DE1541610C - Funk-Rückstrahl-Peileinrichtung zur fernsehmäßigen Sichtbarmachung mittels elektronisch abgelenkter Millimeterwellen - Google Patents
Funk-Rückstrahl-Peileinrichtung zur fernsehmäßigen Sichtbarmachung mittels elektronisch abgelenkter MillimeterwellenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung für bei kürzeren Wellen die Gefahr von Absorption und
Funk-Rückstrahlpeilung zur fernsehmäßigen Sichtbar- Streuung infolge Regen und Schneetreiben gegeben
machung von Gegenständen mit Hilfe eines Milli- ist.
meterwellensignals, insbesondere für Flugzeuge, bei Das eingangs genannte Prinzip der Bündelung und
der der zu sichtende Raum, ausgehend von einer 5 Ablenkung der Miilimeterwellenstrahlung ist in der
annähernd punktförmigen Millimeterwellenstrahlungs- Dezimeterwellentechnik unter dem Namen »phased
quelle, nach Art eines Fernsehrasters zeilenmäßig array« bekannt (Luftfahrttechnik — Raumfahrtabgetastet
wird und die reflektierten Millimeter- technik, 12 Nr. 10, Oktober 1966, S. 264 bis 270).
wellensignale von einer Empfangsantenne aufgenom- Dabei reiht man eine größere Anzahl \on Punktmen
werden und mit in der Fernsehtechnik üblichen io Strahlern in einer Linie auf, wobei der Abstand der
Mitteln auf einem Bildschrirm ein Bild des zu sich- .... , , „,, . λ ,
tenden Raumes in Azimut-Elevation-Darstellung her- M.ttelpunkte der Strahler voneinander 2 beträgt.
tenden Raumes in Azimut-Elevation-Darstellung her- M.ttelpunkte der Strahler voneinander 2 beträgt.
beiführen, wobei die Ablenkung in Zeilenrichtung Wird in die Strahler Leistung gespeist, derart, daß
elektronisch mit Hilfe einer aus einem gefalteten der Phasenunterschied 2 kn beträgt, mit k — 0,1, 2...,
Hohlleiter bestehenden linearen Anordnung von 15 so ergibt sich bei genügend großer Anzahl solcher
Punktstrahlern (»phased array«-Anordnung) und die Strahler, daß sich die Intensität der Strahlung in
dazu senkrechte Spaltenablenkung mechanisch erfolgt. allen Richtungen, außer derjenigen senkrecht zur
Für den Blindflug von Flugzeugen, aber auch für Strahlerreihe, durch Interferenz auslöscht. Man erhält
viele andere Zwecke, besteht der Wunsch, trotz einer auf diese Art ohne zusätzliche fokussierende Elemente
getrübten Atmosphäre das vor einem Beschauer ao (Spiegel oder Linsen) eine Bündelung des Strahls in
liegende Blickfeld wie bei guten Sichtverhältnissen einer ganz bestimmten Richtung. Der Phasenunter-
wahrnehmen zu können. Um dies zu erreichen, ist schied, mit der die einzelnen Strahler gespeist werden,
es bekannt, sich Millimeterschwingungen zu bedienen kann dabei verändert werden, wodurch die Richtung
und mit deren Hilfe die der unmittelbaren Sicht, der ausgesendeten Strahlung aus der Senkrechten
z. B, durch Dunst oder Nebel, entzogenen Gegen- 45 zur Strahlerreihe geschwenkt wird. Wird eine so
stände fernsehmäßig zu übertragen (deutsche Patent- betriebene Strahleranordnung längs der Achse eines
Schriften 727 303 und 1 076 204). parabolzylindrischen Reflektors angeordnet, die die
Eine befriedigende Lösung der genannten bekannten Strahlung in der zweiten Richtung bündelt, so erhält
Anordnungen zur Sichtbarmachung von Gegenständen man eine scharf gebündelte Keule (Durchmesser
konnte bisher nicht erzielt werden. Für eine fernseh- 30 etwa gleich der Antennenöffnung), die durch Variation
mäßige Sichtbarmachung von Gegenständen müssen der Phasendifferenz der in die Strahler eingespeisten
nämlich die Gegenstände punktweise abgetastet wer- Leistung in einer Richtung (Zeilenrichtung) schwenk-
den. Eine Abtastung mit in der Radartechnik üblichen bar ist.
