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Blockschaltbild Rundsichtgerät

Bild 1: Darstellung der Radarsignale auf einem PPI- Rundsichtgerät

Bild 1: Darstellung der Radarsignale auf einem PPI- Rundsichtgerät

Diese klassische Bauform eines Rundsichtgerätes wird noch in vielen Radargeräten verwendet und ermöglicht eine landkartenähnliche Darstellung der Radarinformation. Bei ortsfesten Radargeräten ist die Nordrichtung auf dem Bildschirm oben definiert.

Auf Schiffen oder in Flugzeugen ist diese Darstellung aber nur unter Verwendung eines Kreiselkompasses möglich (absolute Nordrichtung). Fehlt dieser, ist „oben” die Bewegungsrichtung des Schiffes oder des Flugzeuges, also „der Blick voraus” (relative Ausrichtung des Bildschirmes).

Echosignale
Azimuth + Entfernungsmarken
Kennung (IFF)
Synchron-
impulse
Winkel- Inf.
(z.B.: ACP's)
Fokussier-
spule
Ablenk-
spule
Video
Tor-
schaltung
horiz.
vert.
Winkel-
verarbeitung
Strom-
versorgung
Zentrierung

Bild 2: Blockschaltung eines Rundsichtgerätes (PPI)

Echosignale
Azimuth + Entfernungsmarken
Kennung (IFF)
Synchron-
impulse
Winkel- Inf.
(z.B.: ACP's)
Fokussier-
spule
Ablenk-
spule
Video
Tor-
schaltung
horiz.
vert.
Winkel-
verarbeitung
Strom-
versorgung
Zentrierung

Bild 2: Blockschaltung eines Rundsichtgerätes (PPI)

Echosignale
Azimuth + Entfernungsmarken
Kennung (IFF)
Synchron-
impulse
Winkel- Inf.
(z.B.: ACP's)
Fokussier-
spule
Ablenk-
spule
Video
Tor-
schaltung
horiz.
vert.
Winkel-
verarbeitung
Strom-
versorgung
Zentrierung

Bild 2: Blockschaltung eines Rundsichtgerätes (PPI) (interaktives Bild)

Tor- Schaltung

Die Tor- Schaltung erzeugt die intern benötigten Impulse, die den PPI- Indikator mit dem Sender synchronisieren. Die Tor- Schaltung selbst wird durch einen vom Synchronisator erzeugten Vorimpuls synchronisiert, der eventuelle Verzögerungen in der Impulsverarbeitung kompensiert.

Während bei älteren Radargeräten das PPI- Scope noch direkt vom Modulator getriggert wurde, erzeugt z.B. der Synchronizer der ASR-910 einen speziellen Synchronimpuls (TA-39), der 39 µs vor dem Sendemoment die Scopes triggert.

Videoverstärker

Der Videoverstärker verstärkt die Eingangssignale auf ein Maß, das die genannten Eingangssignale eine differenzierte Helligkeitsmodulation des Auslenkstrahles bewirken können. Dabei ist ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Helligkeit und Verstärkung (also: Kontrast) zu finden.

Das Gitternetz der Azimut- und Entfernungsmarken sollte so schwach eingestellt sein, dass es gerade noch so zu sehen ist.

Vorlaufaufhellung

Diese manchmal auch „Rücklaufverdunklung” genannte Schaltung erzeugt aus dem Synchronimpuls für die Dauer der Auslenkung einen Rechteckimpuls, der in der Bildröhre den Elektronenstrahl so steuert, dass Leuchterscheinungen auf dem Bildschirm nur während des Vorlaufes entstehen können.

Da das kräftige Magnetfeld in den Ablenkspulen am Ende der Auslenkung einige Mikrosekunden benötigt, um zusammenzubrechen, würde ein sichtbarer Elektronenstrahl während dieser Zeit chaotische Figuren auf dem Bildschirm erzeugen. Deswegen wird in dieser Zeit der Elektronenstrahl dunkelgetastet.

Sägezahn- Generator
Maßstab des trapezförmigen Sägezahnes

Bild 3: Maßstab des trapezförmigen Sägezahnes

Der Sägezahn- Generator erzeugt eine Ablenkspannung, die eine im Verhältnis zu der Ausbreitung des Sendesignals synchrone Auslenkung des Elektronenstrahls ermöglicht. Dabei ist die Dauer des Sägezahnes von dem gewählten Maßstab abhängig. Die maximale Amplitude des Sägezahnes ist proportional den Bildschirmabmessungen. Dieser Sägezahnimpuls folgt mit seiner Amplitude einer Sinus- und einer Cosinus- Spannung, die somit jeden Auslenkwinkel beschreiben.

