DE1591056C

DE1591056C - Impulse radar device with elevation-graded antenna radiators for phase-controlled beam swiveling

Info

Publication number: DE1591056C
Authority: DE
Inventors: Roger Paris; Daveau Bernard Orsay; Alfandari (Frankreich)
Original assignee: Compagnie Francaise Thomson Houston SA
Current assignee: Compagnie Francaise Thomson Houston SA

Description

. Die Erfindung bezieht sich auf ein Impulsradargerät ..Weiterbildung der. Erfindung dadurch erreicht; daß. The invention relates to a pulse radar device .. Further development of the. Invention achieved thereby; that

mit einem Antennensystem aus einer Vielzahl eleva-. * die Strähler in zwei Gruppen unterteilt sind, weichewith an antenna system from a variety of eleva-. * the Strähler are divided into two groups, soft

tionsgestaffelter Strahler, von denen jeder über einen in an sich bekannter Weise getrennt mit Einrichtungenstaggered radiators, each of which is separated in a manner known per se with facilities

zur abtastenden Strahlschwenkung in Elevations- zur Bildung eines Summenausgangssignals und einesfor scanning beam pivoting in elevation to form a sum output signal and a

richtung dauernd veränderten Phasenschieber und ein 5 Differenzausgangssignals verbunden sind.Direction continuously changed phase shifter and a 5 differential output signal are connected.

Kopplungsglied mit einer Speisequelle verbunden ist. Eine erste Ausführungsform besteht in diesem FallCoupling member is connected to a supply source. There is a first embodiment in this case

Es ist bekannt, eine rein elektronische abtastende darin, daß die Strahler der beiden Gruppen jeweils mit Strahlschwenkung in Elevationsrichtung bei einem einem von zwei Hohlleitern verbunden sind, die mit Antennensystem aus einer Vielzahl elevationsgestaf- zwei Zweigen eines magischen T-Glieds verbunden felter Strahler entweder durch phasenunterschiedliche io sind, dessen übrige Zweige den Summenausgang bzw. .Speisung oder durch frequenzvariable Speisung zu den Differenzausgang bilden,
erzeugen. Da in diesen. Fällen ein einziger Richtstrahl Die gleiche Wirkung, kann gemäß einer zweiten den gesamten erfaßten Raumwinkel abtastet, besteht Ausführungsform dadurch erhalten werden, daß die das Problem, einen Kompromiß zwischen der für die Strahler, der beiden Gruppen über erste Kopplungs-Erfassung eines Zieles maximal zulässigen Abtast- 15 ,glieder gleichphasig mit einem ersten Hohlleiter und geschwindigkeit und der Größe des erfaßten Raum- über zweite Kopplungsglieder gegenpbasig mit einem winkeis zu finden. dazu parallelen zweiten Hohlleiter verbunden sind.It is known that a purely electronic scanning is that the radiators of the two groups are each connected with beam pivoting in the elevation direction at one of two waveguides connected to antenna system of a plurality of elevationsgestaf- two branches of a magic T-member connected either through are phase-different io, the remaining branches of which form the sum output or supply or through frequency-variable supply to the differential output,
produce. Because in these. Cases a single directional beam The same effect, can be scanned according to a second embodiment, the entire detected solid angle can be obtained in that the problem of a compromise between the maximum permissible for the emitters of the two groups via first coupling detection of a target scan - 15, links in phase with a first waveguide and speed and the size of the captured space - to be found via second coupling links opposite to one another with a wink. are connected to this parallel second waveguide.

Es ist auch bereits bekannt, bei einem mit einer Schließlich ist es auch möglich, die Erfindung beiIt is also already known in the case of one with a. Finally, it is also possible to use the invention in the case of

Frequenz arbeitenden Rundsichtgerät mehrere eleva- einem Zielverfolgungsradargerät anzuwenden. DiesFrequency-working omnidirectional device to use several eleva- one target tracking radar device. this

tionsgestaffelte Empfangsrichtstrahlen gleichzeitig da- 20 wird dadurch erreicht, daß drei unterschiedlichestaggered reception directional beams at the same time is achieved by having three different

durch zu erhalten, daß die von verschiedenen Strahlern Trägerfrequenzen verwendet werden, die so bemessenthrough to obtain that the carrier frequencies used by different radiators, which are dimensioned in this way

stammenden Empfangssignale mit unterschiedlicher sind, daß die drei Richtstrahldiagramme aneinander-received signals are different, so that the three directional beam diagrams are mutually

gegenseitiger Phasenverschiebung zusammengefaßt grenzen, und daß die Empfangsschaltungen Einrich-mutual phase shift summarized limit, and that the receiving circuits Einrich-

werden. tungen enthalten, die wahlweise auf die Empfangs-will. contain services that can optionally be applied to the reception

Schließlich ist es auch bekannt, mehrere frequenz- 35 signale des mittleren Hauptrichtstrahls oder der beidenFinally, it is also known to use a plurality of frequency signals from the central main beam or both

unterschiedliche Generatoren mehrere Strahler gleich- Seitenrichtstrahlen ansprechen, und die Phasenschieberdifferent generators address multiple radiators in the same directional side beams, and the phase shifter

zeitig derart speisen zu lassen, daß mehrere Rieht- so steuern, daß der mittlere Hauptrichtstrahl auf einTo be fed in time in such a way that several directions control so that the central main directional beam on one

strahlen gleichzeitig entstehen. Da diese Richtstrahlen erfaßtes Ziel gerichtet bleibt.rays arise at the same time. Since these directional beams remain targeted target.

feststehen, hängt die Winkelauflösung von der Zahl Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in derare established, the angular resolution depends on the number of embodiments of the invention are in the

der verwendeten Frequenzen ab. Zur Verringerung 3° Zeichnung dargestellt. Darin zeigtthe frequencies used. To reduce 3 ° drawing shown. In it shows

des für eine große Auflösung erforderlichen Aufwands F i g. 1 das Blockschaltbild einer Ausführungsformthe effort required for a high resolution F i g. 1 shows the block diagram of an embodiment

ist es bekannt, der Antenne ein Rauschspektrum des erfindungsgemäßen Impulsradargeräts,it is known that the antenna has a noise spectrum of the pulse radar device according to the invention,

zuzuführen. , . F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines ver-to feed. ,. F i g. 2 a perspective view of a