Antennensystemen (deutsche Patentschrift 702 686) Es ist bereits eine Radaranordnung bekannt (fran-
allein kommt nicht in Frage, weil diese nicht schnell 35 zösische Patentschrift 1 370195), die mit einer der-
genug bewegt werden können. Um diese Schwierig- artigen »phased array«-Anordnung arbeitet. Eine der-
keit auszuräumen, ist es (deutsche Patentschrift artige Radaranordnung läßt sich jedoch nicht ohne
727 303) auch bekannt, das gewünschte Fernsehbild weiteres für den eingangs genannten Zweck einer
des zu sichtenden Raums unter Zuhilfenahme einer fernsehmäßigen Sichtbarmachung verwenden, da hier-
Bildwurfelektrode zu erzeugen, welche in eine den 40 bei die für Radar so wichtigen Laufzeiteffekte gerade
Bildpunkten entsprechende Anzahl von Einzelele- stören.
menten unterteilt ist und die Energie des Millimeter- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
wellensenders bis auf die des gerade abzutastenden eine Funk-Rückstrahlpeileinrichtung zu schaffen,
Elementes vom Empfänger fernhält. Die Bildwurf- welche es ermöglicht, mit Hilfe von elektronisch
elektrode besteht dabei aus einem Feld, das mosaik- 45 abgelenkter Millimeterwellenstrahlung ein fernsehartig
mit vielen Elementen, z. B. Glimmröhren, besetzt mäßiges Bild des zu sichtenden Raumes zu erstellen.
ist, deren Potentialverteilung in ein sichtbares Bild Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Einumgewandelt
wird. Eine praktische Bedeutung hat richtung der eingangs erwähnten Art gemäß der
eine solche Anordnung jedoch auch nicht erreicht, Erfindung vorgeschlagen, daß der Hohlleiter in an
weil die Bildwurfelektrode einen außerordentlich so sich bekannter Weise kontinuierlich durch einen
hohen technischen Aufwand erfordert, wenn ein nur streng monoton frequenzmodulierten Oszillator geangenähert ausreichendes Auflösungsvermögen erzielt speist und der Empfangsantenne ein Zwischenfrequenzwerden
soll. verstärker nachgeschaltet ist, in dem in ebenfalls
Im Gegensatz zu der letztgenannten bekannten an sich bekannter Weise die Empfangssignalfrequenz
Anordnung, bei der die Energie aller Bildpunkte bis 55 mit der im gleichen Augenblick ausgesendeten Fre-
auf die des abzutastenden Bildpunktes jeweils vom quenz gemischt wird.
Empfänger ferngehalten wird, geht die Erfindung Eine solche Schwebungsbildung aus streng monoton
davon aus, ähnlich einem bekannten Fernsehauf- frequenzmodulierter Sende- und Echowelle ist bislang
nahmeverfahren die abzubildenden Gegenstände in immer nur in Verbindung mit der Entfernungsmessung
Zeilenrasterform punktweise anzustrahlen und die 60 bekanntgeworden (ζ. Β. französische Patentschrift
zurückfallende Strahlungsenergie in zeitlicher Folge 1145 713). Bei der Erfindung dient sie jedoch primär
mit einer einfachen Antenne zu registrieren; diese nur der Entkopplung, obwohl sie auch eine Entfer-Energie
soll dann über einen Videoverstärker einem nungsmarkierung ermöglicht. Ferner ermöglicht sie
Fernsehgerät zugeführt werden. Die abzubildenden bei Bedarf eine Anhebung der Fernzielempfindlichkeit
Gegenstände werden dabei mit Hilfe eines Millimeter- 63 bzw. Schwächung der Nahechos und eine völlige
wellensignals angestrahlt, weil, wie bekannt ist, bei Kompensation der entfernungsbedingten Laufzeitlängeren
Wellen eine gute Auflösung der abzubil- effekte,
denden Gegenstände nicht erzielt werden kann und An Hand des in den Figuren der Zeichnung sehe-
denden Gegenstände nicht erzielt werden kann und An Hand des in den Figuren der Zeichnung sehe-
matisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll die ausgesetzt, wird die von der »phased array«-Anordnung
Erfindung nachstehend näher erläutert werden. ausgehende Strahlung durch eine Parabelz/linderan-
Die F i g. 1 zeigt das bekannte Prinzip einer tenne zu einer Keule gebündelt. Diese in Richtung der
»phased array«-Anordnung für Millimeterwellen, die Strahlerreihe (Zeilenrichtung) schwenkbare Strahlungsspeziell
für die Schwenkbarkeit des Millimeterwellen- 5 keule muß nun zum Abtasten des zu sichtenden
signals ausgelegt ist. Zu diesem Zweck ist ein mäander- Raumes auch noch quer zur Zeilenrichtung bewegt
förmiger Hohlleiter 1 vorgesehen, dessen Periode werden können. Für diese Querablenkung benötigt
gleich der halben mittleren Wellenlänge X0 und dessen man nur eine vergleichsweise langsame Bewegung, so
elektrische Länge pro Periode gleich einem ganz- daß diese mit Hilfe eines mechanischen Ablenksystems
zahligen Vielfachen kX0 der mittleren Wellenlänge des io erfolgen kann. Gegenüber einer möglichen peri-Millimeterwellensignals
ist. In Abständen einer Periode odischen Verkippung der Parabelzylinderantenne bietet
weiste der Hohlleiter Reihen von Koppellöchern 2 auf, sich hierzu insbesondere ein Drehspiegelsystem für
aus denen Energie ausgekoppelt wird. Die Bedingung, Mikrowellen an. Eine Schwierigkeit besteht aber dann
elektrische Länge des Mäanderhohlleiters gleich O0, darin, daß ein solches Drehspiegelsystem relativ viel
sorgt für die im Sinne einer »phased array«-Anordnung is Platz wegnimmt, insbesondere dann, wenn es erst
phasenrichtige Speisung der Einzelstrahler (abstrah- relativ spät in den Strahlengang eingeschaltet werden
lende Koppellochreihen). Für eine in den Mäander- kann, wo der Energiefluß schon recht viel Raum einhohlleiter
eingespeiste Millimeterwelle der Wellen- nimmt. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung
länge A0 ist demnach nämlich die Phasendifferenz verwendet deshalb statt einer vielfachen Parabolzweier
aufeinanderfolgender Einzelstrahler 2kn, und ao zylinderantenne einen an sich bekannten Horn-Paradas
abgestrahlte Millimeterwellensignal ist in einer bolspiegel.
Ebene senkrecht zur Achse des Mäanderhohlleiters Die Fig. 3 zeigt schematisch einen Schnitt durch
gebündelt. Bei einem Durchwobbeln des Millimeter- ein entsprechendes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
„ , j. .,., „ , λ) An den durch Mäander-Hohlleiter 3 gespeisten Ab-
wellensenders um die mittlere Frequenz /o = — ^ strahlungshohMter 7 ist eia Horn 9 angeschlossen,
(c = Lichtgeschwindigkeit) ändern sich die Phasen- das die in Richtung der Strahlerreihe gebündelte
lagen der Einzelstrahler und damit die Richtung der Millimeterwellenstrahlung in der Richtung senkrecht
Ebene, in der das abgestrahlte Signal gebündelt ist. dazu vorbündelt. Der gesamte Energiefluß wird dann
Je größer k, d. h. je mehr Wellenlängen des Millimeter- über ein kleines, beispielsweise sechseckiges Drehwellensignals
längs einer Periode des Mäanders vor- 3° spiegelsystem 10 auf einen Parabolspiegel 11 gelenkt,
handen sind, mit desto geringeren Frequenzänderungen Der Parabolspiegel 11 sorgt dafür, daß auch in der
wird eine bestimmte Phasenverstimmung der Strahlung, Richtung senkrecht zur Strahlerreihe die Millimeterdie
aus benachbarten Koppelreihen ausgekoppelt Wellenstrahlung scharf gebündelt abgestrahlt wird,
wird, und damit eine bestimmte Ablenkung aus der Die bei der Bewegung des Strahles ausgeleuchtete Senkrechten erreicht. Durch einen entsprechend hohen 35 rechteckförmige Fläche wird über die Empfangs-Wert von k wird nicht nur die zu fordernde Durch- antenne wieder als rechteckige Fläche abgebildet, stimmbarkeit des Millimeterwellenoszillators in Gren- deren Fläche viel größer ist als die ausnutzbare Detekzen gehalten, sondern auch die Abweichung der festen torfläche. Dies ist eine andere Ausdrucksweise für die Strahlerabstände von der mittleren halben Wellen- Tatsache, daß auch der Empfängerspiegel oder Trichter
wird, und damit eine bestimmte Ablenkung aus der Die bei der Bewegung des Strahles ausgeleuchtete Senkrechten erreicht. Durch einen entsprechend hohen 35 rechteckförmige Fläche wird über die Empfangs-Wert von k wird nicht nur die zu fordernde Durch- antenne wieder als rechteckige Fläche abgebildet, stimmbarkeit des Millimeterwellenoszillators in Gren- deren Fläche viel größer ist als die ausnutzbare Detekzen gehalten, sondern auch die Abweichung der festen torfläche. Dies ist eine andere Ausdrucksweise für die Strahlerabstände von der mittleren halben Wellen- Tatsache, daß auch der Empfängerspiegel oder Trichter
,_ λ*· μ JJO- ι τλ· au 40 bei einem bestimmten vorausgesetzten Antenngewinn
lange T desjeweils auszusendenden Signals. Diese Ab- nur ^ sehf enge K^ ^ kann bzw ^ aug
weichung beeinflußt nämlich bei der stets endlichen einer sehr begrnzten Richtung die volle Intensität aufAnzahl
von Einzelstrahlern die Bündelung der Strah- nehmen kann,
lungskeule. Die F i g. 4 zeigt schematisch den Bildausschnitt
lungskeule. Die F i g. 4 zeigt schematisch den Bildausschnitt
Um trotz der auf der Auskopplung beruhenden 45 einer erfindungsgemäßen Peileinrichtung. Bei der ErAbnahme
der HF-Leistung des eingespeisten Signals findung wird die Empfangsantenne so eingestellt, daß
längs des Mäanderhohlleiters die von jeder Koppel- für die größte Entfernung in der Mitte des Bildes, d. h.
lochreihe abgestrahlte Energie gleichzuhalten, sind in der oberen Bildmitte A, die volle Leistung empfangen
gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Durch- wird. Die Achse der Empfangsantenne ist also auf den
messer der Löcher der einzelnen Koppellochreihen in 50 Punkte gerichtet. Energie von Punkten der Linie B-C
Laufrichtung der Welle fortlaufend vergrößert. oder gar D-E wird dann mit verringerter Empfindlich-
Die F i g. 2 zeigt eine praktische, für die vorliegende keit empfangen. Da diese Punkte aber wesentlich näher
Erfindung besonders brauchbare Ausführung der An- liegen, ist die von ihnen reflektierte den Empfänger
Ordnung nach Fig. 1. Der Mäander-Hohlleiter ist treffende Signalenergie auch wesentlich größer als die
dabei als langgestreckter quaderförmiger Hohlkörper 3 55 vom Punkt A kommende. Es kompensieren sich als
ausgebildet, der mit interdigitalleitungsartig im Ab- die schwächere Empfangsempfindlichkeit außerhalb
. ,X0 ,. „ . . - λ λ t. ■ * desPunktes A mit größeren rückgestrahlten Leistungen,
stand -I angeordneten Zwischenwanden 4 versehen ist wag gleichzeitig ve*hindert; daß ^6 sehr nahe Hegenden
und Koppellöcher 2 in einer Deckfläche 6 aufweist, Gegenstände etwa auf der Linie D-E das empfangene
die der Mäanderhohlleiter mit einem die Hochfrequenz 60 Bild völlig überstrahlen.
nach außen abstrahlenden Hohlleiter 7 gemeinsam hat. Die benachteiligten Bereiche in den beiden Drei-
Dieser zweite Hohlleiter 7 ist durch parallele Quer- ecken F und G spielen für den Landevorgang nur eine
wände 8 in der Mitte zwischen je zwei Koppelloch- untergeordnete Rolle. Trotzdem werden stark reflek-
reihen unterteilt, wobei die so gebildeten Kammern tierende, senkrecht zur auffallenden Strahlung ange-
vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zu der gemein- 65 ordnete Gegenstände in diesen Bereichen (z. B. Ge-
samen Deckfläche 6 der beiden Hohlleiter 3, 7 offen bäude) auch bei größeren Entfernungen noch im Bild
sind und damit die abstrahlenden Öffnungen bilden. erscheinen.
Wie bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung vor- Um eine gute Auflösung der erfindungsgemäßen
5 6
Funk-Rückstrahl-Peilrichtung zu erhalten, sollte die die Möglichkeit, im Fernsehbild bestimmte Entfer-Frequenz
der Millimeterwellenstrahlung möglichst nungen zu markieren, indem nach Art eines ähnlich mit
hoch gewählt werden. Durch die atmospärischen Bedin- Sende- und Empfangsimpulsüberlagerung arbeitenden
gungen sind jedoch einer Verkürzung der Wellenlänge Entfernungsmeßverfahrens die mit der Entfernung des
Grenzen gesetzt, insbesondere dadurch, daß die ver- 5 abgebildeten Gegenstandes variierende Zwischenfügbare
Mikrowellenleistung einer als Bordgerät von frequenzlage des gemischten Empfangssignals ausge-Flugzeugen
ausgelegten Funk-Rückstrahl-Peilanord- nutzt wird. Dadurch wird die Orientierung des Piloten
nung nicht eine Größe von 50 bis 100 W Dauerstrich- nach dem nichtperspektivischen, zweidimensionalen
leistung überschreiten sollte. Mit Ausnahme des Fre- Fernsehbild wesentlich erleichtert.
quenzgebietes um 60 GHz (starke Sauerstoffabsorp- io Zum besseren Verständnis der Erfindung werden
tion) spielt bei der Verwendung von Millimeterwellen nachfolgend einigezahlenmäßige Abschätzungen durchbis
hinab zu Wellenlängen von etwa 4 mm weder die geführt.
Absorption in Luft bzw. Wasserdampf noch die mit Für die Ablenkung der Keule gilt die Beziehung
kurzen Wellen ansteigende Streuung an Regentropfen,
Schneeflocken oder Hagelkörnern eine wesentliche 15 sin α = k'Δκ }
Rolle. Strebt man einen Öffnungswinkel der Strah- J^
lungskeule von etwa 0,5° an, so erhält man bei 8 mm 2
Wellenlänge einen Spiegeldurchmesser von 1 m, bei
4 mm einen Durchmesser von 50 cm. Als Kompromiß wobei k · λ0 die Länge einer Windung des Mäanders
zwischen der geringeren Streuung bei 8 mm und dem 20 ist (elektrische Länge).
kleinen Sendeparabeldurchmesser bei 4 mm wählt man c. w;. . J . ,w ο r w
in der Praxis schließlich vorteilhafterweise eine Wellen- Fur " = 30 ist em * = T ; daraus foIgt
länge von etwa 6 mm (^ 50 GHz).
Nimmt man beispielsweise eine Bildwiederholungs- Δλ = .
frequenz von 100 Hz an, so ergeben sich bei Schall- 25 4 k
geschwindigkeit des Flugzeuges maximale Unterschiede zwischen den diagonalen Bildecken von 3 m. ■>-.·· 7 -, - * Λι \ 1 *·· χ cn /-ττ
100 bis 150 Bildpunkte bilden eine Zeile. Die Anzahl Fur k = 7 ist M = W>
also fur Λ = 50 GHz
der Zeilen beträgt etwa 50, woraus sich eine Über- Af & 1,79 GHz.
tragungsfrequenz von 1 MHz ergibt. Bei einem Spiegel- 30 Bei der gewählten Wellenlänge von λ0 = 6 mm erdurchmesser
von 60 cm hat die Strahlungskeule einen geben sich für eine Länge der »phased array« von
Durchmesser von 0,5°; der Blickwinkel bei 100Bild- 60 cm 200 Hohlleiteröffnungen. Damit ist die gesamte
punkten je Zeile beträgt also 50°. Die Auflösung von elektrische Länge der Anordnung, d. h. die Laufzeit
einem halben Grad bedeutet in 1 km Entfernung eine einer Welle von Anfang bis zum Ende der Mäander-Auflösung
von 10 m, in 100 m Entfernung eine Auf- 35 leitung
lösung von 1 m, eine Genauigkeit also, die für ein
lösung von 1 m, eine Genauigkeit also, die für ein
Flugzeug-Landegerät als ausreichend betrachtet wer- 71 = 200 · 7 · = 2,8 · 1O-8 see.
den kann. 50:109
Bei hundertprozentiger Reflexion eines Signals an
einem in einer Entfernung von 1 km gelegenen Hinder- 40 Für die beispielsweise angenommene Bildfrequenz
nis treffen von 100 W Sendeleistung noch etwa 3^W von 100 Hz und eine Zeilenzahl von 50 ergibt sich die
auf eine Empfangsantenne von 50 cm Durchmesser. Abtastzeit für eine Zeile Dies liegt ohne weiteres im Empfindlichkeitsbereich
von Detektoren für die angegebenen Wellenlängen. __ 1 1
Eine erwünschte Reichweite der erfindungsgemäßen 45 z
Peileinrichtung von einigen Kilometern kann mit den
erwähnten Sendeleistungen also ebenfalls erzielt werden.
erwähnten Sendeleistungen also ebenfalls erzielt werden.
Die Schwenkung der mit Hilfe einer »phased array«- Bei Bildpunkten je Zeile braucht man also für jeden
Anordnung gebündelten Signalstrahlung durch Fre- τ,-,, . . Tz _ T _ ... , . . . ,
1-1 ι r. χ 1- 1 c- j τ- r j Bild punkt-— = 2 μεεα In 2 usec legt eine elektrische
quenzwobbelung hat auch noch fur den Empfang der 50 ^ 100 ^ t*· s
rückgestreuten Signale einen außerordentlichen Vor- Welle eine Strecke von 600 m zurück, was bei Berück-
zug. Durch Mischung des jeweils empfangenen Signals sichtigung von Hin- und Rückweg einer Entfernung
mit dem gleichzeitig ausgesendeten, je nach Entfernung von 300 m entspricht. Soll eine kürzeste Entfernung
des angepeilten Hindernisses mehr oder weniger fre- von 6 m und eine längste von 3 km erfaßt werden, so
quenzversetzten Sendesignals und anschließende Ver- 55 ergeben sich die zugehörigen Signallaufzeiten zu
Stärkung durch einen Zwischenfrequenzverstärker
wird die Auswirkung einer direkten Störstrahlung Tmin = 4 · 10~8 see und Tmax = 2 · 10~6 see.
vom Sender auf die Empfangsantenne quantitativ ausgeschaltet. Daneben hat man die Möglichkeit, die Als Frequenzhub wurde oben bereits ein Wert von
Bildhelligkeit im Vorder- und Hintergrund zu regu- 60 etwa /l/=2GHz berechnet. Der Sägezahn hat im
lieren. Dazu wählt man vorzugsweise den Frequenz- gewählten Beispiel eine Länge von Tz = 200 μεεα
gang des Zwischenfrequenzverstärkers so, daß die ^ .,, . . . ., ... .. 1Λ MHz , ...
ν B... , * τ AA <■ Daraus ergibt sich eine Steilheit von 10 und fur
Verstärkung am unteren rrequenzende — das ent- b μεεα
spricht den kurzen Entfernungen ■— sehr klein ist und den Zwischenfrequenzverstärker eine Bandbreite 0,4
gegen das obere Frequenzende hin etwa linear oder 65 bis 200 MHz. Man erkennt, daß die Laufzeit im Mä-
stärker ansteigt. Damit kann eine Überstrahlung des ander von Tp = 2,8 · 10~8 see noch unterhalb der
Vordergrundes vermieden werden. minimalen Signallaufzeit Tv,in zu liegen kommt. Diese
Eine erfindungsgemäße Einrichtung bietet schließlich Laufzeit Tv in der »phased array«-Anordnung be-
dingt für die Keule — wenn man nicht besondere
Maßnahmen dagegen ergreift — eine Winkelschärfe von 4,2 · 10~3 Grad, also eine vernachlässigbare
Größe.
Die seitliche Verschiebung eines in der Maximalentfernung vom 3 km gelegenen Objektes beträgt mit
Tmax = 2 · 10~5 see bereits ein Zehntel der Zeilenlänge
oder zehn Bildpunktbreiten. Abgesehen davon, daß diese Verschiebung nur für die großen, bei Verwendung
als Fluglandegerät also nicht so gefährlichen Abstände wesentlich ist, kann man die durch die
Frequenzlage des Zwischenfrequenzverstärkers angezeigte Entfernungsmessung zu einer Korrektur verwenden.
Man schaltet dazu zwischen ZF-Verstärker und Bildröhre eine Verzögerungsleitung, die umgekehrt
linear mit der Frequenz verzögert. Hierdurch kommen alle Bildpunkte an die richtige Stelle, und der
für Radar so wichtige, hier aber unerwünschte Laufzeiteffekt ist beseitigt.
