DE1541469B2 - Radar arrangement with alternating antenna connection to the transmitter and receiver - Google Patents

Radar arrangement with alternating antenna connection to the transmitter and receiver

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DE1541469B2
DE1541469B2 DE1541469A DE1541469A DE1541469B2 DE 1541469 B2 DE1541469 B2 DE 1541469B2 DE 1541469 A DE1541469 A DE 1541469A DE 1541469 A DE1541469 A DE 1541469A DE 1541469 B2 DE1541469 B2 DE 1541469B2
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Pierre Paris Tcheditch
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CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

PA16) vorgesehen ist, welche zwischen Die Erfindung bezieht sich auf eine Radar-Sende-Empfangs-Anordnung mit einer Antenne mit wenigstens einem Paar Antennenanschlüssen, die abwechselnd mit einem Sender und mit einem Empfänger verbunden werden, wobei in die Verbindung eine vierarmige abgeglichene Hybridverzweigung eingefügt ist, deren entkoppelte Arme mit dem Sender undPA 16 ) is provided, which is between The invention relates to a radar transmitter-receiver arrangement with an antenna with at least one pair of antenna connections that are alternately connected to a transmitter and a receiver, with a four-armed balanced hybrid junction in the connection is inserted whose decoupled arms with the transmitter and

PA2, PA4.PA 2 , PA 4 .

der Sendephase und der Empfangsphase jeder Radarperiode eine Phasenänderung um π in demthe transmission phase and the reception phase of each radar period a phase change of π in the

an einen (2; 12, 22, 32, 42) der beiden anderen 25 dem Empfänger und deren beiden anderen Arme mit Arme der Hybridverzweigung (T; T1, T2, T3, T4) den beiden Anschlüssen des Antennenanschlußpaares angeschlossenen Antennenspeisekreis erzeugt.
2. Radar-Sende-Empf angs-Anordnung nach An
antenna feed circuit connected to one (2; 12, 22, 32, 42) of the two other 25 the receiver and its two other arms with arms of the hybrid branch (T; T 1 , T 2 , T 3 , T 4 ) the two connections of the antenna connection pair generated.
2. Radar transceiver arrangement according to An

spruch 1 für eine Antenne mit elektrischer Strahlverbunden sind.Claim 1 for an antenna with electrical beam are connected.

Bei Radar-Sende-Empfangs-Anordnungen, bei denen in jeder Radarperiode während einer kurzenIn radar transceiver arrangements in which in each radar period during a short

Schwenkung, die mehrere Strahler enthält, von Sendephase der Sender zur Aussendung des starken denen jeder im Speisekreis einen steuerbaren Pha- Sendeimpulses und dann während einer Empfangs-Pivoting, which contains several radiators, from 3 ° transmission phase of the transmitter to the transmission of the strong which each in the feed circuit a controllable phase transmission pulse and then during a reception

senschieber enthält, wobei eine Phasensteueranordnung vorgesehen ist, die an die Steuereingänge der steuerbaren Phasenschieber Steuersignale anphase der Empfänger für den Empfang der Echosignale mit der gleichen Antenne verbunden werden, besteht das Problem, während der Sendephase dencontaining a phase control arrangement is provided which phase control signals to the control inputs of the controllable phase shifter the receiver for receiving the echo signals are connected to the same antenna, if there is a problem, the

legt, durch welche die von den Phasenschiebern 35 Sendeimpuls großer Leistung vom Eingang des Emperzeugten Phasenverschiebungen entsprechend fängers fernzuhalten und während der Empfangsder in der entsprechenden Radarperiode einzustellenden Strahlungsrichtung eingestellt werden,lays through which the high power transmitted pulse from the phase shifter 35 from the input of the Empergenerated To keep phase shifts away accordingly and during the reception of the radiation direction to be set in the corresponding radar period,

dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenumschaltphase die schwachen Echosignale möglichst vollständig zum Eingang des Empfängers zu übertragen. Zu diesem Zwecke sind im allgemeinen besondere Sendecharacterized in that the phase switching phase completely absorbs the weak echo signals to be transmitted to the recipient's entrance. For this purpose are generally special broadcasts

anordnung (I; V) in die Verbindungen zwischen 4° Empfangs-Weichen oder Sende-Empfangs-Umschal-arrangement (I; V) in the connections between 4 ° receive switches or send / receive switchover

ter vorgesehen, die entweder auf Grund äußerer Steuersignale oder selbsttätig durch Ausnutzung unterschiedlicher Eigenschaften der Sende- und Empfangssignale die erforderlichen Trennungen vornehmen. Hierfür werden im allgemeinen Anordnungen mit Gasentladungsröhren, Ferriten oder Halbleitern verwendet.ter provided that either on the basis of external control signals or automatically by taking advantage of different Make the necessary separations for the properties of the transmitted and received signals. For this purpose, arrangements with gas discharge tubes, ferrites or semiconductors are generally used used.

Eine aus dem Buch »Introduction to Monopulse« von D. R. Rhodes, Verlag McGraw-Hill, 1959,One from the book "Introduction to Monopulse" by D. R. Rhodes, McGraw-Hill Verlag, 1959,

den Steuereingängen der Phasenschieber (PA9... PA16; PA2, PA4 ... PA16), die in den Speisekreisen der an den einen (2; 12, 22, 32, 42) der beiden anderen Arme der Hybridverzweigung (T; T1, T3, T4) angeschlossenen Strahlern(S9...S16; the control inputs of the phase shifter (PA 9 ... PA 16 ; PA 2 , PA 4 ... PA 16 ), which are in the feed circuits of the one (2; 12, 22, 32, 42) of the other two arms of the hybrid branch (T; T 1 , T 3 , T 4 ) connected radiators (S 9 ... S 16 ;

S2, S4"... S16) liegen, und den entsprechenden
Ausgängen der Phasensteueranordnung (C) eingefügt und so ausgeführt ist, daß sie die von der
Phasensteueranordnung (C) abgegebenen Steuersignale im Sinne einer Phasenänderung um π ver- 50 S. 59, bekannte Anordnung der eingangs angegebeändert. nen Art ist für ein Monopuls-Radarsystem bestimmt,
S 2 , S 4 "... S 16 ) and the corresponding
Outputs of the phase control arrangement (C) inserted and designed so that they are from the
Phase control arrangement (C) output control signals in the sense of a phase change by π ver 50 p. 59, known arrangement of the initially indicated. nen type is intended for a monopulse radar system,

3. Radar-Sende-Empf angs-Anordnung nach An- bei dem der Empfänger zwei Eingänge hat, nämlich spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ver- einen Summeneingang und einen Differenzeingang, Wendung von quantisierten Phasenschiebern wobei dem Summeneingang die Summe und demDif-(PA1... PA16) die Phasenumschaltanordnung (/;/') 55 ferenzeingang die Differenz der von zwei getrennten für jeden Phasenschieber eine Antivalenz-Schal- Antennenhälften empfangenen Signale zugeführt tung enthält, von der ein Eingang mit dem ent- wird, während beim Senden die Sendeleistung der sprechenden Ausgang der Phasensteueranord- ganzen Antenne zugeführt wird. Die abgeglichene nung (C) verbunden ist, deren anderer Eingang Hybridverzweigung dient dabei der Summen- und das die Phasenumschaltung bewirkende Steuer- 6o Differenzbildung: der Summeneingang des Empfänsignal von der Sendersynchronisation (SE) emp- gers ist mit dem einen der beiden entkoppelten Arme3. Radar transceiver arrangement according to An, in which the receiver has two inputs, namely claim 2, characterized in that in the case of a sum input and a differential input, quantized phase shifters are reversed, the sum input being the sum and the difference (PA 1 ... PA 16 ) the phase switching arrangement (/; / ') 55 remote input contains the difference between the signals received from two separate signals for each phase shifter, one non-equivalence switching antenna halves, from which an input is used, while when transmitting, the transmitting power of the speaking output of the phase control arrangement is fed to the whole antenna. The balanced voltage (C) is connected, the other input of which, the hybrid branch, is used for the sum and the phase switching effecting control difference formation: the sum input of the receive signal from the transmitter synchronization (SE) receiver is with one of the two decoupled arms

■ - - ■ der Hybridverzweigung und sein Differenzeingang■ - - ■ the hybrid junction and its differential input

mit dem anderen dieser beiden Arme verbunden; und der Ausgang des Senders ist an den »Summen«-Arm der Hybridverzweigung angeschlossen. Das Problem der Trennung von Sender und Empfänger bleibt inconnected to the other of these two arms; and the output of the transmitter is on the "buzz" arm connected to the hybrid junction. The problem of separating the sender and receiver remains in

fängt, und deren Ausgang mit dem Erregereingang des eine Phasenänderung von π bewirkenden Gliedes des quantisierten Phasenschiebers verbunden ist.and the output of which is connected to the excitation input of the element of the quantized phase shifter which causes a phase change of π.

4. Radar-Sende-Empfangs-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für ein Radarsystem, dessen Empfänger mehrere Eingänge aufdiesem Fall in vollem Umfang bestehen, da ohne besondere Vorkehrungen die volle Senderleistung zum4. Radar transceiver arrangement according to one of claims 1 to 3 for a radar system, whose receiver has several inputs on this case in full, since without special Precautions to use the full transmitter power

Summeneingang des Empfängers gelangen würde und beim Empfang der Senderausgang dem Summeneingang des Empfängers parallel geschaltet wäre. Deshalb liegt bei der bekannten Anordnung in der Verbindung zwischen dem Senderausgang und dem »Summen«-Arm ein »/ITÄe-Schalter, und den beiden Empfängereingängen ist jeweils ein »TR«-Schalter vorgeschaltet.The sum input of the receiver would arrive and when receiving the transmitter output would be connected in parallel to the sum input of the receiver. Therefore, in the known arrangement, there is a “/ ITÄe” switch in the connection between the transmitter output and the “buzz” arm, and a “TR ” switch is connected upstream of each of the two receiver inputs.

Bei allen diesen bekannten Anordnungen muß die Sende-Empfangs-Weiche bzw. der Sende-Empfangs-Umschalter für die ganze Sendeleistung ausgelegt sein, was bei Radarsendern großer Impulsleistung technisch schwierig zu realisieren ist und einen beträchtlichen Aufwand erfordert.In all of these known arrangements, the transmit-receive switch or the transmit-receive switch be designed for the entire transmission power, which is the case with radar transmitters with high pulse power is technically difficult to implement and requires considerable effort.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Radar-Sende-Empfangs-Anordnung, welche die Sende-Empf angs-Umschaltung ohne Sende-Empf angs-Umschalter ermöglicht.The object of the invention is to create a radar transceiver arrangement which the Transmit / receive switchover made possible without a transmit / receive switch.

Bei einer Anordnung der eingangs angegebenen Art wird dies nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der eine entkoppelte Arm der Hybridverzweigung dauernd mit dem Ausgang des Senders und der andere entkoppelte Arm dauernd mit einem Eingang des Empfängers verbunden ist und daß eine von der Sendersynchronisieranordnung gesteuerte Phasenumschaltanordnung vorgesehen ist, welche zwischen der Sendephase und der Empfangsphase jeder Radar-'periode eine Phasenänderung um π in dem an einen der beiden anderen Arme der Hybridverzweigung angeschlossenen Antennenspeisekreis erzeugt.In an arrangement of the type specified at the beginning, this is achieved according to the invention in that one decoupled arm of the hybrid junction is permanently connected to the output of the transmitter and the other decoupled arm is permanently connected to an input of the receiver and that a phase switching arrangement controlled by the transmitter synchronization arrangement is provided which generates a phase change by π in the antenna feed circuit connected to one of the other two arms of the hybrid junction between the transmission phase and the reception phase of each radar period.

Bei der Anordnung nach der Erfindung wird die Eigenschaft der abgeglichenen Hybridverzweigungen ausgenutzt, daß die einem der beiden entkoppelten Arme zugeführte Leistung auf die beiden anderen Arme aufgeteilt wird, ohne daß etwas zu dem anderen entkoppelten Arm gelangt, während die diesen beiden anderen Armen zugeführten Signale, je nachdem, ob sie gleichphasig oder gegenphasig sind, vollständig und ausschließlich zu dem einen oder dem anderen der beiden entkoppelten Arme übertragen werden. Durch die bei der erfindungsgemäßen Anordnung zwischen der Sendephase und der Empfangsphase vorgenommene Phasenumschaltung um π wird erreicht, daß die beim Empfang den beiden anderen Armen der Hybridverzweigung zugeführten Signale gegenphasig sind und somit zum Empfänger gelangen, während der Sendeimpuls vollständig vom Empfänger ferngehalten wird. Die Phasenumschaltung kann mit verhältnismäßig einfachen Anordnungen vorgenommen werden.In the arrangement according to the invention, the property of the balanced hybrid branches is used that the power supplied to one of the two decoupled arms is divided between the two other arms without anything reaching the other decoupled arm, while the signals supplied to these two other arms, depending on whether they are in phase or out of phase, are transmitted completely and exclusively to one or the other of the two decoupled arms. The phase switching by π between the transmission phase and the reception phase in the arrangement according to the invention ensures that the signals fed to the two other arms of the hybrid branch during reception are in phase opposition and thus reach the receiver, while the transmission pulse is completely kept away from the receiver. The phase switching can be done with relatively simple arrangements.

Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil bei Radarsystemen anwendbar, deren Antennen bereits steuerbare Phasenschieber für die Änderung der Phasenlage der über die Antennenspeisekreise übertragenen Signale enthält, weil dann die vorhandenen Phasenschieber für die Phasenumschaltung verwendet werden können. Dies gilt insbesondere für eine Antenne mit elektronischer Strahlschwenkung, die mehrere Strahlen enthält, von denen jeder im Speisekreis einen steuerbaren Phasenschieber enthält, wobei eine Phasensteueranordnung vorgesehen ist, die an die Steuereingänge der steuerbaren Phasenschieber Steuersignale anlegt, durch welche die von den Phasenschiebern erzeugten Phasenverschiebungen entsprechend der in der entsprechenden Radarperiode einzustellenden Strahlungsrichtung eingestellt werden. In diesem Fall ist die Anordnung nach der Erfindung vorzugsweise so ausgebildet, daß die Phasenumschaltanordnung in die Verbindungen zwischen den Steuereingängen der Phasenschieber, die in den Speisekreisen der an den einen der beiden anderen Arme der Hybridverzweigung angeschlossenen Strahlen liegen, und den entsprechenden Ausgängen der Phasensteueranordnung eingefügt und so ausgeführt ist, daß sie die von der Phasensteueranordnung abgegebenen Steuersignale im Sinne einer Phasenänderung um π verändert.The invention can be used with particular advantage in radar systems whose antennas already contain controllable phase shifters for changing the phase position of the signals transmitted via the antenna feed circuits, because the existing phase shifters can then be used for phase switching. This applies in particular to an antenna with electronic beam swiveling which contains several beams, each of which contains a controllable phase shifter in the feed circuit, a phase control arrangement being provided which applies control signals to the control inputs of the controllable phase shifter, through which the phase shifts generated by the phase shifters accordingly the radiation direction to be set in the corresponding radar period. In this case, the arrangement according to the invention is preferably designed so that the phase switching arrangement is inserted into the connections between the control inputs of the phase shifters, which are in the feed circuits of the beams connected to one of the other two arms of the hybrid branch, and the corresponding outputs of the phase control arrangement and is designed so that it changes the control signals emitted by the phase control arrangement in the sense of a phase change by π .

Die Erfindung eignet sich sowohl für Radarsysteme, bei denen die Summe aller Empfangssignale einem einzigen Empfängereingang zugeführt wird, als auch für Radarsysteme, wie die Monopuls-Radarsysteme, bei denen der Empfänger mehrere Eingänge hat, denen jeweils die von einem Teil der Antenne aufgefangenen Signale zugeführt werden, während der Sendeimpuls an die ganze Antenne angelegt wird. In diesem Fall ist die Anordnung nach der Erfindung vorzugsweise so ausgebildet, daß für jeden Empfängereingang ein Antennenanschlußpaar und eine damit verbundene abgeglichene Hybridverzweigung vorgesehen sind und daß ein entkoppelter Arm jeder Hybridverzweigung dauernd mit einem Eingang des Empfängers und die anderen entkoppelnden Arme aller Hybridverzweigungen über eine Leistungsteileranordnung dauernd mit dem Ausgang des Senders verbunden sind.The invention is suitable for radar systems in which the sum of all received signals is fed to a single receiver input, as well as for radar systems, such as the monopulse radar systems, where the receiver has multiple inputs, each one from a part of the antenna intercepted signals are fed, while the transmission pulse is applied to the whole antenna. In this case, the arrangement according to the invention is preferably designed so that for each receiver input a pair of antenna connections and an associated balanced hybrid junction are provided and that a decoupled arm of each hybrid branch is continuously connected to an input of the Receiver and the other decoupling arms of all hybrid branches via a power splitter arrangement are permanently connected to the output of the transmitter.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigtThe invention is described below by way of example with reference to the drawing. In it shows

F i g. 1 das Prinzipschema einer nach der Erfindung ausgeführten Radar-Sende-Empfangs-Anordnung mit einer Antenne mit elektronischer Strahlschwenkung undF i g. 1 shows the basic diagram of a radar transceiver arrangement designed according to the invention with an antenna with electronic beam steering and

F i g. 2 das Prinzipschema einer Radar-Sende-Empfangs-Anordnung nach der Erfindung für ein Monopuls-Radarsystem.F i g. 2 shows the basic diagram of a radar transceiver arrangement according to the invention for a Monopulse radar system.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Radarantenne mit elektronischer Strahlschwenkung, die 16 Strahler S1 bis S16 enthält, die beispielsweise durch Dipole der Länge λ/2 gebildet sind, wenn λ die Betriebswellenlänge ist. Es sind nur einige dieser Strahler dargestellt. 1 shows the structure of a radar antenna with electronic beam swiveling, which contains 16 radiators S 1 to S 16 , which are formed, for example, by dipoles of length λ / 2 when λ is the operating wavelength. Only some of these emitters are shown.

Diese Strahler sind vor einem Reflektor P angeordnet. These radiators are arranged in front of a reflector P.

In dem Speisezweig jedes Strahlers ist ein steuerbarer Phasenschieber Ph1 (i = 1, 2 ... 16) angeordnet. A controllable phase shifter Ph 1 (i = 1, 2 ... 16) is arranged in the feed branch of each radiator.

Unter dem Ausdruck »steuerbarer Phasenschieber« ist jede Anordnung zu verstehen, die einem hindurchgehenden Signal eine Phasenänderung erteilt, die von einem einem Steuereingang des Phasenschiebers zugeführten Steuersignal abhängt. Die nicht mit den Strahlern verbundenen Signalklemmen der Phasenschieber sind an eine Leistungsverteilungsanordnung angeschlossen, die aus Leistungsteilern d2 bis dis aufgebaut ist, die hier in Form von T-Gliedern dargestellt sind, von denen jedes die seinem Eingangszweig zugeführte Leistung gleichmäßig auf seine Ausgangszweige verteilt. So sind die Phasenschieber Ph1 und PA3 an die Ausgänge des Leistungsteilers d8 angeschlossen, die Phasenschieber PA2 und PA4 an die Ausgänge des Leistungsteilers d9 usw., bis schließlich die Phasenschieber PA14 und PA16 an die Ausgänge der acht Leistungsteiler ds bis d15 sind wiederum paarweise an die Ausgänge von vier Leistungsteilern dv ds, de, d7 angeschlossen, und deren Eingänge sind paarweise mit den Ausgängen von zwei Leistungsteilern d2 und d3 verbunden. SomitThe expression “controllable phase shifter” is to be understood as any arrangement which gives a signal passing through a phase change which depends on a control signal fed to a control input of the phase shifter. The signal terminals of the phase shifter that are not connected to the radiators are connected to a power distribution arrangement made up of power dividers d 2 to d is , which are shown here in the form of T-members, each of which distributes the power supplied to its input branch evenly to its output branches . The phase shifters Ph 1 and PA 3 are connected to the outputs of the power divider d 8 , the phase shifters PA 2 and PA 4 to the outputs of the power divider d 9 , etc., until finally the phase shifters PA 14 and PA 16 to the outputs of the eight power dividers d s to d 15 are in turn connected in pairs to the outputs of four power dividers d v d s , d e , d 7 , and their inputs are connected in pairs to the outputs of two power dividers d 2 and d 3 . Consequently

wird die den Eingängen der Leistungsteiler d2 und d3 beim Senden zugeführte Leistung gleichmäßig auf die damit verbundenen Strahler aufgeteilt, jedoch mit einer durch die Einstellung der verschiedenen Phasenschieber PZz1 bis PZz16 bedingten unterschiedlichen Phasenlage. Beim Empfang erscheint an den »Eingangszweigen« der beiden Leistungsteiler d2 und d3 die Vektorsumme der von den verschiedenen Strahlern aufgefangenen Signale mit der durch Einstellung der Phasenschieber bedingten Phasenlage.the power supplied to the inputs of the power splitter d 2 and d 3 during transmission is evenly distributed to the associated radiators, but with a different phase position due to the setting of the various phase shifters PZz 1 to PZz 16 . When receiving, the vector sum of the signals picked up by the various radiators appears at the "input branches" of the two power splitters d 2 and d 3 with the phase position determined by the setting of the phase shifters.

Die Eingangszweige der beiden Leistungsteiler d2 und ds, die gewissermaßen zwei Antennenanschlüsse bilden, sind an die Arme 2 und 3 einer abgeglichenen Hybridverzweigung T angeschlossen, die hier als vierarmiges »magisches T«-Glied dargestellt ist. An die entkoppelten Ärmel und 4 dieser Hybridverzweigung T sind der Sender E bzw. der Empfänger R angeschlossen. Bekanntlich arbeitet eine solche Hybridverzweigung so, daß die dem Arm 1 zugeführten Signale gleichmäßig auf die Arme 2 und 3 aufgeteilt ao werden, während Signale, die den Armen 2 und 3 zugeführt werden, bei Gleichphasigkeit .vollständig am Arml und bei Gegenphasigkeit vollständig am Arm 4 erscheinen, während jeweils der andere Arm nichts erhält.The input branches of the two power splitters d 2 and d s , which to a certain extent form two antenna connections, are connected to arms 2 and 3 of a balanced hybrid branch T , which is shown here as a four-armed "magic T" link. The transmitter E and the receiver R are connected to the decoupled sleeves and 4 of this hybrid branch T. As is well known, such a hybrid branching works in such a way that the signals fed to arm 1 are evenly divided between arms 2 and 3, while signals fed to arms 2 and 3 are completely on arm if they are in phase and completely on arm 4 if they are in phase opposition appear while the other arm receives nothing.

Eine Phasensteueranordnung C, die durch einen Synchronisierausgang SP des Senders E synchronisiert wird, legt an die Steuereingänge der Phasenschieber Ph1 bis PZz16 Steuersignale an, durch welche die Phasenschieber so eingestellt werden, daß sich in jeder Radarperiode die gewünschte Strahluhgsrichtung des Strahlungsdiagramms ergibt. Die Ausgänge der Phasensteueranordnung C sind aber nur mit den Steuereingängen derjenigen Phasenschieber PZz1 bis Ph8 direkt verbunden, die dem Leistungsteiler d3 zugeordnet sind. In die Verbindungen zu den Steuereingängen der übrigen Phasenschieber PZz9 bis Ph16, die dem Leistungsteiler d2 zugeordnet sind, ist eine Phasenumschaltanordnung / mit acht Eingängen und acht Ausgängen eingefügt. Die Phasenumschaltan-Ordnung / ist so ausgeführt, daß sie im Ruhezustand die von der Phasensteueranordnung C kommenden Steuersignale unverändert überträgt, während sie im Arbeitszustand diese Steuersignale so verändert, daß sie in den Phasenschiebern Pha bis Ph16 eine Änderung der Phasenverschiebung um η gegenüber der von den unveränderten Steuersignalen verursachten Phasenverschiebung ergeben. Die Phasenumschaltanordnung/ ergibt also die gleiche Wirkung wie eine entsprechende Anzahl von zusätzlichen Phasenschiebern mit der Phasenverschiebung ±π, die jeweils in Kaskade mit einem der Phasenschieber PZz9 bis Ph16 geschaltet sind und nach Bedarf ein- und ausgeschaltet werden.A phase control arrangement C, which is synchronized by a synchronization output SP of the transmitter E , applies control signals to the control inputs of the phase shifters Ph 1 to PZz 16 , by means of which the phase shifters are set so that the desired radiation direction of the radiation diagram results in each radar period. However, the outputs of the phase control arrangement C are only directly connected to the control inputs of those phase shifters PZz 1 to Ph 8 which are assigned to the power divider d 3. A phase switching arrangement / with eight inputs and eight outputs is inserted into the connections to the control inputs of the remaining phase shifters PZz 9 to Ph 16 , which are assigned to the power divider d 2. The phase switching order / is designed so that in the idle state it transmits the control signals coming from the phase control arrangement C unchanged, while in the working state it changes these control signals so that they change the phase shift by η in the phase shifters Ph a to Ph 16 with respect to the phase shift caused by the unchanged control signals. The phase switching arrangement / thus has the same effect as a corresponding number of additional phase shifters with the phase shift ± π, which are each connected in cascade with one of the phase shifters PZz 9 to Ph 16 and are switched on and off as required.

Die Phasenumschaltanordnung/ wird von einem weiteren Synchronisierungsausgang SE des Senders E so gesteuert, daß sie sich in der Sendephase jeder Radarperiode im Ruhezustand und in der Empfangsphase im Arbeitszustand befindet. In der Sendephase erfolgt also die Aussendung des Sendeimpulses mit der durch die Phasensteueranordnung C bestimmten Phasenverschiebung φι (i = 1, 2 ... 16) in jedem der Phasenschieber PZz1; beim Empfang haben die Phasenschieber PZz1 bis Ph8 die gleiche Phasenverschiebung φι' = <pi, während die' Phasenschieber PZz9 bis PZz18 die Phasenverschiebung φ{ = φι ± π haben.The phase switching arrangement / is controlled by a further synchronization output SE of the transmitter E so that it is in the idle state in the transmission phase of each radar period and in the working state in the reception phase. In the transmission phase, thus the emission of the transmit pulse ι (i = 1, 2 ... 16) in each of the phase shifters is carried out with the order determined by the phase control arrangement C phase shift φ pzz 1; when receiving, the phase shifters PZz 1 to Ph 8 have the same phase shift φι '= <pi, while the' phase shifters PZz 9 to PZz 18 have the phase shift φ {= φ ι ± π .

Die Signale in den Armen 2 und 3 der Hybridverzweigung, die beim Senden in Phase sind, wenn der Arm 1 von dem Sender E gespeist wird, sind daher beim Empfang in Gegenphase. Daher geht die ganze empfangene Energie in den Arm 4, der mit dem Empfänger/? verbunden ist. Dies ergibt sich von selbst aus dem Arbeitsprinzip der abgeglichenen Hybridverzweigungen. The signals in arms 2 and 3 of the hybrid branch, which are in phase when transmitting, when arm 1 is fed by transmitter E , are therefore in opposite phase when receiving. Therefore, all the energy received goes into arm 4, which is connected to the recipient /? connected is. This follows naturally from the working principle of the balanced hybrid branches.

Natürlich würde ein absolut gleichartiges Ergebnis erhalten, wenn die Phasenverschiebung beim Empfang in den Speisezweigen der Strahler S1 bis S5 um π verändert würde, während die Phasenverschiebung in den Speisezweigen der Strahler S9 bis S16 unverändert bliebe.Of course, an absolutely similar result would be obtained if the phase shift in the reception in the feed branches of the radiators S 1 to S 5 were changed by π , while the phase shift in the feed branches of the radiators S 9 to S 16 remained unchanged.

Somit entfällt die Sende-Empfangs-Weiche, die üblicherweise benötigt wird, um beim Senden die ganze Ausgangsleistung des Senders der Antenne zuzuführen und vom Empfänger fernzuhalten, während sie beim Empfang die ganze Empfangsleistung dem Empfänger zuführt.This eliminates the need for the transmit / receive switch that is usually required is required to feed the entire output power of the transmitter to the antenna during transmission and to keep them away from the receiver while they receive the entire reception power Recipient.

£>ei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 1 ist angenommen, daß beim Empfang die Summe aller von den Strahlern empfangenen Signale gebildet und einem einzigen Eingang des Empfängers R zugeführt wird. In diesem Fall ist eine einzige Hybridverzweigung T erforderlich.Ei the embodiment of FIG. 1 it is assumed that the sum of all signals received by the radiators is formed during reception and fed to a single input of the receiver R. In this case, a single hybrid branch T is required.

In bestimmten Fällen müssen jedoch die Teilsummen der von verschiedenen Strahlergruppen empfangenen Signale gebildet und verschiedenen Empfängereingängen zugeführt werden. Dies gilt insbesondere im Fall der sogenannten Monopuls-Radarsysteme. In certain cases, however, the sub-sums of the received from different radiator groups Signals are generated and fed to various receiver inputs. This is especially true in the case of the so-called monopulse radar systems.

Als Beispiel ist in F i g. 2 eine Monopuls-Radarantenne mit elektronischer Strahlschwenkung dem Höhenwinkel und dem Seitenwinkel nach dargestellt. In diesem Fall wird bei der Sendung nichts geändert, doch beim Empfang ist es notwendig, die Teilsummen der Signale zu bilden, die von jedem Viertel des Strahlerfeldes empfangen werden, also die Summen der Signale, die von den Strahlern S1 bis S4, von den Strahlern S5 bis S8, von den Strahlern S9 bis S12 und von den Strahlern S13 bis S16 empfangen werden. Diese Teilsummen müssen vier Eingängen des Empfängers RM getrennt zugeführt, werden.As an example in FIG. 2 shows a monopulse radar antenna with electronic beam swiveling according to the elevation angle and the lateral angle. In this case nothing is changed during transmission, but during reception it is necessary to form the partial sums of the signals received by each quarter of the radiator field, i.e. the sums of the signals from radiators S 1 to S 4 from the radiators S 5 to S 8 , by the radiators S 9 to S 12 and by the radiators S 13 to S 16 are received. These partial sums must be fed separately to four inputs of the receiver RM.

Man ersetzt daher die Leistungsteiler di bis d7 durch vierarmige magische T-Glieder (oder andere Hybridverzweigungen mit vier abgeglichenen Armen) T1 bis T4. Jeder Arm in einer dieser Hybridverzweigungen hat dann die gleiche Funktion wie der betreffende Arm der Hybridverzweigung T von F i g. 1.The power dividers d i to d 7 are therefore replaced by four-armed magic T-links (or other hybrid branches with four balanced arms) T 1 to T 4 . Each arm in one of these hybrid branches then has the same function as the relevant arm of the hybrid branch T from FIG. 1.

