DE1125009B - Anordnung mit einer Wanderfeldverstaerkerroehre zur weitgehend unabhaengigen Steuerung der Verstaerkung und der Phasenverschiebung und Richtantennensystem mit solchen Anordnungen - Google Patents

Description

PATENTAMT H 03 b; f; H 04 d

DEUTSCHES

H38557IXd/21a⁴

ANMELDETAG: 2. F E B RU AR 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 8. MÄRZ 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit einer Wanderfeldverstärkerröhre, bei der zur Steuerung der Verstärkung eine die Strahlstromstärke beeinflussende Steuerelektrode (erste Steuerelektrode) vorgesehen ist, welche an eine erste Spannungsquelle angeschlossen ist, und bei der zur Steuerung der Phasenverschiebung die die Gleichgeschwindigkeit des Elektronenstrahls bestimmende Elektrode (zweite Steuerelektrode) dient, welche an eine zweite Spannungsquelle angeschlossen ist.

Es ist häufig erwünscht, in Wanderfeldröhren die relativen Phasenänderungen zu steuern, welche die Mikrowellensignale erleiden, die sich längs der Verzögerungsleitung der Röhre zum Zwecke der Verstärkung oder Modulation fortpflanzen. Ebenso ist es oft wünschenswert, die effektive Verstärkung der Wanderfeldröhre zu steuern oder zu verändern, um auf diese Weise einen Einfluß auf die Größe des Mikrowellensignals am Ausgang der Röhre nehmen zu können. Eine Beeinflussung der Phasenverschiebung kann man normalerweise dadurch erreichen, daß man das Gleichpotential der Verzögerungsleitung der Wanderfeldröhre ändert, wodurch die Geschwindigkeit der Elektronenströmung entsprechend geändert wird. Eine Beeinflussung des Verstärkungsgrades erreicht man durch Änderung der Stromstärke der Elektronenströmung mittels Steuerung des Gleichpotentials einer Stromsteuerelektrode in der Elektronenkanone. Dies sind die beiden hauptsächlichen Wirkungen. Daneben besteht jedoch immer eine gewisse Verknüpfung zwischen beiden Steuerungen; Änderungen im Gleichpotential der Stromsteuerelektrode beeinflussen auch die Phasenverschiebung, und Änderungen im Gleichpotential der Verzögerungsleitung der Wanderfeldröhre haben, wenn auch zu einem geringeren Grade, auch einen Einfluß auf die Verstärkung. Bislang war es nicht möglich, diese beiden Steuerfunktionen wenigstens nahezu unabhängig voneinander zu machen.

Ein Mikrowellen-Antennensystem ist ein Beispiel für ein System, in dem man Wanderfeldröhren mit unabhängig voneinander wirksamen Steuerfunktionen für die Phasenverschiebung und den Verstärkungsgrad einsetzen könnte. Um sehr weitreichende Radar- strahlenbündel mit hohem Auflösungsvermögen herzustellen, deren Strahlrichtung elektronisch gesteuert wird, braucht man vielfach Antennensysteme, die aus einer Anordnung von Strahlern, aus leistungsstarken Verstärkern zur Versorgung dieser Strahler und aus elektronischen Vorrichtungen zur Steuerung der zu verwendenden Ausstrahlungsschemata bestehen.

Anordnung mit einer Wanderfeldverstärkerröhre zur weitgehend unabhängigen Steuerung der Verstärkung und der Phasenverschiebung und Richtantennensystem mit solchen Anordnungen

Anmelder:

Hughes Aircraft Company, Culver City, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. G. Eichenberg

und Dipl.-Ing. H. Sauerland, Patentanwälte,

Düsseldorf, Cecilienallee 76

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 4. Mai 1959 (Nr. 810 960)

John B. Cicchetti und Jack Kliger,

Los Angeles, Calif. (V. St. Α.), sind als Erfinder genannt worden

Wanderfeldröhren lassen sich infolge ihres Verstärkungsgrades und ihrer Fähigkeit, hohe Energien zu verarbeiten, dazu verwenden, die notwendigen hohen Leistungen zur Versorgung der einzelnen Strahler abzugeben, und sind daneben auch, wie oben erwähnt, zur Einstellung der relativen Phasenverschiebungen der Einzelstrahler geeignet, wodurch die Richtung des von dem Antennensystem ausgesandten Strahles gesteuert werden kann. Zusätzlich kann man bei einmal gewählter Richtung des Radarstrahles die Verstärkungsgrade der einzelnen Verstärker so steuern, daß man dem ausgesandten Radarstrahl eine aus einer Anzahl möglicher Formen beliebig ausgewählte Form geben kann. Weil dies möglich ist, sollten zur Erreichung größtmöglicher Änderungsfähigkeit der Einrichtung die Funktionen zur Steuerung der Strahlrichtung und der Strahlform unabhängig voneinander und unabhängig von der ausgesandten Frequenz sein.

Bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art ist gemäß der Erfindung eine Einrichtung vorgesehen,

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die einen bestimmten Bruchteil des Potentials der ersten Steuerelektrode dem Potential der zweiten Steuerelektrode hinzufügt, und dieser Bruchteil ist so gewählt, daß die Steuerung der Verstärkung weitgehend unabhängig ist von der Steuerung der Phasenverschiebung, und umgekehrt.

Eine derartige Anordnung kann man mit Vorteil als Bauteil eines Antennenspeisesystems einsetzen. Man kann diese Verstärkeranordnung in das Speise-

Eingang 20 und ein Ausgang 22 dienen dazu, Mikrowellenenergie in die Verzögerungsleitung 12 einzukoppeln bzw. aus ihr auszukoppeln. Die Geschwindigkeit des Elektronenstrahles und das Verhältnis des Umfangs der Wendel 12 zu ihrer Steigung sind so gewählt, daß eine kumulative Wechselwirkung zwischen dem Elektronenstrahl und der längs der Wendel fortschreitenden Mikrowellenenergie stattfindet, um als Folge hiervon eine Verstärkung der Mikro-

system einer Strahlergruppe einfügen, um die vom io wellenenergie zu erreichen. Sender kommenden Mikrowellensignale zu verstärken Eine Stromsteuerelektrode 24 in der Elektronen-

und einem bestimmten Einzelstrahler zuzuführen. kanone 16 steuert die Stromstärke des Elektronen-Den Sender und die genannte erste und zweite Span- Strahls und damit die Verstärkung der Wanderfeldnungsquelle kann man mit einer die Programmie- röhre. Die am Steuergitter 24 liegende Spannung wird rung und Steuerung bestimmenden Einrichtung ver- 15 von einer (ersten) Steuerspannungsquelle 26 geliefert, binden, um 1. die Phasenverschiebung der einzelnen Die an der Wendel 12 liegende Gleichspannung beWanderfeldröhre und damit die Richtung des von der stimmt die Geschwindigkeit der Elektronen beim Antenne ausgesandten Strahles, 2. den Verstärkungs- Durchfliegen der Wendel. Da die Elektronengrad der Wanderfeldröhren und damit die Gestalt geschwindigkeit die Phasengeschwindigkeit des längs des Strahles, sowie 3. die Frequenz des Senders 20 des Elektronenstrahles anwachsenden Mikrowellenzwecks Einstellung einer wünschenswerten Arbeits- signals beeinflußt, läßt sich mittels der Wendelspanfrequenz zu steuern. Durch geeignete Wahl des Be- nung die Phasenverschiebung des durch die Röhre reiches, über den sich die Steuerspannungen verän- hindurchgehenden Mikrowellensignals beeinflussen, dem lassen, kann man erreichen, daß die drei ge- Die Größe der an der Wendel 12 liegenden Gleichnannten Steuerungsfunktionen voneinander unabhän- 25 spannung wird durch eine (zweite) Steuerspannungsgig werden. quelle 28, die also die Spannungsquelle für die Steue-

Man kann die Anordnung gemäß der Erfindung
auch in Verbindung mit einer Frequenzverschiebungseinrichtung für ein Antennensystem verwenden, das
dispergierende (d. h. frequenzveränderliche) Ein- 30 die Verstärkung als Funktion der an der Stromsteuerspeisungen zu den einzelnen Längs- oder Querreihen elektrode 24 liegenden Spannung in Fig. 2, die relavon Strahlern hat. Dadurch ist es möglich, den von
der Antenne ausgesandten Strahl noch in einer zweiten Dimension in seiner Richtung zu beeinflussen.

