DE19533834A1 - Transmission direction determining method especially for antenna with fluctuating frequency - Google Patents

Transmission direction determining method especially for antenna with fluctuating frequency

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Abstract

The method uses a receiving antenna (EA) that radiates in the direction of transmission of the fluctuating frequency antenna (FA) which has a transmitting/receiving unit (S/E) connected to it. The receiving antenna is constructed according to wave guide techniques with slots as radiators, so that a frequency-changing antenna results. The frequency-dependent directions of fluctuation of the antenna and those of the receiving antenna work in opposite directions, giving the maximum and the minimum values for the perpendicular directions.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Senderichtung einer frequenzschwenkenden Antenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 8.The invention relates to a method for determining the Direction of transmission of a frequency-sweeping antenna after Preamble of claim 1 and an arrangement for Execution of the procedure according to the preamble of Pa claim 8.

Die Erfindung ist insbesondere bei einem FM-CW-Radar ("Frequency Modulated Continuous Wave") anwendbar. Dabei ist eine Antenne, die auch Gruppenantenne genannt wird, mit mehreren Strahlern vorhanden. Diese sind vorzugsweise in äquidistanten Abständen entlang einer Geraden, die auch Antennenachse genannt wird, angeordnet. Die Strahler sind an einen Wellenleiter gekoppelt, so daß eine sogenannte Serienspeisung entsteht.The invention is particularly in an FM-CW radar ("Frequency Modulated Continuous Wave") applicable. Here is an antenna, also called a group antenna, with several emitters available. These are preferred  at equidistant intervals along a straight line that also Antenna axis is arranged. The spotlights are coupled to a waveguide, so that a so-called Series feed is created.

Wird nun in einem solchen Wellenleiter eine fortschrei­ tende elektromagnetische Welle eingekoppelt, so besitzt die von den Strahlern ausgekoppelte Strahlung ein (Sende-) Richtdiagramm, dessen (Sende-) Richtung (Hauptrichtung), bezüglich der Antennenachse, wesentlich von der Wellen­ länge (Frequenz) der Welle abhängt, aber auch von dem Abstand und der Form der Strahler, beispielsweise deren elektrischer Länge entlang der Antennenachse.Now is a scream in such a waveguide tending electromagnetic wave, so owns the radiation decoupled by the emitters Directional diagram, its (send) direction (main direction), with respect to the antenna axis, essentially from the waves length (frequency) of the wave depends, but also on that Distance and the shape of the radiators, for example their electrical length along the antenna axis.

Wird nun die Frequenz der eingespeisten Welle zeitlich periodisch geändert, beispielsweise entsprechend einem sägezahnförmigen Verlauf, so ist eine räumliche Schwenkung der (Sende-)Richtung möglich.Now the frequency of the injected wave is temporal changed periodically, for example according to a sawtooth-shaped course, there is a spatial pivoting the (send) direction possible.

Es ist nun naheliegend, diese Frequenzabhängigkeit der (Sende-)Richtung einmalig während der Herstellung und/oder der Wartung der Antenne zu bestimmen, das heißt, eine Ei­ chung vorzunehmen. Diese Eichung kann sich nun in nachtei­ ligerweise unkontrolliert ändern, beispielsweise infolge Alterung und/oder Verschmutzung der Antenne und/oder Tem­ peraturschwankungen.It is obvious now that this frequency dependence of the (Send) direction once during production and / or to determine the maintenance of the antenna, that is, an egg to make. This calibration can now turn into a disadvantage change uncontrollably, for example as a result Aging and / or contamination of the antenna and / or tem temperature fluctuations.

Bei vielen Anwendungen, beispielsweise bei Navigations­ hilfen, ist eine möglichst genaue Kenntnis der (Sende-) Richtung erforderlich. Es ist nun naheliegend, die (Sen­ de-)Richtung zeitlich periodisch während jeder räumlichen Schwenkung dadurch zu bestimmen, daß in der Speiseleitung, die zu der Antenne führt, die Amplitude der reflektierten Welle als Funktion der Frequenz gemessen wird. Denn bei derjenigen Frequenz, bei welcher die (Sende-)Richtung genau senkrecht (normal) auf der Antennenachse steht, überlagern sich die Reflexionen an den Strahlern entlang des Wellenleiters (Leitung) genau gleichphasig, so daß die Amplitude der reflektierten Welle am Eingang der Antenne ein Maximum besitzt. Dieses ist an sich bestimmbar.In many applications, for example in navigation help is the most accurate knowledge of the (broadcast) Direction required. It is now obvious that the (Sen de-) Direction periodically periodically during each spatial To determine pivoting in that in the feed line,  leading to the antenna, the amplitude of the reflected Wave is measured as a function of frequency. Because at the frequency at which the (transmission) direction is exactly vertical (normal) on the antenna axis, the reflections overlap along the radiators of the waveguide (line) exactly in phase, so that the Amplitude of the reflected wave at the input of the antenna has a maximum. This can be determined in itself.

