DE1086305B - Schaltungsanordnung zur Messung der Peilwinkelablage in einer pulsmodulierten Radaranlage - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine bekannte Schaltungsanordnung zur Messung der Peilwinkelablage unter Anwendung des Summen-Differenz-Verfahrens in einer pulsmodulierten Radaranlage, die einen Summenkanal und mindestens einen Differenzkanal enthält und bei der die Messung mittels der Echosignale während einer von der Entfernung des Ziels abhängigen kurzzeitigen Öffnung des Empfängers vorgenommen wird.

Bekanntlich kann bei den bekannten Radaranlagen dieser Art die automatische Verfolgung in Winkelrichtung durch Störsignale stark gestört werden, die sich den Nutzsignalen während derjenigen Periode überlagern, in welcher die Empfängerschaltung entsprechend der Zielentfernung geöffnet ist. Dies gilt insbesondere für frequenzmodulierte Störungen, deren Durchlaufperiode klein gegen die Dauer der Radarimpulse ist.

Gemäß der Erfindung wird zur Ausschaltung des Einflusses einer frequenzmodulierten Störung, deren Durchlaufperiode klein gegen die Dauer der Radarimpulse ist, in jeder Sendepulsperiode eine Messung der Störsignale während einer weiteren Öffnung des Empfängers von gleicher Dauer wie die entfernungsabhängige Öffnung vorgenommen, die jedoch nicht mit der Zielentfernung verknüpft ist; in jeder Pulsperiode wird die Differenz der von den beiden Messungen gelieferten Spannungen gebildet und als vom Einfluß der Störungen befreiter Meßwert für die Peilwinkelablage verwendet.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung. Hierin ist

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung der Primärstrahler einer nach dem Summen-Differenz-Verfahren arbeitenden Radaranlage,

Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 ein Schaltbild eines Teiles der Fig. 2 und

Fig. 4 ein Zeitdiagramm.

Bekanntlich wird bei einem nach dem Summen-Differenz-Verfahren arbeitenden Impuls-Radargerät der Parabolspiegel im allgemeinen von vier Primärstrahlern beaufschlagt, die sich in der Brennebene befinden und in Fig. 1 schematisch mit a, b, c und d bezeichnet sind. Bei der Sendung werden diese vier Strahler phasengleich gespeist und liefern ein einziges Strahlungsdiagramm, das symmetrisch zur Antennenachse ist.

In dem stark schematisch in Fig. 2 gezeigten Empfänger werden die von der Antenne 20 aufgenommenen Feldstärken A, B, C und D derart kombiniert, daß sich ein Summenkanal Σ und zwei Differenzkanäle S und G ergeben. Der Summenkanal Σ erhält die Summe A + B -\- C + D, während der Differenzkanal S die Differenz (A + B) — (C + D) erhält und den Höhenwinkel mißt und der andere Differenzkanal G die Differenz

Schaltungsanordnung

zur Messung der Peilwinkelablage

in einer pulsmodulierten Radaranlage

Anmelder:

Compagnie Generale de Telegraphie
sans FiI, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,

München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 20. März 1958

Guy Revillon, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

(A + C) — (B + D) erhält und zur Messung der Seitenabweichung dient.

In bekannter Weise werden diese vektoriellen Operationen im allgemeinen in nicht dargestellten Sende-Empfangs-Schaltern mit Hilfe von Hybridkopplungen vorgenommen.

Ein vierter Kanal Σ', der parallel zum Summenkanal Σ gespeist wird, arbeitet über einen Empfangsverstärker 24 auf die bekannten Radareinrichtungen, insbesondere auf den Beobachtungsschirm 25, auf welchem sämtliche Echos erscheinen, sowie die Entfernungsmeßschaltung 26, die zur selektiven Öffnung des Empfängers dient und damit die Verfolgung des Ziels in der Entfernung bewirkt.

Im folgenden wird der Kanal Σ' nicht weiter betrachtet, sondern nur die entfernungsabhängige Öffnung des Empfängers als bekannt vorausgesetzt.