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweigten Hohlleiters, der bei einer anderen Ausfüh-The invention is based on the object of providing a branched waveguide, which in another embodiment

Impulsradargerät zu schaffen, das die schnelle Ab- 35 rung der Anordnung von Fig. 1 verwendbar ist,To create a pulse radar device which can use the rapid derivation of the arrangement of FIG. 1,

tastung eines großen Raumwinkels mit verhältnis- F i g. 3 eine weitere Abänderung der Anordnungprobing a large solid angle with a ratio of F i g. 3 another modification of the arrangement

mäßig geringer Abtastgeschwindigkeit auf einfache von F i g. 1,moderately slow scanning speed to a simple one from FIG. 1,

Weise ermöglicht. F i g. 4 das Blockschaltbild einer als Zielverfol-Way allows. F i g. 4 the block diagram of a target tracking

Dies wird bei einem Impulsradargerät der eingangs gungsgerät verwendbaren Ausführungsform des erfin-In the case of a pulse radar device, this is the embodiment of the invention which can be used at the beginning.

angegebenen Art nach der Erfindung dadurch erreicht, 40 dungsgemäßen Radargeräts,specified type according to the invention achieved by 40 radar device according to the invention,

daß in an sich bekannter Weise die Sendequelle zur F i g. 5 ein Diagramm zur Erklärung des der gleichzeitigen Erzeugung mehrerer unterschiedlich Erfindung zugrundeliegenden Prinzips,
geneigter Richtstrahlen aus mehreren Generatoren F i g. 6 die schematische Darstellung eines Phasenunterschiedlicher Trägerfrequenz besteht. Schiebers, der bei den Anordnungen von F i g. 1 that in a manner known per se the transmission source for F i g. 5 shows a diagram to explain the principle on which the simultaneous generation of several different inventions is based,
inclined directional beams from several generators F i g. 6 there is a schematic representation of a phase of different carrier frequencies. Slider, which in the arrangements of F i g. 1

Die Erfindung ergibt die Wirkung, daß auf Grund 45 und 4 verwendbar ist,The invention has the effect that, on the basis of 45 and 4, it is possible to use

der unterschiedlichen Trägerfrequenzen ein Büschel .' Fig. 7 das Strahlungsdiagramm des Radargerätsthe different carrier frequencies a clump. ' 7 shows the radiation diagram of the radar device

von unterschiedlich geneigten Richtstrahlen entsteht, von Fig. 1,of differently inclined directional beams, from Fig. 1,

dem mit. Hilfe der dauernd veränderten Phasen- F i g. 8 ein Diagramm einer vorteilhaften Ampli-the with. Help the constantly changing phase F i g. 8 a diagram of an advantageous amplification

schieber eine abtastende Schwenkbewegung in Eleva- ~ tudenverteilung bei dem erfindungsgemäßen Radar-slide a scanning swivel movement in elevation distribution in the radar according to the invention

tionsrichtung erteilt wird. Dadurch ist es möglich, 50 gerät, · ,direction is granted. This makes it possible to use 50 devices,

einen bestimmten Raumwinkel in kurzer Zeit mit ver- Fig. 9 das Strahlungsdiagramm des Radargerätsa certain solid angle in a short time with Fig. 9 the radiation diagram of the radar device

hältnismäßig geringer Abtastgeschwindigkeit abzu- von F i g. 4.relatively low scanning speed from FIG. 4th

tasten, denn jeder Richtsträhl muß sich nur durch F i g. 1 zeigt das Antennensystem eines Höheneinen Bruchteil dieses Raumwinkels bewegen. Ferner meßradargeräts mit einer Reihe von Strahlern A₁, können die zur Erzielung dieser Schwenkbewegung 55 A₃, ... Aj, ... A_n^₁, A_n für die Sendung und den erforderlichen Schaltungsmittel verhältnismäßig ein- Empfang von Höchstfrequenzwellen. Die oberhalb fach sein, weil der Schwenkbereich klein ist. der gestrichelten horizontalen Linie X₁, X₂ liegendefeel, because each Richtstrahl only has to go through F i g. 1 shows the antenna system of a height moving a fraction of this solid angle. Furthermore, measuring radar device with a number of radiators A ₁ , can be used to achieve this pivoting movement 55 A ₃ , ... Aj, ... A _n ^ ₁ , A _n for the transmission and the necessary switching means relatively a reception of ultra-high frequency waves. Be the above fold because the swivel range is small. the dashed horizontal line X ₁ , X ₂ lying

Zur Erzielung dieser Wirkung ist das Impulsradar- Anordnung, zu der auch die Strahler gehören, ist umTo achieve this effect, the pulse radar arrangement, which also includes the radiators, is up

gerät vorzugsweise so ausgebildet, daß die unter- eine vertikale Achse drehbar, die in F i g. 7 und 9device is preferably designed so that the lower a vertical axis rotatable, which is shown in FIG. 7 and 9

schiedlichen Trägerfrequenzen so bemessen sind, daß 60 mit 0 bezeichnet ist Und durch die Strahler oder indifferent carrier frequencies are dimensioned so that 60 is denoted by 0 And through the radiators or in

die Diagramme der unterschiedlich geneigten Rieht- deren Nähe verläuft. Die drehbare Anordnung kannthe diagrams of the differently inclined directions - the proximity of which runs. The rotatable arrangement can

strahlen im Abstand voneinander liegen und daß die ferner einen üblichen Reflektor, wie bei 14 in F ig. 4rays lie at a distance from each other and that the furthermore a conventional reflector, as at 14 in F ig. 4th

dauernd veränderten Phasenschieber so gesteuert sind, gezeigt, in Form eines parabolischen Zylinderab-continuously changing phase shifters are controlled in this way, shown in the form of a parabolic cylinder

daß sich die Schwenkbereiche der Richtstrahlen an- Schnitts aufweisen, der auf die Reihe der Strählerthat the swiveling areas of the directional beams have an incision that is on the row of Strähler

einander anschließen. 65 fokussiert ist. Zu der drehbaren Anordnung gehörtjoin each other. 65 is in focus. The rotatable assembly includes

Die Erfindung ist auch bei den nach dem bekannten ein Hohlleiter 1 in den Kopplungsglieder C,, C₂, ... Q,The invention is also in the case of the known a waveguide 1 in the coupling members C ,, C ₂ , ... Q,

Summen-Differenz-Verfahren arbeitenden Impuls- ... C„__t, C_n eingefügt sind, die jeweils mit einem derSum-difference method working pulse ... C "_ _t , C _{n are} inserted, each with one of the

radargeräten anwendbar. Dies wird gemäß einer Strahler^₁. ..A_n über einen zugehörigen Phasen-radars applicable. This is done according to a radiator ^ ₁ . ..A _n via an associated phase

■ . · . ■■ ·.' .■' ³ .· -" ' V ■ ■ ⁴ ■. ·. ■■ ·. ' . ■ ' ^3. · - "' V ■ ■ ⁴

schieberD₁, D₂, ...Dy, :'ν.D_n-I, D_n gekoppelt sind. Wenn die übertragene Frequenz die Ausbreitungs-Jeder dieser Koppler kann als Richtkoppler aus- wellenlänge A₇-im; Hohlleiter l^v. hat, ist die Phasengebildet sein, um das .Stehwellenverhältnis zu ver- differenz Δ ψ zwischen aufeinanderfolgenden Koppringern. Die ausgesendete Energie kann zirkulär oder lungsgliedern Cy," Cy₊₁ gleich · : , > linear polarisiert sein oder kann zwischen diesen beiden 5 : - j . Polarisätionsarten umschaltbar sein. Der Hohlleiterl 2nd slide _{D 1} , D ₂ , ... Dy ,: _{'ν .D n} -I, D _{n are} coupled. Each of these couplers can be used as a directional coupler at wavelength A ₇ -im; Waveguide l ^v . has, the phase is to be formed in order to the .standwave ratio to the difference Δ ψ between successive Koppringern. The emitted energy can be circular or _{linearly polarized Cy, "Cy +1} equals ·:,> linearly or it can be switched between these two 5: - j. Types of polarization. Der Hohlleiterl 2nd

ist am Ende reflexionsfrei abgeschlossen^ >l_ff ' * · ■ y>U^a — A* ■' ^is closed at the end without reflection ^> l _ff '* · ■ y> U ^a - A * ■' ^

Der Hohlleiter 1 ist über einen Drehkoppler 3 und , ■ :The waveguide 1 is via a rotary coupler 3 and, ■:

einen Multiplexer! mit mehreren Sendefrequenz- wobei A die Wellenlänge der angelegten Sendegeneratoren E₁.:. Ei, .... £* verbunden, die auf ver- 10 schwingung im freien Raum und X_c die Grenzwellenschiedenen Wellenlängen X₁... Ai, ...Xk arbeiten. länge des Hohlleiters ist. Wenn die Phasenschieber D/, Diese Generatoren werden impulsweise über eine Dy₊₁ eine zusätzliche, durch die Abtaststeuerschal-Leitung 50 synchron mit der (nicht dargestellten) tung 5 veränderliche Phasenverschiebung Δ ψ _v erzeu-Sendeimpulsquelle eines Rundsichtradargeräts 51 ge- gen, kann der Wert des Winkels Θ aus der Beziehung tastet, das in einem anderen Frequenzband arbeiten 15 . . a multiplexer! with several transmission frequencies where A is the wavelength of the applied transmission generators E ₁ .:. Ei, .... £ *, which work on oscillation in free space and X _c the boundary waves different wavelengths X ₁ ... Ai, ... Xk . length of the waveguide. If the phase shifter D /, These generators are pulsed via a Dy _+1, an additional, through the scanning control switch line 50 synchronously with the (not shown) device 5 variable phase shift Δ ψ _v erzeu-transmit pulse source of a surveillance radar device 51, the can Samples the value of the angle Θ from the relationship that work in a different frequency band 15 . .

kann und dessen Antenne 52 gemeinsam mit dem sin Θ — --■-?—can and its antenna 52 together with the sin Θ - - ■ -? -

Antennensystem A₁... A_n und den zugehörigen EIe- 2nd Antenna system A ₁ ... A _n and the associated EIe- 2nd

menten des Höhenmeßradargeräts drehbar ist. Dieelements of the radar altimeter is rotatable. the

Schwingungen der Generatoren E₁. ..Ei dienen wei- bestimmt werden, wobei terhin zur Demodulation der empfangenen Hoch- ao A to — Δν> Λ- Δ v> Vibrations of the generators E ₁ . ..Ei are used further to be determined, with the subsequent demodulation of the received high ao A to - Δν> Λ- Δ v>

frequenzschwingungen. Die demodulierten Echo-frequency oscillations. The demodulated echo

impulse werden einem Computer4 zugeführt, der Daraus folgt, daß eine Änderung entweder von Δψ ebenfalls von dem Rundsichtradargerät 51 gesteuert oder X den Winkel Θ ändern. Diese Formel zeigt wird. / jedoch ebenso, daß die Änderung von Θ nicht pro-Pulses are fed to a computer 4, from which it follows that a change in either Δψ is also controlled by the panoramic radar device 51 or X changes the angle Θ . This formula shows will. / but also that changing Θ is not pro-