Die Hybridverzweigung T von F i g. 1 ist dann überflüssig und kann durch einen einfachen Leistungsteiler dx ersetzt werden, an dessen Eingang der Ausgang des Senders E direkt angeschlossen ist. Die Arme 11 und 21 der Hybridverzweigungen T1 und T2 sind mit dem Leistungsteiler da und die Arme 31 und 41 der Hybridverzweigungen T3 und T4 mit dem Leistungsteiler d2 verbunden, und die Zweige 13,12, 23, 22, 33, 32, 43, 42 sind an die Leistungsteiler d8, d10, ds, dlv d12, du, d13 bzw. dls angeschlossen. Die Arme 14,24,34 und 44 sind jeweils mit einem der Eingänge des Empfängers RM verbunden.The hybrid branch T of FIG. 1 is then superfluous and can be replaced by a simple power splitter d x , to whose input the output of the transmitter E is connected directly. The arms 11 and 21 of the hybrid branches T 1 and T 2 are connected to the power splitter d a and the arms 31 and 41 of the hybrid branches T 3 and T 4 are connected to the power splitter d 2 , and the branches 13, 12, 23, 22, 33 , 32, 43, 42 are connected to the power dividers d 8 , d 10 , d s , d lv, d 12 , d u , d 13 and d ls , respectively. The arms 14, 24, 34 and 44 are each connected to one of the inputs of the receiver RM .

Eine Phasenumschaltanordnung /', die der Phasenumschaltanordnung / von Fig. 1 gleich ist, ist nun vor die Steuereingänge der Phasenschieber PZz2, PZz4, PZz6..., d. h. die Phasenschieber mit geradem Index eingefügt. Auf diese Weise erfolgt beim Empfang die Summierung der von den Strahlern kommenden Signale nicht mehr in dem mit dem Sender verbun-A phase switching arrangement / ', which is the same as the phase switching arrangement / of FIG. 1, is now inserted in front of the control inputs of the phase shifters PZz 2 , PZz 4 , PZz 6 ..., ie the phase shifters with an even index. In this way, when receiving, the signals coming from the radiators are no longer added up in the one connected to the transmitter.

denen Arm des betreffenden T-Gliedes sondern in dem vierten Arm, also in dem mit dem Empfänger RM verbundenen Arm 14, 24, 34 bzw. 44.that arm of the relevant T-link but in the fourth arm, i.e. in the arm 14, 24, 34 or 44 connected to the receiver RM.

Wenn man dann mit bi das vom Strahler S1-(i = 1 bis 16) empfangene Signal bezeichnet, erhältIf one then denotes the signal received by the radiator S 1 - (i = 1 to 16) with b i, one obtains

IOIO

bei 14 ein Signal B1 = b1 + b2 + b3 + bi
bei 24 ein Signal B2 = b5 + b6 + b1 + b8
bei 34 ein Signal B3 = bg + b1Q + bn + O
bei 44 ein Signal B4 = O13 + O14 + O15 +
at 14 a signal B 1 = b 1 + b 2 + b 3 + b i
at 24 a signal B 2 = b 5 + b 6 + b 1 + b 8
at 34 a signal B 3 = b g + b 1Q + b n + O
at 44 a signal B 4 = O 13 + O 14 + O 15 +

Die Signale B1 bis B4 können als Summen- und Differenzsignale verarbeitet werden, wie dies bei den Monopuls-Radarsystemen bekannt ist.The signals B 1 to B 4 can be processed as sum and difference signals, as is known from monopulse radar systems.

Die zusätzliche Phasenverschiebung um beim Empfang in den Phasenschiebern PA9 bis PZz16 (F i g. 1) bzw. in den Phasenschiebern PA2, PZi4... PZi16 (F i g. 2) kann auf verschiedene Arten erhalten werden, die dem Fachmann geläufig sind und deren Wahl offensichtlich von der Art der verwendeten Phasenschieber PZij abhängt.The additional phase shift by + π upon reception in the phase shifters PA 9 to PZz 16 (FIG. 1) or in the phase shifters PA 2 , PZi 4 ... PZi 16 (FIG. 2) can be obtained in various ways which are familiar to the person skilled in the art and the choice of which obviously depends on the type of phase shifter PZij used.

Wenn es sich beispielsweise um impulsgesteuerte quantisierte Ferritphasenschieber (»Latching«-Phasenschieber) handelt, wird das Phasenstellglied des Phasenschiebers, das eine Phasenverschiebung um 180° erzeugt, nicht mehr direkt von der Phasensteueranordnung C gesteuert, sondern über eine digitale Antivalenz-Schaltung, deren anderer Eingang das vom Ausgang SE kommende Steuersignal, für die Phasenumschaltung um π empfängt. Wenn somit die Phasenverschiebung φ{ beim Senden kleiner als 180° ist, erregt die Antivalenz-Schaltung, welche zwei gleiche Signale empfängt (zwei »0«) das betreffende Phasenstellglied nicht. Dagegen bewirkt beim Empfang das vom Ausgang SE kommende Steuersignal diese Erregung. Das Umgekehrte findet statt, wenn φ,-größer als 180° ist. In allen Fällen findet eine Änderung der Phasenverschiebung um 180° zwischen dem Senden und dem Empfang statt.If, for example, it is a pulse-controlled quantized ferrite phase shifter ("latching" phase shifter), the phase control element of the phase shifter, which generates a phase shift of 180 °, is no longer controlled directly by the phase control arrangement C , but via a digital non-equivalence circuit, its other Input receives the control signal coming from output SE for switching the phase by π. If the phase shift φ { during transmission is less than 180 °, the non-equivalence circuit, which receives two identical signals (two "0"), does not excite the relevant phase control element. On the other hand, the control signal coming from output SE causes this excitation during reception. The reverse takes place when φ, is greater than 180 °. In all cases there is a change in the phase shift of 180 ° between transmission and reception.