Nachstehend sei die Erfindung an Hand der Zeich- 35 Wendelspannung in Fig. 4 aufgetragen. Die Kurve 30

nungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt in Fig. 2 zeigt, daß eine Änderung der Spannung der

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfin- Stromsteuerelektrode von 50 oder 60 Volt auf etwa

dungsgemäßen Anordnung mit einer Wanderfeld- 250VoIt eine praktisch lineare Änderung der Ververstärkerröhre, die die Merkmale der Erfindung Stärkung von etwa 20 db auf etwa 45 db zur Folge (Steuerung der Verstärkung und der Phasenverschie- 40 hat. Die Kurve 32 in Fig. 3 zeigt, daß die relative

bung) aufweist, Phasenverschiebung längs der Röhre um etwa 2000°

Fig. 2 eine graphische Darstellung, in der die Ver- abnimmt, wenn man die Wendelspannung von 500

Stärkung in Dezibel über der an der Stromsteuer- auf 1000 Volt ändert. Die Werte für diese Kurven elektrode liegenden Spannung in Volt aufgetragen ist, wurden bei einer Frequenz von etwa 3000 MHz ge-

Fig. 3 eine Kurve, die die Abhängigkeit der rela- 45 messen. Ähnliche Werte wurden bei Messungen in

tiven Phasenverschiebung in Grad von der Spannung einem weiten Bereich unterhalb und oberhalb dieser an der zweiten Steuerelektrode (Wendelspannung) Frequenz erhalten.

wiedergibt, In Fig. 4 bedeuten die vertikalen Linien des Netzes

Fig. 4 ein. Diagramm, das die gegenseitige Abhän- kartesischer Koordinaten Linien konstanter Wendel-

gigkeit der Stromsteuerelektrodenspannung und der 50 spannung zwischen etwa 800 bis 900 Volt für eine an der zweiten Steuerelektrode (Wendel) liegenden typische Wanderfeldröhre 10. Die horizontalen Linien

des Netzes sind Linien konstanter Spannung an der Stromsteuerelektrode 24 über einen Bereich von etwa 225 bis 300 Volt. Die gebogenen Linien sind Linien konstanter Verstärkung, wie man sie durch entsprechende Änderungen der Wendelspannung und

rung der Phasenverschiebung darstellt, festgelegt und von dieser der Wendel 12 zugeführt. Für eine typische, im S-Band arbeitende Wanderfeldröhre ist

tive Phasenverschiebung als Funktion der Wendelspannung in Fig. 3 und die gegenseitige Abhängigkeit zwischen der Stromsteuerelektrodenspannung und der

Spannung zusammen mit Kurven konstanter Verstärkung bzw. konstanter Phasenverschiebung wiedergibt,

Fig. 5 ein schematisches Blockdiagramm eines Systems mit einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einer Wanderfeldverstärkerröhre mit voneinander unabhängigen Steuerungen für die Phasenverschiebung und den Verstärkungsgrad und

Fig. 7 ein Speisesystem für eine Strahlergruppe.

In Fig. 1 ist 10 eine Wanderfeldverstärkerröhre mit einer wendeiförmigen, koaxial in einer gläsernen Hülle 14 liegenden und von dieser gehalterten Ver-

der Stromsteuerelektrodenspannung erhält. In ähnlicher Weise stellen die schräg verlaufenden, fast geraden, mit Gradzahlen von +420 bis —300° bezeichneten Linien Linien konstanter Phasenverschiebung dar, wie man sie erhält, wenn man die entsprechenden Spannungen an der Stromsteuerelektrode 24 und an der Wendel 12 einstellt. Damit sind in einem einzigen Diagramm die quantitative Abhängig-

zögerungsleitung 12. Am linken Ende der Hülle 14 65 keit des Verstärkungsgrades und der Phasenverschieist eine Elektronenkanone 16 angebracht, die einen bung einer Wanderfeldröhre sowohl von der Strom-Elektronenstrahl längs der Achse der Wendel 12 in
Richtung auf eine Kollektorelektrode 18 schießt. Ein

steuerelektrodenspannung als auch von der Wendelspannung dargestellt.

Die gezeigten Kurven geben die Kennlinien einer im S-Band arbeitenden Wanderfeldröhre wieder. Man kann jedoch bekanntlich Wanderfeldröhren auch so gestalten, daß sie in anderen Frequenzbändern arbeiten. Die gezeichneten Kurven deuten an, was in jedem beliebigen Frequenzgebiet, in dem eine Wanderfeldröhre arbeiten kann, erreichbar ist. Der zu überstreichende Frequenzbereich erstreckt sich über ein Gebiet von weniger als 30 MHz bis über den Bereich des K-Bandes hinaus. Fig. 4 zeigt, daß ίο die Phasenschiebereigenschaft der Röhre verhältnismäßig gleichmäßig über dem gezeigten Bereich der Parameter vorhanden ist und daß die Wendelspannung etwa dreimal so wirksam in bezug auf die Veränderung der Phase ist wie die Stromsteuerelektrodenspannung, wobei der Betrag der Wirkung etwa 6° Phasenverschiebung pro Volt Wendelspannungsänderung beträgt, im Vergleich zu etwa 2° Phasenverschiebung pro Volt Stromsteuerelektrodenspannungsänderung. Mit anderen Worten, wenn man die Wanderfeldröhre mit konstanter Phasenverschiebung betreiben wollte, etwa längs der schrägen, mit 0° bezeichneten Linie, so könnte man die Verstärkung von etwa 38 db bis über 48 db hinaus verändern, indem man die Spannung an der Stromsteuerelektrode zwisehen etwa 220 und 310VoIt und die Wendelspannung zwischen 850 und 875 Volt variiert. Wenn man also konstante Phasenverschiebung verlangt, während man die Verstärkung ändert, muß man die Wendelspannung um etwa ein Drittel des Betrages ändern, um den man die Stromsteuerelektrodenspannung ändert.

In Fig. 5 ist ein System dargestellt, bei welchem eine Anordnung mit einer Wanderfeldverstärkerröhre 34 verwendet wird, mit der es erfindungsgemäß möglieh ist, die Verstärkung und die Phasenverschiebung unabhängig voneinander zu steuern. Die Wanderfeldröhre 34 ist an ihrem Eingangsende an einen Mikrowellengenerator 36 und an ihrem Ausgangsende an irgendeinen Mikrowellenverbraucher 38 angeschlossen. Zur Steuerung der Verstärkung und der Phasenverschiebung des Wanderfeldröhrenverstärkers ist an diesen ein Kompensationsnetzwerk 40 angeschlossen. Der linke Teil 42 des Kompensationsnetzwerkes bestimmt die Verstärkung. Dieser Teil der Schaltung ist in der Figur mit G bezeichnet. Der rechte Teil 44 des Kompensationsnetzwerkes, der mit Θ bezeichnet ist, steuert die Phasenverschiebung der Wanderfeldröhre 34. Der mittlere Teil 46 stellt die Kompensationsschaltung selbst dar. Diese Schaltung kann in der unten im einzelnen erläuterten Weise aufgebaut sein. Worauf es ankommt, ist jedoch allein, daß sie eine Steuerung der Phasenverschiebung unabhängig von der Steuerung der Verstärkung, und umgekehrt, möglich macht, indem sie eine Funktion längs der Linien konstanter Verstärkung oder konstanter Phasenverschiebung in Fig. 4 erzwingt. An das Netzwerk 40 und an den Mikrowellengenerator 36 ist eine Programm- und Steuereinrichtung 48 angeschlossen, die als Hauptsteuerorgan ein Programmieren der Verstärkung, der Phasenverschiebung und der Arbeitsfrequenz des Wanderfeldröhrenverstärkers 34 in jeder beliebig vorgegebenen Weise gestattet. Wie oben erwähnt, können die Verstärkung und die Phasenverschiebung der Wanderfeldröhre über ein verhältnismäßig breites Frequenzband unabhängig von der Arbeitsfrequenz der Röhre eingestellt werden.

Fig. 6 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Teiles des Systems nach Fig. 5 dar. An das Eingangsende einer Wanderfeldröhre 50 ist ein Hohlleiter 52 und an deren Ausgangsende ein Hohlleiter 54 angeschlossen. Eine wendeiförmige Verzögerungsleitung 56 ist im Innern der Röhre koaxial zur Röhrenachse (Elektronenstrahlachse) angeordnet. Der Elektronenstrahl wird von einer Elektronenkanone 58 durch die Verzögerungsleitung hindurchgeschossen und von der Kollektorelektrode 62 aufgefangen. Die Wanderfeldröhre umschließend kann ein Bündelungsmagnet 60 angeordnet sein, um den Elektronenstrahl gebündelt zu führen. Eine erste Spannungsquelle 64 für die Verstärkungssteuerung ist an die Stromsteuerelektrode 66 und eine zweite Spannungsquelle 68 für die Steuerung der Phasenverschiebung ist an die Wendel 56 angeschlossen. Ein Netzgerät 70 liefert die übrigen Arbeitsspannungen und -ströme für die Wanderfeldröhre. Eine hiervon unabhängige Spannungsquelle 72 ist an die Kollektorelektrode 62 angeschlossen und hält diese auf einem Gleichpotential, das etwas positiv gegen das Gleichpotential der Wendel 56 ist. Dies bezweckt, die schädlichen Wirkungen der von der Kollektorelektrode 62 ausgehenden Sekundäremission so klein wie möglich zu halten.

