Radargerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein Radargerät mit einem Antennensystem, das wenigstens um zwei Achsen ausrichtbar ist und wahlweise entweder ein kegelförmig abtastendes Bündel, mit dessen Hilfe eine Schaltung für automatische Zielverfolgung eine Zielverfolgungsbewegung des Antennensystems steuert, oder ein Bündel erzeugt, das entlang einer länglichen geschlossenen Bahn ein das vom ersterwähnten Bündel abgetastete Gebiet überlappendes Gebiet abtastet, und das Mittel für eine automatische Suchbewegung quer zur grössten Ausdehnung der länglichen Abtastbahn aufweist.
Es hat sich als schwierig erwiesen, eine Radarantenne mit kegelförmig abtastendem Bündel auf ein Ziel mit einer noch unbekannten Lage zu richten.
Das Gebiet, das in jedem Abtastzyklus des Bündels bestrichen wird, ist klein, und deshalb wird die Antenne im allgemeinen zeitraubende Suchbewegungen um seine Einstellachsen ausführen müssen, bevor das Ziel gefunden ist. Zur Vereinfachung des Suchens wird daher, bei bestimmten mit einer derartigen Antenne versehenen Radargeräten, der Antenne zuerst eine Voreinstellung um die Achse gegeben, um die die erste Winkelkoordinate des Koordinatensystems gemessen wird. Diese Voreinstellung entspricht dem vermutlichen Wert der ersten Winkelkoordinate eines Zieles um diese Achse. Nach dieser Voreinstellung führt die Antenne eine Suchbewegung aus, indem die Winkelkoordinate des abgetasteten Gebietes um die zweite Achse des Koordinatensystems geändert wird.
Bei einer um zwei Achsen drehbaren Antenne, die auf festem Boden oder auf einer stabilisierten Plattform angeordnet ist, werden die Koordinatenachsen im allgemeinen mit den Achsen zusammenfallen, um die die Antenne gerichtet werden kann.
Bei einer dreiachsig stabilisierten Antenne auf einem Schiff muss wenigstens eine der Achsen eine nur angenommene Achse sein, wobei die Bewegung der Antenne um diese Achse sich aus der von einem Achsentransformator gesteuerten Drehung der Antenne um wenigstens zwei wirkliche Achsen ergibt.
Bei einem bekannten Radargerät dieser Art wird die Antenne gemäss dem von einem Lageplananzeiger gelieferten Wert des Seitenwinkels voreingestellt. Nach dieser Voreinstellung braucht im allgemeinen nur noch in einer Winkelrichtung, nämlich der des Hohenwinkels, gesucht zu werden. Dieses Verfahren ist jedoch nicht in jeder Hinsicht befriedigend. Der in der Höhe nach abgesuchte Streifen ist schmal, so dass nur eine ganz genaue Seitenwinkelvoreinstellung ein Suchen dem Seitenwinkel nach überflüssig macht.
Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass ein sich schnell bewegendes Ziel den schmalen Streifen bereits verlassen hat, bevor es gefunden worden ist.
Bei noch anderen Radargeräten wird die Antenne dem Hohenwinkel nach voreingestellt und sucht sie durch Rotation um eine Seitenwinkelachse.
In der Regel führt das Bündel während dieses Suchens eine Abtastbewegung um eine Hohenwinkelachse oder wenigstens quer zur Suchbewegung aus, so dass ein breiter Streifen abgesucht wird und eine ziemlich grobe Hohenwinkelvoreinstellung genügt. Es wird allerdings klar sein, dass die Voreinstellung um eine beliebige erste Achse und das Suchen um eine beliebige zweite Achse ausgeführt werden kann, und die Abtastung zwar quer zur Suchbewegung, aber nicht notwendigerweise senkrecht zur Suchbewegung ausgeführt werden muss. Die Voreinstellung könnte z. B. um die Seitenwinkelachse und das Suchen um die Höhenwinkelachse ausgeführt werden, wie obenstehend für ! ein Gerät ohne Abtastung be- schrieben wurde, während die Abtastung in einer durch die Hohenwinkelachse gehenden Ebene ausgeführt wird.
Ein Radargerät mit linearer Abtastung gestattet zwar ein ziemlich genaues Richten in der Richtung der Abtastung, aber kein genaues Richten quer zu dieser Abtastrichtung. Es sind deshalb bereits Geräte gebaut worden, bei denen die lineare Abtastung durch eine Abtastung entlang einer länglichen geschlossenen Bahn ersetzt wird. Diese Art Abtastung ist jedoch ungeeignet für ein genaues automatisches Folgen, und macht daher die Mittel für kegelförmiges Abtasten keineswegs überflüssig. In den bekannten Radarsystemen dieser Art wird das kegelförmig abtastende Bündel auf das Ziel gerichtet, indem die Antenne von Hand auf Grund der Wahrnehmung eines mittels des entlang einer länglichen Bahn abtastenden Bündels erhaltenen Zielbildes auf dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre ausgerichtet wird.