Bei der vorstehenden Beschreibung ist der einfachste Fall angenommen worden, daß die verwendeten abgeglichenen Hybridverzweigungen so ausgeführt sind, daß ein Signal in dem Arm 1 zwei gleichphasige Signale in den Armen 2 und 3 hervorruft. In the above description, the simplest case has been assumed that the used balanced hybrid branches are designed so that a signal in the arm 1 two causes in-phase signals in arms 2 and 3.

Es können aber auch andere Hybridverzweigungen verwendet werden, bei denen ein Signal im Arm 1 sich in zwei Signale in den Zweigen 2 und 3 aufteilt, die eine bestimmte gegenseitige Phasenverschiebung φ0 haben.However, other hybrid branches can also be used in which a signal in arm 1 is divided into two signals in branches 2 and 3, which have a certain mutual phase shift φ 0 .

In diesem Fall ist es natürlich notwendig, diese Phasenverschiebung durch Einwirkung auf die entsprechenden Phasenschieber PZi1- zu kompensieren.In this case it is of course necessary to compensate for this phase shift by acting on the corresponding phase shifters PZi 1 -.

Die zuvor beschriebenen Maßnahmen sind immer dann anwendbar, wenn man über ein Antennensystem mit wenigstens zwei Anschlüssen verfügt, unabhängig davon, ob es sich um eine Antenne mit oder ohne Strahlschwenkung handelt. Im letzten Fall, wenn die Antennenschaltung keine Phasenschieber enthält, sieht man einen 180°-Phasenschieber in der Verbindung zwischen einem der Anschlüsse und den angeschlossenen Strahlern vor, und dieser Phasenschieber wird in der zuvor beschriebenen Weise beim Empfang eingeschaltet.The measures described above are always applicable when you have an antenna system with at least two connections, regardless of whether it is an antenna with or acts without beam swiveling. In the latter case, when the antenna circuit does not have a phase shifter contains, you can see a 180 ° phase shifter in the connection between one of the Connections and the connected radiators before, and this phase shifter is described in the above Way turned on when receiving.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 509 521/150For this purpose 2 sheets of drawings 509 521/150

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Radar-Sende-Empf angs-Anordnung mit einer Antenne mit wenigstens einem Paar Antennenanschlüssen, die abwechselnd mit einem Sender und mit einem Empfänger verbunden werden, wobei in die Verbindung eine vierarmige abgeglichene Hybridverzweigung eingefügt ist, deren entkoppelte Arme mit dem Sender und dem Empfänger und deren beiden anderen Arme mit den beiden Anschlüssen des Antennenanschlußpaares verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der eine entkoppelte Arm(l; 11, 21, 31, 41) der Hybridverzweigung (T; T1, T2, T3, T4) dauernd mit dem Ausgang des Senders (E) und der andere entkoppelte Arm (4; 14, 24, 34, 44) dauernd mit einem Eingang des Empfängers (R; RM) verbunden ist und daß eine von der Sendersynchronisieranordnung (SE) gesteuerte Phasenumschaltanordnung (/, PA9... PA16; /', weist, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Empfängereingang ein Antennenanschlußpaar1. Radar transceiver arrangement with an antenna with at least one pair of antenna connections that are alternately connected to a transmitter and a receiver, with a four-armed balanced hybrid junction being inserted into the connection, the decoupled arms of which with the transmitter and the Receiver and its two other arms are connected to the two connections of the antenna connection pair, characterized in that the one decoupled arm (1; 11, 21, 31, 41) of the hybrid branch (T; T 1 , T 2 , T 3 , T 4 ) is permanently connected to the output of the transmitter (E) and the other decoupled arm (4; 14, 24, 34, 44) is permanently connected to an input of the receiver (R; RM) and that a phase switching arrangement controlled by the transmitter synchronization arrangement (SE) (/, PA 9 ... PA 16 ; / ', has, characterized in that a pair of antenna connections for each receiver input (rf8> ^i<>; d9> du> di? du> rfi3> ^15) und eine damit verbundene abgeglichene Hybridverzweigung (T1, ( rf 8> ^ i <>; d 9> d u> d i? d u> rf i3> ^ 15) and an associated balanced hybrid branch (T 1 , 5 T2, T3, T4) vorgesehen sind und daß ein entkoppelter Arm (14, 24, 34, 44) jeder Hybridverzweigung dauernd mit einem Eingang des Empfängers (RM) und die anderen entkoppelten Arme (11, 21, 31, 41) aller Hybridverzweigungen über eine Leistungsteileranordnung (^1, d2,d3) dauernd mit dem Ausgang des Senders (E) verbunden sind.5 T 2 , T 3 , T 4 ) are provided and that a decoupled arm (14, 24, 34, 44) of each hybrid branch is permanently connected to an input of the receiver (RM) and the other decoupled arms (11, 21, 31, 41 ) of all hybrid branches are permanently connected to the output of the transmitter (E) via a power splitter arrangement (^ 1 , d 2 , d 3 ) .
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DE1541469A1 DE1541469A1 (en) 1969-10-02
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2727348C1 (en) * 2019-04-26 2020-07-21 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники" Stripline slot linear antenna array

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RU2727348C1 (en) * 2019-04-26 2020-07-21 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники" Stripline slot linear antenna array

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