DE2429569B2 - Impulsradargerät mit Senderfrequenzregelung auf einen festen Frequenzunterschied zur Überlagererfrequenz - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Impulsradargerät mit einem Regelkreis zur Steuerung der momentanen Senderfrequenz f_t auf eine Frequenz / , die einen festen, nach Vorzeichen und Größe definierten Unterschied f₀ = (/_?? - f^) zu der Frequenz f_lo eines zum Impuisradargerät gehörigen überiagerers aufweist, wozu der Regelkreis mindestens mit einem verstimmbaren Sendeelement, einer Servoeinheit zum Steuern dieses Elementes, einem mit der Welle eines ZV- der Servoeinheit gehörigen Motors zusammenwirkenden Winkelstellungsgeber und einem Fehlerspannungsgenerator versehen ist und der Fehlerspannungsgenerator aus den von dem Sendeelement und dem Überlagerer gelieferten Signalen eine Fehlerspannung bildet, die dem Frequenzunterschied \Af\ — |/_o| entspricht, wobei Af dem Frequenzunterschied (J₁ —/_te) zwischen der momentanen Senderfrequenz /. und der erwähnten Überlagererfrequenz f_ln proportional ist.

Ein solches Impuisradargerät ist durch die U.S. Patentschrift 3248665 bekannt. Dabei wird ein Magnetron als verstimmbares Sendeelement in einem Impulsradargerät der eingangs erwähnten \rt verwendet, wobei jedoch nur eine beschränkte Verstellung der bewegbaren Wand des Magnetrons in der Nähe des Einstellpunktes für die gewünschte Frequenz f._t/ zulässig ist. Bei einer unbeschränkten Verstellung der bewegbaren Wand würde die Verstimmung des Sendeelementes auf die Frequenz / folgende Probleme aufwerfen: Es gibt im allgemeinen zwei Frequenzwerte f_ta, nämlich f_lo +f_o und /_te —/_o, die den erforderlichen Unterschied/_o mit der Überlagererfrequen/·. (J₁₀) aufweisen, und dementsprechend auch zwei Werte f_t der Senderfrequenz (f_lo + Af und f_lo — Af), bei denen sich die Differenz Af mit der Überlagererfrequenz f_lo feststellen läßt. Dies ist sowohl auf die Frequenzen f_t0 -f_lo + /₀ und f_t - f_h + Af, als auch auf die Frequenzen / - f_lo - f₀ und /_z - f_lo - Af anwendbar. Außerdem bleibt es bei einer vollständigen Umdrehung der Motorwelle, die einer harmonischen Auf- und Abwärtsbewegung der Magnetronwand entspricht, noch unklar, welcher Stand der Welle der Position <'2r bewegbaren Wand entspricht, bei d',r die gewählte Se.idcrfrequenz/^ erzeugt wird. Dabei lassen sich zwei Positionen unterscheiden, bei denen die gleiche Frequenz /_?o auftritt. Die eine Position wird während des Teils eines vollständigen Rotationszyklus der Motorwelle erreicht, in der die Sendcrfrcquerz / zunimmt; die andere Position wird - bei im übrigen gleichem Dreit3inn der Welle - während desjenigen Teils des genannten Zyklus erreicht, bei dem /_; abnimmt. Der Drehsinn der Motorweüc isi dabei von der Polarität der Differenzspannung und somit auch

von der Grobe der Senderfrequenz /, im Vergleich mit der Summenfrequenz (f_h+f_o) abhängig.

Betrachtet man zwei Anfangsstellungen der Motorwelle, welche die gleiche momentane Senderfrequenz /. und daher auch gleichartige Fehlerspannungen aufweisen, so wird - da die Polarität der Fehlerspannung für den Drehsinn der Motorwelle maßgeblich ist - nur von einer der beiden Anfangsstellungen auseine solche Verstellung der Motorwelle möglich sein, daß die Einstellung erreicht wird, bei der die gewünschte Senderfrequenz f_l0 erzeugt wird. Dagegen wird das Anlaufen der Motorwelle von der anderen Anfangsposition aus dazu führen, daß die momentane Senderfrequenz /_; sich von der Senderfrequen/ /.„ entfernt. Somit gehört nur zu einer der Senderfrequenzen f_!O ein fester Einstellpunkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung für die genannten Probleme in einem Impulsradargerat der eingangs erwähnten Art zu schaffen; dies beinhaltet, daß vor der Fernsteuerung der Seiiueiiicquciiz /, auf die Frequenz f_to entsprechend der bekannten Maßnahme erst eine Grobabstimmung nach einem Frequenzgebiet vorzunehmen ist, in dem nur der Frequenzwert f_io (sei es f_lo +/„, sei es /,„ -/„) liegt. Ein solches Frequenzgebiet soll vorzugsweise nur die Frequenzen umfassen, die in Abhängigkeit von dem gewünschten Frequenzwert (also entweder f_lo + /„ oder /(,. ~ D grauer bzw. kleiner als die Überlagererfrequenz f_Ui sind.

Dazu ist nach der Erfindung der Regelkreis des erwähnten Impulsradargerätes außerdem mit einem mit dem Fehlerspannungsgenerator verbundenen (ersten) Schalter sowie mit einer Bedingungsschaltung versehen, weiche unter Einwirung des Winkelstellungsgebers wahrend der Zeit, in der das Sendeeleraent in einem definierten und die Frequenz f_to umfassenden Frequenzgebiet wirksam ist, ein (erstes) Steuersignal an den Schalter zwecks Unschaltung von seiner ersten Stellung, bei der die Senderfrequenz anhand einer Hilfsspannung gesteuert wird, in seine zweite Stellung, in welcher das Sendeelement mittels der erwähnten Fehlerspannung auf die verlangte Senderfrequenz f_a nachgesteuert wird, abgibt. In dieser Stellung wird das Sendeelement mittels der erwähnten Fehlerspannung auf die verlangte Frequenz j_lö gesteuert. In dieser Weise ist eindeutig festgelegt, auf welche Senderfrequenz f._o die momentane Senderfrequenz f_t nachzusteuern ist.

In der nachfolgenden Figurbeschreibung wird von einem Ausführungsbeispiel ausgegangen, bei dem eine Frequenz f,_o angenommen ist, die größer als die Cberlagererfrec'.'enz /_to ist. Es läßt sich jedoch auch ein einsatzfähiges Radargerät schaffen, wenn eine Frequenz f_to gewählt wird, die kleiner als /_to ist.

Zum Grobabstimmen des Sendeelementes auf die Frequenz f_to mit einem festen Einstellpunkt kann eines von zwei Ausführungsbeispielen eines Impulsradargerätes nach der Erfindung verwendet werden. Beim ersten Ausführungsbeispiel wird von einem Impulsradargerät ausgegangen, das mit einem Spannungserzeuger versehen ist, bei dem die Amplitude der Ausgangsspannung in direkter Abhängigkeit von der Senderfrequenz f_zo steht und das mit einem Differenzbildner versehen ist, der aus der Ausgangsspannung des Spannungserzeugers und aus der in sinusförmiger Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Motorwelie stehenden Ausgangsspannung des Winkelstellungsgebers eine als die genannte Hiifsspannung wirkende Differenzspannung bildet. Erfindungsgemäß besteht die Bedingungsschaltung dabei aus einer Vergleichsschaltung, der sowohl die Ausgangsspannung des Winkelstellungsgebers als auch die des Spannungserzeugers zugeführt wird. Die Vergleichsschaltung gibt, sobald die zugeführten Ausgangsspannungen einen Unterschied aufweisen, der einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet, und das Sendeclement daher in einem die gewünschte Frequenz f_to umfassenden Frequenzgebiet wirksam ist, das erste Steuersignal ab. Dieser Schwellenwert entspricht also einem festen Unterschied zwischen einem bestimmten Wert der momentanen Senderfrequen/ /. und der verlangten Senderfrequenz f_n.

Vorzugsweise umfaßt der Winkelstellungsgeber einen mit der Motorwelle zusammenwirkenden Drehmelder und einen daran angeschlossenen phasenempfindlichen Detektor. Letzterer liefert eine Spannung, deren Amplitude in sinusförmiger Beziehung zu tier \i;|_r!i,_e|ci_cij_l.r._ntj_er jyj

genblickswert der Magnetronfrequenz steht. Aus der Ausgangsspannung des zweiten Spannungserzeugers und der des phasenempfindlichen Detektors wird mittels des Differenzbildners eine Differenzspannung gebildet, die sowohl an den Schalter wie an einen Amplitudendetektor geführt wird. Solange letztgenanntem eine Differenzspannung zugeführt wird, die einen bestimmten Schwellenwert überschreitet und wobei folglich die momentane Senderfrequenz f_t und die erwähnte Summenfrequenz(/_to +/„) einen wesentlichen gegenseitigen Unterschied aufweisen, wird der Servoeinheit eine von der über den Schalter erhaltenen Differenzspannung abgeleitete Steuerspannung zugeführt. Mit dieser wird die Motorwelle angetrieben, wobei der Drehsinn der Welle von der Polarität der Differenzspannung und somit von der Größe der momentanen Senderfrequenz f_z im Vergleich zur Summenfrequenz (/_to +/„) abhängig ist. Sobald jedoch die Amplitude der Differenzspannung unter dem Schwellenwert liegt, wobei die Differenz zwischen der momentanen Senderfrequenz / und der Summenfrequenz (/_to+/„) einen dem Schwellenwert entsprechenden Frequenzunterschied unterschreitet, bewirkt der Amplitudendetektor mit Hilfe des ersten Schalters, daß die bestehende Verbindung zwischen dem Differenzbildner und der Servoeinheit unterbrochen wird, wogegen eine Verbindung zwischen dem Fehlerspannungsgcerator und der Servoeinheit zustande gebracht wird.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des Impulsradargerätes nach der Erfindung wird die zur Steuerung der Senderfrequenz benötigte Hilt^v-.pannung aus einer konstanten Spannungsquelle bezogen. Die Bedingungsschaltung gibt dann unter Einwirkung des Winkelstellungsgebers ab dem Augenblick, in dem die Motorwelle die Position einnimmt, bei der das Sendeelement den Grenzwert /_e erreicht (hierfür gilt I/« ~/»!<!/« ~fio\) ^D'^s höchstens zu dem Moment, in dem diese Welle die Stellung einnimmt, bei der die ι Frequenz des Sendeelementes den anderen Grenzwert erreicht, genanntes erstes Steuersignal ab.

Dadurch wird erreicht, daß das Sendeelement auf die erste geeignete Frequenz f_m abgestimmt wird, die sich nach dem Überschreiten des Grenzwertes im Frequenzgebiet des Sendeelementes ergibt. In der nachfolgenden Figurbeschreibung des zweiten Ausführungsbeispieles bedeutet dies, daß das Sendeelement auf die Frequenz /J₀ +/_o abgestimmt wird, die nach

dem Überschreiten der maximalen Frequenz erreicht wird.

Bei einen solchen Impulsradargerät treten oft mechanische Reibungen und Striktion des Servomechanismus auf. Dieses Problem läßt sich beispielsweise dadurch lösen, daß der Regelkreis für den Servomotor erne Regelung erster Ordnung mit einer großen Rückkcpplungs-Schleifenverstärkung erhält. Gerade dadurch wird jedoch die Aussicht auf Schwingungserscheinungen im Regelkreis wesentlich erhöht, was als ein Nachteil eines solchen Impulsradargerätes zu bezeichnen ist.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines Impulsradargerätes nach der Erfindung wird dadurch geschaffen, daß statt der Regelung erster Ordnung eine Regelung zweiter Ordnung für den Servomotor zur Anwendung gelangt, wozu im Regelkreis zwischen dem ersten Schalter und der Servoeinheit eine Integrationsschaltung aufgenommen ist, die vorzugsweise als Proportionalintegrator, mit Hilfsmitteln für eine einseitige Begrenzung der vom Integrator zu liefernden Ausgangsspannung, ausgebildet ist.

Im Hinblick auf den rechtzeitigen Stillstand des Mechanismus ist nur eine geringe Drehgeschwindigkeit zulässig. Damit der Abstimmvorgang schneller verläuft, wird der Servomotor während eines Teils dieses Vorgangs mit einer geringen geschwindigkeitsabhängigen Rückführung gesteuert. Nur dann, wenn die Motorwelle sich der Position nähert, bei der die pewünschte Abstimmfrequenz erhalten wird, wird sie stark abgebremst.

Ein allseitig günstiges Ausführungsbeispiel eines Impulsradargerätes nach der Erfindung wird geschaffen, wenn innerhalb der Zeit, in welcher der Differenzwert Δ fin einem bestimmten und sich beiderseits des Differenzwertes f_o erstreckenden Frequenzgebiet liegt, der zur Servoeinheit gehörige Motor abgebremst wird.

Außerdem kann dann der Zeitpunkt, zu dem der erste Schalter von der zweiten Stellung nach der ersten umgeschaltet wird, nach dem Augenblick verschoben werden, in dem das Abbremsen des Motors einsetzt.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nun anhand folgender Figuren näher erläutert, von denen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Regelsystems für ein Impulsradargerät nach der Erfindung darstellt;

Fig. 2 und Fig. 3 zwei alternative Möglichkeiten eines Teils des genannten Regelsystems wiedergeben;

Fig. 4 die Frequenzcharakteristik eines Frequenzdiskriminators des zum Impulsradargerät gehörigen Fehlerspannungsgenerators zeigt, und

Fig. 5 den Zusammenhang zwischen der Magnetronfrequenz f_t und der Winkelstellung φ der Motorwelle bei einer konstanten Regelspannung für den Servomotor veranschaulicht.

Fig. 1 stellt ein Regelsystem zum Abstimmen der momentanen Senderfrequenz f_z auf eine Senderfrequenz f_:o in einem Impulsradargerät dar, in dem ein abstimmbares Magnetron 1 zur Anwendung gelangt, und zwar speziell von dem Typ, der in der Radartechnik mit »dither-tunedi-Magnetron bezeichnet wird. Dieses Magnetron 1 wird mit Hilfe eines Hochspannungsmodulators 2 periodisch und kurzzeitig an eine Hochspannungsquelle angeschlossen, wodurch jeweils ein HF-Sendeimpuls erzeugt wird. Ober einen Hohlleiter 3 und ein Duplexgerät 4 wird das Sendesignal von einer Antenne S abgestrahlt, wobei das Echosignal über das Duplexgerät 4 und eventuell über

einen HF-Vorverstärker 6 nach einer Mischstufe 7 geführt wird, wo das Echo in ein ZF-Signal umgesetzt wird. Dazu wird der Mischstufe 7 auch das Ausgangssignal eines Uberlagerers 8 zugeführt, wobei die Frequenz dieses Signals - soweit es vorliegendes Ausführungsbeispiel betrifft - unter der Frequenz des Sendeimpulses liegt und nur um einen solchen Betrag davon abweicht, daß aus dem in der Mischstufe 7 zu bildenden Mischsignal eine Differenzfrequenz abgeleitet werden kann, die im ZF-Bereich liegt.

Da es wünschenswert ist, daß sobald wie möglich nach erfolgter Inbetriebsetzung des ImpulsradargerH-tes die momentane Differenzfrequenz Af = f.—f_h zwischen der Überlagererfrequenz (f_h) und der momentanen Senderfrequenz des Magnetrons (/_;) einen festen Wert /_o annimmt und daß dieser Wert auch während des Betriebes des Radargerätes beibehalten wird, wird bei der Erfindung das abstimmbarc Magnetron 1 mittels eines Regelkreises 9 erst auf die verlangte Frequenz (/j, + f_o) gesteuert und anschließend nachgeführt. Dazu ist der Regelkreis 9 außer mit dem Magnetron 1 mit einem Fehlerspannungsgenerator 10, einer Integrationsschaltung 11 und einer Servoeinheit 12 versehen; das Impulsradargerat umfaßt außerdem einen Winkelstellungsgcbcr 13 und eine Bedingungsschaltung 14. Die Funktionsweise und der (gegenseitige) Zusammenhang dieser Teilschaltungen werden in der Beschreibung noch näher dargelegt. Unter Verwendung eines zur Servoeinheit 12 gehörigen Servomotors 15, bei dem der Drehsinn der Motorwelle von der Phase der zuzuführenden Regelspannung abhängig ist, ist es möglich, eine zu der Resonanzkammer des Magnetrons 1 gehörige bewegbare Wand auf- und abwärts zu bewegen, wobei die Rotationsbewegung des Servomotors 15 in die für genannte Wand erforderliche Translation umgewandelt wird.