Dieses Maximum des frequenzabhängigen Antennenreflexions­ faktors enthält aber in nachteiliger Weise ebenfalls Ei­ genschaften und/oder deren Änderungen, welche durch die Bauart der Antenne bestimmt sind. Beispielsweise wird der frequenzabhängige Reflexionsfaktor eines die Antenne schützenden Radoms ebenfalls erfaßt, so daß für die aus­ gesandte Strahlung lediglich eine unzuverlässige Aussage über deren (Sende-)Richtung möglich ist.This maximum of the frequency-dependent antenna reflection However, factor also contains egg in a disadvantageous way properties and / or their changes, which are affected by the Design of the antenna are determined. For example, the frequency-dependent reflection factor of the antenna protective radome also detected, so that for the emitted radiation is only an unreliable statement is possible via their (send) direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsge­ mäßes Verfahren anzugeben, mit dem in zuverlässiger und genauer Weise die frequenzabhängige (Sende-)Richtung der ausgesandten Strahlung bestimmbar wird.The invention has for its object a genus to specify a procedure that is reliable and more precisely the frequency-dependent (transmission) direction of the emitted radiation can be determined.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.The invention is also based on the object Specify an order to carry out the procedure.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patenansprüche 1 und 8 angegebenen Merkmale.This object is achieved by the features specified in the characterizing parts of patent claims 1 and 8 .

Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den weiteren Ansprüchen entnehmbar. Advantageous refinements and / or further developments are the other claims.  

Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit­ tels einer Meßanordnung, die mechanisch fest mit der An­ tenne verbunden ist, eine vorgebbare (Sende-)Richtung un­ mittelbar ermittelt wird.A first advantage of the invention is that with means of a measuring arrangement that is mechanically fixed to the An tenne is connected, a predefinable (transmission) direction un is determined indirectly.

Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß die Meßanordnung mechanisch und elektrisch derart ausgebildet ist, daß Um­ welt- und Alterungseinflüsse vernachlässigbar sind.A second advantage is that the measuring arrangement is mechanically and electrically designed such that order world and aging influences are negligible.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung.Further advantages result from the following Be spelling.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf schematisch dargestellte Zeichnungen näher erläutert.The invention is based on execution examples with reference to schematically illustrated Drawings explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 bis Fig. 6 schematisch dargestellte Diagramme zur Erläuterung der Erfindung. Fig. 1 to Fig. Diagrams shown schematically 6 to illustrate the invention.

Die Erfindung basiert auf einer Meßanordnung, die elek­ trisch unabhängig ist von der Antenne. Die Meßanordnung enthält eine Empfangsantenne, die als Linear-Antenne aus­ gebildet ist, mit einer frequenzabhängigen (Haupt-)Emp­ fangsrichtung. Die Empfangsantenne ist vorzugsweise als Hohlleiter-Schlitzantenne ausgebildet, was nachfolgend noch genauer erläutert wird. Die Empfangsantenne hat eine Antennenachse, die parallel zu der Achse des Hohlleiters verläuft. Bei einem Welleneinfall senkrecht (normal) zu der Antennenachse gibt eine solche Empfangsantenne in Ab­ hängigkeit von der gewählten Belegung entweder ein Maximum oder ein Minimum der Empfangsspannung ab. Das Maximum ent­ steht, wenn für eine vorgebbare Frequenz der einfallenden Welle eine gleichphasige Belegung gewählt wird. Das Mini­ mum entsteht dagegen bei einer gegenphasigen Belegung von zwei Hälften. Dieses ist in Fig. 1 dargestellt.The invention is based on a measuring arrangement which is electrically independent of the antenna. The measuring arrangement contains a receiving antenna, which is formed as a linear antenna, with a frequency-dependent (main) direction of reception. The receiving antenna is preferably designed as a waveguide slot antenna, which will be explained in more detail below. The receiving antenna has an antenna axis that runs parallel to the axis of the waveguide. In the event of a wave incidence perpendicular (normal) to the antenna axis, such a receiving antenna delivers either a maximum or a minimum of the receiving voltage, depending on the selected assignment. The maximum arises when an in-phase assignment is selected for a predeterminable frequency of the incident wave. The mini mum, on the other hand, is created when two halves are in phase opposition. This is shown in Fig. 1.

Fig. 1a zeigt die Empfangsspannung ES, in willkürlichen Einheiten (Ordinate), in Abhängigkeit von dem Einfalls­ winkel EW (Abszisse), bezogen auf die Antennenachse, für eine Empfangsantenne mit gleichphasiger Belegung. Es ist ersichtlich, daß die Empfangsspannung bei senkrechtem Ein­ fall (Einfallswinkel 90°) ein Maximum besitzt. Fig. 1a shows the receiving voltage ES, in arbitrary units (ordinate), depending on the angle of incidence EW (abscissa), based on the antenna axis, for a receiving antenna with in-phase assignment. It can be seen that the reception voltage has a maximum at a vertical case (angle of incidence 90 °).