Zu diesem Zwecke wird das erwähnte Bild durch Richten mit der Hand in das dem vom kegelförmig abtastenden Bündel abgetasteten Teil des Himmels entsprechende Gebiet des Schirmes gebracht. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass das Bedienungspersonal des Radargerätes sich auch nach dem Einführen des vermutlichen Koordinatenwertes in der Richtung der Voreinstellung mit der Steuerung des Richtens beschäftigen muss.
Die Erfindung bezweckt, das Suchen zu automatisieren, so dass der Bedienungsmann des Radargerätes sich nach dem Einführen des betreffenden Koordinatenwertes nicht länger mit dem Richten zu beschäftigen braucht, und das Gerät in den Zustand versetzbar ist, in dem es mit Hilfe des kegelig abtastenden Bündels das Ziel automatisch verfolgen kann.
Zu diesem Zweck zeichnet sich das Radargerät nach der Erfindung aus durch Schaltvorrichtungen, mittels welchen das Radargerät in einen Zustand gebracht werden kann, in dem eine für automatische Zielverfolgung mittels eines kegelförmig abtasten den Bündels geeignete Zielverfolgungsschaltung mit dem entlang einer länglichen geschlossenen Bahn abtastenden Bündel und der dieses Bündel steuern den Abtastvorrichtung derart zusammenarbeitet, dass sie das Richten des Antennensystems in solcher Weise steuert, dass ein vom letzterwähnten Bündel getroffenes Ziel in die Mitte des nachfolgend vom kegelförmig abtastenden Bündel abzutastenden Gebiets gebracht wird, worauf dieses Bündel die Zielverfolgung übernimmt.
Das Radargerät gemäss der Erfindung wird in der Weise betrieben, dass es zuerst in einer ersten Koordinatenrichtung voreingestellt wird, dann wird es auf Suchen in einer zweiten Koordinatenrichtung umgeschaltet, während das Bündel entlang einer länglichen geschlossenen Bahn abtastet, deren grösste Dimension quer zur Suchrichtung steht. Nachdem ein Ziel gefunden ist, wird das Gerät auf automatisches Folgen mit Hilfe eines entlang einer länglichen geschlossenen Bahn abtastenden Bündels umgeschaltet und sobald die Antenne auf ein Ziel gerichtet ist, wird auf normale kegelförmige Abtastung umgeschaltet.
Vorzugsweise wird das Radargerät gemäss der Erfindung derart gebaut, dass mindestens einer der obenerwähnten Schaltvorgänge vollautomatisch ausgeführt wird. Die Unterbrechung der Suchbewegung und die Umschaltung auf automatisches Folgen mit Hilfe eines entlang einer länglichen geschlossenen Bahn abtastenden Bündels kann automatisch von dem Empfang genügend starken Echos während des Suchens eingeleitet werden.
Weiter kann die Umschaltung vom automatischen Folgen mit Hilfe eines entlang einer länglichen geschlossenen Bahn abtastenden Bündels auf automatisches Folgen mit normaler kegelförmiger Abtastung automatisch dadurch eingeleitet werden, dass die Umschaltvorrichtung feststellt, dass die Fehlerspannungen, die in dem Teil der Schaltung, der die Richtungsabweichung der Antenne in bezug auf die Richtung zu einem Ziel beobachtet, erzeugt werden, einen bestimmten Wert unterschritten haben. Zu diesem Zwecke kann die Schaltvorrichtung z. B. derart ausgeführt werden, dass sie die Steuerspannungen der Nachsteuermotoren, die die Antenne beim automatischen Richten antreiben, beobachtet und die Umschaltung bewirkt, sobald die beiden Steuerspannungen einen bestimmten Grenzwert unterschritten haben.
Weiter ist es möglich, das Suchen automatisch beginnen zu lassen, sobald die Antenne unter Zuhilfenahme eines Fernsteuersystems ihre Voreinstellung in einer der Koordinatenrichtungen empfangen hat. Zu diesem Zweck kann das Suchen eingeleitet werden von einer Vorrichtung, die den Wert der Steuerspannung des betreffenden die Voreinstellung bewirkenden Nachsteuermotors beobachtet und die die Umschaltung ausführt, sobald diese Steuerspannung unterhalb eines bestimmten Wertes gefallen ist. Vorzugsweise wird die Antenne in der Suchrichtung zuerst in eine Nullage gedreht, bevor sie ihre Suchbewegung anfängt, so dass das Ziel keinesfalls in dem während der ersten Suchbewegung nicht bestrichenen Teil des Suchgebietes liegen wird und eine Wiederholung der Suchbewegung sich also völlig erübrigt.
Vorzugsweise liegt die betreffende Nullage oder Ruhelage an jener Seite des abzusuchenden Sektors, an der man mit grösster Wahrscheinlichkeit einem Ziel begegnen wird. Beim Suchen in Höhenrichtung dreht man die Antenne z. B. zuerst in eine Lage, in der der Höhenwinkel Null oder wenigstens sehr klein ist. Das Einstellen der Antenne in diese Nullage fängt vorzugsweise bereits während der Voreinstellung an. Ist die Nullage zu dem Augenblick, an dem die Voreinstellung beendet ist, noch nicht erreicht, so wird die Drehung in der Richtung der Nullage weiterverfolgt und fängt das Suchen erst nach dem Empfang eines Signals an, das andeutet, dass die Voreinstellung fertig ist.
Wie aus dem Obenstehenden hervorgeht, ermöglicht diese Ausführungsform der Erfindung eine völlige Auto matisielung der Umschaltvorgänge, die zwischen den aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen, die mit der Einstellung des die Voreinstellung steuernden Fernsteuersenders und das Drücken der Anlassertaste anfangen, und mit der automatischen Zielverfolgung mittels eines kegelförmig abtastenden Bündels enden, erforderlich sind. Das Drücken der Anlassertaste veranlasst die Voreinstellung der Antenne und das Zurückdrehen der Antenne in der Nullage in der Suchrichtung. Sobald die Voreinstellung der Antenne ausgeführt ist, und die Antenne weiter in der Suchrichtung seine Nullage erreicht hat, fängt automatisch das Suchen an.
Sobald die Anwesenheit eines Zieles durch den Empfang von Echosignalen festgestellt worden ist, wird automatisch umgeschaltet auf automatische Verfolgung des Zieles mit Hilfe des entlang einer länglichen geschlossenen Bahn abtastenden Bündels und schliesslich, nachdem festgestellt worden ist, dass mit Hilfe dieser Art automatische Zielverfolgung das Ziel innerhalb des von dem kegelförmig abtastenden Bündel abzutastenden Gebietes gebracht worden ist, wird automatisch auf automatische Zielverfolgung mit Hilfe eines solchen Bündels umgeschaltet. Alle diese Schaltvorgänge werden vom Radargerät selbst vorgenommen, ohne irgendein Eingreifen des Bedienungsmannes.
Diese Automatisierung wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass ein neues System für automatische Zielverfolgung angewendet wird, indem eine Schaltung für automatische Zielverfolgung mit einem entlang einer länglich geschlossenen Bahn abtastenden Bündel zusammenarbeitet. Diese neue Massnahme ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil sonst die vorletzte Phase in der Reihe von automatischen Schaltvorgängen, nämlich das Richten der Antenne in solcher Weise, dass das Ziel innerhalb des vom kegelförmig abtastenden Bündel bestrichenen Gebietes gebracht wird, nicht in zweckmässiger Weise durchgeführt werden könnte.
Um zu verhindern, dass das Gerät beim Suchen ein anderes als das erwünschte Ziel erfasst, geschieht das Suchen vorzugsweise derart, dass der Empfang von Echosignalen mittels einer speziellen Torschaltung beschränkt wird auf solche Echosignale, die aus einem bestimmten Gebiet mit einer Tiefe von z. B. einigen Kilometern herrühren. Die Entfernung zwischen dem Radargerät und dem Anfangspunkt dieses Gebietes ist mit der Hand einstellbar. Die Echosignale passieren zu diesem Zweck eine Torschaltung, Selektionstorschaltung genannt, welche jedesmal von einem Impuls von ziemlich langer Dauer geöffnet wird, nachdem eine bestimmte, vom Aussenden eines Sendeimpulses gerechnete Zeit vergangen ist.
Wenn das Ziel gefunden ist, muss die Tiefe des Gebietes, aus dem Echosignale empfangen werden können, wesentlich verringert werden, damit das Rauschen und die Möglichkeit, dass andere Ziele als das erwünschte die selbsttätige Zielverfolgung beeinflussen, verringert wird. Dies wird erzielt mittels einer normalen Torschaltung, welche derart ausgeführt ist, dass sie die Echoimpulse in dem von der Selektionstorschaltung bestimmten Gebiet automatisch aufsucht.
Nachdem die Torimpulse der normalen Torschaltung mit den Echoimpulsen synchronisiert sind, ist die Selektionstorschaltung überflüssig und unerwünscht geworden. Diese wird deshalb selbsttätig ausser Betrieb gesetzt, sobald die selbsttätig folgende Torschaltung eingelaufen ist, was sich daraus ergibt, dass Impulse von der selbsttätig folgenden Torschaltung durchgelassen werden, oder dass die Grösse der Spannung, die das Andern des Momentes des Auftretens der Torimpulse der normalen Torschaltung steuert, einen bestimmten Wert unterschritten hat.
Wenn das erfindungsgemässe Radargerät auf einem Schiff auf einer stabilisierten Plattform angeordnet ist, kann es gemäss einem Wert des Seitenwinkels voreingestellt werden, der dem Koordinatenwert entspricht, der mittels eines Radargerätes mit Lageplananzeiger, dessen Antenne nicht stabilisiert ist, erhalten wird. Schnelles Suchen wird dadurch gefördert, dass die Abtastung gemäss einer länglichen geschlossenen Bahn mit einem Biberschwanzbündel ausgeführt wird, dessen grösste Ausdehnung quer zur grössten Dimension der Abtastbahn steht.
Das oben genannte Ausführungsbeispiel der Erfindung und seine Vorteile werden nun anhand der Abbildungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Antenne, wie sie bei einem Radargerät gemäss der Erfindung beispielsweise benutzt werden kann.
Fig. 2 ist eine Darstellung der benutzten Abtastbahnen und Bündel.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des Radargerätes.
Die in der Fig. 1 gezeigte Antenne hat einen parabolischen Reflektor 101, der um eine Höhenwinkelachse 110 und um eine Seitenwinkelachse 107 gerichtet werden kann. Die Antenne trägt auf drei Stützen 102 ein System 103 für die Erzeugung eines normalen kegelförmig abtastenden Bündels. Dieses System, das in der schweizerischen Patentschrift Nr. 322303 näher beschrieben ist, besitzt einen Antriebsmotor, bei dem durch die hohl ausgeführte Welle des Motors hindurch ein rotierendes Hohlwellenleiterteil läuft, das an der Seite des Reflektors in eine exzentrische Wellenhohileitermündung endet, die sich um den Brennpunkt des Reflektors 101 dreht, während dieser Wellenhohlleiterteil an der vom Reflektor abgekehrten Seite mittels eines Wellenhohlleiters 104 gespeist wird.
Wenn diese Hohlleitermündung in Betrieb ist, strahlt die Antenne ein scharfes rotationssymmetrisches Bündel aus, das vom Reflektor 101 gesammelt worden ist. Die Symmetrieachse dieses Bündels führt dann eine Abtastbewegung aus, bei der die Symmetrieachse eine kegelförmige Umdrehungsoberfl'äche mit spitzem Winkel durchläuft.
Mit Hilfe dieses Bündels kann in an sich bekannter Weise eine automatische Folgebewegung des Antennensystems um die Achsen 107 und 110 ge steuert werden. Die Antenne enthält einen zweiten Strahler, der von einem durch eine Öffnung im Mittelpunkt des Reflektors hindurchtretenden Hohlleiter 109 unterstützt wird. Dieser Hohlleiter speist eine Dipolantenne 108, die einem kleinen flachen Reflektor 105 gegenüber aufgestellt ist. Infolge der Reflektion an diesem kleinen Reflektor 105 scheint die Strahlung des vom Hohlleiter 109 getragenen Systems aus einem sich unmittelbar hinter diesem kleinen Reflektor 105 befindlichen Punkt zu kommen.
Das vom Hohlleiter 109 getragene System kann von einem Antriebsmechanismus von an sich bekannter Art, der in einem Gehäuse 111 hinter dem Reflektor 101 angeordnet ist, angetrieben werden. Dieses Antreiben hat zur Folge, dass die Achse dieses Systems in Bewegung kommt und eine kegelförmige Oberfläche durchläuft mit einem länglichen Querschnitt.
Die vom beschriebenen System ausgehende Strahlung wird vom Reflektor 101 gesammelt, und das in dieser Weise hervorgerufene Bündel führt dann eine Abtastbewegung aus, wobei die Achse dieses Bündels sich ebenfalls über eine ähnliche kegelförmige Oberfläche bewegt. Es hat sich herausgestellt, dass, wenn die beiden Strahler in einer derartigen Lage in bezug auf den parabolischen Reflektor 101 angeordnet sind, dass dieser Reflektor die von beiden Strahlern ausgehende Strahlung in zweckmässiger Weise zu scharfen Bündeln sammeln kann, die beiden Strahler sich in einer Lage zueinander befinden, bei der das vom Hohlleiter 109 getragene System sich frei an der rotierenden Hohlleitermündung des Systems 103 vorüber bewegen kann.
Die Form der Bündelquerschnitte und die Abtastbahnen der Antenne gemäss Fig. 1 sind in der Fig. 2 angegeben worden, bei der angenommen worden ist, dass die Zeichnungsebene senkrecht auf der optischen Achse des Reflektors 101 steht. Das vom System 103 erzeugte Bündel hat einen kreisförmigen Querschnitt 201, und während des Abtastens beschreibt der Punkt, an dem die Bündelachse die Zeichnungsebene schneidet, einen Kreis 202. Das vom Hohlleiter 109 getragene System erzeugt ein biberschwanzförmiges Bündel, dessen Schnitt mit der Zeichnungsebene mit 204 angedeutet worden ist. Der Schnittpunkt der Bündelachse beschreibt während des Abtastens eine mehr oder wenig elliptische Bahn 203.