Die drei Kanäle G, Σ und 5 speisen je einen Empfangsverstärker 21, 22 und 23. Ferner befinden sich in den Kanälen G und S Phasendetektoren 27 und 28. Das Bezugssignal wird diesen Detektoren vom Summenkanal Σ über Torschaltungen 29 und 210 geliefert, die bei 211 und 212 durch die Spannung ausgelöst werden, die entsprechend der gewünschten entfernungsabhängigen Öffnung des Empfängers von der Entfernungsmeßeinrichtung 26 geliefert wird. Am Ausgang der Phasendetektoren erhält man also in bekannter Weise Informationen, die sich allein auf das von dem verfolgten Ziel reflektierte Echo beziehen.

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Diese Informationen haben die Form von Video- von der Zeit t in den Diagrammen 41 bis 45 der Fig. 4

impulsen, deren Amplitude eine Funktion der Zielablage angegeben.

und deren Polarität eine Funktion der Phase ist, d. h. der Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Die Video-Richtung dieser Ablage hinsichtlich der Symmetrieachse impulse erscheinen am Ausgang des Phasendetektors 27 der Antenne. Schließlich erhält man Fehlerspannungen, 5 im Kanal G der Fig. 2 in Form von Rechteckimpulsen die mit Hilfe von Nachlaufvorrichtungen die Verfolgung ausreichender Dauer, um die Messung vornehmen zu des Ziels in Höhen- und Seitenrichtung gestatten. können. Diese verbreiterten Impulse werden in bekannter

Zur Vervollständigung dieses an sich bekannten Teils Weise gewonnen, und die in den Diagrammen 43 und 44

der Schaltung ist die automatische Verstärkungsregel- der Fig. 4 dargestellten Öffnungsimpulse sind in bekannter

einrichtung 215 eingezeichnet, die vom Summenkanal Σ i° Weise gegen die Vorderflanke der verbreiterten Impulse

über eine Torschaltung 216 gespeist wird, die bei 217 von des Diagramms 41 verzögert, um die Messung in der Nähe

der Entfernungsmeßeinrichtung gesteuert wird. Die Vor- der Mitte der Impulse vornehmen zu können,

richtung 215 regelt gleichzeitig den Verstärkungsfaktor Die Rechteckimpulse, deren Amplitude dem Echo in

der drei Empfangsverstärker 21, 22 und 23 in den drei bestimmten Zeitpunkten entspricht, sind im Diagramm 41

Kanälen. 15 gezeigt. Der Impuls 410 rührt von der zusätzlichen

Die beschriebene Einrichtung arbeitet jedoch nicht Öffnung des Empfängers unmittelbar vor Aussendung des

mehr richtig, wenn eine frequenzmodulierte Störung vor- Sendeimpulses her. Er stellt die vom Störer allein ge-

handenist, deren Durchlauf eine sehr kleine Periode gegen- lieferte Spannung dar. Der Impuls 411 kommt von der

über der Dauer der Radarimpulse hat. Mittels der emp- bekannten Öffnung des Empfängers in Abhängigkeit von

findungsgemäßen Vorrichtung kann trotz der Anwesen- 20 der Entfernung des Ziels im Augenblick des Eintreffens

heit des Störers eine saubere Verfolgung des Ziels in des entsprechenden Echos. Er stellt die Empfangs-

Winkelrichtung vorgenommen werden. spannung infolge der gleichzeitigen Anwesenheit des

Die automatische Verfolgung in Winkelrichtung wird Nutzsignals und des Störers dar. Der Impuls 412 ent-

um so mehr gestört, je kürzer die Periode der Störung ist, spricht der nächsten Öffnung des Empfängers unmittelbar

weil sich der Störer dann wie ein Ziel verhält und infolge- 25 vor der Aussendung des folgenden Sendeimpulses. Er

dessen die von dem Radargerät gelieferten Fehlerspan- stellt also wieder die vom Störer gelieferte Echospannung

nungen zu fälschen sucht. In diesem Falle überlagern sich dar. Die Zeit θ ist gleich der Wiederkehrperiode der

die vom Störer herrührenden Spannungen, die sich wäh- Sendeimpulse.

rend der Öffnung des Empfängers in Abhängigkeit von Diese Spannungen werden bei 30 auf das Gitter des

der Zielentfernung bemerkbar machen, in den Phasen- 30 Kathodenverstärkers 31 gegeben und treten demgemäß

detektoren den Nutzspannungen, woraus sich starke am Punkt A in der Kathodenleitung dieser Röhre wieder

Störungen ergeben. auf. Bei der Auslösung durch Ankunft des Impulses 410

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dient zur nimmt die Spannung bei B den Wert F& des Diagramms

Beseitigung dieses Nachteils. Mit ihrer Hilfe können in 42 an.

den beiden Kanälen G und 5 für jeden ausgestrahlten 35 Im Zeitpunkt t_x erregt die zur Öffnung des Empfängers

Impuls zwei Messungen vorgenommen werden, nämlich dienende Spannung ein schematisch bei 33 eingezeichnetes

eine Messung während der Öffnung des Empfängers in Relais und schließt dadurch den Kontakt 34, so daß der

Abhängigkeit von der Zielentfernung und eine zweite Punkt B in einem sehr kurzen Zeitintervall mit Masse ver-

Messung während der Öffnung des Empfängers unab- bunden wird. Hierdurch wird der Kondensator 32 rasch

hängig von der Zielentfernung. 40 aufgeladen und die Spannung bei B bis zum Ende des

Die erste dieser Messungen liefert eine von der gleich- Impulses 410 zum Verschwinden gebracht. In diesem zeitigen Anwesenheit des Nutzsignals und des Störers ab- Zeitpunkt verschwindet die Spannung Va, weshalb eine hängige Spannung, während die zweite Messung eine Spannung -Vb, die gleich groß wie F& ist, jedoch entspannung liefert, die nur von der Anwesenheit des Störers gegengesetzte Polarität hat, bei B auftritt,
bestimmt ist. Dieser Vorgang wird bei der Aussendung 45 Der Impuls 411 erscheint nun am Gitter der Röhre 31 jedes Impulses wiederholt, und die wirkliche Zielablage und ergibt bei B einen identischen Impuls 421, der aber ist dann im Mittelwert proportional zur Differenz zwischen von dem neuen Pegel — Vj, ausgeht. Ebenso ergibt der den beiden Meßwerten. Impuls 412 einen Impuls 422, der von dem Pegel —F_&

Gemäß der Erfindung wird die bekannte, oben be- ausgeht.

schriebene Schaltung in der in Fig. 2 gezeigten Weise 50 Während des Betriebs ändern sich natürlich die Amergänzt. Die zweite Öffnung des Empfängers wird z. B. plituden der Impulse, jedoch gehen sie stets von einer von einer Spannung gesteuert, die vom allgemeinen Takt- Spannung (-Vb) aus, deren Amplitude in Abhängigkeit geber der Radaranlage (nicht dargestellt) derart geliefert von der Störstärke schwankt und einen gleitenden Nullwird, daß der Empfänger unmittelbar vor der Aussendung punkt darstellt,
eines Impulses jedesmal geöffnet wird. 55 Demzufolge hat die Spannung am Punkt B gegen Masse

Diese Spannung gelangt über 218 in die Schaltung. Sie während des Auftretens des Impulses 411 eine Nutzsteuert die Öffnung der Torschaltungen 29 und 210 im amplitude, welche den richtigen Winkelmeßwert liefert angegebenen Zeitpunkt, so daß in den Phasendetektoren und die Differenz zwischen den Echospannungen 411 und die entsprechende Messung vorgenommen werden kann. 410 darstellt.

Die eigentliche Meßvorrichtung gemäß der Erfindung 60 Praktisch wird diese Spannungsdifferenz mit Hilfe eines ist mit 213 bzw. 214 bezeichnet. Die Vorrichtung 213 Demodulators abgegriffen, indem die Spannung am liegt im Differenzkanal G am Ausgang des Detektors 27. Punkt B dem Gitter einer Kathodenverstärkerröhre 35 Eine identische Vorrichtung 214 befindet sich im Diffe- zugeführt wird, die einen Kondensator 36 über einen renzkanal S am Ausgang des Detektors 28. Diese beiden Relaiskontakt 37 speist, dessen sehr kurzzeitige Schlie-Vorrichtungen arbeiten genau in gleicher Weise. Es wird 55 ßung von einem Relais 38 gesteuert wird. Dieses Relais also genügen, nur die Vorrichtung im Kanal G zu be- wird durch eine im Zeitpunkt i₂ des Diagramms 44 aufschreiben, tretende Spannung erregt, welche die von der Entfernung

Ein zweckmäßiges Schaltbild dieser Vorrichtung ist in des Ziels abhängige Öffnungsspannung darstellt.

Fig. 3 dargestellt. Die an verschiedenen Punkten dieser Der Kondensator 36 lädt sich also auf die richtige

Schaltung auftretenden Spannungen sind in Abhängigkeit 70 Fehlerspannung V₀ des Diagramms 45 auf, die im Punkt C

der Fig. 3 herrscht. Diese Spannung- bei C wird dem Gitter einer weiteren Kathodenverstärkerröhre 39 zugeführt, so daß am Ausgang 312 der Schaltung an den Klemmen eines i?C-Netzwerks 310,311 eine mittlere Spannung abgenommen wird, welche die Feststellung der tatsächlichen Zielablage gestattet.

Selbstverständlich sind die Relais 33, 34 und 37, 38 in Wirklichkeit als rein elektronische Schalter in bekannter Weise ausgeführt.

Wie erwähnt, liefert die Einrichtung 214 in Fig. 2, die sich im Höhenkanal S befindet, in gleicher Weise die wahre Höhenlage des Ziels, die dann in bekannter Weise ausgewertet werden kann.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist also der Einfluß eines Störers ausgeschaltet und eine korrekte Verfolgung des Ziels in Höhen- und Seitenrichtung gewährleistet.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Messung der Peilwinkelablage unter Anwendung des Summen-Differenz-Verfahrens in einer pulsmodulierten Radaranlage, die einen Summenkanal und mindestens einen Differenzkanal enthält und bei der die Messung mittels der Echosignale während einer von der Entfernung des Ziels abhängigen kurzzeitigen Öffnung des Empfängers vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschaltung des Einflusses einer frequenzmodulierten Störung, deren Durchlaufperiode klein gegen die Dauer der Radarimpulse ist, in jeder Sendepulsperiode eine Messung der Störsignale während einer weiteren Öffnung des Empfängers von gleicher Dauer wie die entfernungsabhängige Öffnung vorgenommen wird, die jedoch nicht mit der Zielentfernung verknüpft ist, daß in jeder Pulsperiode die Differenz der von diesen beiden Messungen gelieferten Spannungen gebildet und als vom Einfluß der Störungen befreiter Meßwert für die Peilwinkelablage verwendet wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Öffnung des Empfängers unmittelbar vor der Aussendung jedes Sendeimpulses erfolgt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangssignale nach der Ausblendung und Demodulation auf eine Kathodenverstärkerröhre (31) gegeben werden, von deren Kathode ein Kondensator (32) zum Gitter einer zweiten Kathodenverstärkerröhre (35) führt, daß der Kondensator (32) auf die Spannung der Empfangssignale während der weiteren Öffnung des Empfängers aufgeladen wird und anschließend auf das Gitter der zweiten Röhre (35) eine Spannung von gleichem Absolutwert, jedoch entgegengesetzter Polarität wie die Ladespannung des Kondensators gegeben wird, so daß die während der entfernungsabhängigen Öffnung des Empfängers am Gitter der zweiten Röhre (35) auftretenden Echosignale von einem Pegel ausgehen, der dieser Spannung von entgegengesetzter Polarität entspricht, und am Ausgang der zweiten Kathodenverstärkerröhre (35) die Differenz der in den beiden Öffnungsperioden des Empfängers vorhandenen Empfangsspannungen erscheint.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kathode des zweiten Kathodenverstärkers (35) über einen Schalter (37) das Gitter einer weiteren Kathodenverstärkerröhre (39) angeschlossen ist, das über einen Kondensator (36) mit Masse verbunden ist, daß der Kondensator (36) während der entfernungsabhängigen Öffnung des Empfängers mit Hilfe des Schalters (37) auf die der Differenz der Empfangsspannungen entsprechende Spannung aufgeladen wird und daß von der Kathode der Kathodenverstärkerröhre (39) über ein ÄC-Glied (310, 311) eine Mittelwertspannung abgenommen wird, die der gewünschten störungsfreien Echospannung entspricht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 879 404, 907 314.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©009 569/312 7.60