Fig. 1b zeigt denselben Sachverhalt für eine Empfangsan­ tenne mit gegenphasiger Belegung. Dabei besitzt die Emp­ fangsspannung ES bei senkrechtem Einfall ein Minimum. Fig. 1b shows the same situation for a receiving antenna with opposite phase assignment. The receiving voltage ES has a minimum with vertical incidence.

Fig. 2 zeigt eine Empfangsantenne, bestehend aus dreizehn Empfangsstrahlern (Schlitzen), die entlang der Antennen­ achse AA (Abszisse) angeordnet sind. Auf der Ordinate ist die Anregungsamplitude der Empfangsstrahler in willkürli­ chen Einheiten aufgetragen. Fig. 2 shows a receiving antenna consisting of thirteen receiving radiators (slots) which are arranged along the antenna axis AA (abscissa). The excitation amplitude of the receiving radiators is plotted in arbitrary units on the ordinate.

Fig. 2a zeigt den Fall, daß für eine vorgebbare Frequenz der einfallenden Welle alle Empfangsstrahler so ausgebil­ det sind, daß eine gleichphasige Anregung erfolgt, aber mit unterschiedlicher Anregungsamplitude. So ist bei dem mit 7 gekennzeichneten Empfangsstrahler die höchste Anre­ gungsamplitude vorhanden, während bei den mit 1 sowie 13 bezeichneten Empfangsstrahlern lediglich eine vernachläs­ sigbare Anregungsamplitude vorhanden ist. Eine solche Emp­ fangsantenne besitzt eine Richtungsabhängigkeit entspre­ chend Fig. 1a. Fig. 2a shows the case that for a predeterminable frequency of the incident wave, all the receiving radiators are designed so that an in-phase excitation takes place, but with different excitation amplitudes. Thus, the highest excitation amplitude is present in the receiving radiator marked 7 , while in the receiving radiators designated 1 and 13 there is only a negligible excitation amplitude. Such a receiving antenna has a directional dependency accordingly Fig. 1a.

Der in Fig. 2b dargestellte Fall unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 2a dadurch, daß die mit 1 bis 6 be­ zeichneten Empfangsstrahler eine gleichphasige Belegung darstellen, während die mit 8 bis 13 bezeichneten als gegenphasige Belegung ausgelegt sind. Eine solche Emp­ fangsantenne besitzt eine Richtungsabhängigkeit entspre­ chend Fig. 1b.The case shown in Fig. 2b differs from that of Fig. 2a in that the 1 to 6 be marked receiving radiators represent an in-phase occupancy, while those designated 8 to 13 are designed as antiphase occupancy. Such a receiving antenna has a directional dependency accordingly Fig. 1b.

Fig. 3a bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine mechanisch feststehende frequenzschwenkende (Sende-) Antenne verwendet wird. Bei dieser soll beispielsweise die Hauptrichtung des Sende-Diagramms in einem vorgebbaren Winkelbereich um die Normale (Senkrechte) der (Sende-)An­ tenne, bezogen auf die Antennenachse, zeitlich periodisch schwenkbar sein. Das heißt, bei einer vorgebbaren Soll- Frequenz fs soll die (Sende-)Antenne genau in Richtung ihrer Normalen, die in Fig. 3a mit 90° bezeichnet ist, ab­ strahlen. Dieser Sachverhalt soll geprüft werden. Fig. 3 refers to an embodiment in which a mechanically fixed frequency pivoting (transmitting) Antenna is used. In this, for example, the main direction of the transmission diagram should be periodically pivotable in time in a predeterminable angular range around the normal (perpendicular) of the (transmission) antenna, based on the antenna axis. That is, at a predeterminable target frequency f s , the (transmitting) antenna should radiate exactly in the direction of its normal, which is designated 90 ° in FIG. 3a. This fact should be examined.

Die ausgezogene Kurve in Fig. 3a zeigt einen beispielhaft gewählten periodischen sägezahnförmigen Verlauf der Haupt­ richtung in Abhängigkeit von der Zeit t (Abszisse). Auf der Ordinate ist die Senderichtung (Schwenkrichtung) auf­ getragen. Diesem sägezahnförmigen Verlauf der Schwenkrich­ tung entspricht ein zugehöriger sägezahnförmiger Verlauf der Sendefrequenz in Abhängigkeit von der Zeit t. Gemäß Fig. 3a wird nun angenommen, daß bei der Soll-Frequenz fs erst ein tatsächlicher Schwenkwinkel, beispielsweise 88°, erreicht wird, der kleiner ist als die Normale (90°). The solid curve in Fig. 3a shows an exemplary periodic sawtooth-shaped course of the main direction depending on the time t (abscissa). The transmission direction (swivel direction) is plotted on the ordinate. This sawtooth-shaped course of the pivoting direction corresponds to an associated sawtooth-shaped course of the transmission frequency as a function of time t. Referring to FIG. 3a is now assumed that is achieved at the desired frequency f s until an actual swivel angle, for example 88 ° adopted, which is smaller than the normal (90 °).

Diese wird erst bei der Ist-Frequenz fi, mit fi = fs+df, erreicht. Die Frequenzdifferenz df entspricht der Zeit­ differenz dt.This is only at the actual frequency fi, with fi = fs + df, reached. The frequency difference df corresponds to time difference German

Gemäß der Erfindung wird nun in dem Strahlengang der (Sen­ de-)Antenne eine Empfangsantenne entsprechend Fig. 1a (Fig. 2a) mechanisch angeordnet und zwar derart, daß die Antennenachse der Empfangsantenne senkrecht steht auf der Normalen der (Sende-)Antenne. Dabei ist die Antennenachse der Empfangsantenne außerdem im wesentlichen parallel zu der Schwenkrichtung der (Sende-)Antenne (Azimutrichtung AZ in Fig. 5).According to the invention, a receiving antenna corresponding to Fig. 1a ( Fig. 2a) is now mechanically arranged in the beam path of the (sen) antenna in such a way that the antenna axis of the receiving antenna is perpendicular to the normal of the (transmitting) antenna. The antenna axis of the receiving antenna is also essentially parallel to the pivoting direction of the (transmitting) antenna (azimuth direction AZ in FIG. 5).

Wird nun am elektrischen Ausgang der Empfangsantenne die Empfangsspannung ES gemessen, so hat diese einen zeitli­ chen Verlauf entsprechend Fig. 3b. Bei der Empfangsspan­ nung ES wird nun für das dort zeitlich periodisch auftre­ tende Maximum M die zugehörige zeitliche Lage des Säge­ zahns (Fig. 3) bestimmt, beispielsweise mittels einer Start-Stop-Zeitmessung, die immer zu dem Anfangs-Zeitpunkt tA beginnt und zu den End-Zeitpunkten tE beendet wird. Letzterer entspricht der Ist-Frequenz Fi. Damit ist also bezüglich des zeitlichen Verlaufs des Sägezahns (Fig. 3a) genau feststellbar (End-Zeitpunkte tE) wann die (Haupt) Richtung der (Sende-)Antenne in Richtung ihrer Normalen (Senkrechten) zeigt. Alternativ oder zusätzlich dazu ist die zu den End-Zeitpunkten tE gehörende Ist-Frequenz fi bestimmbar.If the receiving voltage ES is now measured at the electrical output of the receiving antenna, it has a temporal course corresponding to FIG. 3b. In the case of the reception voltage ES, the associated temporal position of the saw tooth ( FIG. 3) is now determined for the maximum M occurring periodically there, for example by means of a start-stop time measurement which always begins at the start time t A and is ended at the end times t E. The latter corresponds to the actual frequency Fi. With regard to the temporal course of the sawtooth ( FIG. 3a), it is thus possible to determine exactly (end times t E ) when the (main) direction of the (transmitting) antenna points in the direction of its normal (perpendicular). Alternatively or additionally, the actual frequency fi belonging to the end times t E can be determined.

Fig. 4a, 4b zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Empfangs­ antenne entsprechend Fig. 1a, 2a. Die Empfangsantenne be­ steht aus einem Hohlleiter H mit einem rechteckförmigen Querschnitt (Fig. 4b), der auf den Frequenzbereich (Wel­ lenlängenbereich) der von der (Sende-)Antenne ausgesandten Strahlung, beispielsweise im GHz-Bereich, abgestimmt ist. Die Längsachse des Hohlleiters H entspricht der Antennen­ achse AA der Empfangsantenne. Der Hohlleiter H hat an sei­ nen beiden Enden jeweils einen Hohlleiter-Kurzschluß HK und möglichst genau in seiner Mitte einen Hohlleiter- Koaxial-Übergang, der auch Koaxialsonde KS genannt wird. Auf der diese gegenüberliegenden Seite des Hohlleiters sind die Empfangsstrahler (Schlitzstrahler S) angebracht, wobei aus Gründen der zeichnerischen Klarheit in Fig. 4a lediglich sieben Schlitzstrahler S dargestellt sind. Bei den Schlitzstrahlern S ist deren Länge, Breite und Anord­ nung so gewählt, daß eine (Amplituden-)Belegung entspre­ chend Fig. 2a entsteht. Fig. 4a, 4b show an embodiment of a receiving antenna corresponding to Fig. 1a, 2a. The receiving antenna be consists of a waveguide H with a rectangular cross section ( FIG. 4b), which is tuned to the frequency range (wavelength range) of the radiation emitted by the (transmitting) antenna, for example in the GHz range. The longitudinal axis of the waveguide H corresponds to the antenna axis AA of the receiving antenna. The waveguide H has a waveguide short-circuit HK at both ends and a waveguide-coaxial transition, which is also called a coaxial probe KS, as precisely as possible in the middle. The receiving radiators (slot radiators S) are attached on the opposite side of the waveguide, only seven slot radiators S being shown in FIG. 4a for reasons of clarity in the drawing. In the slot radiators S, their length, width and arrangement are chosen so that an (amplitude) assignment accordingly Fig. 2a is formed.

Eine solche Empfangsantenne ist eine Gruppenantenne mit stehender Welle im Hohlleiter H (Resonant Array) und ist vorteilhafterweise alterungsbeständig und ihre Richt­ charakteristik ist wegen ihrer kurzen Länge (keine Umweg­ leitungen, wie in der frequenzschwenkenden Antenne) weit­ gehend unabhängig von Temperaturschwankungen sowie Fre­ quenzschwankungen in einem weiteren Frequenzbereich.Such a receiving antenna is a group antenna with standing wave in the waveguide H (resonant array) and is advantageously aging resistant and their direction characteristic is because of its short length (no detour cables, as in the frequency-sweeping antenna) far going regardless of temperature fluctuations and Fre frequency fluctuations in a further frequency range.

Eine solche Empfangsantenne kann in vorteilhafter Weise an einem nahezu beliebigen Ort im Strahlungsfeld der (Sende-) Antenne angebracht werden. Es ist lediglich nötig, die Empfangsantenne mechanisch derart auszurichten, daß deren Antennenachse senkrecht steht auf der zu überwachenden Strahlungsrichtung der (Sende-) Antenne. Such a receiving antenna can be advantageous an almost arbitrary location in the radiation field of the (transmitting) Antenna can be attached. It is only necessary that Align the receiving antenna mechanically so that its The antenna axis is perpendicular to the one to be monitored Direction of radiation of the (transmitting) antenna.  

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer frequenzschwen­ kenden Antenne, bestehend aus einem Parabolreflektor PA und einem davor angeordneten zeilenförmigen Primärstrahler PR, dessen Längsachse parallel ist zu derjenigen des Para­ bolreflektors PA. Beide Achsen sind parallel zu der Azi­ mutrichtung AZ. In der dazu senkrechten Elevationsrichtung EL besitzt eine solche (Sende-)Antenne eine von der Form des Parabolreflektors PA abhängige Bündelung des (Sende-)Richtdiagramms. In der Azimutrichtung AZ erfolgt eine von der Sendefrequenz abhängige Schwenkung des (Sende-)Richt­ diagramms. Die Empfangsantenne entsprechend Fig. 4 wird nun beispielsweise so vor dem Parabolreflektor PA, oberhalb des Primärstrahlers PR, befestigt, daß an dem Ort OR (Fig. 5) die Antennenachse AA (Fig. 4a) der Empfangsantenne parallel ist zu der Azimutrichtung AZ. Fig. 5 shows an embodiment of a frequency-sweeping antenna consisting of a parabolic reflector PA and a line-shaped primary radiator PR arranged in front, the longitudinal axis of which is parallel to that of the para reflector PA. Both axes are parallel to the azi direction AZ. In the vertical direction of elevation EL, such a (transmitting) antenna has a bundling of the (transmitting) directional diagram that is dependent on the shape of the parabolic reflector PA. In the azimuth direction AZ there is a pivoting of the (transmission) directional diagram depending on the transmission frequency. The receiving antenna according to Fig. 4 is now, for example, so mounted in front of the parabolic reflector PA, above the primary radiator PR that at the location OR (Fig. 5), the antenna axis A (Fig. 4a) is parallel to the receiving antenna to the azimuth AZ.

Bei einer solchen Anordnung ist die Genauigkeit der Rich­ tungsbestimmung abhängig von der Breite der Empfangskeule der Empfangsantenne. Diese Breite ist im wesentlichen ab­ hängig von der Länge der Empfangsantenne in Richtung der Antennenachse AA (Fig. 4a) sowie der Anzahl und Form der Empfangsstrahler (Schlitze).With such an arrangement, the accuracy of the direction determination depends on the width of the receiving lobe of the receiving antenna. This width is essentially dependent on the length of the receiving antenna in the direction of the antenna axis AA ( Fig. 4a) and the number and shape of the receiving radiator (slots).

Wird eine solche Empfangsantenne lediglich zu der be­ schriebenen Richtungsbestimmung der (Sende-)Antenne ver­ wendet, so ist es erforderlich, die zeitliche Lage des Maximums (Fig. 3) zu bestimmen. Das Maximum ist in viel­ fältiger Weise bestimmbar, beispielsweise in analoger Technologie durch eine Gleichrichterschaltung mit nach­ geschalteter Differenzier- oder Hochpaß-Schaltung oder mittels eines Analog-/Digital-Wandlers und nachfolgender digitaler Auswertung (Maximum-Bestimmung). Bei einer sol­ chen Richtungsbestimmung ist der Absolutwert des Maximums nicht relevant, so daß in vorteilhafter Weise insbesondere mögliche Änderungen (z. B. Temperaturgang) der Empfänger­ schaltung (z. B. Detektor/Gleichrichter) vernachlässigbar sind.If such a receiving antenna is used only for the described direction determination of the (transmitting) antenna, it is necessary to determine the temporal position of the maximum ( FIG. 3). The maximum can be determined in a variety of ways, for example in analog technology by means of a rectifier circuit with a downstream differentiating or high-pass circuit or by means of an analog / digital converter and subsequent digital evaluation (maximum determination). In such a direction determination, the absolute value of the maximum is not relevant, so that, in particular, possible changes (e.g. temperature response) of the receiver circuit (e.g. detector / rectifier) are advantageously negligible.

Bei einer Weiterbildung wird nun diese Empfangsempfind­ lichkeit im wesentlichen konstant gehalten, beispielsweise durch eine zeitlich periodische Wartung der Empfangsan­ tenne und deren Auswerteelektronik. Dann ist es vorteil­ hafterweise möglich, den Absolutwert des Maximums auszu­ werten. Denn dieser ist ein Maß für die Sendeleistung der (Sende-)Antenne. Mit einer solchen Auswertung des Absolut­ wertes des Maximums ist beispielsweise ein Regelkreis her­ stellbar, welcher die Sendeleistung in vorgebbarer Weise regelt. Weiterhin kann der Absolutwert mit einem vorgeb­ baren Schwellwert verglichen werden und in Abhängigkeit von diesem Vergleich eine weitere Auswertung veranlaßt werden.In a further development, this reception sensitivity is now Lich kept essentially constant, for example through periodic maintenance of the reception tenne and its evaluation electronics. Then it is an advantage unfortunately, it is possible to choose the absolute value of the maximum evaluate. Because this is a measure of the transmission power of the (Transmitting) antenna. With such an evaluation of the absolute The value of the maximum is, for example, a control loop adjustable, which the transmission power in a predeterminable manner regulates. Furthermore, the absolute value can be specified with a threshold can be compared and depending this comparison prompted a further evaluation will.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, mit dem eine genauere Richtungsbestimmung möglich ist. Dabei ist, entsprechend Fig. 5, in der Senderichtung der frequenzschwenkenden An­ tenne FA, mit angeschlossener Sende-/Empfangsschaltung S/E, eine Empfangsantenne EA, entsprechend Fig. 4, vorhan­ den. Diese Empfangsantenne EA ist nun vorteilhafterweise ebenfalls in Hohlleitertechnik aufgebaut mit Empfangs­ strahlern (Schlitzen) derart, daß eine frequenzschwenkende Empfangsantenne EA entsteht. Dabei sind aber die frequenz­ abhängigen Schwenkrichtungen der (Sende-)Antenne FA und der Empfangsantenne EA gegenläufig, wie in Fig. 6 darge­ stellt. Dort ist nur für die Sende- und Empfangsfrequenz f2 eine senkrechte Empfangsrichtung vorhanden und damit an dem Ausgang A der Empfangsantenne EA das beschriebene Ma­ ximum auswertbar, da die Antennenachsen der Sende- und Empfangsantenne parallel sind. Mit einer solchen Anordnung ist eine besonders genaue Richtungsbestimmung möglich, da für das Empfangssignal ein schmaler (scharfer) Extremwert (Fig. 1a, Fig. 1b) erzeugt werden kann. Denn es steigt die (Schwenk-)Geschwindigkeit, mit welcher die beiden Keulen (der Antennen FA und EA) übereinander fahren, da die Emp­ fangskeule (der Antenne EA) nicht stehen bleibt, sondern gegenläufig zur Radarantenne (FA) selbst auch schwenkt, jedoch wesentlich langsamer. Fig. 6 shows an embodiment with which a more precise direction determination is possible. In this case, corresponding to Fig. 5, in the transmission direction of the frequency pivoting An antenna FA, with connected transmitting / receiving circuit S / E, a receiving antenna EA, corresponding to Fig. 4, the EXISTING. This receiving antenna EA is now advantageously also constructed in waveguide technology with receiving radiators (slots) such that a frequency-swinging receiving antenna EA is created. However, the frequency-dependent swivel directions of the (transmitting) antenna FA and the receiving antenna EA are in opposite directions, as shown in Fig. 6 Darge. There, there is only a vertical reception direction for the transmission and reception frequency f2 and thus the described maximum can be evaluated at the output A of the reception antenna EA, since the antenna axes of the transmission and reception antenna are parallel. With such an arrangement, a particularly precise determination of the direction is possible, since a narrow (sharp) extreme value ( FIG. 1a, FIG. 1b) can be generated for the received signal. Because the (swivel) speed increases, with which the two lobes (the antennas FA and EA) move over each other, since the receiving lobe (the antenna EA) does not stop, but also pivots in the opposite direction to the radar antenna (FA) itself, however much slower.

Weiterhin ist es möglich, eine Senderichtung entsprechend den Frequenzen f1 oder f3 in der beschriebenen Weise zu überwachen. Dazu müssen die Antennenachsen derart gegen­ einander geneigt werden, daß die zu den Frequenzen f1, f3 gehörenden Sende- und Empfangsrichtungen übereinstimmen.It is also possible to set a transmission direction accordingly the frequencies f1 or f3 in the manner described monitor. To do this, the antenna axes must counteract this are inclined towards each other so that the frequencies f1, f3 corresponding send and receive directions match.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern sinngemäß auf weitere anwendbar. Bei­ spielsweise ist es möglich, statt der beschriebenen Aus­ wertung eines Maximums (Fig. 1a) immer ein Minimum (Fig. 1b) auszuwerten. Dazu muß lediglich die Art der Belegung auf der Empfangsantenne entsprechend geändert werden, bei­ spielsweise durch Änderung der Mitten-Symmetrie der Schlitz-Mittenablage (Breitseitenschlitze) beziehungsweise Schlitz-Neigung (Schmalseitenschlitze).The invention is not limited to the examples described, but can be applied analogously to others. For example, instead of evaluating the maximum described ( Fig. 1a), it is always possible to evaluate a minimum ( Fig. 1b). All that needs to be done is to change the type of assignment on the receiving antenna accordingly, for example by changing the center symmetry of the slot center tray (wide side slots) or slot inclination (narrow side slots).

Claims (11)

1. Verfahren zur Bestimmung der Senderichtung einer frequenzschwenkenden Antenne, wobei
  • - die Antenne mehrere nebeneinander angeordnete Strahler besitzt, die entlang einer Geraden in vorgebbaren Ab­ ständen angeordnet sind,
  • - die Strahler von der Sendefrequenz abhängige Sende­ richtungen bewirken und
  • - mittels einer mit der Antenne gekoppelten Meßeinrich­ tung die Senderichtung bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß im Strahlengang vor der Antenne (FA) eine Emp­ fangsantenne (EA) angeordnet wird,
  • - daß die Empfangsantenne (EA) als Linear-Antenne mit entlang ihrer Antennenachse angeordneten Empfangs­ strahlern (5) ausgebildet wird,
  • - daß Form und Abstand der Empfangsstrahler (S) derart gewählt sind, daß bei einer vorgebbaren Empfangsrich­ tung am elektrischen Ausgang (A) der Empfangsantenne (EA) ein Extremwert des Empfangssignals entsteht, und
  • - daß die Empfangsantenne (EA) derart vor der Antenne (FA) angeordnet wird, daß deren zu überwachende Sende­ richtung mit der vorgebbaren Empfangsrichtung der Emp­ fangsantenne (EA) übereinstimmt.
1. Method for determining the transmission direction of a frequency-sweeping antenna, wherein
  • - The antenna has several radiators arranged side by side, which are arranged along a straight line in predeterminable stands,
  • - The emitters cause transmission directions dependent on the transmission frequency and
  • the transmission direction is determined by means of a measuring device coupled to the antenna, characterized in that
  • - That an Emp receiving antenna (EA) is arranged in the beam path in front of the antenna (FA),
  • - That the receiving antenna (EA) is designed as a linear antenna with receiving antennas ( 5 ) arranged along its antenna axis,
  • - That the shape and distance of the receiving radiators (S) are chosen such that an extreme value of the received signal arises in a predeterminable direction of reception at the electrical output (A) of the receiving antenna (EA), and
  • - That the receiving antenna (EA) is arranged in front of the antenna (FA) in such a way that the transmission direction to be monitored corresponds to the predefinable receiving direction of the receiving antenna (EA).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsantenne (EA) eine Antennenachse (AA) besitzt und eine darauf senkrecht stehende vorgebbare Empfangs­ richtung.2. The method according to claim 1, characterized in that the receiving antenna (EA) has an antenna axis (AA) and a predeterminable reception perpendicular to it direction. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Empfangsantenne (EA) eine Antennenachse (AA) besitzt und bezüglich dieser eine frequenzabhängige vorgebbare Empfangsrichtung und
  • - daß bei einer vorgebbaren zu überwachenden Senderich­ tung die Antennenachse (AA) derart gedreht wird, daß Senderichtung und vorgebbare Empfangsrichtung überein­ stimmen.
3. The method according to claim 1, characterized in
  • - That the receiving antenna (EA) has an antenna axis (AA) and with respect to this a frequency-dependent predetermined receiving direction and
  • - That device at a predetermined to be monitored transmitter direction, the antenna axis (AA) is rotated such that the transmission direction and the predetermined receiving direction match.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Länge der Empfangsantenne (EA) in Richtung ihrer Antennenachse (AA) in Abhängigkeit von der vorgebbaren Richtungsauflösung der Empfangsantenne gewählt wird.4. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the length of the receiving antenna (EA) in the direction of its antenna axis (AA) depending from the predefinable directional resolution of the receiving antenna is chosen. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei dem am Ausgang (A) der Emp­ fangsantenne (EA) entstehenden Empfangssignal zusätzlich der Absolutwert des Extremwertes ermittelt wird und daß in Abhängigkeit von dem Absolutwert eine Steuerung und/oder Regelung der Sendeleistung und/oder Senderichtung der An­ tenne (FA) erfolgt.5. The method according to any one of the preceding claims characterized in that in the case of the Emp catch antenna (EA) generated additional reception signal the absolute value of the extreme value is determined and that in Depending on the absolute value, a controller and / or Regulation of the transmission power and / or transmission direction of the An tenne (FA) takes place. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antennenachse (AA) der Emp­ fangsantenne (EA) in Abhängigkeit von der zu überwachenden Senderichtung der Antenne (FA) ausgerichtet wird und daß die Empfangsantenne (EA) in dieser Ausrichtung zu der An­ tenne (FA) befestigt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that the antenna axis (AA) of the Emp loop antenna (EA) depending on the to be monitored Direction of transmission of the antenna (FA) is aligned and that the receiving antenna (EA) in this orientation to the An tenne (FA) is attached. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antenne (FA) als Radar-An­ tenne ausgebildet wird.7. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the antenna (FA) as Radar-An threshing floor. 8. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß eine Empfangsantenne (EA) vorhanden ist, die als Hohlleiter-Schlitzantenne ausgebildet ist,
  • - daß die Hohlleiter-Schlitzantenne einen an den Fre­ quenzbereich des Empfangssignals angepaßten Hohlleiter (H) besitzt, der an seinen Enden jeweils einen Hohl­ leiter-Kurzschluß (HK) besitzt,
  • - daß in Richtung der Antennenachse (AA) die Länge des Hohlleiters (H) derart gewählt ist, daß in diesem für den Frequenzbereich des Empfangssignals eine stehende Welle entsteht,
  • - daß der Hohlleiter (H) in seiner Mitte, bezogen auf die Antennenachse (AA) eine Auskoppelanordnung (KS) für das Empfangssignal besitzt und
  • - daß in dem Hohlleiter (H) als Empfangsstrahler ausge­ bildete Schlitze (S) vorhanden sind, derart, daß bei vorgebbarer Empfangsrichtung für das Empfangssignal ein Extremwert entsteht.
8. Arrangement for performing the method according to one of the preceding claims, characterized in that
  • - That a receiving antenna (EA) is present, which is designed as a waveguide slot antenna,
  • - That the waveguide slot antenna has a frequency range adapted to the Fre of the received signal waveguide (H), each having a waveguide short circuit (HK) at its ends,
  • - The length of the waveguide (H) is chosen in the direction of the antenna axis (AA) such that a standing wave is generated in the frequency range of the received signal,
  • - That the waveguide (H) in the middle, based on the antenna axis (AA) has a coupling arrangement (KS) for the received signal and
  • - That in the waveguide (H) as receiving radiator formed slots (S) are present, such that an extreme value arises for the received signal in the case of a predeterminable receiving direction.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (S) derart ausgebildet sind, daß die vorgeb­ bare Empfangsrichtung im wesentlichen senkrecht auf der Antennenachse (AA) steht.9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the slots (S) are designed such that the specified bare receiving direction substantially perpendicular to the Antenna axis (AA) stands. 10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (S) derart ausgebildet sind, daß die vorgeb­ bare Empfangsrichtung frequenzabhängig ist in einem Fre­ quenzbereich, der demjenigen der Antenne (FA) entspricht.10. The arrangement according to claim 8, characterized in that the slots (S) are designed such that the specified bare direction of reception is frequency dependent in a Fre frequency range that corresponds to that of the antenna (FA). 11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppelanordnung (KS) für das Empfangssignal als Hohlleiter-Koaxial-Übergang ausgebildet ist.11. Arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized characterized in that the coupling arrangement (KS) for the  Receive signal designed as a waveguide-coaxial transition is.
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