Die grösste Mittellinie dieser länglichen Bahn ist der Hohenwinkelachse parallel. Der Hub in der Richtung der grössten Abmessung der Abtastbahn kann 10 bis 1 4o oder das 6- bis 8fache der Bündelbreite betragen, ohne dass die Schärfe des Bündels auf unzulässige Weise herabgesetzt wird. Der zu der grössten Abmessung senkrechte Hub ist dadurch begrenzt, dass es innerhalb der Abtastbahn kein Gebiet geben darf, aus dem während des Abtastzyklus nicht wenigstens einmal ein genügend starkes Echo eines Zieles empfangen werden kann. Dieser Hub kann z. B. 1Y2 bis 30 sein.
Mit der beschriebenen Antenne arbeitet man wie folgt: Die Antenne erhält eine grobe Voreinstellung um die Seitenwinkelachse 107. Diese Voreinstellung entspricht z. B. dem Wert des Seitenwinkels (Azimuth), der durch Wahrnehmung des Bildes eines Zieles auf dem Leuchtschirm eines Lageplananzeigers oder durch optische Beobachtung erhalten worden ist. Hiernach setzt man das Gerät in Betrieb, indem man einen Schalter bedient. Die Antenne wird nun zuerst um die Höhenwinkelachse in eine Nulllage gebracht, während das vom Hohlleiter 109 getragene System in Betrieb ist und gespeist wird.
Vorzugsweise ist das Bündel in der Nullage der Antenne etwa horizontal, weil im allgemeinen ein Ziel gesucht wird, wenn es noch weit entfernt ist, und der Höhenwinkel aus diesem Grunde klein ist.
Beginnt man dann von dieser Nullage ausgehend mit dem Suchen, so wird das Ziel schnell erfasst. Selbstverständlich kann man das Suchen auch mit jeder anderen beliebigen Höhenwinkeleinstellung beginnen.
Nach dem Inbetriebsetzen des vom Hohlleiter 109 getragenen Systems wird ein Antriebsmotor für Höhenwinkeleinstellung eingeschaltet, und die Antenne wird eine Suchbewegung um die Höhenwinkelachse 110 beginnen. Sobald irgendwo in dem Abtastzyklus des inneren Strahlers ein Echosignal von genügender Stärke empfangen wird, so dass ein selbsttätiges Richten der Antenne möglich wird, wird selbsttätig oder mit der Hand eine Schaltvorrichtung bedient, welche mehrere Umschaltvorgänge durchführt. Erstens wird der Antriebsmotor für Höhenwinkeleinstellung abgeschaltet.
Weiter werden die Antriebsmotoren für Höhenwinkel- und Seitenwinkeleinstellung nun so umgeschaltet, dass sie von einer Schaltung für selbsttätige Zielverfolgung gesteuert werden, die die Antenne in solcher Weise richtet, dass das Ziel in bezug auf die Antenne in der Nähe des Mittelpunktes des vom Bündel des inneren Strahlers abgetasteten Gebietes liegt. Dieser Mittelpunkt stimmt ungefähr mit der Mitte des Abtastkegels der normalen kegelförmigen Abtastung überein. Die Beendigung dieses Richtens kann durch das Wahrnehmen der Steuerspannungen der beiden Richt motoren der Antenne festgestellt werden; diese Steuerspannungen werden dann nämlich einen bestimmten Wert unterschritten haben. Sobald dies der Fall ist, wird selbsttätig oder mit der Hand eine Schaltvorrichtung betätigt, zufolge der die Antenne auf kegelförmiges Abtasten umgeschaltet wird.
Damit dieses Umschalten mit möglichst geringer Verzögerung durchgeführt werden kann, ist die Antriebsvorrichtung für die exzentrisch rotierende Hohlleitermündung, die sehr schnell dreht, fortwährend in Betrieb, und es braucht demnach nur die Verbindung mit dem Sender-Empfänger von dem Hohlleiter 109 auf den Hohlleiter 104 umgeschaltet zu werden, um ein normales kegelförmig abtastendes Bündel zu erhalten. Während der kegelförmigen Abtastung ist es erwünscht, dass das vom Hohlleiter 109 getragene Strahiersystem soweit wie möglich von der exzen trisch rotierenden Hohlwellenleitermündung entfernt ist.
