DE2523288A1

DE2523288A1 - Schaltung zur erzeugung veraenderlicher verzoegerungen

Info

Publication number: DE2523288A1
Application number: DE19752523288
Authority: DE
Inventors: Hubert Saerens
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1974-05-13
Filing date: 1975-05-26
Publication date: 1976-12-02
Also published as: FR2271582B1; DE2523288B2; DE2523288C3; FR2271582A1

Description

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,·:,;, κ-.,-iETSCH 26.5.1975

//. , M CHEN 21 8327-IV/He.

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Thomson - CSP, Paris, Bid. Haussmann 173 (Frankreich)

"Schaltung zur Erzeugung veränderlicher Verzögerungen"

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erzeugung veränderlicher Verzögerungen hoher Stabilität, die für Radarsimulatoren verwendbar ist.

In der Hochfrequenztechnik sind die Erzielung und Verwendung von Verzögerungen zu den verschiedensten Zwecken bekannt.

In der Radartechnik und der damit zusammenhängenden Simulationstechnik werden Schaltungen verwendet, die den Zweck haben, ein oder mehrere Signale vorgegebenen Wertes zu verzögern, um beispielsweise Festechos auszublenden oder in einem Simulator Festechos und/oder bewegliche Echos zu simulieren.

Signalverzögerungsschaltungen, die mit Verzögerungsleitungen arbeiten, sind bekannt. Hierbei handelt es sich jedoch um aus einer Vielzahl von Verzögerungszellen bestehende Leitungen, die i im Niederfrequenzbereich und mit direkter Umschaltung arbeiten. Derartige Schaltungen erfordern Filtervorgänge, die recht aufwendig sein können, so daß die entsprechenden Filterschaltungen meist verhältnismäßig viel Raum beanspruchen. Darüber hinaus ist die mit solchen Schaltungen erzielbare Stabilität allenfalls mittelmäßig zufolge des Umstandes, daß die Verwendung von solchen niederfrequenten Schaltungen Frequenzumsetzungen und Filtervorgänge erfordert.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der einleitend angegebenen Art zu schaffen, die von diesem Nachteil frei ist und Signale liefert, deren Verzögerungswerte sich über einen großen Bereich erstrecken, ohne daß eine Beeinträchtigung der Stabilität eintritt oder Störstrahlungen oder parasitäre Spektrallinien entstehen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen angegeben.

Als besonderer Vorteil dieser Lösung ist neben der erreichten' hohen Stabilität über einen weiten Bereich von Verzögerungswerten der Umstand zu nennen, daß die Echos auch getrennt und unabhängig voneinander ausgewählt werden können, was vor allem für einen Doppler-Radar-Simulator von Bedeutung ist.

In der Zeichnung ist die Schaltung nach der Erfindung anhand einer beispielsweise gewählten Ausführungsform schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltung nach der Erfindung und

Fig. 2 ein etwas ausführlicheres Blockschaltbild der Schaltung nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt im Blockschaltbild eine Schaltung, die in der Lage ist, Signale hoher Stabilität zu liefern, die mit unterschiedlichen Verzögerungen behaftet sind.

Diese Schaltung umfaßt nacheinander einen Eingang 1, einen Leistungsverstärker 2 und eine diesem nachgeschaltete Verzögerungsleitung 3, die durch die Punkte 4, 5, 6 schematisch angedeutete Abgriffe besitzt. Jeder Abgriff ist mit einem der

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rauscharmen Verstärker 7, 8, 9 verbunden, deren Ausgänge mit ; einem elektronischen Schalter 10 verbunden sind. Je nach der | gewünschten Zahl von Verzögerungen können mehrere Verzögerungs-j leitungen in Serie geschaltet werden, da die hierfür verwend- ; bare QvaatEleitung aus mechanischen Gründen eine bestimmte Länge nicht überschreiten kann, die jedoch ihrerseits die maximal mit einer Leitung erzielbare Verzögerung festlegt. In Pig.l ist eine zweite Verzögerungsleitung 11 wiedergegeben, die gleichartig wie die erste aufgebaut ist und deren Eingang über einen Leistungsverstärker 12 mit dem Ausgang des dem letzten Abgriff der Verzögerungsleitung 3 zugeordneten Verstärkers 9 verbunden ist. Diese Serienschaltung von zwei Leitungen, die beliebig fortgesetzt werden kann, gestattet es, eine sehr große Zahl von Verzögerungen bereitzustellen. Jeder Abgriff der Leitung 11, bezeichnet durch die Punkte 13, I¹J, 15 ist wiederum mit einem rauscharmen Verstärker 16, 17» 18 verbunden und die Ausgänge dieser Verstärker sind mit dem

elektronischen Schalter 10 verbunden. Letzterer wird durch i eine Wahlschaltung 19 gesteuert, die als Entfernungswahlschaltung bezeichnet werden kann und die Auswahl einer bestimmten Verzögerung von Hand ermöglicht, so daß am Ausgang 20 simulier-; te, mit den ausgewählten Verzögerungen behaftete Signale auftreten. Diese Signale, die Pestechos simulieren, können an- ; schließend in bewegliche Echos umgeformt werden.

Wie bereits gesagt, sind die in dieser Schaltung verwendeten Verzögerungsleitungen Quarzleitungen, auf denen sich akustische Oberflächenwellen fortpflanzen. Sie besitzen den Vorteil, auf hohen Trägerfrequenzen arbeiten zu können, was die Verwendung aufwendiger Filterschaltungen vermeidet, die bei im Niederfrequenzbereich arbeitenden Verzögerungsleitungen erforderlich sind. Die Schalleitungen aus Quarz gestatten außerdem eine Erhöhung der Durchlastfbandbreite des Systems, in dem sie Anwendung finden.

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Die Arbeitsweise von Quarzverzögerungsleitungen läßt sich kurz wie folgt zusammenfassen: Die Quarzverzögerungsleitungen nutzen die Fortpflanzung von akustischen Oberflächenwellen oder Rayleigh-Wellen aus. Ein Wandler für Rayleigh-Wellen besteht aus zwei auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrates aufgebrachten, ineinandergreifenden Kammelektroden. Die übertragungsfunktion eines Wandlers hängt von der Zahl der Kammzinken ab, und zwar sind die Durchlaßbandbreite und die Verluste des Wandlers umgekehrt proportional zur Zahl der Kammzinken. Sofern das thermische Rauschen am Ausgang der Leitungen nicht störend ist, ist eine kleine Zahl von Kammzinken vorteilhaft. Die akustische Portpflanzung geschieht praktisch verlustlos und die vorteilhafteste Leitung ist daher die Leitung mit der unter Berücksichtigung der mechanischen Grenzen größtmöglichen Länge.

Die Leitung oder jede der in Serie geschalteten Leitungen weist eine bestimmte Anzahl von Abgriffen auf. Die Wahl der Verzögerungen geschieht mit Hilfe des elektronischen Schalters 10 in Fig. 1 durch eine Kombination der an den verschiedenen Abgriffen verfügbaren Verzögerungen, wobei die gewünschte Verzögerung an den Klemmen einer Summiersehaltung erhalten wird.

In einer praktischen Ausführungsform umfaßt eine Leitung vier Zwischenabgriffe im Abstand von 6 /us, d.h. einen Abgriff pro Kilometer. Je nach maximaler Verzögerung, die dem Echo erteilt werden soll, 1st es - wie erwähnt - zweckmäßig, mehrere Leitungen in Serie zu schalten. Um beispielsweise eine Verzögerung entsprechend etwa 15 Kilometern zu erzielen, benötigt man zwei bis vier Leitungen je nach Länge einer Leitung.

Fig. 2 zeigt ein etwas mehr Ins einzelne gehendes Blockschaltbild der Schaltung nach Fig. 1 unter besonderer Berücksichtigung des elektronischen Schalters 10.

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Das auf die Arbeitsfrequenz der Leitungen umgesetzte und von den vorangehenden Zwischenfrequenzstufen abgegebene Eingangssignal durchläuft einen Leistungsverstärker 2 mit Anpassungsschaltung, bevor es auf die betrachtete Quarzleitung 3 gelangt. Diese Leitung ist in einem Gehäuse untergebracht und besitzt beispielsweise vier in vorbestimmten Abständen angeordnete Abgriffe oder Ausgänge 300, 301, 302, 303. Jeder dieser Abgriffe ist mit einer Verstärkerstufe 304 bis 307 verbunden, deren Ausgang mit dem elektronischen Schalter 10 verbunden ist. Dieser umfaßt im beschriebenen Ausführungsbeispiel Halbleiter-Schwellwertelemente 100 bis 107, hier ein Verstärkertransistor und eine Diode, die ein analoges UND-Glied oder einfach eine Torschaltung bilden. Im Normalzustand sind der Transistor und die Diode gesperrt. Bei Anlegen einer Vorspannung an die Basis des Transistors werden dieser und die Diode leitend. In der Praxis ist jeder Ausgang eines einem Abgriff der Verzögerungsleitung zugeordneten Verstärkers mit zwei gleichartig aufgebauten Schaltern verbunden, wobei einer dieser Schalter der Auswahl einer Verzögerung beispielsweise für ein bewegliches Echo und der andere der Auswahl derselben Verzögerung für ein Festecho zugeordnet ist. Die Einzelschalter jedes Ausgangs sind jeweils mit einer Summierstufe 21 bzw. 22 verbunden, die mit dem Ausgang der verschiedenen Dioden verbunden ist. Diese Summierstufe ist ein ODER-Glied, bestehend beispielsweise aus einem Summierwiderstand, der die verschiedenen Verzögerungen summiert, die durch Durchschalten eines oder mehrerer der Einzelschalter mittels der Wahlschaltungen 19 und 190 ausgewählt wurden. Die Wahlschaltungen 19 und 190 sind von Hand, beispielsweise von der Prontplatte des Simulators aus bedienbar.

Jedes der ODER-Glieder 21, 22 umfaßt darüber hinaus noch einen Sondereingang 210 bzw. 220, der von einer vorgeschalteten Verzögerungsleitung kommt, sofern eine solche existiert, und der folglich die bereits verzögerten Signale überträgt, zu denen eine zusätzliche Verzögerung hinzugefügt werden soll.

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Die Ausgangssignale der Glieder 21, 22 werden anschließend in der Figur nichtdargestellten Festechoverstärkern oder Mobilechoverstärkern zugeführt.

Der Abgriff 303 der betrachteten Verzögerungsleitung kann - wie veranschaulicht - zusätzlich noch mit einem Verstärker 12 verbunden sein, der mit einer zusätzlichen, in Fig. 2 nichtdargestellten Quarzleitung verbunden ist.

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Claims

HI. l·^:. Jf? VOtIM-LTJiia ->· 26.5.1975

R£:N£R PKiElSCH 8327-IV/He.

MGNC H E N 21
GOTTi-IARDSTR.81

Thomson - CSF

Patentansprüche;

fIy Schaltung zur Erzeugung veränderlicher Verzögerungen für \ Radarsimulatoren, dadurch gekennzeichnet, daß si* mindestens eine Verzögerungsleitung (3) mit Abgriffen (4, 5,6) aufweist, bestehend aus einer Quarzleitung, auf der sich Oberflächenwellen fortpflanzen und die auf einer in Bezug auf das Durehlaßband des übertragenen Signals hohen Frequenz arbeitet, wobei die Abgriffe mit einem Schalter (10) verbunden sind, der durch eine handbetätigbare Wahlschaltung 09) steuerbar ist und die Verzögerungen am Ausgang des Schalters (10) direkt an jedem Abgriff oder indirekt als Kombinationen der Abgriffe auftreten.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß meh-

■ rere gleichartige, Abgriffe aufweisende Verzögerungsleitungen (3» H) in Serie liegen.

j
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (10) aus UND-Gliedern (100 bis 107) besteht, von denen ein Eingang mit einem Abgriff einer Verzögerungsleitung und der andere Eingang mit einer Wahlschaltung (19, ! 190) verbunden ist.

j
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle UND-Glieder des Schalters mit mindestens einem ODER-Glied (21, 22) verbunden sind, das die durch die Wahlschaltung durch Kombination der UND-Glieder ausgewählten Verzögerungswerte Summiert.

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5· Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abgriff einer Verzögerungsleitung mit zwei UND-Gliedern verbunden ist, von denen jedes durch eine eiHgene Wahlschaltung (19, 190) gesteuert ist und jede Serie von UND-Gliedern (100, 102, 104, 106 und 101, 103, 105, 107) mit einem getrennten ODER-Glied (21, 22) als Ausgang verbunden ist.
6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung einen von einer vorhergehenden Verzögerungsleitung kommenden Eingang besitzt.
7. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der letzte Abgriff einer Leitung einerseits mit einem UND-Glied und andererseits mit einer weiteren, gleichartigen Verzögerungsleitung verbunden ist.

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