Über einen Richtkoppler 16 im Hohlleiter 3 wird ein Teil der im Magnetron 1 erzeugten Energie einer im Fehlerspannungsgenerator 10 vorhandenen ζ veilen Mischstufe 17 zugeschaltet, welcher auch das Ausgangssignal des überlagerers 8 zugeführt wird. Das in der Mischstufe 17 gebildete Signal, von dem ein Signal mit der momentanen Differenzfrequenz Af abgeleitet werden kann, wird über einen Verstärker 18 einem Frequenzdiskriminator 19 zugeführt, der aus vier parallelgeschalteten Diskriminatorschaltungen 'XO bis 23 aufgebaut ist, von denen die einzelnen Spannungscharakteristiken sowie die zusammengesetzte Charakteristik in Fig. 4 dargestellt sind. Die Diskriminatorschaltungen 20 bis 23 sind auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt, wobei die Resonanzfrequenzen der beiden auf die höchsten Frequenzen abgestimmten Diskriminatorschaltungen 20 und 21 über und die Resonanzfrequenzen der beiden anderen Diskriminatorschaltungen 22 und 23 unter dem gewünschten Differenzwert f_c zwischen der Frequenz f_m eines bereits abgestimmten Magnetrons 1 und der Frequenz f_h des Uberlagerers 8 liegen. Die zusammengesetzte Spannungscharakteristik der auf die beiden höchsten Frequenzen abgestimmten Diskriminatorschaltungen 20 und 21 soll in einem breiten Gebiet eine nahezu konstante Ausgangsspannung gleicher Polarität aufweisen, was ebenfalls für die zusammenipsetzte Spannungscharakteristik der beiden auf die niedrigsten Frequenzen abgestimmten Diskriminatorschaltungen 22 und 23 der Fall sein soll. Die gefilterten Signale der beiden auf die höchsten Frequenzen

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abgestimmten Diskriminatorschaltungen 20 und 21 werden mit den Dioden 24 und 25 positiv gleichgerichtet und über einen ersten Widerstand 26 einem Verstärker 27 zugeführt. Dagegen werden die gefilterten Signale der beiden anderen Diskriminatorschaltungen 22 und 23 durch die Dioden 28 bzw. 29 negativ gleichgerichtet und danach über einen zweiten Widerstand 30 ebenfalls an den Verstärker 27 geführt. Außerdem soden die vier Diskriminatorschaltungen 20 bis 23 untereinander so abgestimmt sein, daß die vom Verstärker 27 zu liefernde Ausgangsspannung gerade bei derjenigen Frequenz f_o ihre Polarität ändert, wie es die Charakteristik in Fig. 4 zeigt. Mittels einer solchen Spannungscharakteristik kann eine Nachführspannung für die Servoeinheit 12 erlangt werden, mit der eine Feinsteuerung des Magnetrons 1 auf eine Frequenz f_to erfolgen kann.

Die mit dem Fehlerspannungsgenerator 10 verbundene Integrationsschaltung 11 ist für das Zuschalten ciwCS ϊΐίϊΓΐίϊΓιΙΐί'**'*''*^'*™ t.»rtftanncciftnalc anctjplpot so

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daß es wünschenswert ist, das impulsförmige Ausgangssignal des Verstärkers 27 einer Impulsdehnungsschaltung31 zuzuführen, die daseingehende Signal zwecks dauernder Verstärkung in einem nachgeschalteten zweiten Verstärker 32 festhält. Dazu wird nur während der Zeit, in der ein Ausgangssignal vom Verstärker 27 erhältlich ist, oder während eines Teils dieser Zeit, die Einspeisung in die Impulsdehnungsschaltung möglich. Dies erfolgt mit Hilfe einer Impulsformerschaltung 33, die mit einem Sendersynchronisierimpuls oder mit einem vom Sendeimpuls abgeleiteten Signal gesteuert wird.

Außerdem Ausgangssignal vom Verstärker 32, das als Fehlerspannungssignal vom Fehlerspannungsgenerator 10 der Integrationsschaltung 11 zugeschaltet wird, erzeugt dieser Generator noch zwei andere Ausgangssignale, die während der letzten Phase des Abstimmverfahrens des Magnetrons 1 der Bedingungsschaltung 14 zuzuführen sind. Dazu werden die über die Dioden 24, 25 und 28, 29 erhaltenen Signal·: einzeln der Bedingungsschaltung 14 zugeführt, und zwar einer zugehörigen zweifachen Vergleichsschaltung 34, in der die positiv gleichgerichteten Signalspannungen mit einer positiven Bezugsspannung + V_c und die negativ gleichgerichteten Signalspannungen mit einer negativen Bezugsspannung — V_c verglichen werden. Jeweils, wenn die Signalamplitude die betreffende Bezugsspannung überschreitet, was entsprechend der Charakteristik nach Fig. 4 nur innerhalb des mit L bezeichneten Frequenzgebietes möglich ist, wird ein Standardimpuls von der Vergleichsschaltung 34 abgegeben. Jeder dieser Standardimpulse wird zum Erhalt des vorerwähnten kontinuierlichen Ausgangssignals einer Impulsdehnungsschaltung 35 zugeschaltet, die jeweils beim Anbieten eines Standardimpulses in der Lage ist, ein für eine Anzahl Impulswiederholungszeiten anstehendes Ausgangssignal entsprechender Größe abzugeben. Fehlen die aufeinanderfolgenden Sendeimpulse, bleibt das Ausgangssignal folglich bestehen. Dadurch wird erreicht, daß, sobald und solange die Differenzfrequenz Af innerhalb des Frequenzgebietes L (siehe Fig. 4) liegt, die Bedingungsschaltung 14 ein stetiges Ausgangssignal liefert, was im nachfolgenden als zweites Steuersignal bezeichnet wird.

Solange das Magnetron 1 nicht auf die verlangte Frequenz abgestimmt ist, muß der Servoeinheit 12 eine Regelspannung zugeführt werden, wodurch An-

derungen der Einstellung der bewegbaren Wand im Magnetron 1 möglich werden; das Magnetron wird dabei entsprechend der Charakteristik nach Fig. 5 verstimmt. Aus dieser Figur ist auch der Zusammenhang zwischen der momentanen Senderfrequenz f_t und der Winkelstellung φ der z. B. in positiver Richtung rotierenden Motorwelle ersichtlich, wozu im vorliegenden AusfUhrungsbeispiel eine positive Spannung an die Integrationsschaltung 11 abzugeben ist. Daher zeigt die Charakteristik nach Fig. S auch den Zusammenhang zwischen der momentanen Senderfrequenz f_z und der Zeit /, bei einer konstanten Regelspannung für die Servoeinheit 12, und folglich für eine sich mit konstanter Geschwindigkeit drehende Motorwelle. In dieser Frequenzcharakteristik (Fig. 5) sind in einem einzigen Rotationszyklus der Motorwelle vier Positionen (A₁ B, C und O) der Welle erkennbar, bei denen die momentane Sendefrequenz /₍ die verlangte Abweichung J₀ gegenüber der Frequenz f_k des Überlaeerers 8 aufweist. Da jedoch im vorliegenden Ausführungsbeispiel für das Magnetron 1 eine höhere Frequenz als für den Überlagerer 8 erwünscht ist, beschränkt sich die Wahl zum Erhalt der verlangten Magnetronfrequenz auf die Positionen ö und C (siehe Fig. 5). Daher ist die für die Feinsteuerung des Magnetrons 1 auf die Abstimmfrequenz/_!O gegebene Charakteristik (siehe Fig. 4) nicht auf die momentane Senderfrequenz f_t anzuwenden, wenn es kleinere Werte als die Uberlagererfrequenz/_to betrifft. Auf die Maßnahmen dazu wird noch näher eingegangen.