Um einen sägezahnförmigen Strom durch die Ablenkspulen zu erzeugen, muss gegen die Selbstinduktion der Spulen eine trapezförmige Spannung erzeugt werden. Der Spannungssprung zu Beginn der Auslenkung bewirkt eine lineare Ablenkung des Elektronenstrahls.

Bild 4: Drehung mit feststehenden Spulen

vertikal
horizontal

Bild 4: Drehung mit feststehenden Spulen

Bildröhre

Die Bildröhre wandelt die elektrischen Ströme und Spannungen in ein sichtbares Bild. Ein Elektronenstrahl erzeugt auf dem Bildschirm eine hell leuchtende Spur.

Für die Ablenkung des Elektronenstrahles gibt es zwei Möglichkeiten:

Bei Bildröhren mit sehr großem Bildschirmdurchmesser wird die elektromagnetische Ablenkung bevorzugt, da für die erforderlichen großen Ablenkwinkel sonst zu große Ablenkspannungen erzeugt werden müssen.

Da der Bildschirm auch noch sehr flach sein soll, legt der Elektronenstrahl zum Bildschirmrand hin einen längeren Weg zurück, als zur Bildschirmmitte. Um einen Schärfeverlust am Bildschirmrand zu verhindern, erhält der Strom der Fokussierspule oft einen Anteil der Sägezahnspannung mit konstanter (also nicht Sinus- Cosinus- modulierter) Amplitude.

Die Bildschirmoberfläche muss mit einem phosphoreszierenden Material beschichtet sein, welches die Helligkeitsinformation des Elektronenstrahls speichern kann, bis dieser erneut die gleiche Position erreicht.

Die Leuchtschicht dieser Bildschirmsysteme hat eine Dynamik von maximal 12 dB. Deshalb wird am Sichtgeräteeingang das Signal-Rausch-Verhältnis des Echosignals mit 4 zu 1 eingestellt.

Winkelverarbeitung

In dieser Baugruppe werden die mechanisch erzeugten Winkelinformationen (Servo-Spannungen oder zu zählende NRF/ACP- Impulse) verarbeitet. Erzeugt werden eine Sinus- und eine Cosinusspannung, die den jeweiligen Antennenwinkel repräsentieren.

Diese Sinus- und Cosinusspannungen werden im Sägezahngenerator mit trapezförmigen Sägezahnspannungen moduliert.

Ablenkverstärker
Maßstab des trapezförmigen Sägezahnes

Bild 3: Maßstab des trapezförmigen Sägezahnes

Die Ablenkverstärker erzeugen aus der Sägezahnspannung und den Gleichspannungen zur Zentrierung einen Ablenkstrom in den Ablenkspulen der Bildröhre. Eigentlich sind diese Sägezahnspannungen hier trapezförmige Spannungen. Der kleine Spannungssprung am Beginn des Sägezahnes soll die Gegeninduktion der Ablenkspule überwinden und eine sägezahnförmige Größe des ablenkenden Magnetfeldes bewirken.

Die Überlagerung der trapezförmigen Impulse mit einer Gleichspannung führt zu einer exzentrischen Verschiebung des Mittelpunktes der Auslenkung. Im Extremfall führt das zu einer Begrenzung der Darstellung auf nur einen Sektor von etwa 60° Breite.

Ablenkspulen

In den Scopes von sehr alten Radargeräten (z.B. P-12) haben sich die Ablenkspulen noch richtig mechanisch und synchron mit der Antenne gedreht! (Dazu klapperten die Kontakte für die Erzeugung der Azimutmarken im Takt.) In den Scopes von weniger alten Radargeräten (z.B. ASR-910) wird schon servicefreundlicher mit horizontalen und vertikalen Ablenkspulen gearbeitet, die allerdings gut justiert werden müssen.

Die Ablenkspulen werden paarweise am Hals der Bildröhre montiert. Die Spulen, die ein horizontales Feld erzeugen, lenken den Elektronenstrahl vertikal ab. Ein vertikales Feld lenkt den Elektronenstrahl horizontal ab.
Neuere Radargeräte verzichten ganz auf diesen Typ Rundsichtgerät mit Polarkoordinaten. Wenn das Kernstück der Radarsignalverarbeitung ein moderner Computer ist, kann dieser seine Informationen auch gleich via Modem auf einem Plasmabildschirm ausgeben.

Stromversorgung

Der Stromversorgungsblock erzeugt u. a. die für die großformatige Bildröhre notwendigen sehr hohen Anodenspannungen (ca. 10 kV).


(Obwohl in diesem Blockschaltbild nicht gezeigt, enthalten viele Sichtgeräte auch die Schaltungen zur Erzeugung der Azimut- und Entfernungsmarken.)