Ein weiterer Drehkoppler 6 verbindet eine Abtast- 35 portional der Änderung der Phasenverschiebung ist, steuerschaltung 5 über getrennte Leitungen mit den so daß in der Praxis der durch die Einstellung der Phasenschiebern D₁ ... D_n zur Steuerung der dadurch Phasenschieber Dy verfügbare Abtästbereich begrenzt erzeugten Phasenverschiebungen. Das Ausgangssignal ist. Diese Begrenzung wird durch die Tatsache komder Abtaststeuerschaltung 5 wird außerdem an den pensiert, daß die verschiedenen diskreten Sende-Computer 4 gelegt. Mittels dieser Information steuert 30 frequenzen gleichzeitig mehrere höhengestaffelte Keuder Computer die Ablenkelektroden einer Kathoden- len erzeugen, die verschiedene Sektorbereiche Z₁, Z₂, strahlröhre 54, deren Schirm die Entfernung r und Z₃ usw., wie in F i g. 7 dargestellt, abtasten. Bsi den Höhenwinkel Θ eines Zieles T zeigt, dessen passender Wahl dieser Sendefrequenzen grenzt der Position ferner als Funktion der Entfernung r und des' durch die Keule B₁ (der kürzesten Wellenlänge A₁ Azimutwinkels α auf dem Panoramaschirm 55 des 35 entsprechend) abgetastete Bereich Z₁ direkt an den Rundsichtradargeräts 51 dargestellt wird. durch die Keule B₂ (mit der Wellenlänge X₂) ab-Another rotary coupler 6 connects a scanning control circuit 5 via separate lines to the control circuit 5, which is proportional to the change in the phase shift, so that in practice the scanning range available through the setting of the phase shifters D ₁ ... D _n for controlling the phase shifter Dy is limited generated phase shifts. The output signal is. This limitation is compensated by the fact that the scan control circuit 5 is also applied to the various discrete transmitting computers 4. Using this information, 30 frequencies simultaneously controls several height-graded Keuder computers that generate deflection electrodes of a cathode, the different sector areas Z ₁ , Z ₂ , radiation tube 54, whose screen the distance r and Z ₃ , etc., as in FIG. 7 shown, scan. Bsi shows the elevation angle Θ of a target T whose suitable choice of these transmission frequencies also borders the position as a function of the distance r and the area Z scanned by the lobe B ₁ (corresponding to the shortest wavelength A ₁ azimuth angle α on the panoramic screen 55 of 35) _{1 is shown} directly on the all-round vision radar device 51. through the lobe B ₂ (with the wavelength X ₂ )

Die azimutale Richtwirkung der Strahlergruppe getasteten Bereich Z₁, wobei der letztere seinerseits ,A₁...A_n sollte derart sein, daß das Abtasten eines an den BereichZ₃ (WellenlängeA₃) angrenzt. Die gesamten Höhensektors in jeder horizontalen Lage Diagrammbreite dieser Keulen kann beispielsweise dem Auflösungsvermögen des Rundsichtradargeräts 51 40 der Halbwertsbreite (— 3 db zu beiden Seiten des entspricht. Maximums) entsprechen. Die äußeren AbtastlagenThe azimuthal directivity of the emitter group scanned area Z ₁ , the latter in turn , A ₁ ... A _n should be such that the scanning of one is adjacent to the area Z ₃ (wavelength A ₃ ). The total height sector in each horizontal position diagram width of these lobes can, for example, correspond to the resolving power of the panoramic radar device 51 40 of the half-width (-3 db on both sides of the corresponding maximum). The outer scanning positions

Bei passender Einstellung der Phasenschieber jeder Keule JJ₁, B_t, B₃ sind bei B₁, B₁", B₃', B₂" und D₁... D_n zeigt das Vertikaldiagramm des Antennen- B₃', B₃" in F i g. 7 dargestellt.With a suitable setting of the phase shifters of each lobe JJ ₁ , B _t , B ₃ are at B ₁ , B ₁ ", B ₃ ', B ₂ " and D ₁ ... D _n shows the vertical diagram of the antenna B ₃ ', B ₃ "is shown in FIG. 7.

systems A₁... A_n genauso viele Hauptkeulen wie es Die Phasenschieber können in üblicher Weisesystems A ₁ ... A _n as many main lobes as there The phase shifters can in the usual way

Sendefrequenzgeneratoren E₁ ...Et gibt. Die Achse 45 kontinuierlich einstellbar sein, beispielsweise mit jeder Keule steht in einem charakteristischen Höhen- Hilfe von Ferritkernen oder steuerbaren Halbleitern, winkel^...©* zu der Horizontalen. Die Größe Sie können jedoch auch binäre Kombinationen von dieses Winkels ist teilweise durch die entsprechende Anordnungen mit fester Phasenverschiebung sein, Wellenlänge der Trägerwelle A₁... A» und teilweise wie in F i g. 6 dargestellt ist, wo der Phasenschieber Dy durch die relative Phasenverschiebung zwischen den 50 aus vier Stufen besteht, die jeweils eine Phasenverbenachbarten Strahlern des Antennensystems be- Schiebung von π, π/2, π/4 bzw. π/8 aufweisen. Es stimmt. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, können noch weitere Stufen hinzugefügt werden, daß die lineare Reihe der StrahlerA₁...A_n durch die eine Phasenverschiebung aufweisen, die dem eine zweidimensionale Anordnung ersetzt werden Wert π geteilt durch höhere Potenzen von 2 entkann, wobei jeder in Fig. 1 gezeigte Strahler reprä- 55 spricht. Diese Stufen könnten von der Abtaststeuersentativ für mehrere solcher horizontal nebenein- schaltung 5 am Beginn jeder Sendeperiode so einander angeordneter Strahler ist. geschaltet werden, daß eine fortschreitende Phasen- .Transmission frequency generators E ₁ ... Et there. The axis 45 can be continuously adjusted, for example with each lobe is at a characteristic height using ferrite cores or controllable semiconductors, angle ^ ... © * to the horizontal. The size you can however also be binary combinations of this angle is partly due to the corresponding arrangements with fixed phase shift, wavelength of the carrier wave A ₁ ... A »and partly as in F i g. 6 is shown where the phase shifter Dy consists of four stages due to the relative phase shift between the 50, each of which has a phase shift of π, π / 2, π / 4 or π / 8. It is true. In this context, it should be noted that further steps can be added so that the linear series of radiators A ₁ ... A _n have a phase shift that can be replaced by a two-dimensional arrangement, the value π divided by higher powers of 2, each radiator shown in FIG. 1 representing 55 speaking. These stages could be provided by the scanning control device for several such horizontally side-by-side switch-ons 5 at the beginning of each transmission period that are arranged one above the other. be switched that a progressive phase.