Ein Spannungsteiler in Form eines Potentiometers 74 liegt parallel zum Ausgang der Spannungsquelle 64 für die Verstärkungssteuerung. Der eine Pol der Spannungsquelle 68 für die Steuerung der Phasenverschiebung liegt an einem Abgriff 76 des Potentiometers 74. Dadurch wird ein bestimmter, zuvor wählbarer Bruchteil der Steuerspannung für die Verstärkung der Steuerspannung für die Phasenverschiebung hinzugefügt. Dies hat zur Folge, daß bei konstanter Spannung an der Spannungsquelle 68, die für die Steuerung der Phasenverschiebung maßgeblich ist, das Gleichpotential der Wendel 56 sich trotzdem um einen bestimmten Bruchteil desjenigen Betrages ändert, um den die Spannung an der Stromsteuerelektrode 66 durch die zugehörige Spannungsquelle 64 verändert wird. Wenn man z. B. die von der Spannungsquelle 64 abgegebene Spannung um 100 Volt erhöht, und wenn der Abgriff 76 so eingestellt ist, daß er ein Drittel der Spannung der Spannungsquelle 64 abteilt, dann wird die Spannung der Wendel 56 um etwa 33 Volt erhöht. Vergleicht man diese Werte mit den Arbeitskurven der Fig. 4, so sieht man, daß man eine Arbeitsweise längs einer Linie konstanter Phasenverschiebung erhält, sofern man einen in dieser Weise bemessenen Bruchteil der Stromsteuerelektrodenspannung, die ursprünglich nur zuf Steuerung des Verstärkungsgrades dient, der Wendelspannung hinzufügt. Wenn man beispielsweise die Spannungsquelle 68 für die Wendelspannuag auf 850VoIt konstant hält und diesen 850VoIt etwa 25 Volt linear mittels einer Änderung der Stromsteuerelektrodenspannung von 220 auf 310 Volt hinzufügt, so erreicht man, daß die Anordnung etwa auf der mit 0° bezeichneten Linie konstanter Phasenverschiebung arbeitet, wobei die Verstärkung sich innerhalb des dargestellten Bereiches um etwa 11 db ändert, während die Phasenverschiebung nur eine Änderung von etwa ±1° erleidet. (Letzteres ist darauf zurückzuführen, daß die Linie konstanter Phasenverschiebung nicht streng linear verläuft.) Ohne das Kompensationsnetzwerk würde bei gleicher Verstärkungsänderung von 11 db der zugehörige Phasenfehler 120° betragen. Will man hingegen die Röhre

mit einer konstanten Amplitude des Ausgangssignals betreiben, also bei konstanter Verstärkung, jedoch mit unterschiedlicher Phasenverschiebung, so kann man eine Stromsteuerelektrodenspannung von z. B. 220 Volt verwenden. Damit ergibt sich ein Verstärkungsgrad von etwa 38 db. Dieser Verstärkungsgrad schwankt dann nur um ± 0,25 db, wenn man durch entsprechende Änderung der Wendelspannung nach Fig. 4 die Phase um volle 360° symmetrisch zur 0°-Bezugslinie verschiebt.

In Fig. 7 ist ein Antennenrichtstrahlsystem dargestellt, bei dem Wanderfeldröhren zur Einspeisung der Einzelstrahler verwendet werden. Bei einer solchen Strahlergruppe kann man Phasenverschiebung zwischen den einzelnen Strahlern, Verstärkungssteuerung an jedem Einzelstrahler und/oder Frequenzverschiebung anwenden. Eine Frequenzverschiebung kann man einmal dafür nutzbar machen, daß man dadurch eine Ablenkung des Richtstrahles in einer Dimension bewirkt, die auf der Dimension, in der der Richtstrahl infolge der Phasenverschiebung abgelenkt wird, senkrecht steht, zum anderen aber auch dafür, daß das ganze Antennensystem weitgehend frequenzunabhängig wird. Im letzteren Falle läßt sich die Frequenz ändern, ohne daß dies einen Einfluß auf die Richtung und die Form des ausgesandten Richtstrahles hat. Mit 80 ist ein System bezeichnet, das eine Längs- oder Querreihe 82 von Strahlern aufweist, von denen drei Strahler 84, 85 und 86 dargestellt sind. Die weiteren Systeme 88, 90 und 92 entsprechen dem System 80, und jedes dieser Systeme enthält eine Reihe von Strahlern ähnlich der Reihe 82. Um die Darstellung möglichst klar und einfach zu halten, ist nur das System 80 im einzelnen dargestellt. Doch sei bemerkt, daß die aus den Strahlern 84, 85 und 86 bestehende Reihe durch Vermehrung der Strahler erweitert werden kann. Dies ist durch die gestrichelten Linien 94 angedeutet.

Jeder der Strahler 84, 85 und 86 wird von einem Wanderfeldröhrenverstärker 96, 98 und 100 gespeist. Jedem einzelnen Wanderfeldröhrenverstärker ist ein Kompensationsnetzwerk zugeordnet (vgl. Fig. 5), das im wesentlichen aus einer Spannungsquelle für die Verstärkungssteuerung (Teil G), einer Spannungsquelle für die Steuerung der Phasenverschiebung (Teil (9) und einer Kompensationsschaltung besteht, die mit den genannten Spannungsquellen verbunden ist. Ein Mikrowellengenerator 108 ist an das Eingangsende jeder Wanderfeldröhre angeschlossen, so daß die von diesem Generator abgegebene Energie über die Wanderfeldröhren hinweg den einzelnen Strahlern zugefügt wird, von denen aus sie in den Raum abgestrahlt wird. Eine Programm- und Steuereinrichtung 110 für den Strahlablenkvorgang ist an den Generator 108 angeschlossen und bezweckt, die Frequenz der von diesem abgegebenen Energie in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Programm zu steuern. Die Steuereinrichtung 110 ist außerdem an die Spannungsquellen zur Steuerung der Verstärkung und der Phasenverschiebung jeder einzelnen Wanderfeldröhre 96, 98 und 100 angeschlossen. Man kann somit gemäß einem vorgegebenen Programm die Phasenverschiebung und die Verstärkung jeder einzelnen Wanderfeldröhre zum Zwecke der Steuerung der Form und der Richtung des von dem Antennensystem ausgesandten Richtstrahles ändern. Die Steuereinrichtung 110 ist in gleicher Weise an jeden einzelnen Wanderfeldröhrenverstärker der Systeme 88, 90 und 92 angeschlossen. Damit erstreckt sich die Steuerung des Richtstrahles auch auf die anderen Reihen von Strahlern. In entsprechender Weise ist auch der Generator 108 an die Wanderfeldröhren eines jeden dieser weiteren Systeme angeschlossen. Falls die Schaltteile zwischen dem Generator 108 und den einzelnen Systemen 80, 88, 90 und 92 keine Dispersion besitzen, kann man das gesamte System in seiner Frequenz verschieben, ohne daß dadurch ίο die Form oder die Richtung des Richtstrahles beeinflußt würde. Dies ist besonders bei solchen Anordnungen wünschenswert, für die man eine Arbeitsweise verlangt, die von Störsignalen oder atmosphärischen Störungen nicht beeinflußt werden soll. Darüber hinaus kann man bei einer solchen Anordnung, allgemein betrachtet, eine Frequenz auswählen, welche das beste Echosignal von einem gegebenen Objekt ergibt. Wenn man andererseits dispersive Hohlleiter oder andere dispergierende Elemente, wie ao sie durch die Blöcke 112, 114 und 116 angedeutet sind, zwischen die einzelnen Systeme einschaltet, dann erhält man eine in bezug auf die von den einzelnen Reihen von Strahlern ausgesandten Frequenzen dispergierende Anordnung, deren Ausstrahlungsrichtung man in der Dimension, in welcher die einzelnen Reihen von Strahlern nebeneinander angeordnet sind, dadurch verändern kann, daß man die Frequenz des Generators 108 verändert.