Zunächst eine Besprechung der Vorgänge, wenn das Magnetron 1 bei einer sich in positiver Richtung drehenden Welle, d. h. beim Zuführen einer positiven Spannung an die Integrationsschaltung 11, abgestimmt wird, wobei die Senderfrequenz / den Frequenzwert /_/o überschreitet und den Wert f_to erreicht, welcher der Position B der Motorwelle entspricht. Bei einem solchen Abstimmvorgang muß mittels der vorerwähnten positiven Spannung von einer Grobsteuerung auf eine Feinsteuerung des Magnetrons umgeschaltet werden. Dies erfolgt mit einer Fehlerspannung entsprechend der in Fig. 4 gegebenen Spannungscharakteristik. Diese Fehlerspannuiig ist für Af kleiner als /_o, folglich ist sie für eine momentane Senderfrequenz/, größer als die Frequenz /_fa, jedoch kleiner als /_to +/„, ein negativer Wert. Dadurch wird die Motorwelle gezwungen, sich entgegengesetzt - also mit negativem Drehsinn - zu drehen, wodurch das Magnetron nicht die zu Position B gehörige Frequenz ansteuert, sondern sich davon entfernt. Besitzt jedoch die in positiver Richtung rotierende Motorwelle beim Ansteuern der Position B eine große Rotationsenergie und bestehen unzureichende Möglichkeiten zum Abbremsen der Welle, wird das Magnetron den betreffenden Einstellpunkt wesentlich überschreiten. Af wird größer als /₀, so daß die Nachsteuerspannung positiv wird und daher der bisherige Drehsinn der Motorwelle bestehen bleibt. Das Magnetron wird dawn auf höhere Frequenzen abgestimmt. Aus dem vorhergehenden fol^t, daß das Abstimmen des Magnetrons auf eine Frequenz entsprechend Position B nicht möglich ist. Daher kommt die Feinsteuerung mittels der Fehlerspannung (siehe Fig. 4) lediglich für eine Frequenzabstimmung für Position C in Frage. Es gilt nun festzustellen, was das Ergebnis ist, wenn das Magnetron bei einer sich in positiver Richtung drehenden Rotationsachse, also beim Zuführen einer positiven Spannung an die Integrationsschaltung 11, abge-

stimmt wird, wobei die Scftderfrequenz f_t den Grenzwert/,^ überschreitet und den Wert /_l0 erreicht, welcher d-ji Position C der Welle entspricht. Bei einem solchen Abstimmvorgang muß von einer Grobsteuerung des Magnetrons auf dessen Feinsteuerung umgeschaltet werden. Dies erfolgt hier ebenfalls mit einer entsprechend der Spannungscharakteristik von F i g. 4 zu erzeugenden Fehlerspannung. Dabei ist die Differenzfrequenz Af größer als/_o, so daß der Fehlerspannungsgenerator 10entsprechend der in Fig. 4 wiedergegebenen Charakteristik eine positive Fehlerspannung abgibt und daher auch der Drehsinn gleichbleibt; folglich bleibt auch eine Steuerung des Magnetrons auf die zu Position C gehörige Frequenz bestehen. Bei unzureichenden Möglichkeiten zum Abbremsen der Motorwelle wird das Magnetron den zu C gehörigen Einstellpunkt wesentlich überschreiten, wodurch die Differenzfrequenz Δ/ kleiner als f_o wird. Daraus er-

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in der dem Integrator 37 die Spannung K₁ zugeschaltet wird, steht der Schalter 44 unter Einwirkung der Bedingungsschaltung 14 in einer solchen Stellung, daß nur ein Teil der im Tachogenerator 43 erzeugten Spannung an den Servoverstärker 4\ gelangt. Dadurch wird eine nahezu konstante und zugleich ziemlich große Drehgeschwindigkeit des Servomotors 15 gewährleistet.

Nachdem das Magnetron 1 bei einer in positiver Richtung rotierenden Motorwelle auf die maximale Frequenz f_tnuu abgestimmt ist, setzt die Phase ein, in der das Magnetron von dieser Frequenz auf die zu der Position C gehörige Frequenz /_w verstimmt werden soll. In einer ersten Betriebsart wird der Ausgang des Verstärkers 32 mittels des ersten Schalters 36 mit dem Eingang des Integrators 37 verbunden. Zunächst ist dabei der Wert der Fehlerspannung wegen des hohen Betrages der Differenzfrequenz Af nahezu gleich

eine negative Fehlerspannung, wodurch die Motorwelle sich in entgegengesetzter Richtung dreht und das Magnetron wieder nach dem zu der Position C gehörigen Einstellpunkt zurückkehrt. Die Position C ist also ein fester Einstellpunkt des Magnetrons 1.

Da eine Abstimmung auf die der Position A entsprechende Frequenz f_[O und eine Abstimmung auf die der Position B entsprechende Frequenz f_t nicht möglich ist, soll wenigstens während der Zeit, in der die sich in positiver Richtung drehende Welle des Magnetrons auf den maximalen Frequenzwert f_zm/u abgestimmt wird, nicht die aus der Fehlerspannung gebildete und für die Feinsteuerung bestimmte Regelspannung der Servoeinheit 12 zugeschaltet werden, sondern eine aus einer positiven Hilfsspannung K₁ gebildete Regelspannung. Dazu ist die Integrationsschaltung 11 mindestens mit einem (ersten) Schalter 36 und einem Integrator 37 versehen. Dabei muß der Schalter 36 mit einem von der Bedingungsschaltu.ng 14 zu liefernden (ersten) Steuersignal so gesteuert werden, daß in der vorerwähnten Zeit die erforderliche positive Hilfsspannung K₁ dem Integrator 37 zugeschaltet wird. Die Ausgangsspannung des Integrators 37 nimmt einen schnell zunehmenden negativen Wert an, dem jedoch durch einen über diesem Integrator angeordneten Begrenzer 38, der mit einer Diode 39 und einer Zenerdio-Ie 40 bestückt ist, eine Untergrenze gesetzt ist, die der Durchschlagspannung der Zenerdiode angepaßt ist.

Falls der Servomotor 15 mit Gleichspannung betrieben wird, wird die Ausgangsspannung des Integrators 37 unmittelbar einem zur Servoeinheit 12 gehörigen Servoverstärker 41 zugeführt. Wird der Servomotor 15 mit Wechselspannung betrieben, so wird die Ausgangsspannukigdes Integrators 37 einem Modulator 42 zugeschaltet. In diesem Modulator wird die zugeschaltete Spannung nach Amplitude und Frequenz moduliert und anschließend an den Verstärker 41 geführt. Danach erhält der Servomotor 15 während der Zeit, in der die konstante Spannung K₁ der Integrationsschaltung 11 angeboten wird, eine regelmäßige SteueYspannung, wodurch eine konstante Drehgeschwindigkeit und ein definierter Drehsinn des Servomotors 15 gewährleistet sind.

Die Servoeinheit 12 umfaßt außerdem einen Tachogenerator 43, dessen Ausgangsspannung mittels eines zweiten Schalters 44 völlig oder teilweise auf den für den Servomotor 15 vorgesehenen Servoverstärker 41 zurückgekoppelt wird. Während der Zeit.

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tors 37 unverändert, wodurch der Servomotor nahezu die gleiche Drehgeschwindigkeit beibehält und das Magnetron !dementsprechend abgestimmt wird. Danach tritt der Moment auf, in dem die Differerzfrequenz Af in den Bereich der Charakteristik (siehe Fig. 4) gelangt und wobei es erforderlich wird, die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 15 wesentlich herabzusetzen. Dazu wird der Schalter 44 mittels der von der Bedingungsschaltung 14 zu liefernden ersten und zweiten Steuersignale in die andere Stellung geschaltet, wodurch die volle Tachospannung dem Servoverstärker 41 zugeschaltet wird. Dadurch wird die vom Integrator 37 herrührende Steuerspannung überkompensiert, so daß die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 15 wesentlich herabgesetzt wird. Infolgedessen führt das Magnetron eine gedämpfte Bewegung aus, die vorzugsweise noch gerade nicht kritisch sein soll, so daß das Magnetron mit angepaßter Geschwindigkeit den gewünschten zu der Position C gehörigen Einstellpunkt ansteuert und diesen passiert. Dabei wird die Differenzfrequenz Af kleiner als /_n, wodurch sich auch die Polarität der Fehlerspannung (siehe Fig. 4) ändert. Vorzugsweise kann als Integrator 37 ein Proportionalintegrator verwendet werden, der bei einer Polaritätsänderung unmitteloar eine bestimmte negative Ausgangsspannung abgibt, wodurch eine erhebliche Gegenspannung für den Servomotor 15 entsteht. Das Magnetron wird dadurch schnell nach dem Einstellpunkt zurückgesteuert und passiert diesen anschließend. In dieser Weise ergibt sich eine Nachsteuerung des Magnetrons im Bereiche des zi. der Position C (siehe Fig. 5) gehörigen Einstellpunktes.

