DE1466243C1

DE1466243C1 - Elektronische Vorrichtung zum Erzeugen einer aenderbaren Phasenverschiebung

Info

Publication number: DE1466243C1
Application number: DE19641466243
Authority: DE
Inventors: Und Jacques Desire Deschamps; Michel Jacques Robert Nicolas
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1963-02-07
Filing date: 1964-02-04
Publication date: 1971-02-11
Also published as: FR1601717A; NL6400883A; NL146348B; GB1211341A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Vorrichtung zum Erzeugen einer änderbaren Phasenverschiebung für die Steuerung von Radarrichtantennen od. dgl., mit einer Anzahl fest eingestellter Ultrahochfrequenz-Phasenschieber, die mit Hilfe von Kommutatoren in selektiver Weise miteinander verbindbar sind, wobei die Steuerung der änderbaren Phasenverschiebung durch die Auswahl der verwendeten fest eingestellten Phasenschieber erfolgt.

Es ist ein änderbarer Phasenschieber zum Erzeugen einer Phasenverschiebung in einem Hochfrequenzsignal bekannt, welcher die Form eines magischen T hat, das vier aus Wellenleiterabschnitten bestehende Arme besitzt. Zwei dieser Arme, die miteinander in Ausrichtung liegen, enthalten verschiebbare Kolben, die in diesen Armen energiereflektierende Kurzschlüsse bilden und mittels einer mechanischen Einrichtung einstellbar sind, um ihren elektrischen Abstand von der Mitte des magischen T und damit die Phasenverschiebung in einer Hochfrequenzleitung zu ändern, die mit den beiden anderen Armen des magischen T in Reihe geschaltet ist. Ein solcher änderbarer Phasenschieber wäre für die Steuerung von Radarrichtäntennen od. dgl. nicht brauchbar, weil hierfür Phasenschieber erforderlich sind, welche die Übertragung verhältnismäßig großer Leistungen ermöglichen und eine hohe Ge-

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nauigkeit, eine gute Reproduzierbarkeit, eine sehr geringe Ansprechzeit, eine Unempfindlichkeit gegen die Außentemperatur und eine leichte Steuerbarkeit aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die vorstehend angeführten Bedingungen zu erfüllen gestattet und außerdem den Vorteil aufweist, daß sie von einfacher und

ίο billiger Ausführung ist und zugleich genaue und eindeutige Arbeitscharakteristiken besitzt, wobei die beiden letztgenannten Eigenschaften, die bisher als nicht miteinander vereinbar angesehen wurden, durch die Erfindung verwirklicht sind.

Gemäß der Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatoren Dreiwege-Kommutatoren sind, welche jeweils einen ersten Weg, der einen Haupteingang mit einem Haupt-

ao ausgang verbindet, einen zweiten Weg, der den Haupteingang mit einem Hilfsausgang verbindet, und einen dritten Weg, der einen Hilfseingang mit dem Hauptausgang verbindet, aufweisen und zwei Arbeitsstellungen besitzen, in welchen der erste Weg bzw. der zweite und der dritte Weg hergestellt sind, und daß der Hilfsausgang und der Hilfseingang über eine zweckentsprechende Ultrahochfrequenzverbindung an einen an sich bekannten Energiereflektor angeschlossen sind.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung sind die Dreiwege-Kommutatoren solche der Drehart und unterliegen der Wirkung eines magnetischen Feldes, wobei der Übergang von der einen Arbeitsstellung in die andere durch Umkehrung des magnetischen Feldes erfolgt.

Der Energiereflektor kann von der an sich bekannten Art sein, der einen Kurzschluß darstellt, welcher in seiner Lage in der betreffenden Ultrahochfrequenzverbindung einstellbar ist.

Vorteilhaft sind die Kommutatoren nach einem binären System steuerbar.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, die in sehr schematischer Weise eine Vorrichtung veranschaulicht, welche eine Phasenverschiebungssteuerung gemäß der Erfindung ermöglicht.

Die dargestellte Vorrichtung enthält eine bestimmte Anzahl (vier in dem Ausführungsbeispiel) von Ultrahochfrequenz-Kommutatoren C₁, C₂, C₃, C₄, die Dreiwege-Drehorgane sind, deren Drehrichtung durch Umkehren des magnetischen Feldes mit Hilfe von Spulen B₁ bzw. B₂, B_s, B₁ gesteuert werden kann.

Die Kommutatoren C₁, C₂, C₃, C₄ sind durch Ultrahochfrequenz-Verbindungen beliebiger Art (Wellenleiter, Koaxialkabel, Dreischichtenleitungen) miteinander verbunden.

Die seitlichen Ausgänge S₁ bzw. S₂, S₃, S₄^ der

Kommutatoren sind über Kurzschlüsse oder andere einfallende Energie zurückwerfende Reflektoren A₁ bzw. R₂, R_s, R_i geschlossen. Die Reflexion könnte auch dadurch erhalten werden, daß die Leitungen geöffnet gelassen werden. Die Längen I₁, I₂, I₃, I₁ zwischen den Kommutatoren und den Kurz-Schlüssen bzw. Reflektoren sind voneinander verschieden und können gegebenenfalls auf experimentellem Wege eingestellt werden.

Es ist ersichtlich, daß, je nach der Stellung der Kommutatoren, die Energie verschiedenen Wegen folgt. Wenn beispielsweise der Kommutator C₁ betrachtet wird, wird entweder der direkte Weg, der durch die voll ausgezogene Pfeillinie angedeutet ist, oder der indirekte oder verlängerte Weg erhalten, der durch die gestrichelten Pfeillinien angedeutet ist. Die Länge I₁ wird in solcher Weise bestimmt, daß die Differenz dieser Wege einer gegebenen Phasenverschiebung, die eine Funktion der betrachteten Wellenlänge ist, und einem Mehrfachen von 2 π angenähert äquivalent ist. Bei dieser Be-Stimmung wird eine Phasenverschiebung von π berücksichtigt, die durch die Reflexion an dem Kurzschluß erzeugt wird. Die Längen I₂,1₃ und l_t werden in analoger Weise bestimmt.

Bei einer praktischen Ausführungsform sind die folgenden, als Beispiel gegebenen numerischen Phasenverschiebungswerte gewählt worden: für I₁

der Wert y, für I₂ der Wert —, für I₃ der Wert ~ und für /₄ der Wert π.

Es ist danach ersichtlich, daß je nach den Stellungen der Kommutatoren sechzehn gleich weit voneinander liegende Phasenverschiebungswerte zwischen Null und 2 π erhalten werden können. Auf diese Weise kann eine beliebige Phasenverschiebung mit einem Fehler verwirklicht werden, der

den Betrag von -— oder 11° 25' nicht überschreitet.

Zu der vorstehend genannten veränderbaren Phasenverschiebung kommt offensichtlich eine feste Phasenverschiebung hinzu, welche durch die unmittelbaren Verbindungen zwischen den Kommutatoren hervorgerufen wird.

Mit η Kommutatoren können 2" mögliche Phasenverschiebungswerte erhalten werden. Es sei bemerkt, daß es auch möglich ist, daß diese Werte nicht gleich weit voneinander liegen.

Die Erfindung liefert zahlreiche Vorteile: Die Verwendung von Kommutatoren der Drehorganart gestattet, sehr geringe Ansprechzeiten zu erzielen. Die Dämpfung der Vorrichtung kann ziemlich klein sein, und es ist die Übertragung verhältnismäßig großer Leistungen möglich. Die Vorrichtung ist gegen Temperaturänderungen sehr wenig empfindlich. Die erzeugte Phasenverschiebung ändert sich im wesentlichen in linearer Weise als Funktion der Nutzfrequenz, was gestattet, eine eventuelle Änderung dieser Frequenz leicht zu berücksichtigen.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann in Form eines kompakten Blockes gemäß der Technik iao der Dreischichtenleitungen gebracht werden. Dies vermeidet die Verwendung von Verbindungsgliedern zwischen den Kommutatoren und gewährleistet eine gute Reproduzierbarkeit und eine hohe Arbeitssicherheit, iss

Schließlich besteht ein wichtiger Vorteil darin,

daß die Steuerung der Phasenverschiebung in digitaler Weise stattfinden kann. Die Steuerung kann so unmittelbar von einer Rechenmaschine aus erfolgen, die nach dem binären Rechensystem arbeitet, 5 ohne daß die Zwischenschaltung von Organen zur Umwandlung von digitalen Werten in analoge Werte notwendig ist.

Die vorliegende Erfindung findet ferner eine besonders interessante Anwendung für die Steuerung

ίο der Abtastung einer Radarantenne, insofern, als sie eine abgewandelte Ausführungsform der den Gegenstand dieser Patentanmeldung bildenden Vorrichtung mit fest eingestellten Phasenschiebern und Kommutatoren darstellt.

An dem beschriebenen Ausführungsbeispiel können im Rahmen der Erfindung verschiedene Änderungen vorgenommen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

so i. Elektronische Vorrichtung zum Erzeugen

einer änderbaren Phasenverschiebung für die Steuerung von Radarrichtantennen od. dgl., mit einer Anzahl fest eingestellter Ultrahochfrequenz-Phasenschieber, die mit Hilfe von

as Kommutatoren in selektiver Weise miteinander verbindbar sind, wobei die Steuerung der änderbaren Phasenverschiebung durch die Auswahl der verwendeten fest eingestellten Phasenschieber erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatoren Dreiwege-Kommutatoren sind, welche jeweils einen ersten Weg, der einen Haupteingang mit einem Hauptausgang verbindet, zweiten Weg, der den Haupteingang mit Hilfsausgang verbindet, und einen dritten der einen Hilfseingang mit dem Hauptai; verbindet, aufweisen und zwei Arbeitssteil besitzen, in welchen der erste Weg bzv zweite und der dritte Weg hergestellt sini daß der Hilfsausgang und der Hilfsei über eine zweckentsprechende Ultraho quenzverbindung an einen an sich beka Energierefiektor angeschlossen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, daduri kennzeichnet, daß die Dreiwege-Kommut; solche der Drehart sind und der Wirkung magnetischen Feldes unterliegen und da. Übergang von der einen Arbeitsstellung i andere durch Umkehrung des magneti Feldes erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 durch gekennzeichnet, daß der Energierefl von der an sich bekannten Art ist, der Kurzschluß darstellt, welcher in seiner La der betreffenden Ultrahochfrequenzverbin einstellbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprü bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kor tatoren nach einem binären System steui sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2564030.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen