannterweise kompliziert und wenig wirkungsvoll und sind gegen viele Ausfallmöglichkeiten empfindlich. Im Empfänger sind komplizierte Frequenzsteuerungs- und Mischanordnungen sowie kompliziert aufgebaute und aufwendige Empfängerverstärkungselemente erforderlich, und zwar jeweils mit Bandbreiten₉ die ausreichen, um die reflektierten Impulssignale zu verarbeiten» Es ist kein Hochfrequenz-Radarsystem bekannt, das mit Erfolg über erhebliche Gegenstandsentfernungen in einem Wellenbereich betrieben werden kann, das bereits von üblichen Empfängern in der gleichen geographischen Nähe verwendet wird. Weiterhin ist kein Hochfrequenz-Radarsystem der ein-

209845/0846

gangs beschriebenen Art bekannt₉ das bei sehr niedrigen oder zulässigen Leistungspegeln in derartigen. Wellenbereichen arbeiten kann, ohne daß es selbst untragbaren Störungen unterliegt. Weiterhin ist kein Hochfrequenz-Radarsystem bekannt, das di© Aussendung und den Empfang von Signalen ermöglicht j die ein extrsm brei tee Frequenzband aufweisen,, ohne daß die 4us3endung üblicher Funknachrichtensignale ge· stört wird,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundey ein Impuls-Sende- und Empfangssystem zur Erfassung und Entfernungsmessung von reflektierenden Gegenständen zu schaffen„ das so aufgebaut und angeordnet ist, daß es die Erfassung und Messung von in der Nähe befindlichen Gegenständen* ohne Störung mit üblichen Arten von Funknaehriehten-Übertragungssystemen ermöglicht, und das andererseits - im wesentlichen im normalen Betrieb durch die Ausstrahlungen anderer Funkfrequenzsysteme oder durch elektrische Umgebungsstörsignale nicht beeinflußt wird.

Diese Aufgabe wii;d durch ein System der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Art gelöst.

Der in dem neuartigen Impuls-Sende- und Empfangssystem verwendete Sender verwendet ein dispersions= oder Streuungsfreies Übertragungsleitungseystem zur Erzeugung von elektromagnetischen Basisband- oder SubnanoSekunden»Energieimpulsen und für deren Abstrahlung in den Raum, wobei eine zyklische Energiespeicherung auf der Übertragungsleitung und eine abwechselnd© zyklische Energieabs tr&lilung von der Übertragungsleitung verwendet wird. Die Übertragungsleitung wirkt als disporsionsfreier Strahler, der die Subnanosekundenimpulse im wesentlichen verzerrungsfrei in den Raum ab-

09 845/0846

strahlt« Derartige Basisbandimpulse weisen ein extrem breites Energiespektrum auf. Obwohl der gesamte Energieinhalt irgendeines vorgegebenen ausgesandten Basisbandimpulses beträchtlich sein kann, weisen die wenigen in den relativ schmalen Durchlaßbereich eines üblichen Empfängers fallenden Spektrallinien eine niedrige Amplitude auf und haben daher keine Wirkung*

Der zur Erfassung und Ausnutzung derartiger kurzer elektromagnetischer Basi'sbandimpulse geeignete Empfänger verwendet ebenfalls eine dispersions- oder streuungsfreie Übertragungsleitungs-Antenne, wobei eine mit einem vorgespannten, in der Antennen-Übertragungeleitung angeordneten Halbleiterdetektorelement zusammenarbeitende Nutzschaltung zur momentanen Erfassung von im wesentlichen der Gesamtenergie des Basisbandimpulses und zur Lieferung eines entsprechenden Ausgangssignals vorgesehen ist, das zur Anwendung in Anzeigeschaltungen für das Vorhandensein oder für die Entfernung von Gegenständen geeignet ist. Das Empfänger-Antennensystem liefert im wesentlichen die Gesamtenergie jedes unverzerrt empfangenen Basisbandimpulses direkt an den Empfängerdetektor. Somit kann der Empfänger erfolgreich mit Impulssignalen arbeiten, die eine sehr breite spektrale Eratreckung aufweisen. Weiterhin kann der Empfänger mit Basisbandimpulssignalen arbeiten, die Spektralanteile aufweisen, die jeweils einen derartig niedrigen einzelnen Energieinhalt aufweisen, daß sie nicht durch übliche relativ schmalbandige Empfänger erfaßbar sind. Die Gesamtenergie in jedem Basisbandimpuls kann jedoch relativ größer als der Pegel von Störungen oder anderer störender Impulse oder Signale in der Nähe des neuartigen Empfängers in irgendeinem vorgegebenen Zeitintervall sein. Somit werden

209845/0846

durch geeignete Einstellung des Auagangspegels des Senders und der Empfindlichkeit oder des Schwellwerts des Empfängers des Impuls s ender- und Empfangs syst ems andere Empfäniger nicht beeinflussende Basisbandsignale in einfacher Weise ausgesandt„ empfangen und erfaßt, ohne daß der Empfänger des Systems seinerseits in irgendeinem wesentlichen Ausmaß durch andere Hochfrequenzenergieausstrahlungen beeinflußt wird.

Die hauptsächliche Verarbeitung der Echosignale erfolgt erfindungsgemäß durch einfache Basisband-Signalverarbeitungsschal tung₀ wodurch die Notwendigkeit einer Frequenzumwandlung und die mit dem Abgleich und dem Betrieb üblicher Hochfrequenz- und Zwischenfrequenzverstärker verbundenen Probleme vermieden werden .Beispielsweise werden der in üblichen Radarsystemen verwendeten Empfindlichkeits-Zeit steuerung entsprechende Verstärkungssteuermaßnahmen ohne die übliche Duplextechnik direkt bei den Basisband-Echoimpulsen durchgeführt, und zwar ebenso wie die für die Erzeugung von Vorhandenseins- und EntfernungsSignalen erforderliche Signal verarbeitung«.

Das neuartige Basisband-Impuls-Sende- und Empfangssystem wird 'mit einem sehr niedrigen Energieverbrauch betrieben, so daß die Kosten und die Größe für die Leistungsversorgung sehr stark verringert werden. Weiterhin werden bei diesem Niedrigleistungsbetrieb wenig aufwendige Bauteile mit langer Lebensdauer in dem gesamten Sender verwendet. Dies trifft auch für die Empfangs- und Signalverarbeitungsschaltungen zu, wobei beide Elemente sehr einfach aufgebaut und von der Einrichtung,, der Wartung und dem Betrieb her sehr wenig aufwendig sind und in einfacher

209845/0846

Weise zusammen mifc üblichen Verarbeitungs- und Stauereinrichtungen verwendet werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blocksehaltbild eines bevorzugten Ausftihrungsbeispiels, das die Bauteile und die elektrischen "Verbindungen zeigt ι

Fig. 2 A bis 2 J graphische Darstellungen von Schwingungsformen zur Erläuterung der Betriebsweise des Ausführungsbeispiel3 nach Fig« 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Sehwingvmgs-Abtasteinrichtungen nach Figo 1;

Fig. k eine Querschnittsansicht des Abtastnetzwerkbauteils nach Fig_e 3»

Fig. 5 eine graphische Darstellung von iSchwingungsformen zur Erläuterung der Betriebsweise der Vorrichtung nach Fig. 4;

Fig. 6 ein Schaltbild des Sehwingungsfornmngsnetzwerkes nach Fig. 3»

Fig. 7 A und 7 B Schaltbilder, die nine Querschnittsansicht der Diodenmatrizen nach cTig_o 6 zeigen;

209845/0846

Pig. 8 eine Gruppe von Schwingungsformdarstellungen

zur Erläuterung der Betriebsweise der Vorrichtungen nach den Figuren 6, 7 A und 7 B;

Fig. 9 ein Schaltbild einer Anzeigeanordnung zur Verwendung mit dem System nach Figo 1 ο

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel verwendet einen Sender oder Impulsgenerator 1 für kurze Basisbandimpulse und eine gerichtete Strahlungsantenne 2, wobei der Sender-Impulsgenerator 1 mit dem Strahler oder der Antenne 2 über eine Verzögerungseinrichtung 3 verbunden ist, die durch das verbindende Übertragungsleitungssystem gebildet sein kann, oder die beliebig in diese eingefügt sein kann. Der Generator 1 kann von der selbstsynchronisierenden Art und von allgemein üblicher Art sein."Beispielsweise ist in der Technik eine Vielzahl von Sendersystemen zur Erzeugung einzelner positiv oder negativ verlaufender Impulse oder gleichmäßiger oder anderer Impulsfolgen, wobei jeder Impuls eine sehr kurze Dauer aufweist, und zur Abstrahlung derartiger Impuls von einer geeigneten Antenne 2 bekannt.' Rotierende und andere Funkenstreckensender erzeugen in einfacher Weise kurze elektromagnetische Impulse, obwohl sie wenig wirkungsvoll sind. Weiterhin ist es in der Technik bekannt, daß Verzögerungsleitungs-Impulsgeneratoren so einstellbar sind, daß sehr kurze elektromagnetische Impulse abgestrahlt werden können. Eine Vorrichtung zur Erzeugung derartiger kurzer Basisbandimpulse ist in der US-Patentschrift 3 402 370 der gleichen Anmelderin beschrieben.

Obwohl bekannte Sender normalerweise nicht zur Erzeugung tatsächlicher kurzer Basisband- oder Subnanosekunden-

209845/0846

impulse verwendet werden, ermöglicht es eine einfache Einstellung der parametrischen Beziehungen die Erzielung eines derartigen Ergebnisses. Weiterhin können die Betriebseigenschaften derartiger Sender zur wirkungsvollen AusSendung tatsächlicher Basisbandimpulse in den Raum wesentlich dadurch verbessert werden, daß die allgemeine Art eines Strahlungsantennensystems verwendet wird,, das in dem deutschen Patent ... (deutsche Patentanmeldung P 21 29 700.7) der gleichen Anmelderin beschrieben ist» Diese Vorrichtung verwendet beispielsweise ein elektrisch gleichförmiges Übertragungsleitungssyetem mit konstanter Impedanz zur Ausbreitung von elektromagnetischen Schwingungen der TEM-Mode. Das Übertragungsleitungssystem wird für die zusammenwirkende zyklische Energiespeicherung auf der Übertragungsleitung und zur zyklischen Abgabe dieser Energie durch Ausbreitung entlang der Übertragungsleitung und zur Abstrahlung am Ende eines Abschnittes der Übertragungsleitung verwendet, der als gerichtete Antenne ausgebildet ist. Somit wird das Übertragungsleitungssystem gleichzeitig zur Signalerzeugung durch Laden der Übertragungsleitung mit einer ersten Ladegeschwindigkeit und außerdem zur Signalabstrahlung in den Raum durch Entladen der Leitung in einer Zeit verwendet,, die wesentlich kürzer ist als die Zeit, die zum Laden erforderlich ist. Die Entladung der Übertragungsleitung bewirkt das Wandern einer Spannungewelle in Richtung auf die Abstrahlungsöffnung der Antennenanordnung. Dieser Vorgang bewirkt durch die durch die Abstrahlungs Öffnung hervorgerufene Differenziation die Erzeugung eines scharfen Basisbandimpulses A mit einer Subnanosekundendauer, wie sie in Fig. 2 A dargestellt ist, wobei dieser Impuls in den Raum abgestrahlt wird. Das Antennensystem weist eine sehr große momentane Bandbreite auf, so daß sie

209845/0846

derartige sehr kurze impulsförmige Signale mit geringer Verzerrung abstrahlen kann, wie dies durch ά&η Pfeil k in Fig. 1 angedeutet iet« Weiterhin weist die Antenne 2 Energiefokussierungseigenschaften derart auf_s daß die in einer vorgegebenen Richtung abgestrahlte Energie maximal wird, wie dies bei Systemen zur Erfassung und Entfernungsmessung von Gegenständen erstrebenswert ist.

Das abgestrahlte Basisbandsignal A breitet sich im freien Raum in Richtung auf ein reflektie-oendes Ziel aus und wird duz'ch die Oberfläche dieses Zieles reflektiert und in Richtung auf die Einpfängerantenne 6 als Schwingung B reflektiert, wie dies durch den Pfeil 5 angezeigt ist. Die Welle oder Schwingung B kann in üblicher Weise entsprechend der speziellen Art des reflektierenden Ziels modifiziert sein, so daß sie in gewisser Hinsicht zeitlich ausgedehnt erscheint, wie dies in Fig· 2 h gezeigt ist. Die Schwingung B ist gegenüber der Schwingung A um eine Zeit y verzögert, die dem doppelten Abstand oder der Entfernung des reflektierenden Ziels proportional ist.

Irgendeine von der Empfängerantenne 6 aufgefangene Echosignalenergie wird dann direkt der Arbeitsweise eines automatischen Basisband-Verstärkungs- oder Empfindlichkeits-Zeitsteuersystems unterworfen,, das Basisband-Schwingunga» abtasteinrichtungen 8 und 9 umfaßt, die Jeweils durch die Ausgänge von Basisband-Impulsschaltungen M und 12 gesteuert sind, wobei die letzteren ihrerseits für einen synchronen Betrieb von dem Sender-Impulsgenerator 1 gesteuert sind. Beispielsweise verlaufen bestimmte von der Antenne 6 aufgefangene Echosignale durch den Verbindungepunkt 7 in die Übertragungs-Zweigleitung 15» über die Schwingungsabtasteinrichtung 8 und dann über den Widerstand oder

209845/0846

den Übertragungsleitungs~Absehwäeher 10 sum Yerbindungspunkt 14. Bestimmte andere Echosignale können über den Verbindungspunkt 7» die Zweigleitung \6 und die Sehwisigimgsabias fceinrichtung 9 direkt zum Verbindungspunkt 1*!· verlaufen, um weiter durch das Basisband-Empfangersystem verarbeitet zu werden» Die Schwingungsabtasteinrichtung 8 bewirkt die Leitung von Echosignalen für eine vorgegebene Ssifc aufgrund eines direkten Ausgangs von der Impuls schaltung 1 1 _a wenn diese durch den Ausgang des Generators I ausgelöst wird« Andererseits bewirkt die SchWingusagsabtaetoinrlchtuo.,? 9 eile Leitung von Echosignalen für eine vorgegebene Zei I; aufgrund eines Ausgangs einer Impulsschaltung 12_S die durch eine Verzögerungseinrichtung 13 gegenüber dem Ausgang des Generators 1 verzögert ist. Die Impulsschaltung 12 wird ebenso wie die Impuls schaltung 11 durch den S endor-» Impuls generator 1 ausgelöst oder getriggert. Die Impxilsschaltungen und 12 können aus der Gruppe von bekannten Lawinsndurchbruchs- oder anderen Diodenschaltungen ausgewählt sein, die durch ein kurzzeitiges Eingangssignal mit einer Amplitude in der Größenordnung von wenigen mV betätigt werden können, um einen Ausgang mit vergrößerter Amplitude zu erzeugen, der außerdem eine vergrößerte Dauor aufweist,, wobei die Dauer durch die Länge einer in geeigneter Weise abgeschlossenen geladenen Übertragungsleitung bestimmt l3t, die in der Impulsschaltung in üblicher Weise betrieben wird.

Wie es weiter oben bemerkt wurde, ermöglichen die Schwingungsabtasteinrifchtungen 8 und 9 die Weiterleitung einfallender Echosignale an den Verbindungspunkt Ik. Der einzelne Aufbau und die Betriebsweise der Schwlngungsabtasteinrichtungen 8 und 9 wird weiter unten ausführlicher unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 8 beschrieben.

209845/0846

Ira Betrieb ermöglicht' das den Sehwinguxigsafotasfceinrichtungen 8 und 9 zugeordnet© Empfi.ndlictokexts-Seitateuersystem die Abschwächung der empfangenen Eehos voxi Gegenständen mit geringen Entfernungen und insbesondere von Überlauf-Energie„ die direkt von der Sendeantenne 2 zur Empfängerantenne 6 läuft. Zu diesem Zweck wird die Schwingung C nach. Figo 2c durch Einkopplung von Energie aus dem Übertragungsleitungssystem des Impulsgenerators-1 in die Übertragungsleitung Iy₉ worauf die Basisbandschwingung C an die Lawinendioden-Impulsschaltung 11 angelegt wird und bewirkt, daß diese Impulsschaltung 11 stark leitend gemacht wird und die verstärkte oder etwas ausgedehnte Schwingung D nach Fig. 2d erzeugte Die einem Eingang der Schwingungsabtasteinrichtung 8 zugeführte Schwingung D bewirkt, daß diese Abtasteinrichtung 8 Echos aus kurzen Entfernungen vom Verbindungspunkt 7 zum Verbindungspunkt 14 leitet, während eine vorgegebene Abschwächung der Schwingung D aufgrund des Vorhandenseins des Abschwächers 10 auftritt. Die Schwingung C wird Über die Übertragungsleitung 17 an die zweite Lawinendioden-Impulsschaltung 12 geleitet und bewirkt in ähnlicher Weise, daß diese leitet und die Schwingung E nach Fig. 2e erzeugt» wobei diese dem Einfluß der Verzögerungseinrichtung 13 unterworfen ist. Wie es bei einem Vergleich der Zeitbesiehungen der Schwingungen D und E zu erkennen ist, beginnt die Schwingung E im wesentlichen zu dem Zeitpunkt„ an dem die Schwingung D endet. Entsprechend wird die Schwingung E dazu verwendet, die Schwingungsabtasteinrichtung 9 derart zu betätigen, daß später eintreffende Echos von entfernteren Gegenständen direkt ohne Abschwächung an den Verbindungspunkt 14 übertragen werden. Fig.. 2f zeigt das allgemeine Aussehen einer repräsentativen Echoschwingung F bei Ein-

209845/0846

treffen an dem Verbindungspunkt 14,, die in bezug auf den Impuls A um die Zeit γ entspx'echend der Entfernung des reflektierenden Gegenstandes verzögert wurde»

Es ist verständlich, daß die die bisher beschriebenen Elemente verbindenden Übertragungsleitungen so ausgewählt sind, daß Sie Basisbandsignale im wesentliehen verzerrungsfrei weiterleiten. Obwohl parallele Zweileiter-Leitungen oder koaxiale Übertragungsleitungen voraugsweise verwendet werden, sollte irgendein ausgewähltes Energie-Übertragungsmedium frei von Xmpedanzungleichförmigkeiten sein und so aufgebaut und angeordnet sein, daß es eine TEM-Modenausbreitung der Hochfrequenzenergie unterstützt, weil die TEM-Übertragungsleitungs-Mode die im wesentlichen verzerrungsfreie Mode ist.

Bei Verwendung des bevorzugten Übertragungsmediums wird jeder von der Empfängerantenne 6 aufgefangene Subnanosekundenimpuls im wesentlichen verzerrungs- und störungsfrei über die Übertragungsleitungen 15 «ßd \6 zum Verbindungepunkt 14 und dann an die aktive Diode 20 geleitet, die vorzugsweise eine Tunneldiode oder eine andere Hochgeschwindigkeitsdiode ist, die als Impulsdetektor dienen kann« Eine geeignete Diode 20 weist eine Strom-Spannungs-Charakteristik mit negativem Widerstand derart auf, daß die Diode 20 auf das Eintreffen von -von der Antenne 6 aufgefangenen und an den Verbindungspunkt 14 gelieferten Impulssignalen durch Änderung des Leitfähigkeitszustandes anspricht. Zu diesem Zweck ist die Diode 20 mit Erde und über zwei Reihenwiderstände 21 und 22 mit einer geeigneten (nicht gezeigten) Vorspannungsquelle am Anschluß 23 verbundene Wie es weiter oben erwähnt wurde, weist die Diode 20 die Eigenschaft auf_f

209845/0846

daß ihr Arbeitspunkt bei geeigneter Vorspannung und bei Eintreffen von Impulsen oder BasiaföandsigBalen von dem Verbindungspmikt 14 abrupt in don instabilen Bereich, bewegt wird, wodurch die Diode hochJ-eitexid wird.

