DE1255157B - Einrichtung fuer die abfragende Bodenstation einer Radaranlage mit antwortgebender Relaisstation - Google Patents

Description

DEUTSCHES WTWWp PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT Deutsche KL: 21 a4 - 48/63

Nummer: 1 255 157

Aktenzeichen: C 25422IX d/21 a4

1255 157 Anmeldetag: 2. November 1961

Auslegetag: 30. November 1967

Die Erfindung betrifft eine Radaranlage mit antwortgebender Relaisstation, d.h. ein System mit einer Bodenstation und einer antwortgebenden Relaisstation, wobei die Bodenstation eine Richtstrahlantenne hat, von der Abfrageimpulse abgestrahlt werden, und die Relaisstation so ausgebildet ist, daß sie beim Empfang eines Abfrageimpulses ein Signal zur Bodenstation zurücksendet. Dieses Signal zeigt den Standort der Relaisstation an. Die Ankunftszeit des Signals bei der Bodenstation zeigt die Entfernung der Relaisstation an. Dieses Signal kann aber auch noch weitere Nachrichten verschlüsselt übertragen.

In einem Radarsystem mit antwortgebender Relaisstation ist es gewöhnlich notwendig, die Relaisstation daran zu hindern, ein Antwortsignal dann auszusenden, wenn ein Abfrageimpuls aus einem Seitenzipfel der Richtstrahlantenne empfangen wird. Andernfalls würde zur Bodenstation ein Signal gesandt, das einen völlig falschen Standort der Relaisstation anzeigen würde. Bei einer bekannten Methode geht jedem Abfrageimpuls ein ungerichtet ausgestrahlter Steuerimpuls voraus, der von der Bodenstation ausgesandt wird und durch den die Relaisstation so gesteuert wird, daß diese nur dann antwortet, wenn ein Abfrageimpuls ausreichend großer Amplitude aus der Hauptstrahlrichtung der Richtstrahlantenne auftritt. Die nicht gerichtete Antenne, von der der Steuerimpuls ausgestrahlt wird, soll die Steuerantenne genannt werden.

Ein anderer Faktor, der eine fehlerhafte Anzeige des Standortes der Relaisstation bewirken kann, ist die Anwesenheit von reflektierenden Hindernissen in der Nähe der Bodenstation. Der Abfrageimpuls kann zur Relaisstation seinen Weg über eine reflektierende Oberfläche nehmen, und das Antwortsignal kann auf demselben Weg zurückkommen. Die Relaisstation hat dann einen scheinbaren Standort am Spiegelpunkt ihres wirklichen Standortes.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung für die Bodenstation einer Radaranlage mit antwortgebender Relaisstation zu schaffen, durch die diese Schwierigkeiten überwunden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Einrichtung für die abfragende Bodenstation einer Radaranlage mit antwortgebender Relaisstation, bei der die Bodenstation eine scharf bündelnde Richtstrahlantenne, die Abfrageimpulse abstrahlt und die mit einem Empfänger für die Antwortsignale von der Relaisstation verbunden ist, mit welchem seinerseits eine Anzeigevorrichtung verbunden ist, und eine nicht gerichtete Antenne hat, die jeweils in Verbindung mit Einrichtung für die abfragende Bodenstation
einer Radaranlage mit antwortgebender
Relaisstation

Anmelder:

A. C Cossor Limited, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. Ε. F. Eitner, Patentanwalt,
München 5, Erhardtstr. 8

Als Erfinder benannt:

Kenneth Foster, Cockfosters, Hertfordshire
*5 (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 3. November 1960 (37 870)

den Abfrageimpulsen Steuerimpulse zur Ermöglichung einer Unterscheidung zwischen Haupt- und Nebenstrahlung der Richtantenne ausstrahlt, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein zweiter Empfänger mit einer oder der nicht gerichteten Antenne verbunden ist und daß beide Empfänger mit Sperrgliedern verbunden sind, welche die Anzeige der Position der Relaisstation auf der Anzeigevorrichtung nur dann zulassen, wenn das erste von der nicht gerichteten Antenne empfangene Antwortsignal gleichzeitig mit einem von der Richtstrahlantenne empfangenen Signal auftritt.
Da die Einrichtung eine Steuerantenne hat, kann diese als die mit dem zweiten Empfänger verbundene, nicht gerichtete Antenne benutzt werden, um eine Verdopplung der Einrichtung zu vermeiden.

Die Erfindung soll nun an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben werden, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen
F i g. 1 ein erklärendes Diagramm und
F i g. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung darstellt.
Die F i g. 1 zeigt ein Meßobjekt 10 und eine Antenne 12, die sich um eine vertikale Achse dreht und in bekannter Weise fortlaufend Abfrageimpulse aussendet. Wenn die Antenne, z. B. eine Antennenanordnung für Querstrahlung, in Richtung der Linie 14 verläuft und direkt auf das Meßobjekt 10 zeigt, entstehen keine Schwierigkeiten. Wenn jedoch die Antenne entlang der Linie 16 verläuft und gegen ein großes Hindernis 18 zeigt, so geht der Abfrageimpuls

709 690/161

Claims (2)

von der Antenne 12 zum Meßobjekt 10 entlang des Weges 20, der durch voll ausgezogene Linien dargestellt ist, und bringt eine Reflexion an dem Hindernis 18 mit sich. Der rücklaufende Impuls von der Relaisstation im Meßobjekt 10 folgt demselben Weg zu der Antenne, und das Meßobjekt scheint sich im Punkt 22 zu befinden. Der Rückimpuls von der Relaisstation erreicht die Antenne 12 auch auf dem direkten Weg 24, erreicht jedoch infolge der Richtstrahlcharakteristik dieser Antenne den Empfänger nicht. Dieser Impuls kann jedoch durch eine Rundstrahlantenne empfangen werden und wird natürlich früher empfangen als der auf dem Weg 20 verlaufende Impuls. Dies ermöglicht es zu erkennen, daß der von der Antenne 12 über den Weg 20 empfangene Impuls eine falsche Standortangabe des Meßobjekts darstellt. Gemäß F i g. 2 hat die Bodenstation einer Radaranlage mit antwortgebender Relaisstation einen Sender 30 und einen Empfänger 32, denen eine rotierbare Mehrelementantennenanordnung für Querstrahlung 34 zugeordnet ist, welche in einem sehr schmalen Sektor sendet und empfängt. Damit ein Luftfahrzeug nicht auf die Ausstrahlung in den Seitenzipfeln der Antenne antwortet, hat die Antennenanordnung in ihrer Mitte eine Steuerantenne 36, die im wesentlichen eine Rundstrahlcharakteristik hat und von der in einem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Aussendung eines Abfrageimpulses ein Steuerimpuls ausgesendet wird, dessen Stärke zwischen der in der Hauptcharakteristik und den Nebenzipfeln der Abfrageantenne auftretenden Stärken liegt. Die Abfrageantenne 34 wird sowohl für die Sendung als auch für den Empfang genutzt, und deshalb ist dort auch die übliche Schutzschaltung (Duplexer) 38 vorgesehen, um den Empfänger 32 zu schützen. Luftfahrzeuge mit einer Relaisstation, die sich innerhalb der Reichweite befinden, senden an die Bodenstation verschlüsselte Antworten, die, wenn sie der Empfänger annimmt, in ihrer richtigen Lage auf einem Rundumsuchgerät oder einer anderen Anzeigevorrichtung 40 angezeigt werden. Die soweit beschriebene Einrichtung ist ziemlich gebräuchlich. Ein zweiter oder Hilfsempfänger 42, der auf die Frequenz der Relaisstation abgestimmt ist, wird durch die Steuerantenne 36 gespeist. Eine Schutzschaltung 44 ist eingefügt, um den Empfänger 42 zu schützen. Wenn die Abfrageantenne 34 von der Relaisstation ein Signal auf einem indirekten Weg über ein reflektierendes Hindernis erhält, erhält die Steuerantenne dasselbe Signal auf dem direkten Weg kurzzeitig vor der Abfrageantenne. Wenn andererseits die Abfrageantenne direkt gegen die Relaisstation gerichtet ist, wird das Antwortsignal gleichzeitig von beiden Antennen empfangen. Die Einrichtung ist deshalb so getroffen, daß eine Anzeige an der Anzeigevorrichtung 40 nur dann auftritt, wenn der Empfang in beiden Antennen gleichzeitig erfolgt. Dies kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Die Signale von den zwei Empfängern können in einem Vergleichskreis 46 miteinander verglichen werden, wobei der Vergleichskreis nur dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn seine Eingangssignale gleichzeitig von den Empfängern 32 und 42 erzeugt werden. Dieses Ausgangssignal wird auf eine Sperrsteuerschaltung 48 gegeben, die normalerweise ein Sperrsignal an die Anzeigevorrichtung 40 legt. Das Ausgangssignal des Vergleichskreises 46 hebt die Sperre an dem Rundumsuchgerät nur dann auf, wenn gleichzeitig auftretende Signale vorhanden sind. Es ist Vorsorge getroffen, daß ein nur von der Antenne 36 aufgenommenes Antwortsignal den Vergleichskreis 46 daran hindert, die Sperre für ein angemessenes Zeitintervall zu öffnen, so daß die nachfolgend gleichzeitig über den indirekten Weg empfangenen Signale die Sperre nicht aufheben. Ein einfaches Schaltmittel, um das zu bewirken, kann z. B. einen Kondensator aufweisen, der durch einen an der Antenne 36 allein auftretenden Impuls aufgeladen wird und der, solange er aufgeladen ist, den Vergleichskreis in der Schaltstellung hält, in der die Sperre wirksam ist. Bei einer alternativen Lösung wird das Rundumsuchgerät für ein Zeitintervall, das mit dem Ende jedes durch den zweiten Empfänger empfangenen Antwortsignals beginnt, gesperrt. Ein richtiges Signal aus dem Empfänger 32 wird angezeigt, bevor dieses Sperrintervall beginnt. Ein falsches Signal wird während des Sperrintervalls empfangen. Zur Realisierung dieser Alternative benötigt man nur einen monostabilen Kippkreis mit entsprechender Rückstellzeit, der vom Empfänger 42 gesteuert wird und seinerseits die Vorrichtung 40 steuert. Die einzige Anforderung an den mit der Steuerantenne 36 zusammenarbeitenden Hilfsempfänger 42 ist, daß seine Empfindlichkeit so groß ist, daß sein Ausgangssignal stärker ist als das Rauschen bis zu ungefähr 100 km Entfernung. Üblicherweise benutzen die Empfänger 32 und 42 denselben örtlichen Oszillator. Patentansprüche:

1. Einrichtung für die abfragende Bodenstation einer Radaranlage mit antwortgebender Relaisstation, bei der die Bodenstation eine scharf bündelnde Richtstrahlantenne, die Abfrageimpulse abstrahlt und die mit einem Empfänger für die Antwortsignale von der Relaisstation verbunden ist, mit welchem seinerseits eine Anzeigevorrichtung verbunden ist, und eine nicht gerichtete Antenne hat, die jeweils in Verbindung mit den Abfrageimpulsen Steuerimpulse zur Ermöglichung einer Unterscheidung zwischen Haupt- und Nebenstrahlung der Richtantenne ausstrahlt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Empfänger mit einer oder der nicht gerichteten Antenne verbunden ist und daß beide Empfänger mit Sperrgliedern verbunden sind, welche die Anzeige der Position der Relaisstation auf der Anzeigevorrichtung nur dann zulassen, wenn das erste von der nicht gerichteten Antenne empfangene Antwortsignal gleichzeitig mit einem von der Richtstrahlantenne empfangenen Signal auftritt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrglieder die Anzeige normalerweise zulassen, aber die Anzeige während eines Zeitintervalls sperren, das am Ende jedes von dem zweiten Empfänger empfangenen Antwortsignals beginnt und so lang ist, wie Antwortsignale über Mehrwegreflexionen zu erwarten sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 690/161 11.67 ©BundesdruckereiBerIin