Übersicht zum AFN-System des PRW-16

Allgemein:

Frequenzveränderungen können durch Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen, Änderung der Betriebsspannung, Fehlanpassung der Antenne an den Sender und Schwankungen des Antennendiagramms usw. entstehen und eine Veränderung der Senderfrequenz bzw. Oszillatorfrequenz verursachen. Weiterhin gibt es noch die gewollte Frequenzänderung des Senders beim Umstimmbetrieb.

Dadurch kommt es zu einer Abweichung der ZF und ein einwandfreier Empfang ist nicht mehr möglich. Für einen qualitativ guten Empfangsprozess besteht jedoch immer die Notwendigkeit zur Konstanthaltung und Stabilisierung der Soll-ZF.

Die AFN erzeugt die notwendige Nachstellgröße für den Oszillator. Die Frequenzabweichung wird durch einen Frequenzdiskriminator in eine Regelspannung umgesetzt und der Oszillator solange nachgestimmt, bis der Frequenzunterschied der (fsende)-(foszillator) der ZF entspricht.

Der 1. Oszillator besteht beim PRW-16 aus Reflex-Klystronen (elektronische Nachstimmung bei Klystron „A“, elektromechanische bei „K“). Sie formieren eine für die Frequenzumsetzung der Sendefrequenz (cm-Bereich) in die ZF notwendige harmonische Dauerschwingung.

Die Mischstufe ist dementsprechend als Hohlleitermischstufe ausgelegt. Hier wird die f-Sende über einen Richtkoppler in einen rechteckigen Hohlleiter eingespeist, als H10-Welle nach einem Hohlraumresonator mit der f-Oszillator (von der Auskoppelschleife des Klystron) über eine Mischdiode in die ZF umgesetzt und ausgekoppelt. Ein Abstimmschieber im Hohlleiter dient der Anpassung des Eingangswiderstandes der Mischdiode mit dem Wellenwiderstand des Hohlleiters.

Die AFN besteht beim PRW-16 aus zwei getrennten Systemen:

a) AFN“A“ vollelektronisches, schnell wirkendes Weitbereichs-AFN-System

Betriebsart „A“ (N-500)

Die AFN „A“ ist ausgelegt als einschleifiger Regelkreis ohne Rückführung mit Präzisionsnachstimmung. Zur Erfassung eines großen Frequenzbereiches wirkt eine Suchschaltung auf den Regelkreis und es wird in der Nähe der 2. ZF (Sollwert) automatisch auf den Folgebetrieb umgeschaltet. Alle Regel- und Stellgrößen sind impulsförmig. Die zeitliche Regelung wird über den Anlassimpuls (SAPUSK, N 402 M-1) gesteuert. Das AFN-System „A“ kann die während des Sendens einwirkenden Störgrößen ausgleichen. Der korrigierte Frequenzwert wird nach dem Ausregeln durch eine Fixierschaltung bis zum nächsten Sendeimpuls konstant gehalten = Nachstimm-Halteverfahren.

Suchlauf:

Bei einer größeren Änderung der Sendefrequenz ergibt sich eine impulsförmige Regelgröße, die durch den Frequenz-Diskriminator (Sollwertgeber/Vergleicher, N 101-5, Einstellung mit R16+R19 „DISKR.“) nicht mehr ausgewertet werden kann (liegt außerhalb der Durchlasscharakteristik der LC-Kreise). Ein Nachstimmen im Folgebetrieb (d.h. während 2/3 ti des Sendeimpulses) ist nicht mehr möglich und die Such-Stopp-Schaltung (fehlender Such-Stopp-Impuls) öffnet das Tor im Fixierkanal für die Suchimpulse. Durch die Formierungsstufen (N 101-6) werden alternierend eine Gruppe positiver und eine Gruppe negativer Suchimpulse erzeugt und im Fixierkanal in eine ansteigende und wieder abfallende Treppenspannung umgewandelt (mit Hilfsspannung „OPOR. NAPR.“). Diese Regelspannung stimmt das Reflexklystron „A“ innerhalb seiner Schwingzone durch (Änderung der Reflektorspannung Klystron „A“).

Such-Stopp:

Wenn sich das Bildungsgesetz der ZF an einem bestimmten Wert erfüllt (SM22-f entspricht ca. Sollwert der 2. ZF), entsteht im Such-Stopp-Kanal (N 101-4) ein Impuls, der das Tor im Fixierkanal für die Suchimpulse sperrt.

Nachstimmbetrieb:

Der Frequenzdiskriminator im Folgekanal (N 101-5) liefert die Folgeimpulse (kleinere Amplituden als im Suchlauf), die im Fixierkanal in eine Treppenspannung (mit einer geringeren Amplitudendifferenz als beim Suchlauf) umwandelt werden und den Oszillator (Klystron „A“) innerhalb des Sendeimpulses nachstimmen. Dieser geregelte Wert wird für den verbleibenden Teil der Tastperiode (tp) durch die Fixierschaltung konstant gehalten.

b) AFN“K“ Elektromechanisches Weitbereichs-AFN-System

Betriebsart „K“ (N-500)

Die AFN „K“ ist ausgelegt als einschleifiger Regelkreis mit Zweipunktregelung ohne Rückführung. Auf den Regelkreis wirkt eine Suchschaltung und es wird in der Nähe der 2. ZF (Sollwert) über eine Such-Stopp-Schaltung auf Nachstimmbetrieb geschaltet. Die Folgereglung ist dann ständig in Betrieb = Nachstimm-Folgeverfahren. Eine bleibende Regelabweichung durch die Zweipunktregelung beeinträchtigt nicht die optimale Übertragung des Empfangssignals.

Suchlauf:

Bei großen Frequenzänderungen des Senders (z.B. Umstimmung Magnetron) ergibt sich eine impulsförmige Regelgröße, die durch den Frequenz-Diskriminator (Sollwertgeber/Vergleicher, N 215-2) nicht mehr ausgewertet werden kann (liegt außerhalb der Durchlasscharakteristik der LC-Kreise). Ein Nachstimmen im Folgebetrieb ist nicht mehr möglich und die Such-Stopp-Schaltung (fehlender Such-Stopp-Impuls) öffnet das Tor im Folgekanal (Relaisschaltung im N 215-3). Der Stellmotor der Umstimmwelle des Reflexklystron „K“ (N 213M) wird durch Endschaltergesteuerte Polwenderelais gespeist (dadurch Rechts-/Linkslauf). Über das Stellgetriebe erhält das Stellglied am Oszillatorschwingkreis eine Suchspannung mit einer gleitend variierten Regelgröße.

Such-Stopp:

Wenn sich das Bildungsgesetz der ZF an einem bestimmten Wert erfüllt (SM22 entspricht ca. Sollwert der 2. ZF), kann der Such-Stopp-Kanal durch eine spezielle Demodulatorschaltung (N 215-3) die Stellgröße für das Umschalten des Tores erzeugen. Für das exakte Ansprechen der Folgerelais wird eine Impulsverbreiterung durch Formierungsstufen mit monostabilen MV’s erzeugt.

Nachstimmbetrieb:

Liegt die SM22-f in der Nähe der ZF (zwischen den Höcker-Frequenzen der Diskriminatorcharakteristik), regelt der Folgekanal (N 215-3) über den Stellmotor, einer zusätzlichen Getriebeuntersetzung und der Elektromagnetkupplung die Welle des Klystron „K“ in einem engen Bereich nach.

Dank für die Ausarbeitung an Olaf Kliem