Auf dies® ¥©:ise wird ein Stromimpuls,, der eine etwas größere Amplitude und eine beträchtlich .längere Dauer aufweist., als das Basisbandsignal_a durch die Tunneldiode 20 erzeugt und an den Eingang eines monostabilen Multivibrators 25 geleitet. Das Signal mit längerer Bauer und höherer Energie ist für eine zuverlässige■Triggsrung des monostabilen Multivibrators 25 erforderliche Der Aus^angsimpuls des Multivibrators 25 ist dar rechteckige Impuls I nach Fig. 2i, der ©ine Dauer von beispielsweise 100 Nanosekunden aufweist und der einer ίϊΐeichstromwiedefgewinnungsschal tung 26 zugeführt wird. Dar Impuls- von 100 Nanosekundeη Dauer wird außerdem Wooy eine-Leitung 2? am Verbindungspunkt 28 zwischen den Vorspannungssteuerwiderstän« den 21 und 22 angelegt» Am Verbindungspunkt 28 bewirkt die Hinterkante des IQO-Nanosekunden-Impulses dia Rückstellung der Diode 20 und die Beendigung des leitfälligen Zuständes dieser Diodeο Somit wird die Tunneldiode 20 in ihren ursprünglichen Zustand mit niedriger Leitfähigkeit zurückgestellt und ist bereit, den nächsten auftreffenden Echo impuls von der Empfänger an tenne 6 jsu empfangen _p der den Trigger- oder Auslösepegel der Diode 20 übersehreitet. Anstelle der hier in Verbindung mit der Diode 20 gezeigten Schaltung können andere Schaltungen verwendet werden,, die einen Impuls von relativ langer Bauer erzeugen, wenn sie durch einen Basiahandimpuls oder einen Impuls mit sehr kurzer Dauer in den leitfähigen Zustand gebracht werden» Beispielsweise .sind geeignete Schaltungen in den deutschen

209845/0846 BAD -ORIGINAL

Patenten ««ο (deutsche Patentanmeldungen P 22 12 109„1 und P 22 12 108.0) der gleichen Anmelderin beschriebene

Wie es bemerkt wurde, wird die Schwingung .1 von dem monostabilen Multivibrator 25 ainer übj ic;hen Gleichspannungs-Wiedergewinaungsschaltung 26 zugeführt« Nach einer gegebenenfalls erforderlichen Vers barking; durch einen geeigneten Gleichspannungsverstärker 29 ka»Ji das i.a Fig. 2j gezeigte Ausgangssignal J der Gleichspanimngs-Wiadergewinnungsschaltung irgendeiner geeigneten Nutzsinrichtung 30 zugeführt werden. In Fig. 1 ist die Notizeinrichtung 30 als Glühlampe dargestellt., die als Anzaige für das Vorhandensein eines Gegenstandes oder Ziels oder als Aiarmanzeige dienen kann, um den Betrachter vom Vorhandensein eines Gegenstandes innei-halb des Betriebs-Entfarnungsberaiches des Systems zu informieren. Es ist verständlich, daß andere Nutzeinrichtungen zusammen mit oder anstelle der Lampe verwendet werden können. Bei geeigneter Einstellung des Verstärkungssteuerungsabschwächers IO sowie des an den Anschluß 23 und damit an die Diode 20 angelegten Vorspannungspegels betätigt eine direkte Einstreuung von Energie von der Antenne 2 zur Erapfäng©;canti;nne 6 die Alarmlampe 30 nicht, und lediglich wahre Echosignale, die die -ichwingungsabtasteinrichtung 8 oder die Sehwingungsabta3teinrichtung durchlaufen, bewirken, daß die Lampe 30 betätigt wird. Es ist zu erkennen, daß frühzeitige Echos gedämpft oder abgeschwächt werden, weil eine direkte Einstreuung oder Einströmung andernfalls die Diode 20 auslösen würde, Nahe Gegenstände reflektieren jedoch Energie mit Pegeln in die Empfängerantenne 6, die höher sind als die direkte Einstreuung von der Sendeantenne in die Empfangsantenne, so daß nahe Gegenstände genauso leicht und genauso gut wie

D ORIGINAL

209845/0846

Gegenstände mit größerer Entfernung erfaßt werden*

ist zu erkennen, daß das vorstehend zur Anzeige des Vorhandenseins eines reflektierenden Gegenstandes beschriebene System SubnanoSekunden- oder Basisband-Energieübertragungslei tungselemente zum Empfang und zur Erfassung von Energieimpulsen mit sehr kurzer Dauer und zur Lieferung eines zur Betätigung üblicher Nutzeinrichtungen wie z. B. einer Alarmeinrichtung bekannter Art - geeigneten Ausgangs verwendet. Das Sende-Empfangssystem verwendet nahezu streuungsfreie sehr brei tbandige Übertragungsleitung- und Antennenelemente j die direkt mit einer vorgespannten Impulsdetektordiode 20 zusammenwirken, die in der Übertragungsleitung angeordnet ist, um die Gesamtenergie- der unverzerrten Basisband-Echoimpulse zu erfassen«- Eine mit der Detektordiode gekoppelte und mit dieser zusammenwirkende Schaltung liefert ein entsprechendes Ausgangssignal, das zur Anwendung in Nutz schaltungen geeignet ist und das das Empfänger-Detektorsystem zurückstellt _f um es für den Empfang eines darauffolgenden kurzen Basisband-Echoimpulses vorzubereiten. Da die Gesamtenergie des Basisbandimpulses momentan von dem streuungsfreien Übertragungsleitungssystem an die Empfänger-Halbleiter-Detektordiode 20 geliefert wird, kann der Empfänger mit Basisbandimpulssignalen mit Spektralanteilen betrieben werden, deren Amplituden alle durch übliche relativ schmalbandige Empfänger nicht erfaßbar oder demodulierbar sind. Die Verarbeitung des Basisband-Echosignals wird ohne Frequenzumwandlung durchgeführt und lediglich einfache und zuverlässige,, einen geringen Leistungsverbrauch aufweisende Bauteile werden verwendet. Die Ansprechempfindlichkeit des Systems auf weit entfernte und nahe Gegenstände und gegenüber von der Sendeantenne in die

209845/0846

Empfangsantenne eingestreute Signale wird in vorteilhafter Weise durch den Betrieb von einfachen Gatter- und Abschwächeinrichtungen im- Basisbandpegel gesteuert.

Haupte!entente des Systems sind die identischen Schwingungsabtast einrichtungen 8 und 9 t diö ^im folgenden unter Bezugnahme auf* die Figuren 3» 4 und 6 ausführlieitler erläutert werden, wobei beispielsweise die Übei'tragungsieitungen 15 und 37 den Eingangs- und Autsgangs-tibertragungslei·» tungen 15 und 37 der Schwingungsabta.'äteinrichtung 8 nach Fig. 1 entsprechen. Die tatsächliche Abtastung das Echosignals wird durch ein Abtastnetzwerk 43 nach Fig. 3 durchgeführt, das in Verbindung mit Fig„ 4 ausführlicher beschrieben wird, und dem symmetrische gleichzeitige Eingänge in Form von Abtast-Steuersignalen über die Übertragungsleitungen 44 und 45 zugeführt werden. Diese in Flg. 3 durch die Bezeichnungen + p(t) und - p(t) bezeichneten Abtaststeuersignale werden in einem. Schwlngungsformungsnetzwerk 46 erzeugt, das unter Bezugnahme auf Fjg„ 6 weiter erläutert wird, und diese Abtaststeuersignale weisen im wesentlichen gleiche und entgegengesetzte Amplituden aufρ wenn sie gleichzeitig am Steuerpunkt deä Abtastnetzwerkes 43 eintreffen. Die Signale + p(t) und - p(t) können von dem Schwingungsforomngsnetzwerk 46 aus einem Eingangssignal der gleichen Form wie das Signal + p(t) erzeugt werden;, das in der Eingangs-Übertragungsleitung 47 weitergeleitet wird und das durch den Impulsgenerator 1 nach Fig. 1 geliefert wird.

Das +p(t;-Signal, das an der Eingangs-tiber 1 ragungsleitung 47 auftritt, ist beispielsweise ein positiv verlaufender elektromagnetischer Basisband- oder Ne.noSekunden-

209845/0846

Energieinipulso Derartige Signale :*«rden in einfacher Weise durch einen üblichen Sende-Iinpttlsgeneratox* 1 von der Yerzögerungsleitiiags-Anordnungsart örKeugt,, der derart einstellbar ist, daß elektromagnetische I£mpv.ise mit kurzer Dauer erzeugt werden ο Vorriclrfcuiagon zur Erzeugung derartiger kurzer Baaisbandinipulae sind ±n den US-Patenfcen 3 402 370 und 3 495 190 beschrieben. Das +■ p{ t^-oigiial kann in üblicher Weise dadurch abgeleitet werden daß Energie aus einem Baslßbandlmpulse wei i-e.rleifcend^n Element eines Senders der integriorton Art ausgekoppelt; wirdp wie sie in den deufcscfcsn Patt>n-';en => « ., {rieut-Gche >?ai«ntanmeidungen P 21 29 700« 7 oder P 22 Ϊ2 108,0) boscvirjeben ist. Andei-e bekannte magnetisch gesteuerte Queckailber-Reed-Schaltersysfceme_? die so ausgebaut slnd_B daß si« die Ausbildung von SubnaRoeekunden.tinptilaen in geladenen ¥el~ lenausbrei tungasys temen einleiten» können verwendet: werden.

Die grundlegende Schaltung dee Abtaatnefczwerkes ^3 weist die Form einer symmefcrj. schon Briio^ensehal fcung auf, die in Fig» h gezeigt ist, wobei au.s Vorelnfachu>.ig3gründen die Übertragungsleitungen 15 und 37 nauja JMg₀ 3 durch die jeweiligen Innen- und Außenlei fcer 15* 15' _t. 37 und 37» dargestellt sind» Die Lei fcer 15⁸ und 37 ^ :i legen in der Ebene des Null-Abtas^potentials des Hetsverkoa» Daa Abtastnetzwerk 43. umfaßt weiterhin eine Brücke mit vier Xwoigen, wobei die Zweige die Verbindungspunkte 30 und 52 m:-_t jeweiligen Dioden 4-3» 54ϊ 551 5^ verbinden_p und wobei diese Dioden so gepoit sind_t wie dies in F:lg_r 4 gezeig"»" ist. Die Zwischenve'i*bindung<ön 50 und 52 ~werd-sn jeweil:; über die Über tragungslei tr;ngen 68 und 6$ mi·; Abfcast-Steuersignalen versorgt. Beispielsweise.· wird dru Kurzzei";- oder NanosekumJensiijnal + p(t) über die Le i hing 68 und einen

209845/0846

SAD

ice fcand 6O &n d«n Vexbimluiigspunkfc ^O geliefert. Xn gleiche κ· Weis«; wird das Kurzz».i:i. ^"Nannse-VuivJisns L-gixal --p(t) üb«.** die Leitung 69 ^tKd e±nun särad IeWm Widerstand 6i an df·:»! /erbinduiiigKpual* t 52 geführt. .Oj. 0 Widers fcän·· de 60 und 6i kdn:-ien einem Wide νs tandswfi":¹!: r von bs.i.,ip.i*iIaweise ungei"ähΊ-25Ο Ohm aufweisen. Wem Yfiv'foxndniag&Qunlit 50 wird eiiKi unipoLü-e "VOt'av»aTinvmg -M über <f;.;'...uei>. Einstei.it/idera cand 62 zugeführt ₉ fo&hx'smd üota ' putikt 52 eitie gleiche_r jedoch entgögeng«»&etÄJ; gv^tylbe Spannung + V übei- oiiien ähnlichen Eins teil l ί führt wirdo Ue.:«¹ "iiiders^aiitl H der Υοτερ derstände 62 und 63 hängt von d«jn EIgontsckaf fcen i.'.«i* ausge wählten Mode-Α ;53 bis ;i6 «b.

Die Dioden 53 bis 5<ö ο lind voraaggt'fdye fön r.e die als nchnellschaltende Bar.fi^r--Dioden oder als terdioden mit hoher Trägerbeweglichkei^? bökanii.t ±at₃ und die insbesondere für Anwendungen bei siihr hohen iyequensea geeignet ist, bei denen niedrige Iiai3»ctA«)i^&ns«ihai'ten, Gleichförmigkeit und ^iiverlässigkoiJ. erwiinsch·- aind. iLie Spannungen + V und - V spannen die schnell schallenden t)iod«in nor-» malei'weLse in ih:ce nichtleitendi^vt ?JastöMÜn vor, 3». f'\ig. 5 bewirkt das Anlegen von Spannung -m *· p(t) tvaü · j(t) von ähnlicher Form, Größe und Zeitdauer an <.1a_;j Ab bas in*» frizwerk 43 unter Uberschreiiung der jeweiligen 'Voi'apannairgsjjiagel dei" Dioden ein gleichzeitiges I.ei1:e;i dt.i^v Dioden. JJies er-· möglicht es, daß das iiochfi'ö«jUwii:z-Flngasiga9J.&na.> at:·, der Eingangsübartragwng'sieitung J^ übe? die Aiiagaiigs-J-Übörtra-· gungsleifcung 37 weitergölei. but wirtL Dit; Dauer der ibgetasteten Weitoi-le i. i:ung euteprichf; In w«-.-;:i en blich·· α um? Di-m^i' des Stronjflusses durch dio Dioden 5 J hie Γ»6. KeJiiis >.ler AbtastsigtiEiie + p(t) odes:¹ - p(t) e.t'ijc leii»f^! em Ausi;aii

BAD ORIGINAL

2098A5/08A6

Ίΐί'

der Leitung 37° Bei· Wert des Widerstandes x· kann, etwas abgeändert werden ρ obwohl die Amplituden der Impulse -3- p(t) und - p(t) vergrößert werden müssen,, wenn x·-größer als der relativ -unkritische Optimalwert ist» Für relativ kleinere Werte des Widerstandes r kann der Baeisband»Impulsgenerator 1 , der die Übertragungsleitung ^7 speist,- die Üb©if1;ragungsleitungen 15» 37 in unerwünschter ¥eise belasten.

Das Kurzzeit- oder Nanosekundfin-Afofcastnetzwerk 43 kann als koaxiale Übertragungsleitung aufgebanst sein, wie dies in Fig. h gezeigt ist_e oder es kömien andere■Arten von-Übertragungslei tungen verwendet werden« Es ist zvt erkennen,, daß die Verbindung der Dioden 53 und 5^- mit den jeweiligen Enden 65 und 66 der Leiter 15" und 37* entlang eines ersten geradlinigen Weges an Punkten am Umf&.ng der Leiter 15% 37* erfolgt. In gleicher Weis© erfolgen die Verbindungen der Dioden 55 und 56 mit den jeweiligen Enden 65 und 66 der Innenleiter 15'r 37 ^s entlang eines zweit sin geradlinigen Weges an Punkten am Umfang der Leiter 15⁸„ 37»₉ die um 180° von dem ersten Weg winkelmäßig versetzt sind» Es ist zu erkennen_t daß die Innenleiterexiden 65 und 66 nunmehr jextfeils als zwei entgegengesetzte Verbindungen der Brückensclialtung wirken, wobei die Verbindungen 50 und 52 die übrigen beiden entgegengesetzten Verbindungen bilden.

In Fig. h wird die Aufgab© des Außenleiters der Über— tragungsleitungen 15t> 37 insgesamt durch einen hohlen Leiter 67 erfüllt« Bei' Leiter 6^ weist entgegengesetzte Öffnungen auf, durch die die ifibertragimgsl^itungsabschnitte 68 und 69, die jeweils senkrecht voxa den Ysrbindungepunkten 50 und 52 abzweigen« jeweils aufgenommen worden. Die Leitung 68 vom Verbindungspunkt 50 steht rait de-Ki Widerstand 60 und

209U5/0846 ■» OHWIlAL

damit mit der Quelle für das 4- p(t)-Signal in Verbindung. In gleicher Weise steht die Leitung 69 von dem Verbindungspunkt 52 mit dem Widerstand 61 und damit mit der Quelle des - p(t)-Signals in Verbindung« Die Leitung 68-und der Widerstand 6Ό liegen innerhalb eines ersten relativ kleinen äußeren Zweigleiters 70. Xn gleicher Weise liegen die Leitung 69 und d<sr Widerstand 61 innerhalb eines entgegengesetzt angeordneten zweiten relativ kleinen äußeren Zweigleiters 71. Die Öffnungen 72 und 73 in den jeweiligen äußeren Leitern 70 und 71 ermöglichen die Verbindung der Vorspannungs-Eins teilwiderstände 62 und 63 mit den Jeweiligen Leitungen 68 und 69„ wodurch eine korrekte Zuführung der jeweiligen Vorspannungen - V und -s- V sichergestellt wird» Es ist verständlich, daß die in Fig. 4 verwendeten Proportionen, so gewählt sind, daß sie eine klare zeichnerische Darstellung ergeben und daß diese Abmessungen nicht notwendigerweise die Proportionen darstellen, die in der Praxis verwendet werden würden»

Im Betrieb des Abtastnetzwerkes nach Fig. 4 werden die Dioden 53 bis 56 so ausgewählt, daß sie eine geeignete Symmetrie der.Schaltung ermöglichen,, Kommerziell erhältliche Dioden der zur Verwendung als die Dioden 53 bis 56 geeigneten Art sind im allgemeinen nicht vollständig ideal, da sie eine geringe Streuung in den kapazitiven Charakteristiken im nichtleitenden Zustand aufweisen,und daher wird die Auswahl von gepaarten Dioden bevorzugt. Obwohl zwei zusammenwirkende leitende Pfade mit DiodenpRaren, wie z. B. die Dioden 53 und 54 und die Dioden 55 und 56 nach Fig. 4„ verwendet werden können, kann es vorzuziehen sein, zusätzliche Dioden in zusätzlichen leitenden Pfaden zwischen den Umfangen der Leiter 15^Ü und 37° «u vijr^enden. Beispielsweise

209845/0846

$4 .

können insgesamt acht Dioden das Brückennetzwerk bilden. Die Verwendung von mehr als zwei leitenden Pfaden trägt zur Aufrechterhaltung von im wesentlichen gleichförmigen Impedanzeigenschaften im Bereich zwischen den Leitern 15' und 37' bei, wodurch die reflektierte Energie und die Streuung der Signale-,- die sich von dem Leiter 15" zum Leiter 37' ausbreiten, verringert wird. Im wesentlichen die· gesamte Energie wird indem koaxialen Übertragtingsleitungssyatem 15» 37, 15'» 37* nach Fig. 4 in der TEM-Mode weitergeleitet, wobei diese Mode die bevorzugte Mode ist, weil sie die im wesentlichen streuungsfreie Ausbreitungsmode ist»

In Fig. 6 ist das Schwingungsformungsnetzwerk 46 nach Fig. 3 zur Betätigung des Abtastnetzwerkes 43 geneigt, wobei dieses Schwingungsformungs-Netzrwerk 46 eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Erzeugung der Abtaststeuersignale + p(t) und - p(t) ist. Es ist zu erkennen,, daß das Schwingungsformungs-Netzwerk 46 eine Vorrichtung ist, die ein in der Koaxialleitung 47 nach Fig. 3 auftretendes unsymmetrisches Eingangssignal + p(t) In die symmetrischen Ausgangssignale + p(t) und - p(t) umwandeln kann, die in den Übertragungsleitungen 44 bzw. 47 weitergeleitet werden. Das Schwingungsformungs-Netzwerk 46 kann daher als Zeitbereichs-Balun oder -Symmetrierübertrager bezeichnet werden, der die obige Umwandlung ohne Streuung oder Verzerrung der Kurzzeit- oder Basisband-Energieimpulse durchführen kann.

In Fig. 6 ist ein Signalübertragungs- oder Ausbreitungssystem gezeigt, das aus Zweckmäßigkeitsgründen in der Zeichnung weitgehend als Eindraht-Übertz-agungsleitungssystem dargestellt ist, obwohl zu erkennen ist, daß der einzelne Draht der Innenleiter einer Koaxialleitung sein kann,, oder daß er

20 9 845/0846

At-

ein Teil einer üblichen ebenen oder anderen ÜbertragungS" leitung sein kann. In Fig. 6 ist die Ausgangsleitung 47 des Impulsgenerators 1 über einen Pegeleinstellwiderstand 80 und eine Leitung 8t an den Eingangszweig einer T-Verzweigung

82 mit zwei Ausgangszweigen geführt. Ezra erster Ausgangszweig der T-Verzweigung 82 ist über eine Übertragungsleitung

83 mit einem ersten Signalkanal zur Erzeugung des Signals - p(t) verbunden, während der aweit© Ausgangszweig der T-Verzweigung 82 über eine Übertragungsleitung 90 mit einem zweiten Signalkanal zur Erzeugung des Signals + p(t) verbunden ist.

Die Übertragungsleitung 83 steht mit einem Eingang einer vierfach verzweigten Verzweigung 84 in Verbindung, von der ein Ausgangszweig mit einer Übertragungsleitung 87 verbunden ist. Die verbleibenden entgegengesetzten Zweige der Verzweigung 84 stehen mit·jeweiligen Übertragungsleitungen bzw. 84a in Verbindung, die jeweils an ihrem äußeren Ende beispielsweise durch die jeweiligen Kurzschlußeinrichtungen 86, 86a kurzgeschlossen sind. Jede Leitung 85 oder 85a hat eine Länge von Δ/2, wobei der Wert von & noch zu erläutern ist. Die Ausgangsübertragungsleitung 87 ist mit einer Diodenmatrix 88 verbunden, die noch in Verbindung mit Fig. 7& zu beschreiben ist» Der Ausgang - p(t) der Matrix 88 ist über eine Leitung 89 beispielsweise an die Koaxialleitung 69, nach Fig. 4 geführt.

Die Übertragungsleitung 90 ist über einen Übertragungslei tungsabschwächer 91 und dann über eine Übertragungsleitung 92 und eine Verzögerungseinrichtung 93 mit «iner Diodenmatrix 94 verbunden. Die Verzögerungseinrichtung 93 weist eine charakteristische Verzögerungszeifc Λ auf, die auf die

209845/0846

Verzögerungseigenschaften der Zweigleitungen 85 wnd 85a bezogen ist« Die noeh in Yerbindäing- lait Figo Tb zu e:elS.utörnde Diodenmatrix 9^ liefert eins» Ausgang * p(t) an eine Über«· tragungsleitung 95» die mit des· koaxialen Übertragungsleitung 68₁ 70 nach. Fig_e 4 verbunden ist.

• Die Diodenimatrizem 88 und 9^ sind-ähsilicixe "Vorrichtungen, die jeweils in den Figuren 7& bsw. Jh gezeigt 3ind_o Da die Matrices* 88 und 9** a«s gleichen El ©meinten be3tehen₉ sind in Fig« 7b Beaugsziffern verwendet, die genau den in Fig. 7a ent sprechen ₉ denen jedoch des* Buchstabe ^wa" angehängt wurde.

In FIg₈ 7a taiafaßt die Diodenmatrix 88 einen-Abschnitt einer koaxial on Ubert-ragiasigsleitaiif;\ di@ ©inen Awßemlei-ter 100 und einen jjxaesileiier «01 aufweist-» Yiei? unter im ■wesentlichen gleichen Abständen angeordnet© Öffnungen 106j, 107 t 108 _P 109 sind ±n der Wand d©s Außemlisi ters -100 in si« ner gemeinsamen isSbene vorgesehen«, Sin -vier-fach vers&weigtes BiodennetEwerk (das durch die Dioden 102_p 103, J04 w^d 103 gebildet ist) 1st swischen deas Innen.!eiter 101 und einesa Biiigleittfs· 11 h, κΐ© in der Zeichnung gezeigt,, angeschaltet-, Die Dioden 102 -verbindet den Innenleiter 101 durch die 'Oftnung 106 mit eiiiöja Yex'bindungspisnkt 110 an dein Mingleiter 11k. Die Diode 103 verbindet den Innenleiter 101 über die Öffnung 507 mi*- einem Yerbindungsptsnkt 111 an'dem Ringleiter 114. In gleicher Weise verbinden die Dioden "iGh bzw, 105 den Xnn@nl?iter 101 durch die Öffnungsn 108 bzw« 109 mit den Verbindungspunkten 112 und 113 auf dosa Ringleiter 114. Der Ringl^it^er 114 ist tnit dem positiven Anschluß einer Spamrangsqite.lie i 15 über einen Pegeleiisstellwiderstand 1 16 verbundene Ein Kondensator 117 ist über die Quelle ■ 11.5

2 0 9 845/08 A 6 «AD-ORKHMAL

2h -

7ZT9022

und den Widerstand 116 parallel angeschaltete

Es ist bei einer Betrachtung der Fig. 7b zu erkennen, daß die in dieser Figur gezeigte Diodenmatrix 94 mit gewissen Ausnahmen der nach Fig. 7a entspricht. Beispielsweise sind die Dioden 102a„ 103a, 104-a und 105a gegenüber den entsprechenden Dioden 102„ 103_e 104 und 105 entgegengesetzt gepolt. Weiterhin ist der Riiagleiter 1i4a„ der die Dioden 102a bis 105a speist, mit dem negativen Anschluß der Spannungsquelle 115a über einen Pegeleinstellwidezsfcand 1i6a verbunden*

Im Betrieb wird die Schaltung nach den Figuren 6, 7a und 7b dazu verwendet, Abtastprobea der in dem Abtastnetzwerk 43 fließenden Signale zu nehmen. Ein Eingangssignal in der allgemeinen Form eines Impulses 121 nach Fig. 8 wird über die Übertragungsleitung 81 an den Eingang der T-Verzweigung 82 eingespeist. Der Impuls 121 beginnt zum Zeitpunkt t_ und weist beispielsweise eine normalisierte Amplitude von + 1 auf. Wenn irgendeine Fehl anpassung an der T-Verzweigung 82 vorhanden ist, wird ein Teil des Signalimpulses 121 reflektiert und lediglich durch die angepaßte Impedanz des Generators 1 absorbiert« Der in die T-Verzweigung 82 eintretende Signalimpuls 121 wird über die Übertragungsleitungen 83 und 90 in zwei Richtungen eingespeist« Das in die Übertragungsleitung 83 eingespeiste Signal ist durch den Impuls 122 in Fig. 8 als ein Impuls mit einer normalisierten Amplitude + 1/2 dargestellt. Der Impuls 121 trifft auf die vierfach verzweigte Verzweigung 84 auf, die im Prinzip eine einzige Zweig-Stichleitung mit der Länge Δ/2 an die Leitung 83 anlegt. Dadurch ergibt sich ein Spannungsverlust von einer Hälfte an der Verzweigung 84. Der Ausgang

BAD ORIGINAL 209845/0846

der Übertragungsleitung 87 ist der Impuls 123 natili Fig. 8, und dieser Impuls wird der Diodenmatrix 88 als &in Impuls mit einer normalisierten Amplitude von ·§· 1/4 zugeführt=.

Da die Spanmingsquelle 115 eine geeignete Spannung über den Hinglaiter 114 an die Dioden- 102 big 1055 anlegt,, leiten diese Dioden abrupt -und stark parallel, wjnn der Impuls 123 isi ihrer gemeinsamen Ebene © izi triff t* Das Ergebnis besteht darin,, daß der direkt übertragene positive Impuls 123 vollständig durch das Letiten der Diodenmatrix 88 abgeschwächt wird. Andez^%ersei ts erscheint der negativ verlaufende und später eintreffend© Impuls 124, dessen normalisierte Amplitude - 1/4 ist und der sich aus dem kurzgeschlossenen Stichieitunga-Netzwerk der Leitungen 85, 85a ergibt, an der Überti-agungiiioltung 87 zu einer ZeIt₉ die gegenüber dem Impuls 123 um A /Z verzögert ist und wird daher durch die Dioden 1O2 bis 105 nicht !beeinflußt. Schließlich erscheint dar Impuls an der Leitung an der Ausgangs verbindung 69 ₁ 7"J als ein gewünschtes Ausgangs signal - p(t), wie dies durch den Impuls 125 mit der normalisierten Amplitude - 1/4 nach Figo 8 dargestellt ist.

Das von der T-Verzweigung 82 nach unten über die Übertragungsleitung 90 fließende Signal ist in Fig. 8 durch den Impuls 126 mit der normalisierten Amplitude von + i/2 dargestellt. Dieser Impul3 wird durch den Abschwächer 91 um einen Faktor von 6 dB abgeschwächt, um den Impuls 127 zu bilden, der dann um eine Zeit verzögert wird, die der doppelten wirksamen Länge der Stiehle.Ltung 85 äquivalent ist_e und zwar über die Verzögerungseinrichtung 93r um den Impuls -128 mit der normalisierten Amplitude + i/4 zu bilden. Der Impuls 128 weist die gewünschte entgegengesetzte Po-

BADORjGINAt 209845/0846

larität, die gleiche Form nand die gleiche zeitliches Lage in bezug auf den - p(t)-Impuls 125 auf,, und dieear Impuls ist daher der gewünschte + p( t)-Ausgangsimpulsp dar Ub©r die Diodenmatrix 9^ am Ausgang 68„ 70 erscheinen k

Die Matrix °Λ weist die Dioden 102a bis 105a auf«, die ebenfalls schnei!schaltende Halbleiterdioden mit hoher Trägerbeweglichkeit sein können_P wobei die L&isttxiigsquella 115» derart gepolt ist, daß die Matrix 9'Y kein© Auswirkung auf den gewünschten Au a gangs impuls 128 JbuAt«. Weiterhin liefert die Diodenmatrix 9h die gleich© Att der Dislroniinuier·= lichkeit für das gewünschte positive Signal -3- p(i;)_p wie sie die Dioden in der Matrix 88 für das gewünschte negative Signal - p(t) ergeben,, da die Dioden beidex¹ Matrizen für die gewünschten Signale lediglich offene Kreise sind. Irgendwelche Streusignale mit unerwünschter Polarität, die an der Diodenmatrix 9h auftreten, bewirker deren Leitfähigkeit» wodurch verhindert wird, daß derartige Signale d«n Ausgang 68 ₈ 70 erreichen.

Es sei bemerkt,, daß die Üfeei-tragung von Xmpulsen kurzer Dauer von dem Generator 1 in Fig. 6 über das Übertragungsleitungssystem der Figur vorzugsweise in einem Übertragungslei tungsmedium erfolgte das eine Energieübertragung im wesentlichen ausschließlich in der TIM-Mode ergibt;, und daß Ausbreitungsmoden, die eine Streuung odex· Verzerrung bzw. Verschmierung der kurzen Impulse, die in der Praxis nxcht

verwendet werden. Somit wird die Energie der kurssen Impulse von dem Generator 1, die von der Antemiö 6 aufgefangen werden, wirkungsvoll zur Ausnutzung in die Sehwingungsabtasteinrichtungen 8 und 9 nach Fig. 1 geleiteft« Es aoi weiter-

BAD ORtGiNAL 209845/0846

hin bemerkt, daß die jeweiligen Verzweigungen 82„ 8k und andere Elemente nach Fig. 6 entsprechend der üblichen Konstruktionen hergestellt sein können., die eine im wesentlichen exakte Impedanzanpassung über ein weites Frequenzband ermöglichen« Weiterhin ist - es-verständlich, daß die bei der Seichnraig der Figuren 6, 7a rand 7b verwendeten Proportionen zur- Erzielung von klaren und- eindeutigen Zeich·» nungen verwendet wurden «ad nicht notwendigerweise Proportionen darstellen, die in der Praxis verwendet werden würden. Es ist zu erkennen,- daß die Schaltungen nach den Figuren h und 6 eine Einrichtung zur genauen Kurzzeit-Abtastung von Ziel-Echoschwingungen ergeben„ wobei die Abtastzeit und die Abtastdauer lediglieh von stabilen passiven Elementen abhängen, und daß diese Schaltungen stabile, symmetrische, streuungsfreie Übertragungsleitungselemente zur Verhinderung eier Verzerrung der Abtastung und der abgetasteten Signale verwenden. Die Vorrichtung kann bei sehr hohen Abtastgeschwindigkeiten und bei Echosignalan von sehr kurzer Dauer betrieben werden. Diese und andere Einrichtungen für die Abtastung von Echosignalen in Vorrichtungen zur Messung der Nähe oder der Entfernung sind in dem US-Patent ... (US-Patentanmeldung SN 13^ 991 vom 19. April 1971) beschrieben.

Bei der Erläuterung der Fig. 1 wurde erklärt, wie das Vorhandensein eines reflektierenden Ziels oder Gegenstandes die Betätigung der Ziel-Vorhanden-Alarm- oder Anzeigelampe 30 hervorruft j wenn Echosignale empfangen werden». Das System nach Flg. 1 ermöglicht außerdem eine Abschätzung der tatsächlichen Entfernung des reflektierenden Gegenstandes_f wie es im folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 und 9 erläutert wird«

BAD ORIGINAL

20 9 845/0846

In Fig» 1 weist der Entfernungs-Innenbereichs- oder Entfernungs-Außenbereiche-Anzeiger 35 eine Reihe von Anzeigeelementen 36a, 36b, 36c, 36a ... 36η auf, die beispielsweise ebenso wie die Lampe 30 Glühlampen sein können. Zwei Eingangssignale werden an den Entfernungs-Außenbereichsanzeiger 35 geliefert,, wobei das eine Eingangssignal die Schwingung H nach Fig. 2h ist, die über eine Übertragungsleitung 31 und, falls erforderlich, eine Impulsschaltung 32 an den Anzeiger 35 geführt ist. Der zweite Eingang (Schwingung G nach Fig. Zg) wird, wenn erforderlich, dem Anzeiger 35 über eine Impulsschaltung 3^ zugeführt, wenn diese durch den der Impulsschaltung 3h über eine Übertragungsleitung 33 zugeführten Echosignale entsprechende Signale erregt ist. Die Übertragungsleitung ist, wie es in Fig. 1 zu erkennen ist, mit dem Ausgang der Detektordiode 20 und außerdem mit dem monostabilen Multivibrator 25 verbunden. Der wesentliche Unterschied zwischen den Schwingungen G und H ist die Zeitverzögerung f , nämlich die zeitliche Verzögerung der räumlichen Ausbreitung, die der doppelten Ziel-(oder Gegenstands)-Entfernung entspricht. Die Impulsschaltungen 32 und 3^ können gleich den Impulsschaltungen 11 und 12 sein» Der Entfernungs-Außenbereichsanzeiger 35 wird dazu verwendet, die Zeitverzögerung Y aufgrund der Zielentfernungsverzögerung in eine Entfernungsmeßanzeige umzusetzen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Schwingung H einem Anschluß des Entfernungs-Außenbereichsanze&ers 35 zugeführt wird, während das synthetische, von der Detektordiode) 20 erzeugte Echosignal in einen entgegengesetzten Anschluß des Anzeigers 35 eingespeist wird. Da der Anzeiger 35 «ine endliche interne Ausbreitungseigenschaft für in diesem wandernde Signale

BAD ORIGINAL 209845/0846

aufweist, treffen sich die entgegengesetzt fließenden Schwingung«- oder Wellenfronten der Schwingungen G und H an einem Punkt in der Ausbreitungsanordnung des Anzeigers 35» der durch den Wert von Jf bestimmt ist. Beispielsweise ist der innere Aufbau des Anzeigers 35 so gewählt, daß, wenn die entgegengesetzt fließenden Wellen oder Schwingungen G und M sich an irgendeiner Stelle.zwischen den beiden Eingangsanschlüssen des Anzeigers 35 kreuzen, die Zeit dieses Koinzidenzfalles gleich:

_t. ü^t

wobei L die physikalische Länge der Entfernungs-Anzeiger— Verzögerungsanordnung,- γ die Raumausbreitungs-Hin- und Rücklaufzeit in bezug auf den reflektierenden Getgenstand und c die Wellenausbreitungsgeschwindigkeli; innerhalb des Anzeiger-Ausbreitungsmediums ist» Wenn eine derartige Koinzidenz an einem willkürlichen Punkt innerhalb des Anzeigers 35 auftritt,, wird ein entsprechendes Ans'.eigerelement, wie z. B. eine Glühlampe 36c, beleuchtet«

Xn Fig. 9 ist die Schaltung für den Entferimngs'-Außenbereich-Anzeiger 35 ausführlich gezeigt₀ Die Anzeigerlampen 36a, 36b ο.. 36η sind ebenso wie die zwei Eingangs-Übertragungsleitungsanschlüsse 32a und 34a mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wie sis» auch in Fig. 1 verwendet sind. Die Eingangs schwingung oder Welle II nach Flg. 2h wird über eine Leitung 32a Über eine willkürliche Verzögerung 14O an eine in Reihe geschaltete Anordnung von Eingangskopplungselementen i4ia, i4ib...· i4in von Jeweiligen Übertragungsleitungs-RichtuDgskopplern i42a, 142b i42n angelegt. Jeder Richtungskoppler i42a, i42b ...

209845/0846

ist von gleicher Art und weist ein zugehöriges Ausgangs— « kopplungseiement auf, wie z. Bo dio jeweiligen Ausgangskopplungselemente i43a, 1^3b ... i'+3n» Der Abschluß der Reihe von Eingaiigskopplungeelementtsn i4ia, i4ib ».<, i4in ist eine angepaßte-Belastung 144» Jedes der Ausgangskopplungs el entente 1^3a» i43b ^.. i43n ist mit einem in gleicher Veise angepaßten Abschluß wie Z₉ B₀ den Abschlüssen 1^5a» i45t> »o« 145/n.versehen» Außerdem ist jedes der Ausgangskopplungselemente 1^3a» 1^3*> ■>·«" i43n mit einer jeweiligen Ausgangsübertragungsleitung zur Auskopplung einer Form der Welle H an einen ersten Eingangsanschlufl einer jeweiligen Koinzidenz- oder UND-Schaltung i46a₉ i46b .„ο versehen»

In dem unteren Teil der Fig. 9 wird die synthetisier-=, te Echoschwingung G nach Fig. 2g über die Leitung 3^a direkt an eine in Reihe geschaltete Anordnung von Eingangskopplungselementen 152a ... (n-i) 152n Jeweiligertibertra» gungsleltungs-Richtungskoppler 151» _Λ..151η (n-i)_B 151»· angelegt. Jeder derartige Koppler 151a ... 151-(n-i) 151n weist ein zugehöriges Ausgangskopplungeelement, wie z« Bo die jeweiligen Ausgarigakopplungselemente 150a_D . > <, 150 (n«i)f, 15On auf. Der Abschluß der Reihe von Bingaxigskoppltmgsele·» Dienten 152a„ ... 152 (n-i)₉ 152n ±at eine angepaßte Belastung 153° Jedes der Ausgang3kopplungselemente 150a, · ° <> 150 (n-i)_p 15On ist mit einem in gleicher Weise angepaßten Abschluß wie z» B₉ den jewoiligen Abschlüssen 1.5^a₉ „c. 15^ (n-i), 15^n versehen» Außerdem ist jedes der Ausgangskopplungselemente 150a_p .«<> 150 (η--·"!) β 15On mit einer jeweiligen Ausgangsübertragungsleituzig zur Auskopplung einer von der Schwingung G an einen »weiten Bingangsanschluß der jeweiligen UND-Schaltung i46a_fi i46b .„₃ i46n vergehen. Die

BAD ORIGINAL 2098A5/0846

verschiedenen UND-Schaltungen i46a, i46b_c .., ik6n können T-Verzweigungen der in dem deutschem Patent o.o (deutsche Patentanmeldung P 21 14 ?Ί2,2) besdiriebenen Art sein« Wenn dies erwünscht ist, können die UND-Schaltungen außerdem aktive Schaltungen der allgemeinen -Art·sein„ wie sie beispielsweise in den Impulsschaltungen 11, 12_S yz und 3^ nach Fig. 1 eingefügt sind»

Im Fall d©r UND-Schaltung ik6a.., der jeweilige Eingänge von den Richtungskoppler η i42a und i42n Etage führt werden, wird der Ausgang der Koinzidenz» odor UND»·Schaltung i46a bei gleichzeitigem Auftreten von Signalen an den Eingangsanschlüssen des UND-Gatters an eine Impulsschaltung i6Oa ' geführt und reicht aus, um die Impulsschaltung i6Oa in den leitfähigen Zustand zu triggera. Xn diesem Fall wird ein etwas verstärkter<, jedoch zeitlich ausgedehnter Ausgangsimpuls erzeugtj, der einem monostabilen Multivibrator 1.6ia zugeführt wird« Der Ausgang des Multivibrators i6ia ist über einen Rtickführungspfad i62a derart gekoppelt₉ daß die Hinterkante seines Impulses die Leitfähigkeit der Impulsschaltung i6Oa beenden kann. Es ist zu erkennen, daß die Impulsformungskombination der Impulsschaltung i6Oa und des Multivibrators i6ia ähnlich der Impulsformungsschaltung sein kann, die der Diode 20 nach Fig. 1 zugeordnet ist. Andere bekannte Impulsformungsschaltungen können hierfür eixjgesetzt werden, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Der Ausgang des Multivibrators 161a wird einer Gleichspannungs-Wiedergewinnungsschaltung 163a zugeführt₀ die eine Schaltung mit einer Funktion ist, die ähnlich der GieichspannungS"¥iedergewinnungsschaltung 26 nach Fig. 1 ist« Nach gegebenenfalls erforderlicher Verstärkung in einem

2098A5/08A6

geeigneten Gleichspannungsverstärker i6ka wird der Ausgang der Gleichspannungs-Wiedergewimiungsschaltung einer Nutzeinrichtung, beispielsweise der Glühlampe 36a in den Figuren 1 und 99 zugeführt.

In allen den Lampen 36a, 36b, .V. 36η zugeordneten Lampen-Ansteuerschaltungen sind gleiche Bauteile in gleicher Weise verbunden. Beispielsweise wird die Lampe 36b betätigt* wenn Signale von den Richtungskopplern i42b und 152 (n-i) gleichzeitig an den Eingangsanschlüssen der Koinzidenz- oder UND-Schaltung ik6h eintreffen₉ die die Impulsschaltung i6Ob, den monostabilen Multivibrator i6ib„ die Rückführungsverbindung i62b„ die Gleichspanmangs-Wiedergewinnungsschaltung i63b₉ und den Gleichspannungsverstärker i6kh speist. In gleicher Weise wird die Lampe 36η betätigt, wenn Signale von den Richtungskopplern IkZn und 151a gleichzeitig an den Eingangsanschlüssen der Koinzidenzoder UND-Schaltung i46n eintreffen, die die Impulsschaltung i6On, den monostabilen Multivibrator i6in„ die Rückführungsverbindung i62n„ die Gleichspannungs-Wiedergewinxmngssehaltung 163η und den Gleichspannungsverstärker ]6hn speist· Wenn sich ein reflektierender Gegenstand der Empfängerantenne 6 nähert, wird zunächst die Lampe 36η beleuchtet. Wenn der Gegenstand sich weiter nähert, leuchtet schließlich die Lampe 36b. Schließlich wird die Lampe 36a angesteuert, wenn der Gegenstand den kürzesten Entfernungsbereich erreicht hat, wobei die vorher beleuchteten Lampen aufeinanderfolgend gelöscht wurden. Für einen reflektierenden Gegenstand, der sich von dem System fort bewegt, wird zunächst die Lampe 36a beleuchtet; sie erlischt, wenn die Lampe 36b beleuchtet wird usw., bis die Lampe 3<>n beleuchtet wird und dann schließlich gelöscht wird, wenn der reflektierende Gegen-

209845/0846

stand den Betriebsentfernungsbereich des Systems verläßt.

Es ist verständlich, daß die Übertragungsleitungen, die Signale an die jeweiligen Koinzidenz- oder ITiiD-Schaltungen i46a, i46b . .«■ 1'46n leiten,· entsprechend ihrer Fähigkeit ausgewählt sind, Basisbandsignale im wesentlichen verzerrungsfrei auszubreiten« Obwohl parallele Zweidraht-Übertragungsleitungen oder andere Leitungenj wie z. B. koaxiale Übertragungsleitungen, vorzugsweise-verwendet werden, sollte irgendeine ausgewählte Übertragungsleitung im wesentlichen frei von Impedanz-¥ngleichförmigkeiten und so aufgebaut sein, daß sie lediglich die TEM-Moden-Ausbreitung von Hochfrequenz« oder-Basisbandenergie ermöglicht, da die TEM—Übertragungsleitungsmode-die im wesentlichen streuungsfreie Ausbreitungsmode ist.

Es ist zu erkennen, daß das Meßsystem nach l^?ig. 1 ein breitbandiges oder weit offenes Detektorelement ist» ein Empfänger, der auf irgendeinen Signalpegel oberhalb des Vorspannungspegels-anspricht, der durch die Charakteristik einer bestimmten Tunneldiode 20 bestimmt ist. Die Amplitude des empfangenen Basisbandimpulses an der Antenne 6 kann beispielsweise in einem typischen Betriebsfall ungefähr 200 mV betragen, ein Wert, der mehrere Größenordnungen größer als die Signale ist, die in einer städtischen Umgebung aufgrund von Strahlungsquellen gegeben sind, wobei diese störenden Signale normalerweise einen Mikrovoltpegel aufweisen. Entsprechend ist der Empfänger nach Fig. 1 zur Erfassung von Gegenständen im wesentlichen unempfindlich gegen Störungen von Üblichen Strahlungsquellen, obwohl er im wesentlichen alle Signale über einen sehr breiten Durchlaßbereich erfaßt.

209845/0846

Die gerichtete Sender-Antennenanordnung 1₉ Z nach Fig. 1 kann beispielsweise eine regelmäßige Folge oder einen stoßförmigen Impuls von extrem kurzen Basisbandimpulsen mit relativ niedriger Amplitude aussenden« In ei-, nem typischen Fall weisen diese impulsförmigen Signale eine Zeitdauer von im wesentlichen 200 Pikosekunden und eine Impulswiederholfrequenz in der Größenordnung von 10 kHz auf. Die obere Begrenzung der durchschnittlichen, in den Raum abgestrahlten Leistung kann jedoch geringer als 1 Mikrowatt sein» Das Sepektrum des ausgesandten Basisbandsignals ist über ein extrem breites Band gestreut_r etwa VOIl 100 MHz bis 10 GHz. Entsprechend lieg?: die in einem typischen schmalen Nachrichtenübertragungsband abgestrahlte Leistung weit unterhalb der thermischen Rauschschwelle eines typischen üblichen Nachriehtenübertragungsempfängers, der in diesem Band arbeitet. 0er ausgesandte Basisbandimpuls kann daher die Betriebsweise von normalen Funk-Nachrichtenübertragungsausriistungen nicht stören, obwohl er in bemerkenswerter Weise zur Verwendung mit dem Meßsystem der beschriebenen Art geeignet ist«

Patentansprüche

209845/084 6-

Claims

Patentansprüche

ν 1./Impuls»Sender- und Empfängersystem zur Erfassung und Entfernungsmessung von reflektierenden Gegenständen,, g e k e η η ζ eich η e t durch Sendereinrichtungen (i, 2, 3) zur Aussendung eines Basisbandsignals (4) in Richtung auf einen reflektierenden Gegenstand, Empfängereinrichtungen (6, 7» 8, 9» 20) mit im wesentlichen streu-= ungsfreien Übertragungsleitungsteilen (6) zum Empfang eines von dem Gegenstand reflektierten Signale (5) ο auf das reflektierte Signal ansprechende und mit den streuungsfreien Übertragungsleitungsteilen (6) gekoppelte Schaltungen (8, 9t 20) zur direkten Erzeugung"eines im wesentlichen unipolaren Ausgangssignals mit-wesentlich größerer Dauer als das reflektierte. Signal (5)i und auf das Ausgangs signal ansprechende Nutzeinrichtungen (30, 35)<>

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierte Signal (5) eine Amplitude an der Empfängereinrichtung aufweistj die ausreicht« daß die Schalteinrichtungen (8j 9t 20) momentan die Erzeugung des Ausgangssignals einleiten.

3* System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtungen Einrichtungen (2) zur verzerrungsfreien Aussendung einer Folge von elektromagnetischen Subnanosekundenimpulsen jeweils mit einem über einen breiten Frequenzbereich verteilten Spektrallinlenanteil einschließen, wobei die Energie in einer ausgewählten Spektrallinie wesentlich unter dem ITmgebungsrauschpegel liegt.

209845/0846

h» System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gakomiEeiehne*,, daß die Setndeeinrichtiusg-OE? eine im wesentlichen streuungsfreie Übertragungsleitungs-Sendeantenne (2) zur Ausbreitung und Abatrahlung der elektromagnetischen Impulsfolge (4) in der TBM-Übfix.-fcragungsleitungs= Mode und Signalgeneratoreinrichtungen (1) zur Erregung der Antenne (2) umfassen.

5« System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängereinrichtungen eine im wesentlichen streuungsfreie Übertragungsleitung»- Empfängerantenne (6) zum Empfang und zur Ausbreitung einer reflektierten elektromagnetischen Impulsfolge (5) in der TEM-Übertragungsleitungs-Mode umfassen«

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die reflektierte elektromagnetische Impulsfolge ansprechenden Schal tungaeinrichtungen eine Halbleiterdiode (20) mit ersten und zweiten Arbeitszuständen umfassen, die in Energieaustauschbeziehung mit der im wesentlichen streuungsfreien Übertragungsleitungs-Empfängerantenne (6) steht.

7« System nach Anspruch 6„ dadurch gekennzeichnet, daß die auf die reflektierte elektromagnetische Impulsfolge ansprechenden Schaltungseirr erste Schaltungselemente (21, 22) zur Vorspannung der Halbleiterdiode (20) in den ersten Betriebszustand derart, daß die Halbleiterdiode (20) ihren Betriebszustand von dem ersten Zustand zum zweiten Zustand momentan bei Auftreffen jedes der reflektierten elektromagnetischen Impulse an der HaIb-

209845/0 8 46

7219022

leiterdiode (20) ändern kann,, zweite« mit den ersten Schalungselementen (21, 22) gekoppelte Schaltungselemente (25) zur Erzeugung einer Ausgangsschwingung mit größerer Dauer als die Dauer des reflektierten elektromagnetischen Impulses und dritte Schaltungselemente (27) zur Ausnutzung einer Form der Ausgangsschwingung zur Rückführung der Halbleiterdiode in den ersten Betriebszustand umfassen.

8. System nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzeinrichtungen erste, auf die dritten Schaltungselemente ansprechende Anseigeeinrichtungen (30) zur Anzeige dee Vorhandensein eines reflektierender. Gegenstandes umfassen..

9» System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Anseigeeinrichtungen (30) einen Generator (30) für sichtbares Licht umfassen.

10. System nach Anspruch 7p 8 oder 9p dadurch gekennzeichnet, daß die Netzeinrichtungen zweite Anzeigeelnrich-» tungen (35) umfassen,, die auf dl© dritten Schaltungselemente ansprechen, um die Entfernung eines reflektierenden Gegenstandes anzuzeigen.

11. System nach Anspruch k_t gekennzeichnet durch Einrichtungen (35) zur Anzeige der Entfernung des reflektierenden Gegenstandes, wobei die Anzesigeeinrichtungen erste und zweite Elilgangsanschlüase mit einer endlichen Basisband-SJgnaiau3breiiung3zeit ssvisc&en diesen Anschlüssen, Einrichtungen (32) zur Zuführung aines Signals von den Signalgeneratoreinriehtungen (1) an den ersten Anschluß, das im wesentlichen synchron mit dar I'Srjrögung der Se ader-Über-

209845/0846

tragungsl<situngs;an tenne (2) ist, imd Einrichtungen aufweisen, die dem zweiten Anschluß eine Form des Ausganges ,.gnalβ der auf das reflektierte Signal (5) ansiprecfcenden Se,;mlr.ungs«> einrichtungen zuführen»

12. Systeme nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet„ daß die Aitizeige&inrichtungen (35) mit arsfcen und zweiten EingangsanSchlussen (32a, 3ha) und einar endlich-m Signalausbrei tungs^el S zwischen diesen An »chi ti its era ein· Anzahl von Anzeigeelementen (3^a bis 3On) umfassen_c wob>i Jedes Anzeigeelemenc in betriebsmäßig mit Abstand angeordneter Beziehung entlang der Anzeigeeinrichtung (35) zwischen den ersten und zweiten Eingangsanschliisiaen angeordnet ist.

13* System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,, daß die Anzeige el einen te (36a *>As 36η) in Abhang! _i;;ks it von dem gleichzeitigen Eintreffen von ,jeweils an den ersten und zweiten Singangsanschltissen angeleg^&ri Signalen an einem vorgegebenen Anzeigeelement boJ.äfcigbar sind₀

lh, Syöts-ίΐη nach Anspruch I3o dadurch gekennzeichnet,, daß die Anztsigeelemente (3&& b±a 'j6n) 'Eiurichtunjen zur Erzeugung !j.Lchtfca::^;f)n Lichts umfassaiic

15· Bystein nach Anspruch k, dadurch gekaniiz lichnet, daß die Eiapfäiiger-überti'agungslsi^ungssiririchtunfiöÄi (6) weiterhin automatische Verstärkungiisfceur-reinrich ;u;tigen öinschliaßen, die erst«., von d«.*n iiig-ma.i-^e-riisvatoi.* vini'lchtungen (1) gesteuerte f'jnrichvuugnTi (8j ? ur Ab ta »timg dea empfangen«n Signals in cior Empiänfjeii'-Ü^:-i■ ■'i-agung.ileitung&·« einrichtung in einem eyiiteii vovgfi|.;«-b«n·?."* n&i. tAnftorvnl 1 _f <U'S

BAD

2098A5/08A6

der Aussendung des Basisbaiidsignal η ±n Richtung auf den reflektierenden Gegenstand folgt, und erste Einrichtungen (1O) zur Zuführung des abgetasteten empfangenen. Signals an die auf das reflektierte Signal ansprechenden Schaltung se inr ich tus?.gen (20) einschließen.

t6. System nach Anspruch 15« dadurch gekennzeichnet^ daß die ersten Einrichtungen sr.ur Zufühiuiig des abgetasteten empfangenen' Signals in dem ersten Zeitintervall Abschwächer einrichtungen (10) umfassen.

17° System nach Anspruch 16_{, gekennzeichnet durch zweite_p von der Signalgenerator'einrichtung (1) gesteuerte Einrichtungen (9) zur Abtastung des empfangenen Signals in den EmpfäJiger-ÜbertragungaleituHgseinrichtungen in einem zweiten vorgegebenen Zeitintervall_f das auf das erste Zeitintervall folgt, und zweite Einrichtungen astsr Zuführung des in dem zweiten vorgegebenen Zeitintervall abgetasteten Signals direkt an die auf das reflektiert» Signal ansprechende Schaltungseinrichtungen (ZG)o

18„ System nach Anspornen 17« dadurch gekennzeichnet ₉ daß die Abtasteinrichtungen (8_S 9) in die EmpfäEfvger-Übertragungaleitungsteile in Reihe eingeschaltete Diodenelemente (53 bis 5'6)' umfassen, wobei die Signalgeneratoreinriohtungen (ΐ) die Steuerung der Leitfähigkeit der Diodenelemente sur Zeitintervalleteuerung des Fließene der empfangenen Signala entlang der EmpfSnger-ObertragtiRgaleitungsteile bewirk en.«

19· System nach einem der vorhergehendem. Ansprüche₈ gekennzeichnet durch VerstärkungssteueHOingseinrichtungen

2 Q 9 8 4 5 / 0 8 ü 6^-^

BAD ORtGiNAL

für ein Basisband-Sende-Empfangssyetem,, das auf von einem Gegenstand reflektierte Signale entspricht und eine Antenne zum Empfang der reflektierten Signale_p ein» erste atreuungsfreie_p in £nergieausta~uscl>.beziehung mit der Antenne stehende Übertragungsleitung,, einen Abtas!impulsgenerator (ΐ·)ο eine ers-te, in der ersten übertragungsleitung (15) eingeschaltete und auf den Abtestimpulagenerator (1) ansprechende Schwingungeabtasteinrichtung (8) und auf von der ersten Schwingungeabtaeteinrichtung (8) abgetastete Signale ansprechende Nutzeinrichtungen (25 bis 30) umfaßt.

2Oo System nach Anspruch 19» gekennzeichnet durch eine zweite streuungsfreie_r In Energieaustauschboziehung mit der Antenne (6) stehende übertragungsleitung (16) und eine zweite in der zweiten Übertragungsleitung (16) eingeschaltete und auf den Abtastimpulsgenerator (1) ansprechend· Schwingungsabtasteinrichtung (9)0

21» System nach Anspruch 2O₁ dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalabschwächer (1O) zwischen der ersten Schwingungeabtasteinrlchtung (8) und der Nutzeinrichtung (25 bis 30) eingeschaltet ist«

22. System nach Anspruch 21„ dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungseinrichtung (13) «wischen dem Abtastimpulsgenörator (1) und der zweiton Schwingungeabtasteinrichtung (9) eingeschaltet ist«

23» System nach einem der vorhergehenden .Ansprüche _ρ gekennzeichnet durch eine AnzeigeTcrrio'itung,, di ι ein Be-

BAD ORIGINAL

2098Α5/08Λ8

zugssignal in eine erste Folg© von zeitlich getxvmnten Signalen mit vorgegebenen Spektraianteil um-MandelniJe Ein-» richtungen, ein Signal mit einer veränderlichen Salisbeziehung in bezug auf das Bezugssignai in eine zswolto Folge von zeitlich getrennten Signalen umwandelnde Eimrlchtun-

/und
gen ρ/eine Anzahl von Koinzidenz-Detektoroinrichtvingen zum Empfang der ersten und zweiten Sigrialfoigen und getrennte Anzeigeeinrichtungen umfaßt ,die jodar Koinzidenz«· Detektoreinrichtung zugeordnet HiHd₉ um daa gleichzeitige Auf» treten eines Signals der ersten Folge Tand eines Signale der zweiten Folge an diesen Einrichtungen anzuzeigen.

2kα System nach Anspruch 23$ dadurch gekennzeichnet,, daß die Einrichtungen zur Umwandlung eines Bazugasignala in eine erste Folge von zeitlich -getrennten- Signalen erste streuungs.frele Übertragungsleitung&teiia mit einer Anzahl von entlang d&r Übertragungsleitungsteilemlt Abstand angeordneten Abnehmerelnrichtungan umfassen.

25» System nach Anspruch 2h, dadurch gekennsselchnet« daß die Einrichtungen zur Umwandlung doa Signals mit veränderlicher Zeitbeziehung in eine zweite Folge von zeitlich getrennten Signalen zweite βfcreuungsfreie Übertragungsleitungsteile mit einer Anzahl, vosi entlang iier Übertragungsleltungsteile mit Abstand angeordneten A'bnohmereinrichtungen unafassen,,

26. Sys IiKtB nach ■ einem der Ansprüche 23 bis 25 & dadurch gekennzeichnet, daß jede der Koinzidenz-Defcektoreinrlchtimgen erste und zwolte E;liSi;aug3ancichlÜ3S i aufweiat, v/obe.i die ersten Ei.ng&nge&niichlli3iiv> snii*. einer vorgegebenen

209845/0846

Abnehmereinrichtung der ersten Überiragurigsleituugsteile verbunden sind und die zweiten Eingangsanschlüsse mit einer vorgegebenen Abnehmer einrichtung der zweiten Übertragungslei fcungsteile verbunden sind.

27· System nach Anspruch ?.6 ₈ dadurch gekennzeichnet, daß jede der Koinzidenz-Betektoreinrichfcimgen derart angeschaltet ist, daß ein entsprechendes Anzeigeelement bei gleichzeitigem Eintreffen der Signale ir. den Koinzidenz-Detektoreinrichtungen betätigbar ist.

BAD ORIGINAL

209845/0846

Leerseite

.£O Qfig