DE1245449B

DE1245449B - Leitstrahl-Sendesystem mit wahlweise in weiten Grenzen veraenderbarem Erfassungsbereich

Info

Publication number: DE1245449B
Application number: DE1965ST023537
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Manfred Boehm
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1965-03-18
Filing date: 1965-03-18
Publication date: 1967-07-27

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

GOIs

Deutsche Kl.: 21 a4- 48/15

Nummer: 1 245 449

Aktenzeichen. St 23537IX d/21 a4

Anmeldetag: 18. März 1965

Auslegetag: 27. Juli 1967

In der Flugfunknavigation ist es für manche Aufgaben erforderlich, den Erfassungsbereich eines Leitstrahlsenders, somit die Form des Strahlungsdiagrammes eines Leitstrahl- oder Radargerätes, nach Wunsch, beispielsweise in Abhängigkeit vom Aufstellungsort (z. B. im Gebirge oder in der Ebene) und/oder von der Stellung der Dreh- bzw. Schwenkachse in weiten Grenzen zu variieren.

Die von der Radartechnik her bekannten Verfahren der Diagrammschwenkung unter Verwendung eines Richtantennensystems, das beispielsweise einen aus einer Vielzahl von Schlitzstrahlern bestehenden Primärstrahler und einen Zylinderparabolreflektor umfassen mag, sind für diese Aufgaben nicht anwendbar, weil dabei nur die Richtung des entstehenden scharfen Richtdiagrammes (Bleistiftdiagramm), nicht aber seine Form bzw. seine Ausdehnung über einen gewissen, wählbaren Winkel verändert werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Erzeugung eines in seinem Öffnungswinkel und seiner Form in weiten Grenzen veränderbaren Fächerdiagrammes, vorzugsweise im Zentimeter- oder Millimeterwellengebiet.

Als Antennensystem dafür ist z.B. das in ähnlichen Ausführungen aus der Radartechnik bekannte Richtantennensystem brauchbar, das in den F i g. 1, 2 und 3 skizziert ist. Es besteht aus einem Zylinderparabolreflektor 1 und einem in seiner Brennlinie angeordneten Primärstrahler 2, der für sich bereits eine scharfe Bündelung der Energie gewährleistet. Der Primärstrahler 2 ist beispielsweise eine Hohlleitung mit einer Vielzahl von Schlitzstrahlern in einer der Wandungen.

~ Das Richtantennensystem ist um eine zur Apertur des Reflektors senkrechte Achse rotierbar.

Die Speisungsanordnung für das Antennensystem ist in F i g. 4 schematisch dargestellt. Erfindungsgemäß wird zur Speisung ein Rauschgenerator 3 mit einer nachgeschalteten Filtereinheit 4 verwendet, deren Ausgangsspannung die Senderendstufe 5 steuert. Der Rauschgenerator 3 erzeugt ein breites Frequenzband konstanter spektraler Leistungsverteilung; die Filtereinheit 4 dient der Festlegung der Grenzen des gewünschten Frequenzbandes, wodurch im Zusammenhang mit dem Antennensystem der öffnungswinkel bzw. die Form des Fächerdiagrammes bestimmt wird. Das Fächerdiagramm ist in der Ebene, die senkrecht auf der Apertur steht und durch die Achse des Reflektors geht, scharf gebündelt, weist aber innerhalb dieser Ebene einen solchen Öffnungswinkel auf, wie er durch die Breite des Frequenzbandes und die Bündelungseigenschaften des Primärstrahlers 2 zusammen mit dem Reflektor 1 bestimmt wird.

Leitstrahl-Sendesystem mit wahlweise in weiten Grenzen veränderbarem Erfassungsbereich

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Manfred Böhm, Bietigheim

Die hier beschriebene Technik basiert auf einer Anwendung der elektronischen Diagrammschwenkung mittels Frequenzvariation; es werden jedoch die das Antennensystem speisenden Frequenzen nicht zeitlich nacheinander eingespeist. Vielmehr speisen sämtliche Frequenzen gleichzeitig das Antennensystem, so daß alle einzelnen Bleistiftdiagramme, die sonst von den einzelnen Frequenzen zeitlich nacheinander erzeugt werden, gleichzeitig ausgestrahlt werden und so das Fächerdiagramm bilden. Das so erzeugte Fächerdiagramm wird vermöge der vorgesehenen Drehung des Antennensystems ebenso um eine in der Fächerebene liegende Achse rotiert. Die Winkelablage von der Rotationsachse kann in einem vom Leitstrahl getroffenen Ziel, z. B. in einem Flugzeug, in bekannter Weise durch Decodierung der vom Boden ausgesendeten Signale bestimmt werden.