Wie in F i g. 5 dargestellt, sind die auslauf ended verschiebung erzielt wird.As in Fig. 5 are shown, the run-out ended shift is achieved.

WellenkomponentenJf^,,JV_]+t, die in einer Richtung In Fig. 2 ist eine Abänderung der AnordnungWave components Jf ^ ,, JV _{] + t} occurring in one direction in Fig. 2 is a modification of the arrangement

laufen, die den HöheriwinkelÖ hat, in Phase, Wenn 60 von F i g. 1 dargestellt, welche die Anwendung^ dss die sie erzeugenden Strahler A], A}+_t mit einer Phasen- Summe-Differenz-Verfahrens ermöglicht. Zu diesem differenz arbeiten, deren Bogenmaß gleich der Weg- Zweck ist der Hohlleiterl,^n den die StrahlerA₁. ..A_n differenz d · sin Θ ist, wobei d der räumliche Abstand angeschlossen sind, durch einen abgsändertenHbh!- zw'ischen den beiden Strahlern Aj und ^y₊₁ ist. Es leiter 10 ersetzt, der sich in zwei Zweig3 11 und 12 kann angenommen werden, daß der Abstand«/ im 65 aufteilt. Der Zweig 11 ist mit einer Gruppj/f voh gesamten Antennensystem konstant ist. Diese Bedin- Strahlern A₁.. .Aj (über Phasenschiebsr D₁...Dj) und gung vereinfacht die Rechnung, sie ist aber nicht der Zweig 12 mit einer Grupps A" von Strahlern zwingend. Aj₊₁...A_n (über PhasenschieberDy₊₁...D«) gskop-run, which has the higher angle, in phase if 60 of FIG. 1 shown, which enables the application ^ dss the emitters A], A} + _t that generate them with a phase-sum-difference method. To work on this difference, the radian measure of which is equal to the path purpose is the waveguide, ^ n which the radiators A ₁ . ..A _n difference d · sin Θ , where d is the spatial distance connected by a modified HB! - between the two radiators Aj and ^ y ₊₁ . It replaces conductor 10, which is divided into two branches 11 and 12, and it can be assumed that the distance λ / λ is divided into 65. The branch 11 is constant with a group of the entire antenna system. This condition emitters A ₁ .. .Aj (via phase shifter D ₁ ... Dj) and gung simplifies the calculation, but it is not mandatory for branch 12 with a group A " of emitters. Aj ₊₁ ... A _n (via phase _{shifterDy +1} ... D «) gskop-

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pelt. Der oberste Strahler^ der unteren Gruppe Λ' oder DifferenzausgangssignalD₀, während der Hohl- und der unterste Strahler >4/₊₁ der oberen Gruppe A" leiter 1,^^ wie in^ F i g;l, ein additives Signal oder können voneinander den zuvor erwähnten Abstand«/. Summenausgangssignal 5o erzeugt. : ;; ^ ^ haben, welcher dem Abstand zwischen jeweils zwei : In Fi g .4 ist dargestellt, wie das zuvorbeschriebene benachbarten Strahlern innerhalb jeder Gruppe ent- 5 Prinzip bei einem ϊ Zieiverfolgungsradargerät anspricht. Der Abstand zwischen den Gruppen könnte gewendet werden kann; Es sind zwei Strahlergrupjedoch auch anders sein. Die zugehörigen Phasen- ρεηΛ', A" der in Fi g. 2 dargestellten Art in Ver- schieberZ),...D_n sind jedoch in der zuvor, beschrie- bindung mit einem parabolischen Reflektor 14 vorbenen Weise korreliert, um für jede Sendefrequenz handen. Drei Sendefrequenzgeneratoren E₁, E₂, E₃ eine einzige Strahlungsrichtung über das Antennen- ίο mit den entsprechenden Wellenlängen A₁, ^, /I₃ sind systemA₁...A_n zu erzeugen. ; mit dem Hohlleiter 10 über einen Multiplexer2,pelt. The uppermost radiator ^ of the lower group Λ 'or differential output signal D ₀ , while the hollow and the lowermost radiator> 4 / _{+1 of} the upper group A " conductor 1, ^^ as in ^ F ig; l, an additive signal or can from each other the above-mentioned distance /. sum output signal 5o generated.: ;; ^ ^, which is the distance between two: In Fig. 4 is shown how the previously described adjacent radiators within each group corresponds to a ϊ target tracking radar device responsive the distance between the groups could be reversed;. There are two Strahlergrupjedoch be otherwise the associated phase ρεηΛ ', A "of the g in Fi.. 2 type shown in VerschieberZ) ,. ..D _n are, however, in the manner described above, correlated with a parabolic reflector 14 in order to act for each transmission frequency. Three transmission frequency generators E ₁ , E ₂ , E ₃ a single direction of radiation via the antenna ίο with the corresponding wavelengths A ₁ , ^, / I ₃ are system A ₁ ... A _n to be generated. ; with the waveguide 10 via a multiplexer2,