Zu diesem Zwecke bleibt der Antriebsmotor des inneren Strahlersystems auch nach der Umschaltung auf kegelförmiges Abtasten noch kurzzeitig eingeschaltet, weil ein Kreis mit niedriger Spannung vorgesehen ist, der den Antriebsmotor bis zu dem Zeitpunkt speist, an dem ein Nullagekontakt feststellt, dass das Strahlersystem sich in einer Extremlage befindet. In dieser Lage wird das System mittels einer mechanischen Sperrvorrichtung gesperrt, während elektromechanische Vorrichtungen vorgesehen sind zur Entsperrung dieses Systems in dem Augenblick, in dem der Antriebsmotor wieder eingeschaltet wird.
Das Blockschaltbild der Fig. 3, das ein Radarsystem zeigt, in dem alle Schaltvorgänge völlig automatisch sind, wird nun im Detail beschrieben. Der Radar-Sender-Empfänger ist mit 301 angedeutet.
Dieser Sender-Empfänger kann mittels eines Hohlleiterschalters 304 nach Wahl entweder mit dem Strahler 317 zur Abtastung entlang einer länglichen geschlossenen Bahn oder mit dem Strahler 318 zur kreisförmigen Abtastung verbunden werden. Die beiden Strahler sind in der Weise angeordnet, dass sie mit dem parabolischen Reflektor 316 zusammenarbeiten können. Ein Fernsteuersystem mit einem Geber 334 und einem Empfänger 333 steuert die Voreinstellung des Seitenwinkels. Wenn der Sender des Fernsteuersystems entsprechend dem Seitenwinkel des gewünschten Zieles eingestellt worden ist, kann die Anlassertaste gedrückt werden, damit die Suchbewegung der Antenne beginnt.
Dies hat zur Folge, dass die in den Haltekreisen der Relais 307, 324 und 312 vorgesehenen Kontakte 308, 329 und 315 kurzzeitig unterbrochen werden, so dass diese Relais, die nach der Beendigung des vorhergehenden Arbeitszyklus in ihrer Arbeitslage bleiben, nach ihrer Ruhelage zurückkehren werden. Wenn das Radargerät nach vollständigem Ausschalten wieder in Betrieb gesetzt wird, werden diese Relais zur Vortäuschung des Einflusses eines vorhergehenden Zyklus erregt, indem in den Erregerkreisen dieser Relais vorgesehene, in der Abbildung nicht gezeigte Arbeitskontakte kurzzeitig geschlossen werden.
Es wird ohne weiteres klar sein, dass diese Relaisanordnung durch eine Relaisschaltung ersetzt werden könnte, deren Relais sich am Ende des Arbeitszyklus in der Ruhelage befinden und bei der diese Relais am Anfang des neuen Zyklus erregt werden und mittels Haltekreisen in dieser Lage verriegelt werden. In dem in der Fig. 3 angegebenen Ausführungsbeispiel bewirkt die Rückkehr des Relais 307 in seine Ruhelage einerseits, dass der Hohlleiterschalter 304 in eine Lage gebracht wird, in der der Sender-Empfänger 301 mit dem inneren Strahler verbunden ist, und anderseits, dass der Antriebsmotor 302 dieses Strahlers mittels des Kontaktes 303 einge schaltet wird, so dass ein elliptisch abtastendes Bündel erzeugt wird.
Das in die Ruhelage kommende Relais 324 verbindet die Steuerschaltung des Nachsteuermotors 330 für Seitenwinkeleinstellung über den Kontakt 321 mit dem Fernsteuersystem 333,
334, was zur Folge hat, dass die Antenne gemäss dem gewünschten, vom Geber 334 gegebenen Seitenwinkel eingestellt wird. Gleichzeitig schliesst der Relaiskontakt 325 einen Speisekreis für den Nachsteuermotor 331, der die Antenne in Höhenrichtung antreibt, infolge dessen dieser Motor die Antenne in eine Lage dreht, in der das Bündel nahezu horizontal ist. Sobald' diese Lage erreicht ist, wird der Kontakt 332 kurzzeitig geschlossen, was zur Folge hat, dass das Relais 312 erregt wird.
Dieses Relais bleibt in einem Haltekreis über den Kontakt 313 erregt und kehrt die Polarität der Speisespannung des Nachsteuermotors für Höhenwinkeleinstellung mittels seines Kontaktes 311 um, was zur Folge hat, dass die Suchbewegung der Antenne automatisch anfängt. Der Speisekreis des die Antenne in Höhenrichtung antreibenden Nachsteuermotors 331 enthält aber einen Ruhekontakt 335 eines Relais 336, das von einer Spannung, die der Steuerspannung für den Nachsteuermotor 330 für die Seitenwinkeleinstellung entspricht, erregt wird und erregt bleibt, solange die erwähnte Steuerspannung nicht kleiner ist als ein bestimmter Grenzwert.
Demzufolge beginnt die Suchbewegung nicht, bevor die Seitenwinkelvoreinstellung beendet ist. In dieser Weise wird verhindert, dass ein Teil des der Höhe nach abgesuchten Gebietes durchlaufen wird, während die Seitenwinkeleinstellung noch nicht richtig ist. Das Relais 336 ist derart ausgeführt, dass es nur von den hohen Steuerspannungen, die auftreten, wenn die Antenne sich schnell um einen grossen Winkel nach einer bestimmten Seitenwinkeleinstellung bewegt, erregt wird. Langsame, mittels des Gebers 334 gesteuerte Bewegungen, die nötig sind, um die Voreinstellung dem sich ändernden, durch Beobachtung des Zieles auf dem Leuchtschirm eines Lageplananzeigers erhaltenen Wert des Seitenwinkels des Zieles anzupassen, erregen das Relais nicht in genügendem Masse und verhindern demnach die Umschaltung nicht.
Vorzugsweise ist die Speisespannung für den Nachsteuermotor 331 während der Suchbewegung niedriger als während der Zurückdrehung in die Nullage. Dies kann erzielt werden, indem ein Widerstand oder ein einstellbarer Spannungsteiler in den Speisekreis des Nachsteuermotors 331 aufgenommen wird, und gestattet ein schnelles Zurückdrehen in die Ruhelage. Impulse, die den empfangenen Echoimpulsen entsprechen, werden von dem Empfänger einer Torschaltung 309 und einer Ziel-gefun den -Schaltung 310 zugeleitet. Wenn diese Echosignale genügend stark sind, erregt die Ziel-gefun- den -Schaltung 310 das Relais 324, das seinen Halte kreis über den Kontakt 323 schliesst.
Der Erregerkreis des Relais 324 enthält einen Ruhekontakt 314 des Relais 336, so dass zufälligerweise empfangene Echos keine Umschaltung auf automatisches Suchen veranlassen können, bevor die Seitenwinkelvorein stellung durchgeführt worden ist. Weiter hat die Erregung des Relais 324 zur Folge, dass der Kontakt
325 den Speisekreis des Nachsteuermotors 331 unterbricht, so dass die Suchbewegung der Antenne um die Hohenwinkelachse beendet wird, während dar über hinaus infolge der Umlegung des Kontaktes 321 und des Schliessens des Kontaktes 322 die Motoren 330 und 331 für Höhenwinkel- und Seitenwinkeleinstellung nun mittels der Nachsteuerverstärker 327 und 328 von der Schaltung für selbsttätige Zielverfolgung gesteuert werden.
In dieser Schaltlage empfängt die Torschaltung 309 über den Ruhekontakt 305 Bezugsspannungen, die von einem Bezugsspannungsgenerator herrühren, der ein Teil des Antriebssystems 302 des inneren Strahlers bildet. In bekannter Weise werden durch die Zusammenarbeit von Bezugsspannungen und empfangenen Echoimpulsen Steuerspannungen für die Steuerung der Nachsteuermotoren der Antenne erzeugt. Im vorliegenden Fall benutzt man eine von den Bezugsspannungen gesteuerte Torschaltung, die die empfangenen Echoimpulse in Abhängigkeit von dem Teil des Abtastzyklus, in dem sie empfangen werden, zu verschiedenen Eingängen zweier Integrationsschaltungen 319 und 320 zuführt.
Impulse, die empfangen werden, wenn die Achse des Bündels sich links von der vertikalen Symmetrieebene des elliptischen Abtastkegels befindet, werden dem einen Eingangskreis der Integrationsschaltung 319 zugeführt, während Impulse, die empfangen werden, während die Achse des Bündels sich rechts von der vertikalen Symmetrieebene des elliptischen Abtastkegels befindet, dem anderen Eingangskreis der gleichen Integrationsschaltung zugeführt werden. Diese Eingangskreise sind beide verbunden mit einem separaten Integrationskondensator, und im Falle, dass das Ziel sich nicht in der genannten Symmetrieebene befindet, werden die Klemmspannungen dieser beiden Integrationskondensatoren einen Unterschied aufweisen.
Infolgedessen wird dem Nachsteuerverstärker 327 eine Fehlerspannung zugeführt, was zur Folge hat, dass der Nachsteuermotor 330 die Antenne in solcher Weise um die Seitenwinkelachse antreibt, dass das Ziel in die genannte Symmetrieebene gelangt. In gleicher Weise werden Impulse, je nachdem sie von der einen oder der anderen Seite der Höhenwinkelachse parallelen Symmetrieebene des Abtastkegels herrühren, über separaten Eingangskreisen der Integrationsschaltung 320 zugeführt. Das Zusammenwirken der Schaltungen für automatische Zielverfolgung mit dem Radarempfänger und dem Bezugsspannungsgenerator braucht nicht in Einzelheiten beschrieben zu werden, weil solche Systeme an sich in der Radartechnik genügend bekannt sind. In dieser Hinsicht kann z. B. auf die schweiz. Patentschrift Nr. 327332 hingewiesen werden.
Die Schaltung für selbsttätige Zielverfolgung richtet die Antenne auf das Ziel, und schliesslich werden die Ausgangsspannungen der Nachsteuerverstärker 328 und 327 infolge der Tatsache, dass der Empfänger nur in dem von der Selektionstorschaltung beschränkten Gebiet empfangsbereit ist, sich nur mit dem gewünschten, sich in diesem Gebiet befindlichen Ziel synchronisieren lässt. Der Relaiskontakt 338 bereitet einen den Selektionstorimpulsgenerator 340 abschaltenden Kreis vor. Dieser Kreis enthält einen Kontakt 342 eines Relais 341.
Dieses Relais reagiert auf die Spannung, die die Änderungsgeschwindigkeit des Momentes des Auftretens der vom Generator 337 erzeugten Torimpulse bestimmt, und verhindert mittels seines erwähnten Kontaktes die Schliessung des Kreises, solange diese Spannung einer Anderungsgeschwindig- keit entspricht, die wesentlich höher ist als die, die der Bewegung eines normalen Zieles entspricht. Die Abschaltung des Selektionstorimpulsgenerators könnte auch von einem auf die nach der Synchronisierung von der normalen Torschaltung durchgelassenen Impulse reagierendes Relais durchgeführt werden. Der Selektionstorimpulsgenerator wird dann abgeschaltet, wenn der selbsttätig folgende Impuls synchronisiert ist. In dieser Weise wird verhindert, dass das Radarsystem ein ausserhalb des vom Selektionstorimpuls beschränkten Gebietes liegendes Ziel erfasst.
Die Umschaltung auf selbsttätig folgende Torimpulse könnte jedoch auch von einem Arbeitskontakt des Relais 324 eingeleitet werden, das heisst, bei der ersten Umschaltung auf selbsttätige Zielverfolgung.
Zur Verhinderung einer unerwünschten Wiedereinschaltung des Selektionstorimpulsgenerators, die auftreten könnte, wenn die Echosignale infolge Schwunderscheinungen zu schwach werden, oder falls die Messtorschaltung ausser Tritt fällt, ist ein über den Arbeitskontakt 338 verlaufender, den Kontakt 342 überbrückender Kreis vorgesehen, der bewirkt, dass der Selektionstorimpulsgenerator, wenn einmal abgeschaltet, in dieser Lage bleibt, bis ein neuer Arbeitszyklus anfängt. Dieser Kreis könnte z. B. einen Teil eines Haltekreises eines Relais bilden, das zur Abschaltung des Selektionstorimpulsgenerators über den Kontakt 342 erregt wird.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hat die Antenne nur einen einzigen Reflektor, der mit zwei separaten Strahlern zusammenarbeitet. Diese Antenne könnte z. B. gemäss der schweiz. Patentschrift Nr. 344106 ausgeführt sein.
Die Erfindung ist aber nicht auf die Benutzung einer solchen Antenne beschränkt, denn das gewünschte Bündel kann auch mit Hilfe von gesonderten Antennenreflektoren erzeugt werden, die beide mit ihrem eigenen Strahler zusammenarbeiten, wie es z. B. in der schweiz. Patentschrift Nr. 328477 beschrieben ist.
Im vorstehenden wird ein an Land anzuwendendes Gerät beschrieben. Muss ein solches Gerät auf einem Schiff angewendet werden, dann muss die Antenne vorzugsweise auf einer stabilisierten Plattform angeordnet werden. Ein dreiachsiges Gestell eignet sich auch zu diesem Zwecke, in welchem Falle die Steuerung der selbsttätigen Zielverfolgung in der bei dreiachsiger Stabilisierung üblichen Weise durchgeführt wird. Dies gilt für die selbsttätige Zielverfolgung mit normaler kegelförmiger Abtastung, ebenso wie für die selbsttätige Zielverfolgung mit einem gemäss einer länglichen geschlossenen Bahn abtastenden Bündel.
Es wird klar sein, dass die Voreinstellung nicht unbedingt eine Voreinstellung um eine Seitenwinkelachse zu sein braucht, und dass die Suchbewegung nicht unbedingt um eine Höhenwinkelachse vorgenommen zu werden braucht. Gegebenenfalls könnte es angebracht sein, diese Bewegungen zu vertauschen, oder diese Bewegungen könnten um Achsen anderer Richtungen vorgenommen werden. Es ist auch keinenfalls nötig, dass die grösste Mittellinie der elliptischen Abtastbahn parallel zu der Achse, um die die Suchbewegung ausgeführt wird, verläuft, obwohl eine zu grosse Abweichung von dieser Richtung unerwünscht erscheint.