DE1541475A1

DE1541475A1 - Antennensystem,insbesondere fuer Radar-Rundsuchgeraete

Info

Publication number: DE1541475A1
Application number: DE19661541475
Authority: DE
Inventors: Bernard Daveau
Original assignee: Compagnie Francaise Thomson Houston SA
Current assignee: Compagnie Francaise Thomson Houston SA
Priority date: 1965-12-23
Filing date: 1966-12-16
Publication date: 1969-10-23
Also published as: GB1163310A; FR1472126A; AT269224B

Description

Die Erfindung betrifft ein Antennensystem mit veränderlichem Abtaetbereich, das insbesondere für Radar-Rundsuchgeräte, sogenannte Überwaohungaradare bestimmt und mit einem Primärstrahler sowie einem von ihm bestrahlten Reflektor mit doppelter Krümmung ausgestattet ist.

Bekanntlich sind für eine Bodenstation bestimmte Rundsuchgeräte so ausgebildet, um Ziele anzupeilen, die sich in einem beträchtlichen Abschnitt dea daß Radargerät umgebenden Raums befinden können« Düeer Bereioh wird beiapielsweiae durch die Werte der minimalen: und maximalen radialen Entfernung der in der das Radar verlaufenden horizontalen Ebene befindlichen Ziele und durch den Wert der maximalen Höhe derselben definiert

Prοjv

!.lan erhält gewöhnlich den gewünschten Abtaütbercioh, indem man dem Radargerät eine Antenne zuweist, die ein schmales Azimutstrahlungsdiagramm und ein breites Höhenstrahlungsdiagramm besitzt, und diese Antenne um eine vertikale Achse zur Vornahme der Azimutabtastung drehen läßt. Mit einem solchen Antennensystem läßt sich £;enau das Azimut der beobachteten Ziele bestimmen. Um den gev/ünachten Ilöhenabtastberoich zu erzielen, sucht man gewöhnlich dem Strahlungsdiagramm der Antenne i.i einer Vertikalebene eine Form zu geben, die 3ich weitgehend der I'ormtype einer quadratischen Koaekante in den Grenzen des vorgesehenen Abtastbereiches nähert, V/enn der Gewinn der Antenne, beispielsweise in einer vertikalen Ebene, einem quadratischen Kosekantengeeetz in Abhängigkeit des Höhenwinkols der Peilrichtung folgt, wird nämlich bekanntlich die Amplitude der von in einer gleichen Höhe in derselben Vertikalebene gelegenen Ziele herrührenden, vom Radar empfangenen ichos unabhängig der Höhenrichtung dieser Ziele konstant.

Zahlreiche Antennenarten, deren Strahlungsgesetzmäöigkeit nich diesem theoretischen Gesetz annähert, 3ind schon ausgeführt worden» Beispielsweise sei auf die Antenne verwiesen, die aus einem parabolischen Reflektor und einem Primärstrahler besteht, der aus einem linearen Netz von gegenüber dem Reflektor exzentrisch angeordneten Strahlungselementen gebildet iat, die mit jeweils entsprechend gewählten Leistungen gespeist werden. Eine weitere bekannte Antenne dieser Art enthält einen Reflektor mit veränderlicher Krümmung in der Vertikalebene, der von einem punktförmigen Primärstrahler bestrichen wird.

Ein weiteres Problem kann sich jedoch im falle von Überwaohungsradars einstellen» das nämlich auf dem Schutz gegen Störsender beruht. Wenn sich ein Störsender praktisch fester

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Lage in dem von einem einer üblichen Antenne der soeben beschriebenen Art zugeordneten Radar abgetasteten Feld befindet, wird der Empfang der iSchos der in der gleichen Vertikal ebene wie dieser Störsender gelegenen Ziele ständig gestört. Die Störung kann entweder auf einen feindlichen Störsender oder auch auf Bodenunebenheiten in den dem Radar benachbarten Gelände zurückzuführen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antennensystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das die vorstehend genannten Nachteile vermeiden läßt und dessen Strahlungsdiagramm in einer gegebenen Ebene veränderlich ist, um das Peilfeld des zugehörigen Radars innerhalb eines gegebenen Abtastbereiches beliebig verschieben zu können·

