DE1616708B1

DE1616708B1 - Sekundaerradaranlage mit einer Steuerantenne

Info

Publication number: DE1616708B1
Application number: DE1962C0027877
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: AC Cossor Ltd
Current assignee: AC Cossor Ltd
Priority date: 1961-09-06
Filing date: 1962-09-06
Publication date: 1970-03-26
Also published as: DK103614C; NL282955A; CH395212A; GB965702A; US3213446A; BE622184A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Sekundär- Diskriminatoranordnungen im Antwortsender er-

radaranlage mit einer Steuerantenne, die wenigstens gebenden Toleranzen nicht eingehalten werden

ein Strahlungselement mit einem ungerichteten Dia- können. Infolgedessen hat sich auch diese be-

gramm aufweist, einer Richtantenne, die aus einer kannte Antenne in der Praxis nicht durchsetzen Vielzahl von Strahlungselementen besteht, einer An- 5 können.

Ordnung zum Einspeisen von Abfrageimpulsen in die Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Se-

Elemente der Richtantenne und einer Anordnung kundärradaranlage zu schaffen, die dazu geeignet ist,

zum Einspeisen von Steuerimpulsen sowohl in die auf einfache Weise dem Strahlungsdiagramm für die

Steuerantenne als auch in die Richtantenne. Steuerimpulse eine Ausbauchung oder aber eine Ein-

Eine Antennnenanordnung, bei der die Steuer- io buchtung zu verleihen, die beide in Richtung der impulse sowohl der Steuerantenne als auch allen EIe- Hauptkeule des Richtdiagramms für die Abfragementen der Richtantenne zugeführt werden, ist aus impulse liegen, jedoch eine größere Breite aufweisen der deutschen Patentschrift 1 061 369 bekannt. Auf als diese Hauptkeüle,' so daß sich keinerlei Schwierigdiese Weise wird dem Rundstrahldiagramm der keiten beim Verarbeiten der Steuer- und Abfrage-Steuerantenne das Richtdiagramm der Richtantenne 15 signale im Antwortsender ergeben,
überlagert, so daß das resultierende Diagramm der Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch abgestrahlten Steuerimpulse an den Stellen Aus- gelöst, daß bei der Anlage ein Eingang für die Steuerbauchungen aufweist, an denen das Richtdiagramm impulse mit dem Strahlungselement der Steuerseine Hauptstrahlungskeule und seine Nebenzipfel antenne durch einen ersten Pfad und mit nur einem aufweist. Hierdurch wird zwar eine gewisse Anpas- 20 Teil der Elemente der Richtantenne durch einen sung des Strahlungsdiagramms für die Steuerimpulse zweiten Pfad verbunden ist und daß einer von diesen an das Strahlungsdiagramm der Richtantenne erzielt, Pfaden einen Phasenschieber enthält, derart, daß entdurch die es möglich ist, bei gleicher Reichweite die sprechend dem Wert der vom Phasenschieber verEnergie der Steuerimpulse zu reduzieren, jedoch hat ursachten Phasenverschiebung das ungerichtete sich diese Lösung in der Praxis nicht durchgesetzt, 25 Diagramm wahlweise eine Ausbauchung oder eine weil die Ausbauchung im Strahlungsdiagramm für die Einbuchtung in Richtung der Hauptkeule der Richt-Steuerimpulse in Richtung der Strahlungskeule der antenne aufweist.

Richtantenne zu scharf ist, als daß aus dieser Aus- Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen bauchung ein praktischer Nutzen gezogen werden wird bei der erfindungsgemäßen Antennenanordnung könnte. Vielmehr verlangt eine derart scharfe Aus- 30 dem Rundstrahler der Steuerantenne nicht das Richtbauchung des Steuerimpulsdiagramms in Richtung diagramm der Richtantenne überlagert, sondern ein der Hauptkeule des Richtdiagramms so enge ToIe- anderes Richtdiagramm, das für den speziellen Zweck ranzen für die Diskriminatorschaltungen im Antwort- besonders geeignet ist und in überraschend einfacher sender, daß sie in der Praxis nicht mehr eingehalten Weise dadurch erzielt wird, daß nicht alle, sondern werden können. 35 nur ein Teil der Strahlungselemente der Richtantenne

Es ist daher bereits in einem Aufsatz von Ar c h e r mit einem Teil der Energie der Abfrageimpulse gein der Zeitschrift »Electronic Engineering«, August speist wird. Durch die Herstellung geeigneter Phasen-1961, S. 490 bis 494, ein Strahlungsdiagramm für die beziehungen zwischen der Energie, die die ausge-Steuerimpulse angegeben, das eine Ausbauchung auf- wählten Strahlungselemente der Richtantenne speist, weist, deren Breite größer ist als die Breite der 40 und der Energie, die der Steuerantenne zugeführt Hauptstrahlungskeule des Richtdiagramms für die wird, ist es dann möglich, entweder eine Aus-Abfrageimpulse. Dieser Aufsatz enthält jedoch keine bauchung oder aber eine Einbuchtung des Strahlungs-Angaben darüber, wie ein solches Diagramm, ver- diagramms für die Steuerimpulse zu erzielen. Durch wirklicht werden könnte. die Erfindung wird also auf sehr einfache Weise eine

Weiterhin ist es bei manchen Sekundärradar- 45 Antenne geschaffen, die sich allen praktischen Be-

systemen erforderlich, daß das Strahlungsdiagramm dürfnissen optimal anpassen und insbesondere ohne

für die Steuerimpulse anstatt einer Ausbauchung eine weiteres von einem Sekundärradarsystem auf ein

Einbuchtung in Richtung der Hauptkeule des Rieh- anderes umstellen läßt.

tungsdiagramms für die Abfrageimpulse aufweist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Durch die USA.-Patentschrift 2 966 675 ist eine An- 50 Steuerantenne ein vorderes und ein hinteres Strahtenne bekanntgeworden, bei der zum Erzeugen des lungselement umfassen und der erste Pfad mit dem Richtdiagramms für die Abfrageimpulse und des mit vorderen Strahlungselement verbunden sein, wähder Einbuchtung versehenen Diagramms für die rend der zweite Pfad den Phasenschieber enthält und Steuerimpulse die Elemente der gleichen Rieht- einen ersten, mit dem hinteren Strahlungselement antenne benutzt werden. Zur Erzeugung des Rieht- 55 verbundenen Zweig und einen zweiten, mit dem Teil diagramms für die Abfrageimpulse werden alle An- der Elemente der Richtantenne verbundenen Zweig tennenelemente gleichphasig gespeist, wogegen diese aufweist. Auf diese Weise.wird eine besonders ein-Antennenelemente hälftig gegenphasig gespeist fache Anordnung geschaffen, bei der sich mit Hilfe werden, wenn das mit der Einbuchtung versehene von nur wenigen Richtkopplern die gewünschte Diagramm für die Steuerimpulse erzeugt wird. Diese 60 Energieverteilung einstellen läßt. Zum Ausgleich von bekannte Äntennenanordnung ist nicht dazu geeig- Differenzen in den Leitungslängen kann bei einer net, Strahlungsdiagramme für die Steuerimpulse zu solchen Anordnung vorteilhaft auch der erste Zweig erzeugen, die im Bereich der Hauptkeule des Rieht- einen weiteren Phasenschieber enthalten,
diagramms für die Abfrageimpulse eine Ausbauchung Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Eraufweisen, und es weist darüber hinaus das mit der 65 findung sind der folgenden Beschreibung zu entneh-Einbuchtung versehene Diagramm für die Steuer- men, in der die Erfindung an Hand des in der Zeichimpulse den Nachteil auf, daß die so erzielte Ein- nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher bebuchtung wiederum so scharf ist, daß die sich für die schrieben und erläutert wird. Es zeigt

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Fig. 1 das Blockschaltbild mit einer Antennen- führt. Dabei ist der Phasenschieber Φι so eingestellt,

anordnung nach der Erfindung, . daß die Energie am vorderen Element 18 der Steuer-

