www.radartutorial.eu Grundlagen der Radartechnik

Radar Trigger

Radar Trigger (deutsch: Anlassimpulse) sind zeitliche Steuerimpulse in einem Radargerät. Sie bestimmen, wann welche Baugruppe in jeder Impulsperiode mit der Arbeit beginnt. In den ersten Radargeräten wurden sie als sogenannte „Nadelimpulse” durch Röhrenschaltungen erzeugt, die als asynchrone Sperrschwinger oder Multivibratoren arbeiteten. In modernen Radargeräten sind es kurze Rechteckimpulse, deren Impulsflanken oder deren Impulsdauer die folgende Baugruppe steuert. Hier werden sie durch Frequenzteilung und logische Verknüpfung aus einem hochstabilen Master-Oszillator auf vollkommen kohärente Weise erzeugt.

Masterclock
Frequency
counter
Clock
generator
Trigger
generator
Exciter
Waveform
Generator
STC-
Generator
Transmitter
Duplexer
Receiver
Analog/Digital
Converter

Bild 1: Zeitliche Steuerung in einem Radargerät

Masterclock
Frequency
counter
Clock
generator
Trigger
generator
Exciter
Waveform
Generator
STC-
Generator
Transmitter
Duplexer
Receiver
Analog/Digital
Converter

Bild 1: Zeitliche Steuerung in einem Radargerät

Frequency
counter
Clock
generator
Trigger
generator
Transmitter
Duplexer
Receiver
Analog/Digital
Converter

Bild 1: Zeitliche Steuerung in einem Radargerät. (interaktives Bild)

Das Bild 1 zeigt die meist genutzte Triggererzeugung und die hauptsächlichen Konsumenten der Impulse und der Takte. Die Zeitbasis wird durch einen Master-Generator gestellt, der sogar zusätzlich über die UTC-Basis der GPS-Satelliten synchronisiert sein kann. Meist reicht es jedoch aus, wenn es ein hochstabiler Quarzgenerator ist, der zum Beispiel auf 100 MHz schwingt und bei zusätzlichen Anforderungen an die Stabilität in einem Thermostaten montiert sein kann.

Diese Frequenz wird in einem Frequenzteiler heruntergeteilt. Alle Zwischenergebnisse werden an den Clock-Generator und den Trigger-Generator weitergeleitet.

Bild 2: die vier versetzten Zeittakte des Systemtakts

Bild 2: die vier versetzten Zeittakte des Systemtakts

Der Clock-Generator erzeugt einen Systemtakt für das gesamte Radarsystem. Die relativ hohe Frequenz des Master-Generators kann nicht so einfach verteilt werden. Sehr schnell kommen Leitungslängen zustande, die eine gute Resonanz für diese Frequenz haben. Bei 100 MHz hätte eine 1 Meter lange Leitung schon die Länge eines Dipols. Deshalb wird meist ein geringerer Takt verteilt, zum Beispiel 25 MHz. Um trotzdem in jeder Baugruppe die Genauigkeit eines 100 MHz-Taktes zu erzielen, werden die 25 MHz als vier unterschiedliche Frequenzen verteilt, die untereinander um ein viertel ihrer Impulsdauer verschoben sind. Diese Takte werden dann Clock 1 bis Clock 4 genannt und die Flanken ihrer Impulse sind zueinander um die Dauer von 1/100 MHz = 10 ns verschoben. So kann jede Baugruppe mit genau dem Takt versorgt werden, der mögliche interne Lauf- und Schaltzeiten berücksichtigt.

Wichtigste Trigger eines Radargerätes sind der Impuls für den Start des Sendeimpulses und der Impuls mit der Dauer des Sendeimpulses. Diese Zeitbezüge können auch mit einem bestimmten Offset versehen sein, zum Beispiel kann der Starttrigger für ein analoges Sichtgerät um einen Betrag (z.B. -39 µs) vor dem Sendebeginn bereitstehen. Diese Startimpulse sind meist für Baugruppen vorgesehen, die während der Sendezeit nicht arbeiten, zum Beispiel der Empfänger und die Radarsignalverarbeitung. Der Impuls mit der Dauer des Sendeimpulses wird meist in Baugruppen verwendet, die zur Zeit des Sendens aktiv sind, zum Beispiel der Waveform-Generator, der Exciter und (falls mit PIN-Dioden ausgestattet) der Duplexer. Auch dieser Impuls kann mit einem jeweiligen Offset versehen sein, hier aber nicht nur Beginn zeitverschoben, sondern auch die Impulslänge dann um den gleichen Offset verlängert. Das ist zum Beispiel im Leistungsverstärker des Senders wichtig, dass die Betriebsspannung kurz vor dem Sendebeginn zugeschaltet und schon sehr kurz nach dem Sendeimpuls wieder abgeschaltet wird.