Die tatsächliche Länge des Sägezahns muß um 10% größer sein, als es der Ablenkungswinkel, der hier zu
30° angenommen war, verlangt. Ein Bildpunkt in der äußersten linken oder rechten oberen Ecke des Bildes
könnte ja in 3 km Entfernung liegen. Diesem Umstand ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bereits
dadurch Rechnung getragen, daß ein Frequenzhub von 2 GHz statt der für k — l berechneten 1,79 GHz verwendet
wird.
Weiterhin können nach jedem Zeilen- oder Bildkipp Pausen eingeschaltet werden, um störende Reflexe
beim Durchdrehen des Drehspiegels zu vermeiden.
Claims (10)
1. Einrichtung für Funk-Rückstrahlpeilung zur fernsehmäßigen Sichtbarmachung von Gegenständen
mit Hilfe eines Millimeterwellensignals, insbesondere für Flugzeuge, bei der der zu sichtende
Raum, ausgehend von einer annähernd punktförmigen Millimeterwellenstrahlungsquelle, nach
Art eines Fernsehrasters zeilenmäßig abgetastet wird und die reflektierenden Millimeterwellensignale
von einer Empfangsantenne aufgenommen werden und mit in der Fernsehtechnik üblichen
Mitteln auf einem Bildschirm ein Bild des zu sichtenden Raumes in Azimut-Elevation-Darstellung
herbeiführen, wobei die Ablenkung in Zeilenrichtung elektronisch mit Hilfe einer aus einem
gefalteten Hohlleiter bestehenden linearen Anordnung von Punktstrahlern (»phased array«-Anordnung)
und die dazu senkrechte Spaltenablenkung mechanisch erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlleiter in an sich bekannter Weise kontinuierlich durch einen streng monoton frequenzmodulierten Oszillator gespeist
und der Empfangsantenne ein Zwischenfrequenzverstärker nachgeschaltet ist, in dem in ebenfalls
an sich bekannter Weise die Empfangssignalfrequenz mit der im gleichen Augenblick ausgesendeten
Frequenz gemischt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung des Zwischenfrequenzverstärkers
vom unteren Frequenzende zum oberen Frequenzende ansteigt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenfrequenzlage des
mit dem Sendesignal gemischten Empfangssignals dazu verwendet wird, im Fernsehbild bestimmte
Entfernungen zu markieren.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zwischenfrequenzverstärker
und der Bildröhre eine umgekehrt linear mit der Frequenz verzögernde Verzögerungsleitung vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mäanderförmige
Hohlleiter als langgestreckter quaderf örmiger Hohlkörper (3) ausgebildet ist, der mit interdigitalleitungsartig
im Abstand von -j- angeordneten
Zwischenwänden (4) versehen ist und Koppellöcher (2) in einer Deckfläche (6) aufweist, die der
mäanderförmige Hohlleiter (3) mit dem die Hochfrequenzenergie nach außen abstrahlenden Hohlleiter
(7) gemeinsam hat, wobei dieser durch parallele Querwände (8) jeweils in der Mitte zwischen je
zwei Koppellochreihen unterteilt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Hochfrequenzenergie
abstrahlenden Hohlleiter (7) durch die Querwände (8) gebildeten Kammern in einer Ebene senkrecht
zu der mit dem maänderförmigen Hohlleiter (3) gemeinsamen Deckfläche (6) offen sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Löcher
der einzelnen Koppellochreihen in Laufrichtung der eingespeisten Millimeterwelle in dem Maß
vergrößert ist, daß trotz der Abnahme der Energie der Welle an jeder Stelle des Hohlleiters im wesentlichen
die gleiche Energie ausgekoppelt wird.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Ebene
gebündelte Millimeterwellenstrahlung über einen Hornstrahler (9) auf eine Drehspiegelanordnung
(10) für Millimeterwellen gerichtet ist, die das Signal auf eine Parabelzylinderantenne (11) lenkt.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Millimeterwellensignal
eine Wellenlänge von 5 bis 6 mm hat.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Millimeterwellensignals
von etwa 50 bis 60 GHz eine Resonanz-Rückwärtswellenröhre hohen Wirkungsgrades
mit einer Resonanzkreisgüte vorgesehen ist, die eine Frequenzwobbelung von 2 GHz ermöglicht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009 519/167
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