Die zweite Betriebsart, bei der das Magnetron 1 von seiner maximalen Frequenz f_amx auf die zur Position C gehörige Frequenz f abgestimmt und darauf nachgesteuert wird, unterscheidet sich lediglich darin von der erstgenannten Betriebsart, daß der Schalter 36 nicht beim Erreichen von f_fma und daher nicht beim Erzeugen des ersten Steuersignals seine Stellung ändert, sondern dann, wenn außer dem ersten auch das zweite Steuersignal erzeugt wird. Diese Bedingung erfüllt z. B. ein UND-Glied, dem von der Bedingungsschaltang 14 sowohl das erste als auch das zweite Steuersignal zugeführt wird, wodurch auch der Schalter 36 betätigt wird.

Zum Erhalt des ersten Steuersignals sind der Bedingungsschaltung 14 ein oder mehrere Signale zuzuschalten, aus denen der Zeitpunkt abgeleitet werden

kann, zu dem die maximale Frequenz f_imal des Magnetrons 1 sowie der diesem Zeitpunkt entsprechende Stand der Motorwelle erhalten wird. Dazu ist das Impulsradargerät mit einem Winkelstellungsgeber 13 versehen, der mit der Motorwelle zusammenwirkt und an den dir Bedingungsschaltung 14 angeschlossen ist. Von dem Winkeistellungsgeber 13 sowie der zugehörigen Bedingungsschaltung 14 sind drei Ausführungsbeispiele angegeben, von denen das erste anhand von Fig. 1 und die beiden anderen anhand der Fig. 2 und 3 erläutert werden.

Beim ersten Ausführungsbeispiel umfaßt der Winkelstellungsgeber 13 einen Oszillator 45, einen mit der Motorwelle zusammenwirkenden Drehmelder 46, einen phasenempfindlichen Detektor 47, einen Verstärker 48, ein Differenzierglied 49 und zwei Vergleichsschaltungen 50 und 51. Der Oszillator 45 gibt eine Bezugsspannung an die Primärwicklung des Drehmelders 46 ab, wodurch in der Sekundärwicklung eine Spannung induziert wird, deren Amplitude und Phase von der Winkelstellung des rotierenden Teils des Drehmelders 46 abhängig sind. Diese induzierte Spannung wird mit der Bezugsspannung des Oszillators 45 in dem phasenempfindlichen Detektor 47 demoduliert, wodurch sich eine Ausgangsspannung ergibt, die in einer sinusförmigen Beziehung zum Drehwinkel des Drehmelders 46 steht, und zwar gegenüber einer festen Bezugsposition. Die erhaltene phasenempfindlich demodulierte Spannung wird über den Verstärker 48 dem Differenzierglied 49 zugeschaltet, dessen Ausgangsspannung für die beiden Vergleichsschaltungen 50 und 51 bestimmt ist. Die Vergleichsschaltung 50 liefert nur ein positives Ausgangssignal, sobald und solange die Ausgangsspannung des Differenziergliedes 49 einen festgestellten positiven Wert überschreitet und somit angibt, daß das Magnetron auf eine höhere Frequenz abgestimmt wird. Dagegen gibt die Vergleichsschaltung 51 nur eine positive Ausgangsspannung ab, falls die Ausgangsspannung des Differenziergliedes 49 unterhalb eines bestimmten negativen Wertes bleibt und somit das Magnetron 1 auf eine niedrigere Frequenz abgestimmt wird. Die von den beiden Vergleichsschaltungen 50 und 51 gelieferten Signale werden getrennt an eine zu dem Bedingungsschalter 14 gehörige logische Schaltung 52 geführt. Diese Schaltung 52 umfaßt der Reihe nach ein RS-Flip-Flop 53, ein an dessen Q-Ausgang liegendes UND-Glied 54, sowie ein zweites RS-Flip-Flop 55. Der S-Eingang des Flip-Flops 53 ist mit der Vergleichsschaltung 50, der S-Eingang des Flip-Flops 55 mit dem UND-Glied 54 verbunden. Sobald die Vergleichsschaltung 50 eine dem Wert logisch »1« entsprechende Ausgangsspannung abgibt, was beispielsweise der Fall ist, wenn das Magnetron bei einer sich in positiver Richtung drehenden Motorwelle auf eine höhere Frequenz f_t abgestimmt wird, wird der Q-Ausgang des Flip-Flops 53 ebenfalls eine solche Ausgangsspannung erhalten. Gibt die Vergleichsschaltung 51 anschließend eine logisch »1« entsprechende Ausgangsspannung ab, was dadurch bewirkt wird, daß nach Erreichen der maximalen Frequenz /„„ das Magnetron auf eine niedrigere Frequenz verstimmt wird, werden zwei dem Wert logisch »1« entsprechende Signaispannungen dem UND-Glied 54 zugeschaltet, wodurch der Q-Ausgang des Flip-Flops 55 ebenfalls eine logisch »1« darstellende Ausgangsspannung erhält und somit das erste Steuersignal vorliegt.

Es wäre jedoch falsch anzunehmen, daß das Erzeugen des ersten Steuersignals bereits dann erfolgen kann, wenn lediglich der Bedingung entsprochen ist, daß die momentane Senderfrequenz f_t bei einer in

positiver Richtung drehenden Motorwelle abnimmt. Wird das System nach der ersten Betriebsart betrieben, bei der der Verstärker 32 über den Schalter 36 an dem Integrator 37 liegt, ist es möglich, daß das Magnetron beim Einschalten des Impulsradargerätes

in eine Anfangsstellung einnimmt bei der die Differenzfrequenz Af nicht innerhalb der Charakteristik L (siehe Fig. 4) liegt. Die Abwesenheit der Fehlerspannung hat nämlich zur Folge, daß eine Steuerung des Magnetrons 1 kaum oder überhaupt nicht möglich ist.

Wird das System nach der zweiten Betriebsart betrieben, ist es möglich, daß das Magnetron sich bei Inbetriebsetzung des Impulsradargerätes zufällig in der N ähe von Position D befindet (siehe Fig.5)undzwar so, daß die momentane Senderfrequenz /. zwischen den Frequenzwerten /_to und f_h —/„ liegt. Solange dabei der Betrag der Differenzfrequenz Af klein und daher kein zweites Steuersignal vorhanden ist, läuft der Servomotor 15 unter Verwendung der positiven Spannung V₁ für den Proportionalintegrator 37 in po-

sitiver Richtung weiter. Erreicht die Frequenz des Magnetrons jedoch einen Wert, bei der das zweite Steuersignal erzeugt wird, ändert sich der Drehsinn der Welle dementsprechend, wodurch die momentane Senderfrequenz/, wieder zunimmt. Dadurch wird Af

kleiner, so daß das zweite Steuersignal schnell wegfällt und eine Steuerung des Magnetrons auf eine bestimmte Frequenz f_x mit fi_o—f₀<f_x<f_t0 erfolgen würde. Die genannten im Zusammenhang mit den beiden Betriebsarten stehenden Probleme sind da-

j5 durch zu lösen, daß das Abstimmen des Magnetrons auf eine Frequenz /_M nur unter der Bedingung einsetzt, daß die momentane Senderfrequenz / bei einer in positiver Richtung drehenden Motorwelle erst zugenommen haben soll, bevor sie abnimmt. Daher muß

4u zuerst die Vergleichsschaltung 50 eine logisch »1« entsprechende Ausgangsspannung aufweisen und anschließend auch die Vergleichsschaltung 51. Das Erfüllen einer solchen Bedingung bedeutet, daß das Magnetron, wenn es bei der Inbetriebsetzung des

4i Impulsradargerätes auf eine Frequenz entsprechend Position D (siehe Fig. S) eingestellt ist, so lange zu verstimmen ist, daß erst die maximale Frequenz /^₁₁₁ erreicht wird, ehe die Abstimmung auf eine Frequenz f_t0 erfolgt. Dadurch ist sichergestellt, daß eine Ab-

% Stimmung des Magnetrons auf eine Frequenz /_fa + f_o entsprechend Position C erfolgt.

Besondere Aufmerksamkeit verdienen noch folgende Situationen:

a) Ein Wegfall des Ausgangssignals des überlagerers bzw. des Magnetrons 1 oder eine wesentliche Änderung der Abstimmfrequenz des überlagerers 8 während einer Periode, in der das Magnetron beim Auftreten des zweiten Steuersignals auf die bzw. in unmittelbare Nähe der Frequenz /_w, die der Position C entspricht, nachgesteuert wird; *

b) wenn die Diffefefizffequenz Af beim Abstimmvorgang auf eine Frequenz entsprechend Position C (siehe Fig. 4) infolge der unzulänglichen Möglichkeiten zum Abbremsen des Servomotors 15 so klein wird, daß das bereits vorhandene zweite Steuersignal wegfällt;

c) wenn die Qualität des Magnetrons so schlecht

ist, daß es zeitweise nicht zündet, d. h. also, daß eine Anzahl Impulse nicht erzeugt wird;

d) wenn die Speisespannung des Impulsradargerätes eingeschaltet wird;

e) wenn der Überlagerer 8 erst einige Zeit nach dem Einschalten der Speisespannung wirksam wird;

f) wenn das Überlagerersignal zeitweise in einer Periode wegfällt, in der kein zweites Steuersignal vorhanden ist, das Magnetron jedoch auf die Frequenz £_o entsprechend Position C verstimmt wird.

In all diesen Fällen ist es ratsam, den Abstimmvorgang des Magnetrons 1 völlig ungeachtet der jeweiligen Einstellung von neuem anlaufen zu lassen, was bedeutet, daß die Frequenz /. des Magnetrons bei einer in positiver Richtung drehenden Motorwelle zunächst kurzzeitg zunehmen und danach abnehmen soll. Dabei sind dem Ä-Eingang der Flip-Flops (S3 und 55) Rücksteüimpulse zuzuführen, wodurch sich der Wert des für den Schalter 36 bestimmten und vom Flip-Flop 55 gelieferten ersten Steuersignals ändert und dem Proportionalintegrator 37 wieder die positive Spannung V_f zugeht. Außerdem wird der zweite Schalter 44 in eine andere Stellung geschaltet, so daß die dem Servoverstärker 41 zuzuschaltende Tachogegcnkopplungsspannung herabgesetzt wird. Zum Erhalt der Rückstellimpulse ist die Bedingungsschaltung 14 mit einer Rückstellschaltung 56 versehen, die in jeder der vorgenannten Situationen α bis / wirksam sein muß und auf die im nachstehenden noch näher eingegangen wird.

i'cim Auftreten einer der Situationen α bis c fällt das zweite Steuersignal unmittelbar weg. Der bereits angelaufene Nachsteuerungsvorgang muß unmittelbar beendet werden. Dazu ist in der Rückstellschaltung 56 ein Differenzierglied 57 vorhanden, das mit dem Ausgang der impuisdehnungsschaltung 35 verbunden ist. Ausschließlich beim Wegfall des zweiten Steuersignals bewirkt das Differenzierglied 57, daß die Flip-Flops 53 und 55 durch Einwirkung des ODER-Gliedes 58 rückgesetzt werden.

Außerdem macht die Wirkung des Differenziergliedes 57 es unmöglich, daß das Magnetron sich zu lange in der Nähe einer zu der Position B oder D gehörigen Einstellung befindet, da das Magnetron sich dort bekanntlich von der betreffenden Frequenz /.„ entfernt, wodurch das zweite Steuersignal verschwindet und daher vom Diffcrenzierglied 57 ein Rückstellimpuls für die Flip-Flops 53 und 55 abgegeben wird.

Beim Auftreten der Situation d kann es vorkommen, daß das Magnetron zufälligerweise eine ganz in der Nähe der Frequenz /_(o liegende und somit der Position A entsprechende Stellung einnimmt (siehe Fig 5), und daß Af dabei im Bereich des Charakterisliktcils /- (siehe ebenfalls Fig. 5) liegt. Das Magnetron würde dann auf eine für das Ausfiihrungsbeispicl ungeeignete Frequenz f_lo -/„ nachgesteuert, was jedoch vermieden werden soll. Außerdem ist es im gegebenen fall bei einem nach der ersten Betriebsart wirksamen Impiilsradargcrät nöglich, daß beim Auftreten des ersten Steuersignals die Senderfrequenz f so viel von der Überlagererfrequenz /,„ abweicht, daß vom Verstärker 32 keine Fehlerspannung abgegeben wird. Ist außerdem die Differenzspannung bereits über den Proportionalintegrator 37 abgeleitet, erhält der Servomotor 15 kaum oder überhaupt keine Steuerspannung, wodurch das Magnetron bei der verkehrten Einstellung stehenbleibt. Um die sich duduich ergebenden Probleme zu vermeiden, sind die Flip-Flops 53 und 55 wieder unmittelbar rückzusetzen. Dazu ist die Rückstellschaltung 56 mit einer (ersten) Umkehrschaitung 59 und einem zweiten Differenzicrgiied 60 versehen, wobei letztgenanntes genau wie das Diffcrenzierglied 57 nur eine differenzierende Wirkung für abnehmende Funktionen hat. Über die Umkehrschaltung 59 wird eine Änderung der aus der Speisespannung gebildeten Bezugsspannung V, an das Differcnzierglied 60 weitergeleitet, das daher nur beim Einschalten der Speistrspannung eine Inipulsspannung liefert. Diese wird als Rückstellimpuls über das ODER-Glied 58 den Flip-Flops 53 und 55 zugeschaltet.

Beim Auftreten der Situation e oder / i^rt es möglich, daß die momentane Senderfrequenz ]. nach einer Zunahme wieder abnimmt, wodurch am Q-Ausg;mg des Flip-Flops 55 das zweite Steuersignal auftritt. In diesem Fall ist jedoch kein Signa! vom Übcrlagcrcr 8 vorhanden, folglich wird auch keine Fehlcrspannung dem Proportionalintegrator 37 zugeführt, so daß das Magnetron an der der Position ■C entsprechenden Frequenz/_?o vorbeigesteuert wird. Dabei gibt das Differenzierglied 57 also keinen Rückstellimpuls ab, da kein zweites Steuersignal vorhanden ist. Das Magnetron nähert sich nun der Einstellung entsprechend Position D. Tritt in diesem Augenblick ein Signal vom Überlagerer 8 auf. bewirkt dies wegen der negativen Fehlerspannung eine Umkehrung der Drehrichtiing der Motorwelle, wodurch das Magnetron auf höhere Frequenzen verstimmt wird. Dadurch verschwindet das zweite Steuersignal, worauf das Diffcrenzierglied 57 einen Rückstellimpuls an die Flip-Flops 53 und 55 abgibt. Ist das Signal vom Überlagerer 8 jedoch noch nicht vorhanden und folglich auch kein zweites Steuersignal, wird das Magnetron weiter verstimmt. Die Senderfrequenz /. wird nach dem Erreichen des minimalen Wertes f_lmm wieder zunehmen. Dabei wird das Magnetron auf die der Position A entsprechende Frequenz f_t„ verstimmt, was wegen des niedrigen Wertes von f vermieden werden soll. Daher sollen die Flip-Flops 53 und 55 ebenfalls einen Rückslellimpuls erhalten, so daß die momentane Senderfrequenz / wieder zunimmt, nachdem sie erst zugenommen und danach wieder abgenommen hat. Dieser Bedingung wird entsprochen, falls die Ausgangsspannung der Vergleichsschaltung 50 und die des Flip-Flops 55 gleichzeitig einen logisch »1« entsprechenden Wert aufweisen. Dazu ist die Rückstellschaltung 56 mit einem UND-Glied 61 versehen, das sowohl mit dem Ausgang des Flip-Flops 55 als auch mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung 50 verbunden ist und deren Ausgang am Eingang des ODER-Gliedes 58 liegt.

Dazu sei noch bemerkt, daß bei Verstimmung de-Magnetrons die Frequenz/_;, nachdem diese zuerst bis fcimx zugenommen und danach wieder abgenommen hat, während des anschließenden Nachsteucrung'.Vorganges im Bereiche der zur Position C gehörigen Frequenz /_t? ebenfalls wieder zunehmen wird. Dadurch werden jedoch auch die Bedingungen erfüllt, die erforderlich sind, damit das UND-Glied 61 einen Riickstellimpuls abgibt, was bekanntlich nicht beabsichtigt wird. Bemerkenswert an der Nachsteucrung des Magnetrons auf eine der Position C entsprechende Frequenz ist jedoch, daß dies nur bei gleichzeitigem Auftreten des ersten Steuersignals erfolgen kann. Daher läßt sich das Abgeben des Rückstclliinpulses im viii ·

liegenden Fall dadurch verhindern, daß die am Ausgang der Impulsdehnungsschaltung 35 verfügbare Information über eine Umkehrschaltung 62 dem UND-Glied 61 zugeführt wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Kombination von Winkelstellungsgeber 13 und Bedingungsschaltung 14 kann im vorliegenden erfindungsgemäßen Impulsradargerät in vorteilhafter Weise durch ähnliche Kombinationen ersetzt werden, wie es Fig. 2 bzw. 3 veranschaulicht. Wird auf bestimmte Teile der in den Fig. 2 bzw. 3 wiedergegebenen Kombinationen nicht näher eingegangen, gilt dafür sinngemäß eine Erklärung wie für die Kombination nach Fig. 1.

Der in Fig. 2 dargestellte Winkelstellungsgeber 13, der ebenfalls mit der Motorwelle des Servomotors 15 zusammenwirkt, gibt die Maximum- und Minimumgrenzen der Senderfrequenzen an. Dieser Gebertyp gibt sowohl zum Zeitpunkt, zu dem die Motorwelle die Position passiert, bei der die maximale Senderfrequenz/^₁₁₄₁ erreicht wird, als auch zum Zeitpunkt, zu dem die minimafe Senderfrequenz Z_1n^₁ erreicht wird, ein Signal ab. Dabei wird das beim Erreichen der Frequenz / erzeugte Signal dem S-Eingang des Flip-Flops 55 und das beim Erreichen der Frequenz Z_0n^₁ erzeugte Signal über das ODER-Glied 58 dem R-Eingang des Flip-Flops 55 zugeführt. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 55 ist daher als erstes Steuersignal verwendbar. Der vorerwähnte Gebertyp ist auf vielerlei Art und Webe auszubilden. So kann z. B. auf der Motorwelle eine Scheibe mit einer Aussparung angebracht werden. Dabei befindet sich an der einen Seite der Scheibe eine lichtelektrische Emissionsschaltung und an der a ädere η c^:ne lichtelektrische Empfangsschaltung, wobei erstgenannte Schaltung über eine Aussparung in der ScheH-e die Empfangsschaltung in dem Augenblick wirksam machen soll, in dem die maximale Senderfrequenz /^_-1 erreicht wird. Eine zweite Kombination der beiden genannten Schaltungen ist in entsprechender Weise in bezug auf die Scheibe anzubringen, wobei die Emissionsschaltung mittels der Aussparung in der Scheibe die Empfangsschaltung in dem Augenblick wirksam machen soll, in dem die minimale Senderfrequenz/_Jmj(1 erreicht wird.

Der in Fig. 3 dargestellte Winkelstellungsgeber 13 ist als Sektoranzeige ausgeführt, die nur während der Zeit ein Signal abgibt, in der die momentane Senderfrequenz /j abnimmt. Eine solche Anzeige erhält man beispielsweise dadurch, daß auf der Motorwelle des Servomotors 15 eine Scheibe angebracht wird, die zur ϊ Hälfte mit einer Aussparung versehen ist. Außerdem ist an der einen Seite der Scheibe wiederum eine lichtelektrische Emissionsschaltung und an der anderen Seite eine lichtelektrische Empfangsschaltung angeordnet, wobei letztere nur während der Periode, in

hi der die momentane Senderfrequenz /, abnimmt, mittels der lichtelektrischen Emissionseinheit wirksam gemacht wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Information des Winkelstellungsgebers sowohl direkt als auch über das ODER-Glied 58 mit

ι > r.achgeschalteter Umkehrschaltung 63 dem Flip-Flop 5i> zugeführt. Dabei reagiert das in dieser Figur dargestellte Flip-Flop 55 im Gegensatz zu dem in den Fig. 1 und 2 gezeichneten Flip-Flop 53 nur auf abfallende Spannungsflanken, wodurch das Ausgangssi^nal des

jii Flip-Flops 55 als erste Sieuerschalr_ ~:g verwendbar ist. Infolgedessen kann das erste Differenzierglied 57 durch eine Umkehrschüiiung 62 ersetzt und die zur Speisespannung gehörigen Bezugsspannung V₁ unmittelbar dem ODER-Glied zugeschaltet wer-

.·> den.

Statt der lichtelektrischen Emissionsschaltung und der lichtelektrischen Empfangsschaltung, die bei der Besprechung der Rg. 2 und 3 für den Winkelstellungsgeber 13 erwähnt wurden, sind auch andere

ι» Hilfsmittel anwendbar, von denen z. B. mechanische Schalter, Magnetschalter, elektrostatische und magnetische Aufnahmeeinrichtungen zu nennen sind. Zur Spannungscharakteristik (Fig. 4) sei noch bemerkt, daß die Empfindlichkeit unterhalb eines be-

i'> stimmten Wertes von Δ/ notwendigerweise nicht abzunehmen braucht. Es ist grundsätzlich möglich, einen Frequenzdiskriminator 19 zu verwenden, bei dem die Spannungscharakteristik auch für höhere Werte von Af noch konstant ist. Dazu ist es jedoch erforderlich,

4i> der Charakteristik - und zwar des:i Teil, der positiv gegenüber dem Frequenzwert f_o liegt-eine minimale Frequenzbreite zuzuordnen. Das zweite Steuersignal würde sonst zu kurzzeitig auftreten, wodurch auch nur eine kurze Abbremszeit für die Motorwelle verfügbar

π ist, was die Abstimmung auf die der Position C entsprechende Frequenz f_v erschweren würde.

Hierzu 3 Blau Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Impulsradargerät mit einem Regelkreis zur Sieuerungder momentanen Sonderfrequenz/ auf eine Frequenz f,_B, die einen festen nach Vorzeichen und Größe definierten Unterschied / ( =/.„ -Si₁₁) mit der Frequenz /_to eines zum Impulsradargerät gehörigen Überlagerers aufweist, wozu der Regelkreis mindestens mit einem verstinimbaren Sendeelement, einer Servoeinheit zum Steuern dieses Elementes, einem mit der Welle des zur Servoeinheit gehörigen Motors zusammenwirkenden Winkelstellungsgeber und einem Fehlerspannungsgenerator versehen ist und der Fehlerspannungsgenerator aus den von dem Sendeclement und dem Überlagerer gelieferten Signalen eine Fehlerspannung bildet, die dem Frequenzunterschied \Af\ — \f_o entspricht, wobei Af dem Frequenzunterschied f_t —f_lo zwischen der momentanen Senderfrequenz f_t und der erwähnten Überiagcrerfrequenz /_to proportional ist, dadurch gekennzeichnet,daß der Regelkreis (9) außerdem mit einem mit dem Fehlerspannungsgenerator (10) verbundenen (ersten) Schalter (36) sowie mit einer Bedingungsschaltung (14) versehen ist, welche unter Einwirkung des Winkelstellungsgebers (13) während der Zeit, in der das Sendeelcment (1) in einem definierten und die Frequenz f_zo umfassenden Frequenzgebiet wirksam ist, ein (erstes) Steuersignal an den Schalter (36) zwecks Umschaltung von seiner ersten Stellung, bei dwr die Senderfrequenz anhand einer Hilfsspaniiung ( K₁) gesteuert wird, in seine zweite Stellung, in welcher das Sendeelement mittels der erwähnten Fchlerspannungai^%l:die verlangte Senderfrequenz f_to nachgesteuert wird, abgibt.

   2. Impulsradargerät nach Anspruch 1, das mit einem Spannungserzeuger versehen ist, bei dem die Amplitude der Ausgangsspannung in d^:rekter Abhängigkeit von der Senderfrequenz f_w steht, sowie mit einem Differenzbildner, der aus der Ausgangsspannung des Spannungserzeugers und aus der in sinusförmiger Beziehung mit dem Dre!>winkel der Motorwelle stehenden Ausgangsspannung des Winkelstellungsgebers eine als die genannte Hilfsspannung wirkende Differenzspannung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Bcdingungsschaltung (14) aus einer Vergleichsschaltung besteht, der sowohl die Ausgangsspannung des Winkclstellungsgebers (13), als auch die des Spannungserzeugers zugeführt wird und die -sobald die zugeführten Ausgangsspannungen einen Unterschied aufweisen, der einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet, und das Sendeelement (1) daher in einem die verlangte Frequenz f_:o umfassenden Frequenzgebiet wirksam ist - das erste Steuersignal abgibt.

   3. Impulsradargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Steuerung der Senderfrequenz benötigte Hilfsspannung ( V₁) aus einer konstanten Spannungsquelle bezogen wird und daß die Bedingungsschaltung (14) unter Einwirkung des Winkelstellungsgebers (13), ab dem Augenblick, in dem die Motorwelle die Position , einnimmt, bei der das Sendeelement (1) den Grenzwert / erreicht (hierfür gilt: \F_uf_lo\ <|/„ - fiJ), bis höchstens zu dem Moment, in dem diese Welle die Stellungeinnimmt, hei der die Frequenz des Sendeelementes den anderen Grenzwert erreicht, das erste Steuersignal abgibt.

   4. Impulsradargerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Regelkreis, (9) zwischen dem ersten Schalter (36) und der Servoeinheit (12) eine Integrationsschaltung (11) angeordnet ist.

   j. Impulsradargerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrations^ehaltung

   (11) als Proportionalintegrator (37), mit Hilfsmitteln (38) für eine einseitige Begrenzung der vom Integrator zu liefernden Ausgangsspannung, ausgebildet ist.

   6. Impulsradargorät nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungsschaltung (14), unter Einwirkung des Fehlerspannungsgenerators (10) nur innerhalb der Zeit, in welcher der Differenzwert Af in einem bestimmten und sich beiderseits des Differenzwertes /_ erstreckenden Frequenzgebiet (L) liegt, ein zweites Steuersignal abgibt, das zusammen mit dem ersten Steuersignal bewirkt, daß der zur Servoeinheit

   (12) gehörige Motor (15) abgebremst wird.

   7. Impulsradargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (36^ nur beim Auftreten sowohl des ersten als auch des zweiten Steuersignals von seiner ersten Stellung in seine zweite Stellung umgeschaltet wird.

   8 Impulsradargerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbremsen des Motors (IS) mit Hilfe eines zu der Servoeinheit (12) gehörigen Tachogenerators (43) erfolgt, der unter Einwirkung eines zweiten vom ersten und zweiten Steuersignal gesteuerten Schalters (44) in an sich bekannter Weise mittels eines Servoverstärkers (41) zum Motor (15) gegengekoppelt wird.

   9. Impulsradargerät nach Anspruch 6 oder 7, wobei der zum Fehlerspannungsgenerator gehörige Frequenzdiskriminator zwei Filterkombinationen umfaßt, von denen die Ausgangsspannungen getrennt und mit entgegengesetzter Polarität demoduliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungsschaltung (14) zum Erhalt des zweiten Steuersignals mit einer mit dem Frequenzdiskriminator (19) verbundenen zweifachen Vergleichsschaltung (34) und mit einer an letztgenante Schaltung angeschlossenen Impulsdehnungsschaltung (35) versehen ist, wobei dieser zweifachen Vergleichsschaltung (34) die mit unterschiedlicher Polarität demodulierten Ausgangsspannungen der Filterkombinationen (20, 21 bzw. 22, 23) einzeln zugeführt werden.

   10. Impulsradargerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelstellungsgeber (13) aus einer Steigungs- und einer Senkungsanzeige besteht, die unter Verwendung der dem Motor (15) der Servoeinheit (12) entnommenen Information über den Drehsinn und die momentane Winkelstellung, sowie unter der Bedingung, daß die Frequenz des Sendeelementes (1) zunimmt bzw. abnimmt, ein entsprechendes Neigungswinkelsignal abgeben, und daß die Bedingungsschaltung (14) der Reihe nach ein erstes Flip-Flop (53), ein (erstes) UND-Glied (54), und ein zweites Flip-Flop (55) umfaßt, wobei das erste Flip-Flop (53) an eine der Anzeigen und das (er-

   ste) UND-Glied (54) auch an die andere Anzeige angeschlossen ist und das zweite Flip-Flop (55) das ivste Steuersignal liefert.

   11. Impulsradargerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungsanzeige und die Senkungsanzeige jeweils aus einem gemeinsamen mit der Welle des Motors (15) der Servoeinheit (12) zusammenwirkenden Drehmelder (-i6) bestehen, sowie aus einem an den Drehmelder (46) angeschlossenen phasenempfindlichen Detektor (47), einem daran angeschlossenen gemeinsamen (ersten) Differenzierglied (49) und - sowohl für die Steigungsanzeige wie die Senkungsanzeige- einer mit diesem Differenzierglied (49) verbundenen Vergleichsschaltung (50, 51), die je eines der beiden genannten Neigungswinkelsignale abgibt.

   12. Impulsradargerät nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelstellungsgeber (13) aus einer Steigungsanzeige und einer Senkungsanzeige besteht, die, wenn die Welle des Motors (15) der Servoeinheit (12) einen Winkel bildet, der dem maximalen bzw. dem minimalen Frequenzwert des Sendeelements (1) entspricht, ein dementsprechendes Winkelstellungssignal abgeben, und daß die Bedingungsschaltung (14) zum Erzeugen des ersten Steuersignals mit einem bistabilen Element (55) versehen ist, dem die Winkelstellungssignale zugeführt v/erden (Fig. 2).

   13. Impulsradargerät nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelstellungsgeber (13) aus einer Sektoranzeige besteht, die ab dem Augenblick, in dem die Welle des Motors (15), die dem ersten Grenzwert entsprechende Position erreicht, bis höchstens zu dem Moment, in dem die Motorwelle die dem anderen Grenzwert des Sendeelementes (1) entsprechende Position einnimmt, ein Sektoranzeigesignal abgibt, und daß die Bedingungsschaltung (14) mit einer Umkehrschaltung (63) und einem bistabilen Element (55) versehen ist, das zum Erzeugen des ersten Steuersignals sowohl direkt als auch über die Umk?hrschaltung (63) mit der Sektoranzeige verbunden ist (Fig. 3).

   14. Impulsradargerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoranzeige eine auf der Welle des Motors (15) befestigte Scheibe und ein Sektoranzeigeelement umfaßt, welches mittels einer sich über die Hälfte der Scheibe erstreckenden Aussparung mit dieser Scheibe zusammenwirkt.

   15. Impulsradargerät nach Anspruch 9 und 10, 9 und 11 oder 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungsschaltung (14) ein an die Impulsdehnungsschaltung (35) angeschlossenes erstes Differenzierglied (57) umfaßt, dessen Ausgangssignal dem Rückstelleingang jedes in der Bedingungsschaltung(14) vorhandenen bistabilen Elementes (53, 55) zugeschaltet wird.

   16. Impulsradargerät nach Anspruch 9 und 10. 9 und 11 oder 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungsschaltung (14) ein (zweites) Differenzierglied (60) umfaßt, mit dessen Hilfe aus einem die Art der Speisespannung kennzeichnenden Bezugssignal ( V₁) ein Rückstellsigna! für jedes in der Ig fischen Schaltung (52) befindliche bistabile Element (53, 55) erhalten wird.

   17. Impulsradargerät nach Anspruch 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ßedingungsschaltung (14) ein zweites UND-Glied (61) umfaßt, das mit der Steigungsanzeige (50), dem zweiten bistabilen Element (55) und unter Einwirkung einer Umkehrschaltung (62) mit der Impulsdehnungsschaltung (35) verbunden ist, und von welchem das Ausgangssignal dem betreffenden Rückstelleingang der beiden bistabilen Elemente (53, 55) abgeschaltet wird.