Die Zweige 11 und 12 sind miteinander und mit einen Drehkoppler 3, einen Hohlleiter 1 und ein dem gemeinsamen Hohlleiterabschnitt 10 über eine Paar in Kaskade geschalteter Duplexer 16, 15 verübliche T-Verbindung (magisches T) verbunden, von bunden. Der Duplexer 15 empfängt auch das Summender ein weiterer Zweig 13 in konjugierter Beziehung 15 ausgangssignal S₀ des Hohlleiters 10 und leitet es zu dem Zweig 10 abgeht. Ankommende Hochfre- über einen Sende-Empfangs-Schutzschalter 18 und qucnzwellen einer gegebenen Frequenz, die durch ein einen parametrischen Verstärker 20 zu einem Hoch-Ziel auf die beiden Strahlergruppen reflektiert werden, frequenzverteiler 33. von wo die Empfangssignale werden additiv in dem Zweig 10 und subtraktiv in über den Duplexer 16 und die Elemente 3 und 2 zu dem Zweig 13 kombiniert, so daß ein Summenaus- »o den Sendefrequenzgeneratoren E₁, E₂, E₃ zurückgangssignal S₀ und ein Differenzausgangssignal D₀ geführt wird. Die Schleife 15, 18. 20, 33 und 16 erzeugt werden. In Abhängigkeit von den relativen reduziert den Rauschpegel im Vergleich zu der in Übertragungszeiten zwischen dem Ziel und den beiden F i g. 1 dargestellten einfachen Zweiwegeübertragung Strahlgruppen ist entweder das Summenausgangs- über einen Hohlleiter 1, 10 bemerkenswert, signal, S₀ oder das Differenzausgangssignal D₀ domi- »5 Die Sendefrequenzgeneratoren £„ E₂, E₃ werden nierend. Aus der Kombination dieser Ausgangs* wie bei - den zuvor beschriebenen Ausführungssignale kann der Computer eine genaue Information beispielen unter Steuerung durch das Rundsichtüber die Richtung des Ziels erlangen. radargerät 51 impulsweise getastet, und ihre Schwin-The branches 11 and 12 are connected to one another and to a rotary coupler 3, a waveguide 1 and a common waveguide section 10 via a pair of cascaded duplexers 16, 15, a common T connection (magic T). The duplexer 15 also receives the summing of a further branch 13 in conjugate relation 15 output signal S _{0 of} the waveguide 10 and forwards it to branch 10. Incoming high-frequency over a transmit-receive circuit breaker 18 and qucnzwellen a given frequency, which are reflected by a parametric amplifier 20 to a high target on the two radiator groups, frequency distributor 33. from where the received signals are additive in the branch 10 and combined subtractively in via the duplexer 16 and the elements 3 and 2 to the branch 13, so that a sum output »o the transmission frequency generators E ₁ , E ₂ , E ₃ return signal S ₀ and a differential output signal D ₀ is performed. The loop 15, 18. 20, 33 and 16 are generated. Depending on the relative reduces the noise level compared to that in transmission times between the target and the two F i g. Illustrated simple two-way transmission beam Groups 1 is either the Summenausgangs- via a hollow conductor 1, remarkable 10, signal, S _0, or the differential output signal D ₀ dominant »5 The transmission frequency generators £" E _2, E ₃ are alternately. From the combination of these output * as in the case of the execution signals described above, the computer can obtain precise information on the direction of the target, for example under the control of the panoramic view. radar device 51 pulsed, and their oscillating

Die Hohlleiterabschnitte 11 und 12 sind am oberen gungen dienen wiederum zur. Demodulation der Ende reflexionsfrei abgeschlossen. { 3° Empfangssignale. Die demodulierten EchoimpulseThe waveguide sections 11 and 12 are on the upper conditions in turn serve to. Demodulation of the End finished without reflection. {3 ° received signals. The demodulated echo pulses

Die Übertragungskoeffizienten der in Fi g· 2 nicht werden über Torschaltungen 43, die von einem dargestellten Kopplungsglieder C₁..;C_n (Fig. 1) Wähler42 gesteuert werden, einer logischen Schalkönnen derart gewählt werden, daß die Amplituden tung44 zugeführt. Die Baugruppen 42. 43 und 44 der von den einzelnen Strahlern ausgestrahlten sind Teile des Computers 4. der ferner eine Koppel-Wellen (und daher ebenfalls die Empfindlichkeit der 35 schaltung 41 enthält, die den Torschaltungs-Wähler 42 Strahler für ankommende Wellen) verschieden sind, in Abhängigkeit von den vom Rundsichtradargerät 51 beispielsweise mit einem Strahlungsmaximum in der und von der logischen Schaltung 44 kommenden Mitte des Antennensystems (F i g. 1) oder jeder Informationen steuert. Die logische Schaltung 44 Strahlergruppe (F i g. 2). Dies ist in Fig. 8 für die ist dazu bestimmt, die der Wellenlänge/₂ entspre-Ahordnung von F i g. 2 in einem Diagramm dar- 4° chende Hauptkeule auf ein ausgewähltes Ziel ausgestellt, welches die für eine bestimmte Sendefrequenz zurichten. Ein Ausgangsnetzwerk 29 dient als Monoin der entsprechenden Ausbreitungsrichtung gleich- pulsinterpolator, welcher die Zielinformationen ausphasig übertragenen Wellen zeigt. In diesem Zusam- wertet, die in einer von den Summen- und Differenzmenhang ist zu bemerken, daß eine genau parallele ausgangssignalen S₀ und D₀ der Strahlergruppen A', Beziehung der ausgestrahlten Wellen nicht immer 45 A" abgeleiteten Signalkombination enthalten sind, exakt aufrechterhalten werden muß, sondern, daß Zu diesem Zweck ist der Hohllciterzweig 13 über z. B. die zwischen den Kopplungsgliedern und den einen Sende-Empfangs-Schutzschalter 17. einen paraStrahlern eingeführten Phasenverschiebungen derart metrischen Verstärker 19 und ein Filter 21 mit einer geringfügig verändert sein können, daß eine Konver- Mischstufe 23 verbunden, die eine Überlagerungsgenz der Ausbreitungsrichtungen der gleichphasigen 50 schwingung von dem Sendefrequenzgenerator E. über Wellen für die Erfassung von Zielen geringen Durch- einen Drehkoppler 27 und einen Hochfrequenzvermessers erreicht wird. Umgekehrt kann eine geringe teiler 28 empfängt. Die gleiche Schwingung wird von Divergenz in gewissen Fällen vorteilhaft sein, z. B. dem Hochfrequenzverteiler 28 einer Mischstufe 24 zur Ortung eines ausgedehnten Ziels oder einer zugeführt, die außerdem das Summenausgangssignal S₀ Gruppe von Zielen, * 55 von dem Hohlleiter 10 über die Elemente 15.18, 20, 33The transmission coefficients in Fi g · 2 are not via gate circuits 43, which are shown by a coupling elements C ₁ ..; C _n (Fig. 1) selector 42 controlled, a logic switch can be selected in such a way that the amplitudes are fed to device 44. The assemblies 42, 43 and 44 of the emitted by the individual radiators are parts of the computer 4. which also contains a coupling waves (and therefore also the sensitivity of the 35 circuit 41, which the gate circuit selector 42 radiators for incoming waves) are different , depending on the center of the antenna system (FIG. 1) coming from the all-round view radar device 51, for example with a radiation maximum in and from the logic circuit 44, or any information. The logic circuit 44 radiator group (Fig. 2). This is shown in FIG. 8 for which is intended to _{correspond to the wavelength / 2} order of FIG. 2 in a diagram showing 4 ° chende main lobe issued to a selected target, which prepare for a certain transmission frequency. An output network 29 serves as a mono-pulse interpolator for the corresponding direction of propagation, which shows the target information transmitted in out-of-phase waves. In this context, it should be noted in one of the sums and differences that an exactly parallel output signals S ₀ and D _{0 of} the radiator groups A ', relationship of the emitted waves not always 45 A " derived signal combination are exactly maintained must be, but that for this purpose, the hollow liter branch 13 can be changed slightly with a metric amplifier 19 and a filter 21 via, for example, the phase shifts introduced between the coupling members and the one transmit / receive circuit breaker 17 That a conver mixer 23 is connected, which a superposition of the directions of propagation of the in-phase 50 oscillation from the transmission frequency generator E. via waves for the detection of targets is achieved through a rotary coupler 27 and a high frequency surveyor. The same oscillation is caused by divergence in certain cases en be advantageous, e.g. B. the high-frequency distributor 28 of a mixer 24 for locating an extended target or one supplied, which also the sum output signal S ₀ group of targets, * 55 from the waveguide 10 via the elements 15.18, 20, 33

Summen- und Differenzausgangssignale können und ein Filter 22 empfängt. Die Ausgänge der Mischauch mit der in Fig. 3 dargestellten Anordnung stufen 23 und 24 sind mit dem Ausgangsnetzwerk 29 erhalten werden, bei welcher der Hohlleiter 1 von über entsprechende Verstärker 25, 26 und Dreh-Fig. 1 durch einen zweiten, dazu parallelen Hohl- koppler32,31 verbünden. Die Abtaststeuerschaltung 5, leiter? ergänzt ist. Die Kopplungsg^ederC'_I...CV 60 die auf Ausgangssignale der ,logischen Schaltung44 der Strahlergruppe A' sind mit -dem Hohlleiter 7 reagiert, liefert deni Ausgangsnetzwerk 29 die Höhenüber zusätzliche KopplungsgliedcrAC₁...JfCf ver- Winkelinformation. ·Sum and difference output signals can and a filter 22 receives. The outputs of the mixing stages 23 and 24 also with the arrangement shown in FIG. 3 can be obtained with the output network 29, in which the waveguide 1 is controlled by corresponding amplifiers 25, 26 and rotary FIG. 1 through a second, parallel hollow coupler32,31. The scan control circuit 5, conductor? is supplemented. The coupling devices ' _I ... CV 60, which react to the output signals of the logic circuit 44 of the radiator group A' with the waveguide 7, supplies the output network 29 with the heights via additional coupling _{elements 1} ... JfCf ver angle information. ·

bunden, und die KopplungsgliederCj+_t.,.C_u der Die. Arbeitsweise des Systems nach Fig.-4. sollbound, and the coupling links Cj + _t .,. C _{u of} the. Operation of the system according to Fig. 4. target

Strahlergruppe A" sind mit dem Hohlleiter? über an Hand des Diagramms der Fig. 9 erklärt werden, zusätzliche Kopplungsglieder AXV₊₁...A'G, verbun- 65 das die Keulen B₁^B₁, B₃ zeigt, die auf Grund der ilen, wobei die Kopplungsglieder AXV₊₁. ..XC_n gegen- drei Sendefrequenzen der Generatoren E_x. E₁, E₃ phasig zu den Kopplungsgliedern AX*,.. .AXV arbeiten. gleichzeitig erzeugt werden. Die Sendefrequenzen Der Hohlleiter? liefert daher ein subtraktives Signal sind in diesem Fall so bemessen, daß die drei KeuknRadiator group A "are manually with the waveguide? Over to explain the diagram of Fig. 9, additional coupling members AXV ₊₁ ... A'G, 65 connectedness which the lobes B ₁ → B _1, B ₃ shows, on the Reason of the ilen, whereby the coupling elements AXV ₊₁ ... XC _{n work} against three transmission frequencies of the generators E _x . E ₁ , E _{3 in} phase with the coupling elements AX *, .... AXV. The transmission frequencies of the waveguide ? therefore delivers a subtractive signal are in this case sized so that the three keukn

der Höhe nach aneinandergrenzen. Die ganze Keulengruppe B₁, B₂, B₃ kann durch die Änderung der Phasenverschiebung in den Phasenschiebern D₁.. .D_n (F i g. 2) gemeinsarn in der Elevationsrichtung verschwenkt werden, beispielsweise zwischen den bei 5 B₁, B₂, B₃ und B₁", B₃", B₂" gezeigten Stellungen.adjoin each other in height. The whole lobe group B _1, B _2, B _3, the phase shift by the change in the phase shifters D ₁ .. .D _n (F i g. 2) gemeinsarn pivoted in the elevation direction, for example between at 5 B _1, B ₂ , B ₃ and B ₁ ", B ₃ ", B ₂ " .

Wenn die Hauptkeule B₃ des Strahlungsdiagramms richtig auf ein zu verfolgendes Ziel ausgerichtet ist, empfängt die logische Schaltung 44 ein Ausgangssignal von dem als Demodulator wirkenden Generator E₂, und sie hält die Torschaltung 43 über Schaltungen 41 und 42 offen, um dieses Ausgangssignal hindurchzulassen. Wenn innerhalb einer gegebenen Azimutlage des Systems und auf einer durch das Rundsichtradargerät 51 angezeigten Zielentfernung keine Echoimpulse auf der Wellenlänge X₂ empfangen werden, veranlaßt die logische Schaltung 44 den Wähler 43, die Demodulatoren E₁ und E₃ anzuschalten, um zu bestimmen, ob sich das Ziel oberhalb oder unterhalb der Hauptkeule befindet. Die Abtaststeuer- ao schaltung 5 bewirkt dann das Wiederzentrieren der Keule B₂ auf das Ziel, indem die Phasenverschiebung der den Strahlergruppen A' und A" vorgeschalteten Phasenschieber D₁^-D_n entsprechend geändert wird. Wenn so das System wieder ausgerichtet ist, reagiert das Ausgangsnetzwerk 29 auf das Wiedererscheinen eines Signals von den Mischstufen 23 und/oder 24, indem es die Koppelschaltung 41 so steuert, daß der Torschaltungswähler 42 den Signalpfad zwischen den Schaltungen E₂ und 44 öffnet. Ein Sichtanzeigegerät, wie der Bildschirm 54 von F i g. 1, kann ebenfalls durch das Netzwerk 29 direkt gesteuert werden.When main lobe B _{3 of} the radiation pattern is properly aimed at a target to be tracked, logic circuit 44 receives an output from generator E ₂ acting as a demodulator and holds gate 43 open through circuits 41 and 42 to allow that output to pass. If within a given azimuth position of the system and at a target range indicated by the omnidirectional radar device 51 no echo pulses are received on the wavelength X ₂ , the logic circuit 44 causes the selector 43 to switch on the demodulators E ₁ and E _{3 in} order to determine whether the target is above or below the main lobe. The scanning control circuit 5 then effects the re-centering of the lobe B ₂ on the target by changing the phase shift of the phase shifters D ₁ ^ -D _{n connected} upstream of the radiator groups A ' and A " accordingly. If the system is thus realigned, it reacts the output network 29 for the reappearance of a signal from the mixing stages 23 and / or 24 by controlling the coupling circuit 41 so that the gate selector 42 opens the signal path between the circuits E ₂ and 44. A display device such as the screen 54 of F i g.1, can also be controlled directly by the network 29.

Die logische Schaltung 44, die zur Korrektur des Höhcnwinkels in der beschriebenen Art dient, um eine Verschiebung in die Zielrichtung zu ermöglichen, speichert die Informationen von dem Netzwerk 29, um die Keulengruppe B₁, B_t, B₃ über die Abtaststeuerschaltung 5 nach jeder Drehung des Antennensystems in der gleichen Azimutlage wie bei der vorhergehenden Abtastung auf das beobachtete Ziel auszurichten. Auf diese Art und Weise können verschiedene Ziele einzeln in verschiedenen Azimutlagen verfolgt werden. Natürlich kann die Abtaststeuerschaltung 5 zur Ausrichtung der Keulengruppe auf ein besonderes Ziel auch manuell durch einen Bedienungsmann eingestellt werden, der die Sichtanzeigen auf den Bildschirmen 54, 55 von F i g. 1 beobachtet.The logic circuit 44, which is used to correct the elevation angle in the manner described to enable a shift in the target direction, stores the information from the network 29 to the group of lobes B ₁ , B _t , B ₃ via the scan control circuit 5 after each Rotation of the antenna system in the same azimuth position as in the previous scan to align with the observed target. In this way, different targets can be tracked individually in different azimuth positions. Of course, the scan control circuit 5 for aligning the group of clubs to a particular target can also be set manually by an operator viewing the displays on the screens 54, 55 of FIG. 1 observed.

Claims

Patent claims:

1. Pulse radar device with an antenna system of a plurality of elevation-staggered radiators, each of which is connected to a phase shifter and a coupling member with a supply source via a scanning beam pivoting in the elevation direction and a coupling member, characterized in that in a known manner the transmission source for simultaneous generation consists of several differently inclined directional beams from several generators (Ei ... Et) with different carrier frequencies.

2. Pulse radar device according to claim 1, characterized in that the coupling members (C ₁ ... C _n ) have different transmission coefficients to achieve a predetermined amplitude distribution of the waves emitted by the individual radiators (A ₁ ... A n) (Fig. 8 ).

3. Pulse radar device according to claim 1 or 1, characterized in that the radiators (^ I ₁ ... A _n ) are divided into two groups (A ', A ") , which are separated in a manner known per se with devices for forming one Sum output signal (S ₀ ) and a differential _{output signal (D 0} ) are connected (F i g. 2, 3).

4. Pulse radar device according to claim 3, characterized in that the radiators (A ₁ ... Aj; Aj ₊₁ ... A _n ) of the two groups (A ', A ") each with one of two waveguides (11, 12 ), which are connected to two branches of a magic T-element, the remaining branches (10, 13) of which form the sum output and the difference output (FIG. 2).

5. Pulse radar device according to claim 3, characterized in that the radiators (A ₁ ... Ay, Aj ₊₁ ... Aη) of the two groups (A ', A ") via first coupling members (C ₁ ... Q; Q ₊ , ... C _n ) are connected in phase with a first waveguide (1) and via second coupling members (XC ₁ .. .XCy, XCj ₊₁ ... JfC _n ) in phase opposition to a second waveguide (7) parallel thereto (Fig. 3).

6. Pulse radar device according to one of the preceding claims, characterized in that the different carrier frequencies are dimensioned so that the diagrams of the differently inclined directional beams (B ₁ , B ₂ , B ₃ ...) are at a distance from one another, and that the constantly changing Phase shifter (D ₁ .., D _n ) are controlled so that the swivel areas of the directional beams adjoin one another (Fig. 1 and 7).

7. Pulse radar device according to one of claims 1 to 5, characterized in that three different carrier frequencies are used which are dimensioned so that the three directional beam diagrams (B ₁ , B ₁ , B _t ) border one another, and that the receiving circuits devices (4, 5, 29), which respond either to the received signals of the central main directional beam (B _t ) or the two side directional beams (B ₁ , B _t ) and control the phase shifter (D ₁ .. .D _n ) so that the central main directional beam on a captured target remains directed (Figs. 4 and 9).

For this purpose 2 sheets of drawings 009 640/181