Diese Aufgabe ist bei dem hier vorgeschlagenen Antennensystem vor allem dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß in einer gegebenen Strahlungsebene eine Verschiebung der Richtung der maximalen Strahlung des Primärstrahlers gegenüber dem Reflektor eine Änderung des Strahlungsdiagramms in dieser Ebene herbeiführt, wobei der Primärstrahler aus einer mit Einrichtungen zur Steuerung der Gesetzmäßigkeit der Verteilung der auf die Querechnittslinie des Reflektors in der betreffenden Ebene aogestrahlten Energie versehenen Strahlungsquelle besteht und die Querschnittslinie des Reflektors eine in dieser Ebene ungleichförmige Krümmung aufweist, die vorzugsweise durch die Phasenmitte des Primärstrahlers verläuft. Auf diese '.Veise ist ein Antennensystem mit einem regelbaren Primärstrahler und einem festen Reflektor geschaffen, dessen Krümmung in einer gegebene^ durch den Primärstrahler verlaufenden Ebene in Abhängigkeit des Strahlungsdiagramms des auf einen Mittelwert eingeregelten Primärstrahlers berechnet wird, so daß das Strahlungsdiagramm des Antennensystems in der betreffenden Ebene dem gewünschten Abtastbereich entspricht.

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Nach einer besondere vorteilhaften Ausführungaform des mit der Erfindung vorgeschlagenen Antennenaystems besitzt vorzugsweise der Primärstrahler mechanische und/oder elektronische Steuerglieder zur Änderung der Einstellung der Richtung seiner maximalen Strahlung gegenüber dem Reflektor in der betreffenden Strahlungsebene unter Festhaltung der Phasenmitte des 'Primärstrahlers, so daß das nach Reflexion erhaltene Strahlungsdiagramm veränderliche! in dem Peilfeld des Radars enthaltene Bereiche bedeckt.

Das Antennensystem gemäß der Erfindung ist vor allem für die Anwendung auf eine bewegliche Radarstation interessant, da es das für die betreffende Umgebung am besten passende Strahlungsdiagramm wählen läßt· Das Antennensystem nach der Erfindung kann somit ferngesteuert und dem Bedienungsmann zur Verfügung gestellt v/erden, wobei die Regelung des Primärstrahler durch mechanische Einrichtungen erfolgt, die auf die Ausrichtung des PrimärStrahlers oder auf die seinem Speieestromkreis einverleibten Phasenschieber je nach der gewählten Ausführung einwirken» oder auch durch elektrische Mittel vorgenommen werden, wenn diese Phasenschieber eine elektronische Steuerung besitzen. Die Beeinflussung des Primärstrahlers gestattet, dem Radar einen Abtastbereich zu geben, der das Maximum an Auskünften liefert, wobei Störechos wie feste Bchofl oder beispielsweise von am Boden befindlichen Störsendern abgegebene Störzeichen völlig vermieden werden»

Ein weiterer Vorteil des hier vorgesöhiagfüen Antennensystems besteht darin, daß man die Form des Stra&lujngediagramms der Antenne selbst während ihres Umlaufs sieb verändern lassen kann. Wenn die Antenne einem am Fuße einer Beleibte befindlichen Überwachungsradar zugeordnet ist, wird Bomiü äae bevorzugt gewählte Diagramm verschieden sein, je n&chä«a «las Radar dem flachen Lande oder dem Gebirge zugewandt if t· Jian wird in diesem Falle die Ausrichtung dee Primärstrahlei¹« äer Antenne

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bei Umlauf des Antennensystemo steuern. Schließlich sei bemerkt, daß bevorzugt der Primärstrahler so ausgerichtet wird, um da3 Strahlungsdiagramm der Antenne zu verändern. Die Ausführung dieser Maßnahme mittels eines über Phasenschieber gespeisten Primärnetzen weist den Vorteil auf, den Aufbau des Antennensystem weder zu komplizieren noch durch große Abmessungen zu erschweren, so daß ein verminderter Raumbedarf und eine leichte Handhabung gegeben ist.

V/eitere in den Unteransprüchen gekennzeichnete Merkmale des hier vorgeschlagenen Antennensystems und durch sie erzielte Vorteile gehen aus der nachstehenden Beschreibung der Zeichnung hervor, die ein Antennensystem der erfindungagemäßen Art in einer beispielsweise gewählten Ausführungsform sohomatiach veranschaulicht und durch Diagramme erläutern läßt. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau eines von einem Überwachungsradar nach Höhe abzutastenden Bereichs,

Fig· 2 schematisch eine diese Abtastung vornehmende übliche Antenne,

Fig. 3a und 3b die geometrischen Ausbildungen, die den Reflektor dieser Antenne bestimmen lassen,

, 4a und b sohematisch eine Antenne gemäß der Erfindung für Hooh- und lieflagen,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Antenne gemäß der Erfindung,

Fig. 6 die Verteilungsgesetzmäßigkeiten der von dem Primärstrahler auf den Reflektor gesandten Energie für verschiedene Einstellungen dieses PrimärStrahlers und

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7 die Stranlungsdiarrsimme der Antenne iiinstellun-r.-cn des Primärstrahiere.

Die mit der tirfindung vorgeschlagene Antenne eignet si'Jh vor allem für Rundouohroräte, Kogsn'uinte Überv/aeHm-isru'-lars, d.h. Antennen, iie eiiien grofen Abtastbereich ffir-decteno in einer Jbene des Raums, beiopiolüveiüe in der Yertikalebene besitzen, Fig. 1 zeigt beispielsweise die Fora oinoc Abt.astbereichn, der für ein in einer Bodenstation befindliches Übe:·- wuchunjaradar verlangt v/erden kann, Ia fc die linie OH die durch das Radar verlaufende Vertikale und OX eine Horizontale, so sind in Fig. 1 die Grenzen des Überv/achuncsbsreicL;:: dec Radara ein einer VertikCvlebene gezogen, v/o bei dieser flor eich dar dort schraffiert wiedergegebenen Fläche entspricht. Dieser lereich ist durch eine maximale Höhe IL, der vom Radar beobachteten Ziele, durch eine begrenzte Reichweite d,_T des Radars längs der waagerechten Achse OZ und durch einen maximalen Höhenv/inkel«^» der beobachteten Ziele definiert. Man beschränkt ferner gewöhnlich das Beobachtungsfeld auf eine minimale Entfernung d der Ziele zum Radargerät, üis ist zu bemerken, daß die dem Höhengrenzwert entsprechende Linie der Krümmung der Erdoberfläche folgt und demzufolge zu der Achse OX nicht parallel liegt.

Eine der üblichen Typen von Antennen, welche eine solche Abtastung nach der Höhe vornehmen laasen, ist achematisch in Fig. 2 wiedergegeben. Diese Antenne besteht aus einem Primärstrahler 1, der einen Reflektor 2 bestrahlt und diesem gegenüber derart angeordnet ist, daß er sich außerhalb des von dem Reflektor reflektierten Strahlenbündels befindet. Der Reflektor 2 besitzt eine doppelte Krümmung, die in der Zeichenebene, beispielsweise in der Vertikalebene, zwei verschiedene Krümmungsbereiche aufweist. Der Krümmungsbereich 3 ist etwa parabolisch, wobei seine Krümmung in der Zeichenebene praktisch der Verlauf einer Parabel ist. Der Krümmungsbereich 4 demgegenüber ist divergierend, da er im Gegensatz zu dem Krümmungsbereich 3 die

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ihn erreichenden Strahlen divergieren läßt. Die Form des Reflektors 2 in einur Querschnittsebone wie die der Fig. 2 wird in. Abhängigkeit der Lage dea Primärstrahler» 1 und in Abhängigkeit dessen Strahlungsdiarramms bestimmt, so daß das Strahlungsdiagramm des AntennensyiJterns die gewünschte Form erhält. Betrachtet man beispielsweise den Primärstrahler 1 all punktförmig, öo daß dieser mit den Punkt S zusammenfällt, so definiert man die Form des Reflektors 2 in Abhängigkeit der Energieverteilung in dem von diesem aufgenommenen Primärstrehl F^ derart, daß die Energieverteilung in dem reflektierten Strahl F₂ der gewünschten Gesetzmäßigkeit folgt. Die Form dee Reflektors 2 \ wird insbesondere so gewählt, daß bei gegebener Richtung A der maximalen Strahlung des Primärstrahlers 1 das Maximum der Sekundärstrahlung sieh annähernd in der gewünschten Richtung B befindet.

Fig. 3a und 3b lassen Maßnahmen erkennen, die es ermöglichen, den Reflektor 2 zu bestimmen. Diese Maßnahmen sind beispielsweise solche, wie sie unter dem Namen der Methode von Chu und Dunbar bekannt sind, die auf der Näherungslösung der geometrischen Optik beruht. Die Daten sind das Strahlungsdiagramm des durch den Punkt S dargestellten Primärstrahlers und das gewünschte Abtastdiagramm. Die Berechnung der Krümmung des Reflektors 2 in der Ebene, in der das Strahlungsdiagramm der Antenne bereit sein muß, d.h. beispielsweise in der Vertikalebene, erfolgt auf folgende Weise. Man betrachte (Fig. 3a) die Pyramiden mit der Spitze S und den Scheitelwinkel dj und aß. Die in den Raum dieser Pyramide enthaltene Energie findet sich nach Reflexion an dem Reflektor 2 in dem Sektor wieder, der den öffnungswinkel dS und die Breite q *άβ besitzt» Der YfertO ist die Entfernung des Primärstrahlers S zum Einfallspunkt M, und der WinkelX ist der Höhenwinkel, den die Richtung der reflektierten Strahlung mit der horizontalen Achse OX oder der durch S verlaufenden horizontalen Achse X¹X einschließt. Das

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Strahlungsdiagramm des Primärstrahlers S ergibt die Verteilung der von dem Primärstrahler gelieferten einfallenden Energie in Abhängigkeit des Winkels f, der von der Einfallsrichtung und der Achse X¹X eingeschlossen wird. Man kennt ferner die Verteilung der reflektierten Energie gemäß dem Winkelet in dem gewünschten Abtastdiagramm. Ausgehend von diesen Daten ist es möglich, den Winkel X und die Entfernung ^ entsprechend jedem Winkel $ zu berechnen. Man bestimmt somit die Mittelfaser des Reflektors 2 in der betreffenden Ebene, d.h. der Vertikalebene. Die Form des Reflektors 2 im Raum wird so bestimmt, um ein im Azimut schmales Strahlungsdiagramm zu erhalten, so daß demnach der vom Reflektor 2 reflektierte Strahl im Azimut um die Richtung maximaler Strahlung geringfügig divergiert. Aus diesem Grunde bestimmt man die Fläche des Reflektors 2 nach der in Fig. 3b wiedergegebenen V/eise. Man nimmt als Erzeugende dieser Fläche die Schnittlinien wie L₁ in die reflektierten Strahlen R enthaltenen, zur Einfallsebene senkrechten Ebenen P mit den durch den Einfallspunkt M verlaufenden Paraboloiden mit dem Brennpunkt S und zum reflektierten Strahl R paralleler Achse; ein solcher Paraboloid ist mit seinem Umriß L_? in Fig. 3b veranschaulicht. Somit werden die einfallenden Strahlen wie der Strahl I, die an der Linie L- des Reflektors 2 ankommen, parallel zur Achse des Paraboloids L₂, also parallel zum Primärstrahl R reflektiert. Geht man so für sämtliche auf der Mittelfaser des Reflektors 2 gelegene Einfauspunkte vor, so bestimmt man die Gesamtheit der Erzeugenden, welche die Fläche dieses Reflektors bilden, so daß der von der Antenne abgestrahlte Strahl im Azimut äußerst gering divergiert.

Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, erhält man bei einer Antenne der soeben beschriebenen Bauweise für eine gegebene Lage des Primärstrahlers und ein vorgegebenes Strahlungsdiagramm desselben ein Strahlungsdiagramm des gesamten Antennensystems, das annähernd den gewünschten Abtastbereich ergibt.

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Die Erfindung beruht nun darauf, eine Antenne der in Fig. 2 wiedergegebenen Art zu schaffen, deren Strahlungsdiagramm jedoch entsprechend dem beabsichtigten Abtastbereich regelbar ist Gemäß der Erfindung wird die Änderung des Strahlungsdiagramms der Antenne dadurch vorgenommen, daß die Verteilung der von dem Primärstrahler 1 an den Reflektor 2 gelieferten einfallenden Energie sich derart ändert, daß die relative Bestrahlung der Bereiche 3 und 4 dieses Reflektors geändert wird. Die Strahlung der Antenne wird beispielsweise auf die niederen Höhen ausgerichtet, wenn der etwa parabolische Bereich 3 mehr als der divergierende Bereich 4 bestrahlt wird. Umgekehrt wird die Antenne auf die oberen Höhen abstrahlen, wenn der divergierende Bereich 4 mehr als der etwa parabolische Bereich 3 bestrahlt wird.

•Eine erste Maßnahme, um die Bestrahlung 0-at. Reflektors 2 sich ändern zu lassen, bestünde darin, den Primärstrahler 1 vor diesem Reflektor beispielsweise i.u de.?:· Ze:' ;;hergebene der Pig, 2 zu verschieben. Hierbei wäre es jede»;·:, VvV/^ndig, gleichseitig das mit dem Primärstrahler verbundene, verwickelte Gerät zu bewegen, was zu erheblichen mechanischen Ausführungsschwie— rigkeiten führen würde. Da der Primärstrahler 1 sich gegenüber dem Punkt S verschiebt, würden sich ferner hieraus beträchtliche Störungen in dem Azimut-Strahlungsdiagramm der Antenne ergeben, da der Primärstrahler sich nicht mehr im Brennpunkt der für den Aufbau des Reflektors verwendeten Paraboloiden befindet (Pig. 3b).

Die bevorzugte Lösung besteht nun darin, den Primärstrahler 1 vor den Reflektor 2 zu schwenken, d.h. die Richtung A der maximalen Strahlung des Primäratrahlers unter Pesthaltung der Phasenmitte S zu ändern. Diese Schwenkung kann beispielsweise auf mechanische Weise mittels eines Drehorgana vorgenommen werdenj ^as den Primärstrahler 1 um eine duroh den Punkt S verlaufende hoilaoirtale Achae drehen läßt, was erlaubt, auf

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die Ausrichtung des Primärstrahler^ 1 gegenüber den Reflektor einzuwirken, eine lösung, von der eine Ausführungamöglichkoit in Fig. 4a und 4b schematisch wiedergegeben ist. Das gleiche Ergebnis läßt sich auch dadurch erzielen, uaß man dom reflektor 2 einen Primärstrahler zuordnet, der aus einem Metz von Einzelstrahlern besteht, das über regelbare Phasenschieberstromkreise gespeist wird. Diese bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 5 veranschaulicht.

Fig. 4a stellt eine Antenne gemäß der Erfindung dar, bei der der Primärstrahler 1 um eine Gelcnkachse 15 schwenken kann« In Fig. 4a ist der Primärstrahler 1 in 3iner solchen Lage wiedergegeben, daß die vom Primärstrahler abgesandte Energie den oberen Bereich dos üeflekiorc 2 trifft, der sie in die oberen Höhen ablenkt. Diese Antenne befindet eich sozusagen in Hochla_te _β Dei- 2 ri^ärctrahlei· 1 ist über einen biegsamen Hohlleiter oder Ilo-j-xialannchluß 14 an die Speiseleitung 13 angeschlossen.

-'i,,. 4b zeigt die gleiche Antenne, jedoch in ihrer i'iefluge. Der Pri::Xr.. trahiar 1 wurde zu die3er;: 2..eck aus der in Fi₀. 4a wiedergegebenen Hochlage um die G-olonkachre 15 derart nacxi unten geochwenkt, daß er nunmehr den unteren Jareich dc3 Reflektora 2 bestrahlt und ?omit die reflektierte Energie in die niederen Höhen geschickt wird.

Fig. 5 bringt eine v/eitere Ausführungsform eines Antennensyr-tems gemäß der Erfindung. Sie enthält einen Reflektor 2 mit doppelter Krümmung und einen Primärstrahler, der aus einem Hetz von drei Einaelstrahlern 10, 11 und 12 besteht, von denen die Sinzelotrahler 11 und 12 gegenüber dem Strahler 10 in der Zeichenebene symmetrisch liegen. Die ^rlrei Einzelstrahler 10, 11 und 12 werden parallel, beispielsweise mit gleicher leistung, jedoch unter yersehiedeneri Pharieii gespeist. Zu diesem Zweck enthalten die Versorgungstroinkrrn.tfi der äußeren Strahler 11

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und 12 jeweils einen regelbaren Phasenschieber 5 bzw. 6, die die relativen Phasen der von den drei Einzelstrählern 10, 11 und 12 ausgesandten //eilen sich ändern lassen. Die Phasenschieber 5 und 6 können mechanische Phasenschieber oder auch mit Gerriten oder Halbleitern ausgerüstete Phasenschieber sein. Die Hetzwerktheorie ergibt, daß dann, wenn A die Richtung maximaler Strahlung des Fotses ist, wenn die durch die Phasenschieber 5 und 6 eingeführten Phasenverschiebungen ITuIl sind, wobei diese Phasenverschiebungen gleich«pbzw, -f sind, die Richtung maximaler Strahlung des Hetzes mit der Richtung A einen ' »Vinkel © einschließt, der durch die Gleichung

f = 2TT^ a sin θ · .

! gegeben ist, in der a die Entfernung zwischen zwei benachbarten Strahlern und A. die Länge der ausgesandten //eile in Luft ist.

Jedem Winkel Q wird eine angenäherte Richtung Bg der ma-• ximalen Strahlung des Antennensystems entsprechen, welche Rieh— ! tung ein mehr oder minder großen Höhenv/inkel einschließt, je ' nachdem der etwa parabolische Bereich des Reflektors mehr oder j weniger im Verhältnis zu dem divergierenden Bereich bestrahlt ; wirdo Die Form und die Ausbildung des gtrahlungsdiagramms der J Antenne sind somit also in gleicher V/eise wie der Abtastbereich des zugeordneten Radars geändert.

Pig. 6 veranschaulicht die Änderung der Gesetzmäßigkeiten der Verteilung der auf den Reflektor 2 einfallenden Energie E in Abhängigkeit verschiedener in die äußeren Einzelstrahler des Netzes eingegebener Phasenverschiebungen f in einem besonderen Anwendungsfalle„ Das Primärnetz ist ein äußerst genau gerichtetes Hetz, das beispielsweise an den Rändern des Reflektors eine Dämpfung von etwa -20 db aufweist, um zu vermeiden, daß ein Teil der einfallenden Energie nicht der Reflexion an dem Reflektor unterliegt und verlorengeht. Das Netz ist beispielsweise durch drei Strahlungskerzen gebildet, die in

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Richtung des Reflektors 2 gemäß einem Winkel von 26° gegenüber der Horizontalen X¹X ausgerichtet sind. Der Reflektor wird vom Mittelpunkt des Strahlers 10 aus unter einem Winkel von 50 'gesehen. Die Kurve 51 stellt die Verteilung der Energie E für einen Winkel f vom Wert Null dar. Diese Kurve verläuft symmetrisch gegenüber der Achse Y¹Y des Reflektors. Der Fall, in demrf? = 0 ist, entspricht einem Ab'tastbereich der Antennei den man als normalen Abtastbereich bezeichnet. Die Kurve 52 veranschaulicht die Verteilung der Energie E für einen Winkelf von 55°. Man beobachtet eine Unsymmetrie der Kurve 52 gegenüber der Achse Y¹Y und eine Unsymmetrie der Höhen der Seitenschleifen Dieser Fall entspricht einer Strahlung der auf die niedrigen Höhen gerichteten Antenne; dies wird als niedriger Abtastbereich bezeichnet. Schließlich stellen die Kurven 53 und 54 die Verteilung der Energie E für Winkel f von -55 bzw. -90° dar; diese oeiden Fälle entsprechen zwei hohen Abtastbereichen der Antenne.

Pur das gleiche Anwendungsbeispiel gibt Fig. 7 die Höhen-Strahlungsdiagramme der Antenne, die durch Phasenverschiebungen / von Θ⁰, 55°, -45° und -90° erhalten v/erden. Auf der horizon-

' talen Achse OX sind die' Entfernungen d in km und auf der vertikalen Achse OH die Höhen H in Metern aufgetragen. Die relativen Feldstärken J des von der Antenne für einen gegebenen Höhen-

'. winkel«6 ausgesandten Feldes werden durch die Länge der Vektoren

der 'JinkeloC definiert, die sich jeweils un eine der Kurven 61,.

j 62, 63 oder 64 anlehnen, die den Phasenverschiebungen von 0 , 55 , -45 bzw. -90° entsprechen. Die konstante Höhenlinie von 20.000 m ist unter Berücksichtigung der Krümmung der Erdoberfläche gezogen worden. Das einer Phasenverschiebung 0 entsprechende Diagramm 61 läßt sich von Anfang an so wählen, um für die Antenne den gewünschten mittleren Abtastbereich zu geben, und zwar in Abhängigkeit der Wahl dieses Diagramms, wie der Reflektor 2 berechnet ist. Man kann aber auch für das Diagramm 61 eine Form wählen, welche den gewünschten mittleren Abtastbereich nicht gewährleistet, in dem die Verwendung anderer Diagram-

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me vorgesehen ist, um das gesamte gewünschte PeId abzutasten. Insbesondere wird es von Vorteil sein, den Gewinn der Antenne im Falle des normalen Abtastbereichs der Seite der geringen Höhenwinkel zu verhindern, um im Maximum die Reflexion der ausgesandten Energie am Brdboden zu vermeiden. Man stellt fest, daß die sich auf die Phasenverschiebungen von 55° bzw. -90° beziehenden Diagramme 62 und 64 völlig unterschiedlich sind. Dies bedeutet, daß die Überschneidung zwischen dem dem Diagramm 62 entsprechenden niederen Abtastbereich und dem dem Diagramm 64 entsprechenden hohen Abtastbereich ziemlich gering ist. Dies wird dadurch erzielt, daß man einen Reflektor 2 ziemlich großer Abmessungen wählt, Einer der Vorteile, bei ein und derselben Antenne über zwei derartige Strahlungsdiagramme verfügen zu können, beruht auf der Tatsache, daß man, wenn in dem einen oder dem anderen der betreffenden Abtastbereiche ein Störsender ausgemacht ist, das Beobachtungsfeld des Bauart derart verschieben kann, daß das Störsignal nicht mehr vor. dem ■ ; Jor empfangen wird und demzufolge nicht mehr dessen lietri, s ?*, ^t, Die Höhenlage des Störsenders, sogar die georteter Ziele, »κιηη übrigens zumindest angenähert dadurch bestimmt werden, daß man den AbtaaVbereich der Antenne sich ändern läßt und die Höhe der von diesem Störsender oder solchen Zielen herrührenden empfangenen Signale beispielsweise in zwei verschiedenen Abtastbereichen vergleicht. ·

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Claims

Patentansprüche;

1. Antennensystem mit veränderlichem Abtastbereich, insbesondere für Radar-Rundsuchgeräte, mit einem Primärstrahler und einem von ihm bestrahlten Reflektor mit doppelter Krümmung, dadurch gekennzeichnet, daß in einer gegebenen Strahlungsebene eine Verschiebung der Richtung der maximalen Strahlung des Primärstrahlers (1) gegenüber dem Reflektor (2) eine Änderung des Strahlungsdiagramms in dieser Ebene herbeiführt, wobei der Primärstrahler aus einer mit Einrichtungen zur Steuerung der Gesetzmäßigkeit der Verteilung der auf die Querschnittslinle des Reflektors in der betreffenden .Ebene abgestrahlten Energie versehenen Strahlungsquelle btsteht und die Querschnittslinie des Reflektors eine in dieser Ebene ungleichförmige Krümmung aufweist, die vorzugsweise durch die Phaseninitte des Primärstrahlers verläuft.

2» Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärstrahler (1) mechanische und/oder elektronische Steuerglieder zur Änderung der Einstellung der Richtung seiner maximalen Strahlung gegenüber dem Reflektor (2) in der betreffenden Strahlungsebene unter Pesthaltung der Phasenmitte des Primärstrahlers besitzt.

j5. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Primärstrahler (1) zugeordneten Steuereinrichtungen aus einem ihn um eine zu der betreffenden, durch dessen Phasenmitte verlaufenden Strahlungsebene senkrechte Achse schwenkenden mechanischen Drehorgan (15) bestehen (Fig. 4).

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Antennensystem nach Anspruch 2 oder J, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärstrahler aus einem in der betreffenden Strahlungsebene enthaltenen, einzelne Strahlungsquellen (10, 11,12) umfassenden Netz besteht, dem eine Stromversorgungseinrichtung mit regelbaren, Phasend'ifferenzen zwischen den Einzelstrahlerr] einführenden mechanischen und/oder elektronischen Mitteln (5, 6) zugeordnet ist (Fig. 5)· '

Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Reflektors (2) in der betreffenden Strahlungsebene sich aus zwei wesentlichen Bereichen zusammensetzt, von denen der eine (j5) eine annähernd parabolische Krümmung mit dem Primärstrahler (1) zugewandter Konkavität besitzt und der andere (4) unter entgegengesetzter Konkavität divergiert.

Artennensystem nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Fläche des Reflektors (2) in Abhängigkeit von der Lage der Phasenmitte des PrimärStrahlers (1) derart bestimmt ist, daß das Strahlungsdiagramm der Antenne in einer zu der betreffenden Strahlungsebene senkrechten Ebene äußerst schmal ist.

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