Das Wesen der Erfindung besteht, wie bereits angedeutet worden ist, darin, daß das vom Antennensystem ausgestrahlte Diagramm ohne jede mechanische Veränderung des Antennensytems selbst in weiten Grenzen dadurch variiert wird, daß die Speiseenergie für das Antennensystem hinsichtlich der Breite des Frequenzbandes und hinsichtlich der spektralen Leistungsverteilung entweder durch eine Filtereinheit 4 variabler Frequenzbreite oder mittels mehrerer festabgestimmter Filter verändert wird. ,

Die Veränderung kann grundsätzlich in Abhängigkeit von folgenden Veränderlichen erreicht werden, und zwar als Funktion

1. der Winkelstellung der Drehachse des Antennensystems,

2. des Erhebungswmkels der Rotationsachse des Antennensystems,

3. des Azimuts der Rotationsachse des Antennensystems.

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Claims

Die Filtereinheit 4 kann so ausgelegt sein, daß eine Beeinflussung des Frequenzbandes in Abhängigkeit von einer oder mehreren der drei möglichen Größen bewirkt wird. In den F i g. 5 bis 8 bzw. 5 A bis 8 A sind mögliehe Diagrammformen in Seitenansicht bzw. in Draufsicht (von vorn auf die Drehachse gesehen) dargestellt. In Fig. 5 ist ein noch unbeeinflußtes Diagramm skizziert, das dadurch erzeugt wird, daß das vom Rauschgenerator3, Fig.4, erzeugte Frequenzband symmetrisch zur Mittenfrequenz mittels der Filtereinheit 4, Fig.4, auf ein Maß beschnitten ist, das dem gewünschten Öffnungswinkel des Fächerdiagramms entspricht. Die spektrale, gleichmäßige Energieverteilung bleibt dabei erhalten. In den F i g. 6 und 7 sind Diagramme dargestellt, die durch symmetrische bzw. unsymmetrische Beschneidung des Frequenzbandes als Funktion des Drehwinkels entstehen. ao F i g. 8 stellt ein Diagramm dar, das durch unsymmetrische Beschneidung des Frequenzbandes und unter Beeinflussung des Dämpfungsverlaufes in Abhängigkeit vom Drehwinkel entsteht. In gleicher Weise können in Abhängigkeit vom Elevationswinkel und/oder in Abhängigkeit vom Azimut der Drehachse beliebige Diagrammformen hergestellt werden. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß entsprechende, mit der Antennendrehung gekuppelte Signalgeber für Drehwinkel, Elevation und Azimut vorgesehen sind, die über einen Winkelgeber 6 einen Programmgeber? steuern, dessen Ausgangsspannung die Filtereinheit 4 im Sinne einer entsprechenden Beschneidung des Frequenzbandes beeinflußt. Wie bereits angedeutet worden ist, kann die Filtereinheit 4 aus einem in seinen Parametern, Dämpfung und Bandbreite veränderbaren Filter oder aus einer Anzahl von einzelnen Filtern mit festen, aber unterschiedlichen Parametern bestehen. Das vom Rauschgenerator 3 gelieferte Frequenzband wird also durch Variieren der Parameter des veränderbaren Filters oder durch wahlweises Umschalten des Einganges auf die verschiedenen Filter beschnitten. Die Steuerung des Vorganges wird durch den Programmgeber 7 erreicht, in den die unabhängigen Veränderlichen, Drehwinkel des Reflektors, Elevationswinkel und Azimut eingegeben werden. Der Programmgeber kann eine Anzahl festgelegter Programme enthalten, so daß eine entsprechende Anzahl von Formen von Strahlungsdiagrammen erzeugt wird. Patentansprüche:

1. Leitstrahl-Sendesystem mit wahlweise in weiten Grenzen veränderbarem Erfassungsbereich mit einem rotierbaren Richtantennensystem unter Aufwendung des Prinzips der Strahlschwenktechnik durch Frequenzvariation, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Fächerdiagrammes von wählbarem öffnungswinkel und wählbarer Form ein Rauschgenerator (3, F i g. 4) mit nachgeschalteter, das Frequenzband des Rauschgenerators (3) wahlweise beschneidender Filtereinheit (4) vorgesehen ist, mit deren Ausgangsspannung nach entsprechender Verstärkung (5) das Richtantennensystem (1, 2) gespeist wird.

2. Leitstrahl-Sendesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit (4) hinsichtlich ihrer Bandbreite und/oder des Dämpfungsverlaufes in Abhängigkeit von der Einstellungsrichtung des Antennensystems, d. h. vom Azimut und/oder vom Elevationswinkel und/oder vom Rotationswinkel über einen Winkelgeber (6) und einen Programmgeber (T) gesteuert wird.

3. Leitstrahl-Sendesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Programmgeber (7) eine Mehrzahl von festen Programmen vorgesehen ist, die wahlweise eingeschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709618/183 7.67

Bundesdruckerei Berlin