Was vorstehend über Senderantennensysteme gesagt ist, trifft auch auf Empfängerantennensysteme zu. Solche Systeme sind hier nicht im einzelnen erörtert worden, um die Darstellung einfach zu halten. Erwähnt sei, daß man nur geringfügige Änderungen an dem in Fig. 7 dargestellten Gebilde vorzunehmen braucht, um daraus ein Empfangssystem zu machen. So könnte man die von den Antennen empfangenen Signale unmittelbar den Eingängen der Wanderfeldröhren 96, 98 und 100 zuführen, die dann statt für hohe Ausgangsleistung, wie man es für einen Sender braucht, für geringes Rauschen und hohe Verstärkung ausgelegt sein würden, wie dies für einen Empfänger wünschenswert ist. In vielen Fällen kann man auch die beiden Systeme miteinander verbinden, so daß ein und dieselbe Strahlergruppe sowohl an einen Sender als auch an einen Empfänger ankoppelbar ist.

Im vorstehenden wurde ein Wanderfeldröhrenverstärker und in Verbindung damit ein Antennenspeisesystem beschrieben, bei dem die Phasenverschiebung und die Verstärkung des Wanderfeldröhrenverstärkers unabhängig voneinander steuerbar sind. Es wurde beschrieben, daß man darüber hinaus das System frequenzunabhängig machen kann, was die Möglichkeit liefert, eine Frequenzverschiebung als dritte Steuerfunktion einzuführen, die unabhängig von den beiden anderen Steuerfunktionen arbeitet. In dem dargestellten System können außerdem dispergierende Glieder verwendet werden, mit denen man einen Richtstrahl erhält, mittels dessen man den Raum in einer Richtung dadurch abtasten kann, daß man die Sendefrequenz verändert, während man eine Abtastung in einer dazu senkrechten Richtung durch Veränderung der Phasenverschiebung bewirkt. Dabei läßt sich die Größe des Ausgangssignals jedes Einzel-Strahlers zur Erzeugung der gewünschten Form des Richtstrahls unabhängig von der Frequenz und von der Phasenverschiebung steuern. Man benutzte also gemäß der vorliegenden Erfindung die hohe Verstär-

kung und die empfindliche Phaseneigenschaft von Wanderfeldröhren zur Herstellung eines äußerst vielseitigen, leistungsstarken Richtantennensystems.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung mit einer Wanderfeldverstärkerröhre, bei der zur Steuerung der Verstärkung eine die Strahlstromstärke beeinflussende Steuerelektrode (erste Steuerelektrode) vorgesehen ist, welche an eine erste Spannungsquelle angeschlossen ist, und bei der zur Steuerung der Phasenverschiebung die die Gleichgeschwindigkeit des Elektronenstrahls bestimmende Elektrode (zweite Steuerelektrode) dient, welche an eine zweite Spannungsquelle angeschlossen ist, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die einen bestimmten Bruchteil des Potentials der ersten Steuerelektrode dem Potential der zweiten Steuerelektrode hinzufügt, und dieser Bruchteil so gewählt ist, daß die Steuerung der Verstärkung weitgehend unabhängig ist von der Steuerung der Phasenverschiebung, und umgekehrt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Potential der zweiten Steuerelektrode hinzugefügte Bruchteil des Potentials der ersten Steuerelektrode annähernd gleich einem Drittel der Potentialänderung der ersten Steuerelektrode ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß des weiteren eine Programm- und Steuereinrichtung vorgesehen ist, die mit der Mikrowellen-Eingangssignalquelle der Wanderfeldröhre und mit der ersten und zweiten Spannungsquelle gekoppelt ist und nach einem vorbestimmten Programm die Frequenz der Mikrowellen-Eingangssignalquelle, die Verstärkung der Wanderfeldröhre und deren relative Phasenverschiebung unabhängig voneinander steuert.

4. Elektronisch abgetastetes, aus einer Vielzahl von Einzelstrahlern bestehendes Richtantennensystem, bei dem jedem Einzelstrahler eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Wanderfeldröhre zwischen die MikroweÜen-Eingangssignalquelle und den zugehörigen Einzelstrahler geschaltet und an der Steuerung des Ausstrahlungsschemas des Antennensystems nach einem bestimmten Programm beteiligt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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