F i g. 2 die Ausbildung einer der Achtergruppen antenne in Phase mit der Energie in den Elementen

der Antennenanordnung nach Fig. 1 in schematischer der Richtantenne ist. Die Zuführung von Energie der

Darstellung, .5 Abfrageimpulse zum vorderen Element 18 der Steuer-

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Strahlungs- antenne ist jedoch nicht unbedingt erforderlich und

diagramm der erfindungsgemäßen Antennenanord- kann wahlweise auch unterbleiben.

nung mit einer Ausbauchung im Strahlungsdiagramm Die körperlichen Längen der benutzten Leitungen

für die Steuerimpulse, werden vorteilhaft so bemessen, daß die elektrischen

Fig. 4 einen Ausschnitt aus dem Strahlungs- 19 Längen der Wege von der Eingangsleitung23 über

diagramm der Antennenanordnung nach Fig. 1, den Hauptverteiler 22 zu den Achtergruppen im

jedoch mit einer Einbuchtung des Strahlungs- wesentlichen gleich sind. Die abweichende Ausbil-

diagramms für die Steuerimpulse. dung des zur Achtergruppe 13 führenden Weges

Die in Fig. 1 dargestellte Antennenanordnung erfordert die Einfügung des Phasenschiebers Φ_ο, der

umfaßt eine Richtantenne, die aus sechs Gruppen 10 xs gewährleistet, daß die Strahlung der Achtergruppe 13

bis 15 von je acht Unipolen 16 (F i g. 2) besteht. Die in Phase zu der Strahlung der übrigen Achtergruppen

Unipole 16 jeder Achtergruppe sind an eine gemein- der Richtantenne ist.

same Speiseleitung 17 angeschlossen. Die Steuer- Die Energie, die in entkoppelte Arme der Richtantenne dieser Antennenanordnung besteht aus einem koppler übertritt, ist sehr gering und liegt beispielsvorderen Unipol 18, der mit den Unipolen der Rieht- 20 weise etwa 20 db unter der Energie der Signale in antenne räumlich in einer Reihe angeordnet ist, und Vorwärtsrichtung. Infolgedessen kann diese Energie einem hinteren Unipol 19, der hinter dem vorderen vernachlässigt werden.

Unipol 18 angeordnet ist. Die gewünschte Form des Strahlungsdiagramms Abgesehen von der Achtergruppe 13, die später für die Steuerimpulse wird durch Einstellen des behandelt werden wird, werden alle Achtergruppen 25 Phasenschiebers Φ_ο erreicht. F i g. 3 zeigt das Strahder Richtantenne von Verteilern 20 und 21 aus ge- lungsdiagramm 27 der Richtantenne und das Strahspeist, die ihrerseits von einem Hauptverteiler 22 lungsdiagramm 28 für die Steuerimpulse bei einem gespeist werden. Dem Hauptverteiler 22 wird über Zweiimpulsbetrieb. Aus diesem Diagramm ist ersichteine Eingangsleitung 23 mit Abfrageimpulsen modu- lieh, daß das Strahlungsdiagramm für die Steuerlierte Hochfrequenzenergie zugeführt. Mit Steuer- 30 impulse eine Ausbauchung 29 gegenüber dem allimpulsen modulierte Hochfrequenzenergie wird da- gemeinen Pegel 30 aufweist. Diese Ausbauchung vergegen in eine Eingangsleitung 24 eingekoppelt. läuft zwischen den gestrichelten Linien 31 und 32 Die nicht unmittelbar mit den Verteilern verbun- relativ flach; die Leistungsänderung beträgt weniger dene Achtergruppe 13 der Richtantenne wird von als 2 db. Die Linien 31 und 32 sind durch die Punkte dem Verteiler 21 über einen Phasenschieber Φ_ο und 35 bestimmt, in denen die Energie der Hauptstrahlungszwei Richtkoppler DC4 und DC2 gespeist. Ebenfalls keule des Richtdiagramms für die Abfrageimpulse vom Verteiler 21 wird über einen Phasenschieber Φ_ο, 9 db unter dem Scheitelwert liegt. Außerdem liegt den Richtkoppler DC 4, einen Phasenschieber Φ_ι und das Maximum des Strahlungsdiagramms für die einen Richtkoppler DCl das vordere Strahlungs- Steuerimpulse auf der Achse der Hauptkeule des element 18 der Steuerantenne gespeist. Je ein Zweig 40, Richtdigramms und ist ebenso groß wie dieses. Die der Richtkoppler DC 3 und DC 4 ist durch reflexions- Amplitude der Ausbauchung ist durch den Richtfrei angepaßte Widerstände 25 und 26 abgeschlossen. koppler DC 3 bestimmt und mit Hilfe dieses Richt-

Die der Eingangsleitung 24 zugeführten Steuer- kopplers einstellbar.

impulse werden über Richtkoppler DC 3 und DCl Für die Speisung des hinteren Strahlungselements dem vorderen Element 18 der Steuerantenne züge- 45 19 der Steuerantenne bestehen zwei scheinbar unführt. Ein kleiner Anteil der Energie wird am Rieht- vereinbare Forderungen: Es soll nämlich dieses koppler DC3 abgezweigt und über einen Phasen- Element zwar während der Steuerimpulse, nicht aber schieber Φ_ο und den Richtkoppler DC 2 der Achter- während der Abfrageimpulse gespeist werden. Jede gruppe 13 der Richtantenne zugeführt. Außerdem von diesem Strahlungs element während der Abfragegelangt ein am Richtkoppler DC 2 abgezweigter 50 impulse abgegebene Energie würde sich unmittelbar Anteil der Energie über einen Phasenschieber Φ_αΒ zu der Energie des rückwärtigen Nebenmaximums zum hinteren Element 19 der Steuerantenne. der Richtantenne addieren. Es kann jedoch der Ein auf der Eingangsleitung 23 zugeführter Ab- Phasenschieber Φ_αβ so eingestellt werden, daß der frageimpuls wird unmittelbar über den Hauptver- größte Teil der Energie, wenn auch nicht die geteiler 22 an die Verteiler 20 und 21 weitergeleitet und 55 samte Energie, ausgelöscht wird, die in die Schleife a, von diesen Verteilern den Achtergruppen 10 bis 12, b, c, d, e, α eingespeist wird. Während der Steuer-14 und 15 zugeführt, wogegen die Energie für die impulse wird die Energie über die Richtkoppler DC3 Achtergruppe 13 vom Verteiler21 über den Phasen- und DCl zum Punkte geführt und von da aus zum schieber Φ,, und di,e Richtkoppler DC4 und DC2 Element 19.

dieser Achtergruppe zugeführt wird. Der Phasen- 60 Zusammenfassend ist zu sagen, daß die beschrieschieber Φ_ο ist so eingestellt, daß die die Achter- bene Antennenanordnung während der Abfragegruppe 13 erreichende Energie in Phase mit der die impulse mit sechs in Phase betriebenen Achtergrupanderen Achtergruppen erreichenden Energie ist. pen und einem weiteren Element 18 arbeitet, während Weiterhin ist auch die Leistung an allen Achter- es während der Steuerimpulse eine Antenne bildet, gruppen der Richtantenne gleich. Zugleich wird ein 65 die aus einem einzelnen vorderen Strahler 18, einem kleiner Energieanteil vom Richtkoppler DC4 über hinteren Strahler 19 und einer einzigen Achtergruppe den Phasenschieber Φ,- und den Richtkoppler DCl 13 besteht,
dem vorderen Element 18 der Steuerantenne züge- Um die Antennenanordnung nach Fig. 1 auf ein

Steuerdiagramm mit einer Einbuchtung umzustellen, genügt es, die durch den Phasenschieber Φ_ο bedingte Phasenverschiebung zu verändern. Eine solche Änderung kann durch Einfügen eines anderen, entsprechend bemessenen Phasenschiebers an Stelle des für das Zweiimpulssystem vorgesehenen Phasenschiebers geschehen. Vorzugsweise werden jedoch statt dessen Schaltanordnungen vorgesehen, die zur Veränderung der Phasenverschiebung eine Änderung der Länge der Übertragungsleitung ermöglichen. Zu diesem Zweck können beispielsweise Gasschälter in einer Anordnung verwendet werden, die einem Phasenverschiebungsdiplexer analog ist.

Durch entsprechende Änderung der Phasenverschiebung Φ_α ist es möglich, die Ausbauchung 29 des Diagramms 28 nach F i g. 3 durch eine Einbuchtung 29' des Strahlungsdiagramms 28' für die Steuerimpulse zu ersetzen, wie es Fig. 4 zeigt. Die Amplitude und die Breite der Einbuchtung haben einen geeigneten Wert.

In einer Abwandlung der Antennenanordnung nach Fig. 1, die etwas einfacher ist als die dargestellte Anordnung, wird das hintere Element 19 der Steuerantenne unmittelbar vom Eingang 24 für die Steuerimpulse aus gespeist, und es wird die ihm zugeführte Leistung mit Hilfe eines geeigneten Leistungsteilers reduziert. Der Phasenschieber Φ_αΒ ist dann entbehrlich, und es können die überflüssigen Ausgänge der Richtkoppler DCl und DC 2 durch angepaßte Widerstände abgeschlossen werden.

Alle Komponenten der Anordnung nach Fig. 1 werden vorteilhaft auf dem Antennenträger montiert. Auf diese Weise ist eine genauere Einstellung der Amplitude und der Phase der Energie an den Antennenelementen zu erreichen, als es möglich wäre, wenn einige Teile der Einrichtung von der Antennenstruktur entfernt aufgestellt und mit der Antenne über eine Speiseleitung verbunden wären.

Obwohl zur Verbindung der Komponenten des vorstehend beschriebenen Systems zur Antennenspeisung Kabel verwendet werden, können die Verteilerverbindungen zu den Unipolstrahlem sowie auch die Richtkoppler und die Verteiler in Form gedruckter Schaltungen ausgeführt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Sekundärradaranlage mit einer Steuerantenne, die wenigstens ein Strahlungselement mit einem ungerichteten Diagramm aufweist, einer Richtantenne, die aus einer Vielzahl von Strahlungselementen besteht, einer Anordnung zum Einspeisen von Abfrageimpulsen in die Elemente der Richtantenne und einer Anordnung zum Einspeisen von Steuerimpulsen sowohl in die Steuerantenne als auch in die Richtantenne, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingang (24) für die Steuerimpulse mit dem Strahlungselement (18) der Steuerantenne durch einen ersten Pfad (DC3, DCi) und mit nur einem TeE (13) der Elemente (10 bis 15) der Richtantenne durch einen zweiten Pfad (DC 3, DC 2) verbunden ist und daß einer von diesen Pfaden einen Phasenschieber (Φ_α) enthält, derart, daß entsprechend dem Wert der vom Phasenschieber (Φ,.) verursachten Phasenverschiebung das ungerichtete Diagramm (28) wahlweise eine Ausbauchung (29) oder eine Einbuchtung (29') in Richtung der Hauptkeule (27) der Richtantenne aufweist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerantenne ein vorderes und ein hinteres Strahlungselement (18 bzw. 19) umfaßt, von denen das vordere in an sich bekannter Weise in der Ebene der Strahlungselemente der Richtantenne liegt und der erste Pfad (DC 3, DCl) mit dem vorderen Strahlungselement (18) verbunden ist, während der zweite Pfad (DC 3, DC 2) den Phasenschieber (Φ_Γ) enthält und einen ersten, mit dem hinteren Strahlungselement (19) verbundenen Zweig (d) und einen zweiten, mit dem einen Teil (13) der Elemente der Richtantenne verbundenen Zweig aufweist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zweig (d) einen weiteren Phasenschieber ($_Cß) enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen