DE1199833B

DE1199833B - Einrichtung fuer ein Summe-Differenz-Rueckstrahlpeilgeraet

Info

Publication number: DE1199833B
Application number: DEA41055A
Authority: DE
Inventors: Dipl-El-Ing Hans Isch
Original assignee: Siemens Albis AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 1961-12-01
Filing date: 1962-08-31
Publication date: 1965-09-02
Also published as: GB981103A; ES280962A1; US3221328A; SE309618B; CH391800A; NL286190A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04p

Deutsche KL: 21 a4 - 48/63

Nummer: 1199833

Aktenzeichen: A 41055IX a/21 a4

Anmeldetag: 31. August 1962

Auslegetag: 2. September 1965

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung für Summe-Differenz-Rückstrahlpeilgeräte, wie sie beispielsweise unter der Bezeichnung Monopuls-Radargeräte bekannt sind und bei denen eine Peilantenne, die aus mehreren Primärstrahlern und einem gemeinsamen Reflektor besteht, vorgesehen ist und die in den Primärstrahlern empfangenen Echowellen in einem Vergleichsnetzwerk eine Summen- und zwei Differenzschwingungen erzeugen, die in drei getrennten Kanälen den Empfängermischstufen zur Weiter-Verarbeitung zugeführt werden und die Informationen über Distanz, Höhen- und Seitenwinkel des Rückstrahlobjektes enthalten.

Das Monopulssystem dient zur Vermessung von Strahlungsquellen, deren Richtung, auf den Meßpunkt bezogen, durch den Vergleich der empfangenen Energien, die in zwei oder mehr Antennen gleichzeitig eintreffen, bestimmt wird. Weisen diese Antennen unter sich eine endliche Entfernung auf, so genügt die Bestimmung des Phasenunterschiedes der von den Antennen eintreffenden Signale als Vergleichsgröße. Bei unendlich kleinem Abstand zwischen den Antennen und bei gegeneinander verdrehten Antennencharakteristiken werden die Winkelablagen durch Amplitudenvergleich der empfangenen Energien gewonnen.

Bei einem bekannten Summe-Differenz-Radargerät sind die vier Primärstrahler symmetrisch zum Brennpunkt einer Reflektorantenne angeordnet. Die empfangenen Signale seien mit A, B, C und D bezeichnet. In einem Vergleichsnetzwerk werden diese vier Signale in der nachfolgend beschriebenen Weise überlagert: Die Summe A + B + C + D gibt das Referenzsignal, das das Empfangssignal bezüglich Distanzinformation und Indikatoraussteuerung auswertet. Ein erstes Differenzsignal (A — B) + (C — D) entiält die Größe des Höhenwinkelfehlers, und ein zweites Differenzsignal (A + B) — (C + D) enthält Jie Größe des Seitenfehlers. Das Referenzsignal ist e nach Zielablage in Phase oder in Gegenphase mit Jen Winkelfehlersignalen und ergibt durch einen Phasenvergleich die Fehlerrichtungsinformation.

Diese drei Informationen gelangen vom Vergleichsletzwerk über je einen Wellenleiter zu den Mischtufen zwecks Umsetzung auf den zwischenfrequenten Träger und darauf in die Zwischenfrequenzverstärker.

Das Vergleichsnetzwerk selbst besteht vorzugsweise ms vier Verzweigungsgliedern, die als »Magische T« lekannt sind und aus je zwei T-Gliedern bestehen.

Die Meßgenauigkeit des Radargerätes wird in rster Linie durch die Güte des Vergleichsnetzwerkes egeben. Es ist jedoch absolut unumgänglich, daß die Einrichtung für ein Summe-Differenz-Rückstrahlpeilgerät

Anmelder:

Albiswerk Zürich A. G., Zürich (Schweiz)

Vertreter:

Dr. M. Eule,

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. W. Berg

und Dipl.-Ing. O. Stapf, Patentanwälte,

München 2, Hilblestr. 20

Als Erfinder benannt:

Dipl.-El.-Ing. Hans Isch, Genf (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 1. Dezember 1961 (13 976)

einzelnen Empfangssignale zwischen dem Eingang in die Primärstrahler und dem Eingang der Phasenvergleichsstufe durch völlig gleiche Leiterelemente geführt werden. Vor allem müssen Leiterzüge bezüglich der Phasenverschiebung identisch sein. Mit der bekannten Technik der Wellenleiter ist es an sich möglich, mehrere Wellenleiter elektrisch genau gleich lang zu bauen, indem eine entsprechende geometrische Verlegung der Wellenleiter vorgesehen wird. In den meisten Fällen werden die Reflektoren aber von vorn ausgeleuchtet, so daß die Primärstrahler auf der Vorderseite der Reflektoren verlaufen. Die Wellenleiter müssen dann derart angeordnet sein, daß die Überdeckung der Strahlungsfläche möglichst klein ist, was mit Wellenleitern gleicher Länge kaum realisierbar ist.

Eine Phaseneichung erfordert das Einkoppeln eines Testsignals in alle drei Hohlleiter, das in bezug auf eine Referenzebene in allen Leitern gleichphasig ist.

Eine erste Möglichkeit zur Einkopplung besteht darin, daß ein Eichsignal über eine Richtungskoppleranordnung in die drei Hohlleiter eingekoppelt wird. Diese Anordnung wird aufwendig, und die verlangte Phasengleichheit ist schwer erfüllbar.

Eine weitere Möglichkeit zur Einkopplung des Eichsignals bietet die Einkopplung in das Vergleichsnetzwerk mittels dreier magischer T. Die damit in einer Referenzebene gleichphasige Phasenfront wird über Kreuzkoppler in die Hohlleiter eingekoppelt. Bei

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Claims

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übereinstimmenden Kopplern und gleichen Abständen Mischstufen 25, 26, 27 elektrisch gleich lang einzu-

der Hohlleiter ist die Einkopplung von Wellen mit stellen.

der verlangten Genauigkeit möglich. Jedem der drei Mischstufen 25, 26, 27 wird aus

Eine weitere offene Frage bildet aber der Ort der dem Lokaloszillator 28 ein gleichphasiges Signal zu-Einkopplung des Eichsignals.. Da die Hohlleiter erst 5 geführt. Die zwischenfrequenien Signale werden in hinter der Einkopplungsstelle überprüfbar sind, muß drei gleichartig aufgebauten Verstärkern "verstärkt die Einkopplung möglichst nahe beim Vergleichsnetz- und in Phasendiskriminatoren ausgewertet. Die letztwerk erfolgen. Die Ausführung ist nicht einfach, da genannten Stufen sind in der Figur mit 29,30 und 31 sich das Vergleichsnetzwerk im Brennpunkt des bezeichnet.

Parabolreflektors oder der Linse befindet. Die oben io Dem Eichoszillator 32 werden die Auslöseimpulse angeführten Kopplungsanordnungen bedingen bei ebenfalls aus der Impulszentrale 1 zugeführt. Die im einer Einkopplung in das Vergleichsnetzwerk eine Eichoszillator 32 erzeugten Impulse, deren Trägerumfangreiche Hohlleiteranordnung im Gebiet des frequenz mit der Sendefrequenz übereinstimmt, haben Brennpunktes des Reflektors und zudem eine vierte gegenüber dem Sendeimpuls eine gegebene Verzöge-Hochfrequenzzuführung zum Vergleichsnetzwerk. 15 rung. Über einen Hohlleiterschalter 33 gelangen diese Diese Anordnung, führt zu einer Verschlechterung der Eichimpulse auf die Hilfsantenne 34.
Strahlungscharakteristik. . Um absolut gleichphasige Signale in den drei

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Wellenleitern zu erzeugen, sollte die Hilfsantenne von

Schaffung einer Einrichtung bei Summe-Differenz- allen Primärstrahlern dieselbe Entfernung aufweisen.

Rückstrahlpeilgeräten,* die gestattet," ein Eichsignal 20 Dies wird nur in einem Punkt des Reflektors erreicht,

einzukuppeln, ohne daß der Aufwand an Hohlleitern nämlich in dessen Zentrum. Diese Anordnung ist

vergrößert wird, und-bei der es möglich ist, eine jedoch nicht brauchbar, da die Differenzsignale Null

gleichphasige Wellenffbnt in den drei Hohlleitern zu werden und somit in den Diskriminatoren kein

erzeugen. Fehlersignal erzeugen. Eine Auslenkung der Hilfs-

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß 25 antenne aus dem Zentrum des Reflektors hat in erster im Reflektor, aber außerhalb seines Zentrums, eine Linie nur eine Änderung der Amplituden der von den Hilfsantenne zur Abstrahlung eines Eichsignals derart Primärstrahlern aufgenommenen Signale zur Folge, angebracht ist, daß die über die Primärstrahler emp- Die Phasenlagen werden nur unmeßbar wenig verfangenen Wellen des Eichsignals im Vergleichsnetz- ändert. Die obere Grenze der Auslenkung der Hilfswerk Summen- und Differenzschwingungen erzeugen, 30 antenne aus dem Zentrum hängt von den Abmessundie an den Entnahmestellen des Vergleichsnetzwerks gen der Primärstrahler ab, sie. soll jedoch nur so praktisch noch gleichphasig sind, und daß in jedem groß gewählt werden, daß noch keine unterschied-Hohlleiterzwischen dem Vergleichsnetzwerk und den liehen Phasenlagen erzeugt werden. Eine weitere Be-Mischstüfen Phasenschieber angebracht sind, die zum dingung für die Lage der Hilfsantenne zu den Primär-Abgleich der drei Kanäle auf Phasengleichheit der 35 Strahlern ist die, daß sowohl ein Fehlersignal für den Schwingungen am Eingang der Mischstufen dienen. Höhenwinkel als auch ein Fehlersignal für den

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Seitenwinkel erzeugt wird. Diese Bedingung wird am

Erfindung dar, an dem die Erfindung im folgenden günstigsten erfüllt, wenn beide Fehlersignal gleich

beschrieben wird. groß sind, d. h., wenn die Hilfsantenne in einer

Die Impulszentrale 1 steuert den Sender 2, der 4p diagonalen Richtung der Primärstrahler liegt, ■

einen Modulator und beispielsweise ein oder mehrere ' Diese Anordnung kann im Peilgerät außer zur

Magnetrons enthält. Die hochfrequente Leistung ge- elektrischen Längenabgleichung der Hohlleiter zwi-

langt in den Duplexer3 mit einem Ti?~Schalter 4. sehen dem Vergleichsnetzwerk und den drei Misch-

Zwischen.dem Sender2 und dem Richtungskoppler 7 stufen noch zu weiteren Einstellungen verwendet

liegt ein Hohlleiterschalter 5, mit dessen Hilfe die 45 werden. So können die Fehlersignale in einem be-

Senderenergie in den Richtungskoppler 7 oder auf . liebigen Punkt der Fehlerspannungskurve überprüft

eine Teflexionsfreie Last 6 geführt wird. Am werden, indem die Hilfsantenne derart gegenüber den

TÄ-Schalter 4 wird die Energie reflektiert und gelangt Primärstrahlern angebracht wird, daß die Signale-in

über den Summenkanal 15 in das Vergleichsnetz- den drei Kanälen in dem durch den zu überprüfenden

werk 8. Das Vergleichsnetzwerk 8 besteht in bekann- 50 Punkt der Fehlerspannungskurve vorgeschriebenen

ter Weise aus vier magischen T. Die vier Primär- " Verhältnis zueinander stehen.

strahler 9,10,11 und 12 strahlen die Senderenergie Durch Einkoppeln eines Signals mit bekannter

mit gleicher Phasenlage ab. ' Amplitude in die Empfangskanäle kann die Empfind-

Das Empfangssignal gelangt über den Parabol- lichkeit des Peilgerätes direkt gemessen werden. ^:

reflektor 13 in die vier Primärstrahler 9... 12. Je 55 Die .genaue Nulldistanz kann ebenso mit dieser

nach Ablage des entfernt liegenden Senders von der Einrichtung erhalten werden, indem der Eichimpuls

Achse der Antenne sind die vier Anteile^, B, C, D zugleich mit dem Senderimpuls abgestrahlt wird,

■der empfangenen Energie voneinander verschieden. Dabei ist es am vorteilhaftesten, wenn der Sender 2

Im Vergleichsnetzwerk 8 werden nun nach be- über den Schalter 5 mit einer Blindlast 6 und zugleich

kannter Art ein Summensignal und zwei Differenz- 60 über den Schalter 33 mit der Hilfsantenne 34 ver-

signale gebildet. Über die Hohlleiter 14,15,16 ge- bunden wird,

langen diese Signale auf den Duplexer 3 und die Patentanspruch:
TÄ-Schaltung 17,18, die für Empfangssignale leitend

sind. Von diesen wird das Signal durch die Hohl- Einrichtung für ein Summe-Differenz-Rück-

leiter 19, 20, 21 über je einen Phasenschieber 22, 23, 65 strahlpeilgerät, bei dem eine Peilantenne, die aus

24 auf die Mischstufe 25,26,27 geführt. Die drei mehreren Primärstrahlern und einem gemein-

Phasenschieber 22, 23, 24 gestatten, die drei Hohl- samen Reflektor besteht, vorgesehen ist und die

leiter zwischen dem Vergleichsnetzwerk 8 und den in^: den Primärstrahlern empfangenen Echowellei

in einem Vergleichsnetzwerk eine Summen- und zwei Differenzschwingungen erzeugen, die in drei getrennten Kanälen den Empfängermischstufen zur Weiterverarbeitung zugeführt werden und die Informationen über Distanz, Höhen- und Seitenwinkel des Rückstrahlobjektes enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß im Reflektor (13), aber außerhalb seines Zentrums, eine Hilfsantenne (34) zur Abstrahlung eines Eichsignals derart angebracht ist, daß die über die Primärstrahler (9,10,11,12) empfangenen Wellen des Eichsignals im Vergleichsnetzwerk (8) Summen- und Differenzschwingungen erzeugen, die an den Entnahmestellen des Vergleichsnetzwerks (8) praktisch noch gleichphasig sind, und daß in jedem Hohlleiter (19,20,21) zwischen dem Vergleichsnetzwerk und den Mischstufen (25,26,27) Phasenschieber (22, 23,24) angebracht sind, die zum Abgleich der drei Kanäle auf Phasengleichheit der Schwingungen am Eingang der Mischstufen (25, 26, 27) dienen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 830 288.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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