DE2016391C3 - Antennenanordnung für ein Radar-Rundsuchverfahren zur Zielortung mit Höhenerfassung - Google Patents

Description

einander abhängig berechnete Kontur des Parabol- den Primärstrahlern ausgenutzten Höhenbereiche des reflektors erzielt. Diese Lösung erfordert einen ver- Parabolreflektor« unterschiedlich groß. Eine einfache hältnismäßig umfangreichen Rechenaufwand, so daß Realisierungsmöglichkeit für verschieden bündelnde die sich ergebende Einsparung einer zweiten Reflek- Primärstrahler ergibt sich, wenn diese selbst untertorantenne bei weitem nicht die Vorteile aufwiegt, 5 schiedl'che vertikale Abmessungen aufweisen,
die sich durch deren Einsatz ergeben, zumal sich eine Wenn sich die Primärstrahler wegen zu großer ideale Abstrahlungscharakteristik durch diese be- Einzelhöhen nicht genau in einer Vertikallinie unterkannte Antennenanordnung sowohl für den Sende- einander anordnen lassen, ist zur Realisierung der fall als auch für den Empfangsfall kaum realisieren Phasenzentren der Primärstrahler eine die Anzahl läßt. Anordnungen, bei denen sowohl zum Senden io der zu empfangenden Strahlungskeulen übersteigende als auch zum Empfangen nur ein einziger Reflektor Zahl von Hornstrahlern vorgesehen, die teilweise zur benutzt wird, sind auch aus der deutschen Offen- Erzeugung der einzelnen Strahlungskeulen mehrfach legungsschrift 1 917 338 und der britischen Patent- ausgenutzt sind und deren Ausgänge an eine Matrix schrift 871 735 bekannt. angeschaltet sind, die mit so vielen Ausgängen verAufgabe der Erfindung ist es, eine Antennenanord- 15 sehen ist, wie zu empfangende Strahlungskeulen vornung für ein Radarrundsuchverfahren zur Zielortung handen sind. Zur Anpassung der Hornstrahler an die mit Höhenerfassung zu schaffen, mit der sich unab- Phasenzentren ist die Matrix mit Leistungsteilern, hängig voneinander und ohne komplizierten Rechen- Richtungskopplern und Phasenausgleichsleitungen aufwand das einkeulige Sendediagramm einerseits versehen. Die verhältnismäßig schmal ausgebildeten und das mehrkeuligc Empfangsdiagramm anderer- »o Hornstrahler lassen sich unmittelbar senkrecht überseits jeweils mit dem gewünschten Verlauf verwirk- einander anordnen, wobei sich ihre Zuleitungen zu liehen läßt. Gemäß der Erfindung, die sich auf eine einem Hohlleiterpaket zusammenfassen lassen.
Antennenanordnung der eingangs genannten Art be- Zur Realisierung des einkeuligen breiten Vertikalzieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum sendediagramms, beispielsweise eines cosec²-Dia-Senden und Empfangen jeweils eine um eine ge- as gramms, weist der Reflektorspiegel der Sendeantenne meinsame Vertikalachse drehbare Antenne vorge- zweckmäßig eine doppelt gekrümmte Kontur auf. sehen ist, daß die beiden Antennen jeweils aus einer Die doppelt gekrümmte Kontur ist mathematisch ge-Primärstrahleranordnung und jeweils einem Reflek- sehen aus parallel zur Achse des Empfangsparaboltor bestehen und daß beide Reflektoren über die reflektors liegenden elliptischen Streifen aufgebaut, gesamte und gleich bemessene Breite stufenlos mit 30 von denen der oberste dann zu einer Parabel auscinem kleinen Knick ineinander übergehen und da- artet, wenn dort die Abstrahlung parallel zur Paraboldurch mechanisch fest aneinandergefügt sind. achse erfolgt. Da der Ort, in den das Phasenzentrum Eine beugende Kante im Strahlungsfeld der Pri- des Sendeprirnärstrahlers gelegt wird, frei wählbar märstrahier wird vermieden. Außerdem entsteht eine ist, kann diese Bedingung erfüllt werden, und die geschlossene Reflektorkontur. 35 beiden Reflektorteile gehen ohne Stufe, nur mit einem Aus der deutschen Auslegeschrift 1 036 336 ist es leichten Knick, ineinander über. Eine Richtantenne zwar bekannt, übereinander liegende Reflektoren mit mit einem aus elliptischen Streifen aufgebauten Recinem Knick ineinander übergehen zu lassen, doch Rektor ist in der deutschen Offenlegungsschrift handelt es sich hierbei zum einen nicht um eine 1 591 455 näher beschrieben.

Höhenbestimmung des Ziels und zum anderen wird 40 Bei dem für den stufenlosen Übergang notwendieine der Antennen auch nicht allein zum Senden und gen Reflektorabstand des nur den doppelt gekrümmeine andere ausschließlich für Empfangszwecke be- ten Sendereflektor ausleuchtenden Primärstrahlers trieben. Es wird hierbei auch kein besonderes Strah- ist es möglich, diesen in der Nähe der Primärstrahlerlungsdiagramm abgestrahlt, welches sämtliche ande- gruppe der Empfangsantenne anzuordnen und die ren Einzeldiagramme überdeckt. 45 Primärstrahler für die Sende- und Empfangsantenne Zur Anhebung der mittleren Strahlungskeulen im und deren Zuführungsleitungen konstruktiv zu einem Bedeckungsdiagramm ist es, entsprechend einer Paket zusammenzufassen.

Weiterbildung der Erfindung, vorteilhaft, daß die Da bei einer Ausleuchtung des doppelt gekrümm-Sendeantenne so ausgebildet ist, daß als Vertikal- ten Reflektors mittels eines einzigen Hornstrahlers diagramm ein cosec²-förmiges Keulendiagramm ab- 50 wegen dessen zu großer Ausmaße gegenphasige gestrahlt wird. Die Empfangsantenne weist in zweck- Komponenten entstehen würden, ist der der Sendemäßiger Weise einen Parabolreflektor als Reflektor antenne zugeordnete Primärstrahler in mehrere Einauf, zelhornstrahler aufgeteilt, die durch einen unmittel-Die Primärstrahler der Empfangsantenne sind in bar hinter den Trichtern der Hornstrahler angeeiner etwa vertikal und geringfügig vor oder hinter 55 brachten Hohlleiterverteiler gleichphasig zusammendem Brennpunkt des Parabolreflektors verlaufenden gefaßt sind.

Linie angeordnet und ihre Phasenzentren sind ab- Bei Anordnung des doppelt gekrümmten Sende-

hängig von den zu erzeugenden unterschiedlichen Er- reflektors unter dem Empf angsparabolreflektor wird

hebungswinkeln der zu empfangenden Strahlungs- vorteilhaft der Sendeprimärstrahler ebenfalls unter

keulen mehr oder weniger weit vom Brennpunkt So die Empfangsprimärstrahler wegen der Möglichkeiten

entfernt. einer besseren Zusammenfassung und Ortskorrigier-

Es ist außerdem zweckmäßig, wenn die Vertikal- barkeit der beiden Primärstrahleranordnungen ge-

ausdehnungen der zu empfangenden Strahlungs- legt.

keulen unterschiedlich sind, derart, daß die näher Konstruktiv lassen sich die Reflektoren aus VoIl-

am Boden verlaufenden Keulen schmal sind und die 65 oder Lochblech bauen. Bei Verwendung von verti-

stärker nach oben verlaufenden Keulen, abhängig kaier Polarisation können die Reflektoren auch aus

vom Elevationswinkel, in der Vertikalausdehnung senkrecht verlaufenden Stäben zusammengesetzt

zunehmen. Auf Grund dieser Forderung sind die von sein.

7 8

Die Erfindung wird an Hand von Diagrammen und der Empfänger notwendig. Außerdem ist ein korn-

Ausführungsbeispielen für die Antennenanordnung pliziert aufgebauter Matrixverteiler erforderlich. Das

im einzelnen beschrieben. Es zeigt in Fig. 1 dargestellte Diagramm kann näherungs-

F i g. 1 das relative Feldstärke-Vertikaldiagramm weise als vertikales Bedeckungsdiagramm aufgefaßt

mit fünf sich überlappenden, empfangenden Strah- 5 werden, wobei statt der maximalen relativen Reich-

lungskeulen nach Aussendung mittels einer be- weite R = 1 die absolute Entfernung in Kilometern

schriebenen, vorbekannten Antenne, die zugleich und statt d**r relativen Höhe H die absolute Höhe zu

zum Senden und Empfangen verwendet wird, setzen ist. Es zeigt sich, daß wegen der geringen

Fig. 2 ein Feldstärke-Vertikaldiagramm einer Reichweite der Keulen 3 und 4 der Bereich bis zur

Sendeantenne, die Teil der Antennenanordnung nach io geforderten Entfernung/? = 1 und Höhe H — 0,1

der Erfindung ist, nicht in genügendem Maße erfaßt werden kann und

F i g. 3 ein Bedeckungs-Vertikaldiagramm, unter sich somit ein Flugobjekt wegen dieser Erfassungs-Anwendung der Antennenanordnung nach der Er- lücke ab einer bestimmten Höhe ohne Erfassung findung, seitens der Radarstation annähern kann.

F i g. 4 eine Antennenanordnung nach der Erfin- 15 F i g. 2 zeigt mit R = relative Reichweite und

dung, bestehend aus kombinierter Sende- und Emp- H = relative Höhe, das vertikale Feldstärkedia-

fangsantenne in Seitenansicht, gramm einer Sendeantenne, die Teil einer Antennen-

F i g. 5 dieselbe Antenne in Vorderansicht. anordnung nach der Erfindung ist und unabhängig

F i g. 6 eine andere Antennenanordnung, nach der von der Empfangsantenne abstrahlt. Das Diagramm

Erfindung, in Seitenansicht. 20 hat etwa eine cosec-Charakteristik, wobei angenähert

Die Überdeckung des Erhebungswinkelbereichs der Bereich zwischen einem relativen Entfernungsbis 20° erfolgt im Beispiel nach Fig. 1 durch fünf wert R = I una einer relativen Höhe H — 0,125 ausunterschiedlich breite Keulen 1 bis 5 mit relativ geleuchtet wird.

niedrigem Gewinn. Erfaßt werden soll beispielsweise Mit dem Sendediagramm nach F i g. 2 werden die der relative Entfernungsbereich bis R = 1 und der 25 Reichweiten der beiden Keulen 3 und 4 im vertikalen relative Höhenbereich bb etwa H = 0,1. Das Dia- Gesamtbedeckungsdiagramm (in Fig. 3) angehoben, gramm ist verzerrt dargestellt. Es sind zwei relativ das analog dem Diagramm in F i g. 1 fünf Empfangsscharf gebündelte bodennahe Keulen 1 und 2 mit keulen 1 bis 5 aufweist. F i g. 3 zeigt ein vertikales 3-dB-Breiten von etwa 1,4° vorgesehen, die unter Bedeckungsdiagramm mit den Koordinaten R = reBerücksichtigung der notwendigen Überlappung und 30 lative Reichweite und H = relative Höhe. Daraus des Horizontalpegels eine Bedeckung von etwa 0° ist ersichtlich, daß im wesentlichen der gesamte bis 2,8° ergeben. Für die weitere Bedeckung bis zu geforderte Höhenbereich ausgeleuchtet und das Beeinem Elevationswinkel von 20° dienen die drei deckungsdiagramm auch im Hinblick auf die Keulen-Keulen 3, 4 und 5, die in ihrer 3-dB-Breite gegen- form zur Höhenpeilung gegenüber dem Diagramm über den Keulen 1 und 2 zunehmen und in ihrem 35 nach F i g. 1 verbessert ist. Durch die Gewinnfunk-Gewinn und in ihrer Reichweite bezüglich der Keu- tionen Ge (Θ) im Empfangsfall und G_s (Θ) im Sendelen 1 und 2 abnehmen. Diese fünf Einzelkeulen 1 fall läßt sich das Bedeckungsdiagramm des Systems bis 5 nach Fig. 1, die an fünf getrennten Anschlüs- nach der Gleichung
sen signalmäßig zur separaten Pegelauswertung bei ^

Auftreten eines Ziels abnehmbar sind werden für 40 _{R{e) = c} -/g_e (Θ) ■ G_s (θ) (c = const.)

die Hohenerfassung im Empfangsfall benotigt. Da ^{v v} ' ^v

die Erhebungswinkelwerte und damit auch die errechnen.

Höhenwerte bei den Keulenschnittpunkten 6, 7, 8 Ein Vergleich der F i g. 1 und 3 läßt den starken

und 9 bekannt sind, läßt sich der Winkelabstand von Anstieg der Keulen 3 und 4 relativ zu den anderen

einem dieser Schnittpunkte 6,7,8 oder 9 durch Pegel- 45 Keulen und damit eine verbesserte Bedeckung des

vergleich der mittels der beiden am stärksten be- erforderlichen Winkelbereichs erkennen,

teiligten Keulen 1, 2, 3, 4 oder 5 empfangenen Echos Die Schnittpunkte 6, 7, 8 und 9 der Keulen 1 bis 5

bestimmen. Unmittelbar aus diesem Winkelabstand dienen in bereits beschriebener Weise zur Bestim-

ergibt sich der tatsächliche Erhebungswinkel des mung der Höhe.

Ziels und damit auch dessen Höhe. F i g. 1 ist nach 50 F i g. 4 zeigt eine Antennenanordnung zum Senden Art eines Bedeckungsdiagramms gezeichnet. Da es und Empfangen nach der Erfindung. Die sich überaber nur für den Empfangsfall gilt, kann es nicht läppenden fünf Strahlungskeulen der Empfangsexakt als Bedeckungsdiagramm der Anlage, sondern antenne werden von einem Parabolreflektor 10 ernur als relatives Feldstärkediagramm aufgefaßt wer- zeugt, der von einer etwa vertikal verlaufenden Priden, wobei Orte konstanter Feldstärke über die rela- 55 märstrahlergruppe 11 angestrahlt wird. Dabei sind tive Entfernung R und die relative Höhe H aufgetra- die Phasenzentren der aus acht Hornstrahlern 12 bis gen sind. Im Empfangs- und Sendefall wird nach 19 gebildeten Primärstrahlergruppe 11, entsprechend vorbekannter Art derselbe Parabolreflektor verwen- den unterschiedlichen Erhebungswinkeln der Strahdet, so daß im Sendefal! sämtliche Primärstrahler lungskeulen, mehr oder weniger weit vom Brennzusammengeschaltet sind und als Sendestrahlungs- 60 punkt F des Parabolreflektors 10 entfernt. Theorediagramm in der vertikalen Ebene angenähert die tisch müssen die fünf Primärstrahler für die fünf Hüllkurve der fünf Einzelkeulen 1 bis 5 entsteht. Strahlungskeulen verschieden hoch sein, damit sie Durch den Phasengang der zusammengeschalteten unterschiedlich stark bündeln und die von ihnen je-Keulen und eine Vielzahl von Nebenzipfeln ent- weils ausgenützte Höhe des Parabolreflektors 10 verstehen jedoch zusätzlich erhebliche Einbrüche im 65 schieden ist Diese theoretischen Primärstrahler Sendediagramm. Zur Trennung zwischen Sende- und würden sich jedoch in der Praxis bei vertikaler An-Empfangskanal sind Sende-Empfangs-Schalter oder Ordnung räumlich überlappen. Deshalb werden diese Zirkulatoren sowie Leistungsbegrenzer zum Schutz fünf Primärstrahler durch die acht Hornstrahler 1?,

bis 19 gebildet, die in einer Matrix zu fünf Ausgängen zusammengefaßt sind. Dabei ist eine mehrfache Ausnutzung einiger der Hornstrahler 12 bis 19 vorgesehen und die Zusammenschaltung in der Matrix geschieht mit geeigne' aufgebauten Leistungsteilern. Richtkopplern und Phasenausgleichsleitungen. Die Hornstrahler 12 bis 19 liegen unmittelbar übereinander und ihre Zuleitungen werden zu einem Hohlleiierpaket 20 zusammengefaßt. Insbesondere bei vertikaler Polarisation ist dies wegen der kleinen Abmessungen der Hohlleiter in der Ε-Ebene gut möglich.

Das cosec²-förmige Vertikaldiagramm für den Sendefall wird nicht vom Parabolreflektor 10 erzeugt, sondern durch einen unter den Parabolreflektor 10 angefügten Reflektor 21 mit einer doppelt gekrümmten Kontur. Die Reflektoren 10 und 21 sind unmittelbar so aneinandergesetzr, daß sie über die gesamte Breite stufenlos ineinander übergehen, und somit eine beugende Kante im Strahlungsfeld der Empfangshornstrahler 12 bis 19 und der Sendehornstrahler 22 bis 25 vermieden und eine geschlossene Reflektorkontur erreicht wird.

Die doppelt gekrümmte Kontur ist mathemathisch gesehen aus parallel zur Achse des Parabolrefleklors 10 liegenden ellipsenförmigen Streifen aufgebaut, von denen aber der oberste dann zu einer Parabel ausartet, wenn dort die Abstrahlung parallel 7ur Parabolachse erfolgt. Die Parabelgleichung des obersten, gestrichelt dargestellten Streifens lautet dann mit dem Punkt K des Reflektormittelschnitts, mit φ als Winkel zwischen der Horizontalen und der Verbindungsgeraden (Strahl) vom Phasenzentrum F' zum Punkt K, mit / als Parabolbren.nweite und mit Pk (1 + cos φ) als Parabelparameter:

x² = 2pkz{\ + cos 0)

Soll diese Gleichung mit der Schnittparabel des Parabols im Punkt K

x² = 4 / ζ übereinstimmen,
so muß

4 / = 2 p_k (1 + cos 0)
als Anschkißbedingung erfüllt sein.

Da der Ort, in den das Phasenzentrum des Primärstrahlers F' gelegt wird, und der durch 0 und p_t, bestimmt ist, frei wählbar ist, kann diese Bedingung erfüllt werden, und die beiden Reflektorteile 10 und 21 gehen ohne Stufe, nur mit einen¹ leichten Knick, ineinander über. Die gepunktete Linie stellt lediglich die theoretische Verlängerung des Parabolreflektors nach unten hin dar. Die Hornstrahler 22 bis 25 für den Sendefall sind zur Erfüllung dieser Anschlußbedingung in einem ähnlichen Abstand vom doppelt gekrümmten Reflektor 21 angeordnet wie die Hornstrahler 12 bis 19 für den Empfangsfall vom Parabolreflektor 10. Die unter der Empfangshornstrahlergruppe 11 angeordneten Hornstrahler 22 bis 25 leuchten nur den doppelt gekrümmten Reflektor 21 aus und bilden eine gemeinsame Primärstrahlergruppe 28. Ein einziges Horn für den Sendefall ist

ίο deswegen nicht zweckmäßig, weil es eine relativ große Strahlerhöhe aufweisen müßte. Das einzige Horn müßte zwangläufig dann auch eine große Längenausdehnung besitzen, was. jedoch Schwierigkeiten für eine Zusammenfassung der Speiseleitungen ergeben würde. Die vier Hornstrahler 22 bis 25 können mittels eines einfachen Hohlieiterverteilers 26 hinter den Horntrichtern zusammengefaßt werden. Das Hohlleiterpaket 20 ist konstruktiv mit dem Einzelhohlleiter 27, der die Zuführung der Sendeenergie an

ao den Hohlleiterverteiler 26 besorgt, verbunden. Auch die Empfangshornstrahlergruppe 11 ist mit der Sendehornstrahlergruppe 28 zusammengefaßt. Die gesamte Antenne ist auf einer drehbaren Achse 29 aufgesetzt und die Reflektoren sind an einem Haltearm 34 be-

»5 festigt.

In Fig. 5, welche die gleiche Antennenanordnung in einer Ansicht von vorn zeigt, ist gut zu erkennen, daß die Empfangshornstrahler 12 bis 19 zur Ausleuchtung des Parabolreflektors 10 sowie die Sendehornstrahler 22 bis 25 für die Ausleuchtung des doppelt gekrümmten Reflektors 21 in einer vertikal verlaufenden Linie angeordnet und wegen der verhältnismäßig großen Breite der Reflektoren 10 und 21 sehr schmal sind. Eine Abschattung der Strahlungskeulen durch die Hornstrahler 12 bis 19 sowie 22 bis 25 findet somit kaum statt.

In Fig. 6 ist ein Ausfühningsbeispiel einer Antennenanordnung nach der Erfindung dargestellt, das sich von demjenigen in den Fig. 4 und 5 nur dadurch unterscheidet, daß die Sendehornstrahlergruppe 30 über der Empfamgühornstrahlergruppe 31 liegt. Die Sendehornstrahlergruppe 30 leuchtet nur den wie beim vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel unten angebrachten doppelt gekrümmten Reflektor 32 aus, während die Empfangshornstrahler zur Erzeugung der einzelnen Empfangsstrahlungskeulen je nach Anschaltung der einzelnen Hornstrahler einen bestimmten Höhenabschnitt oder die gesamte Höhe des Parabolreflektors 33 jeweils über dessen Gesamtbreite ausleuchten.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Asitennenanordnung für ein Radarrundsuchverfahren zur Zielortung mit Höhenerfassung, bei dem die Abstrahlungen einer einzigen s Keule mit einem VertikaJdiagramin erfolgt, das zumindest angenähert den gesamten, in der Höhe zu erfassenden Bereich überdeckt, und bei dem innerhalb mehrerer übereinanderliegender, sich im Vertikaldiagramm überlappender und gleichzeitig wirksamer Strahlungskeulen Echosignale empfangen werden und bei dem auf Grund der Kenntnis der zu den einzelnen Keulenichnittpunkten zwingend gehörenden Erhebungswinkelwerte der Winkelabstand von einem dieser Schnittpunkte und daraus folgend auch der Erhebungswinkel des jeweils empfangenen Echosignals durch Pegelvergleich der i;i den beteiligten Strahlungskeulen empfangenen Echosignale bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet. daß zum Senden und Empfangen jeweils eine um eine gemeinsame Veriikalachse drehbare Antenne vorgesehen ist, daß die beiden Antennen jeweils aus einer Primärstrahleranordnung (11, 28) und jeweils einem Reflektor (10, 21) bestehen und daß beide Reflektoren (10 und 21) über die gesamte und gleich bemessene Breite stufenlos mit einem kleinen Knick ineinander übergehen und dadurch mechanisch fest aneinander gefügt sind.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeantenne (21. 28) so ausgebildet ist, daß als Vertikaldiagramm ein cosec²-förmiges Keulendiagramm abgestrahlt wird.

3. Antennenanordnung nach Anspruch I j., oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsantenne (10, 11) einen Parabolreflektor (10) als Rcflektorspiegel aufweist.

4. Antennenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Primärstrahier (10 bis 19) der Empfangsantenne mit der Anzahl der zu empfangenden Strahlungskeulen übereinstimmt, daß die Primärstrahler (10 bis 19) in einer etwa vertikal und geringfügig vor oder hinter dem Brennpunkt (F) des Parabolreflektors (10) verlaufenden Linie angeordnet sind und ihre Phasenzentren abhängig von dem zu erzeugenden unterschiedlichen Erhcbuiigswinkel der zu empfangenden StrahlungskeuJen mehr oder weniger weit vom Brennpunkt (F) entfernt sind.

5. Antennenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalausdehnungen der zu empfangenden Strahlungskeulen

(1 bis 5) unterschiedlich sind, derart, daß die näher am Boden verlaufenden Keulen (1,2) schmal sind und die mehr nach oben verlaufenden Keulen (3, 4, 5) abhängig vom Elevationswinkel in der Vertikalausdehnung zunehmen und daß die von den Primärstrahlern (10 bis 19) ausgenutzten Höhenbereiche des Parabolreflektors (10) unterschiedlich sind.

6. Antennenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärstrahler (10 bis 19) unterschiedliche vertikale Abmessungen aufweisen.

7. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Realisierung der Phasenzentren der Primärstrahler eine die Anzahl der zu empfangenden Strahlungskeulen (1 bis S) übersteigende Zahl von Hornstrahlern (12 bis 19) vorgesehen ist; die teilweise zur Erzeugung der einzelnen Strahlungskeu'.en (1 bis 5) mehrfach ausgenutzt sind und deren Ausgänge an eine Matrix mit einer der Zahl der zu empfangenden Strahlungskeulen entsprechenden Anzahl von Ausgängen angeschaltet sind und daß zur Anpassung der Hornstrahler (12 bis 19) an die Phasenzentren die Matrix mit Leistungsteilern, Richlungskopplern und Phasenausgleichsleitungen versehen ist.

8. Antennenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verhältnismäßig schmal ausgebildeten Hornstrahler (12 bis 19) unmittelbar senkrecht übereinander angeordnet und ihre Zuleitungen zu einem Hohlleiterpaket

(20) zusammengefaßt sind.

9. Antennenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorspiegel

(21) der Sendeantenne eine doppelt gekrümmte Kontur aufweist.

10. Antennenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelt gekrümmte Kontur des Reflektors (21) der Sendeantenne aus parallel zur Achse des Parabolreflektors (10) liegenden, ellipsenförmigen Streifen besteht, von denen derjenige, der den Übergang zum Parabolreflektor (10) für die Empfangsantenne darstellt, in eine Parabei ausgeartet ist, wenn dort die Abstrahlung parallel zur Parabolachse erfolgt.

11. Antennenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das JPhasenzentrum (F') der Primärstrahleranordnung (28) für die Sendeantenne so angeordnet ist, daß die Abstrahlung des ellipsenförmigen Übergangsstreifens zum Empfaiißsparabolreflektor (10) hin parallel zur Parabolachse erfolgt.

12. Antennenanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der nur den doppelt gekrümmten Reflektor ausleuchtende Primärstrahler (28) für die Sendeantenne in einem ähnlichen Abstand vom Reflektor angeordnet ist wie die Primärstrahlergruppe (11) der Empfangsantenne und daß die Primärstrahler (11 und 28) für die Sende- und Empfangsantenne und deren Zuführungsleitungen (20 und 27) konstruktiv zu einem Paket zusammengefaßt sind.

13. Antennenanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der der Sendeantenne zugeordnete Primärstrahler (28) in mehrere Einzelhornstrahler (22 bis 25) aufgeteilt ist, die durch einen unmittelbar hinter den Trichtern der Hornstrahler (22 bis 25) angebrachten Hohlleiterverteiler (26) gleichphasig zusammengefaßt sind.

14. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des doppelt gekrümmten Sendereflektors (21) unter dem Empfanguparabolreflektor der Sendeprimärstrahler (28) ebenfalls unter der Empfangsprimärstrahlergruppe (11) liegt.

15. Antennenanordnung nach eimern der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (10 und M) aus Volloder Lochblech bestehen.

16. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei vertikaler Polarisation die Reflektoren (10 und 21) aus senkrecht verlaufenden Stäben bestehen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anternenanordnung für ein Radarrundsuchverfahren zur Zielortung mit Höhenerfassung, bei dem die Abstrahlung in einer einzigen Keule mit einem Vertikaldiagramm erfolgt, das zumindest angenähert den gesamten, in der Höhe zu erfassenden Bereich überdeckt, und bei dem innerhalb mehrerer übereinanderliegender, sich im Vertikaldiagramm überlappender und gleichzeitig wirksamer Strahlungskeulen Echosignale empfangen werden und bei dem auf Grund der Kenntnis der zu den einzelnen Keulenschnittpunkten zwingend gehörenden Erhebungswinkelwerte der Winkelabstand von einem dieser Schnittpunkte und daraus folgend auch der Erhebungswinkel des jeweils empfangenen Echosignals durch Pegelvergleich der in den beieiügten Strahlungskeulen empfangenen Echosignale bestimmt wird.

Es ist bekannt, zur Zielortung nach Azimut- und Elevationswinkel zwei getrennte Radaranlagen zu verwenden, wobei ein Rundsuchradar der Feststellung des Azimutwinkels und ein davon eingewiesenes Höhensuchradar mit vertikal schwenkbarem Strahl der Erfassung des Elevationswinkels dient. Es treten dabei jedoch zeitliche Verzögerungen - und Schwierigkeiten beim Aufbau der doppelten Antennenanordnung auf, insbesondere bei der Auslegung der Schwenklagerung der Höhenerfassungsantenne.

Beim 3-D-Radar ist lediglich eine einzige gemeinsame Antennepanordnung zur Erfassung von Azimut und Elevation vorhanden, wobei tür die horizontale Erfassung praktisch nur eine mechanische Strahlschwenkung in Betracht kommt und für die vertikale Ebene der mechanischen Strahlschwenkung wegen der dabei notwendigen Schwenkbewegungen einer großen Antenne mit daraus resultierenden großen Massenbeschleunigungen die elektronisch phasengesteuerte Strahlschwenkung vorgezogen wird. Neben dem hohen Aufwand zur Phasensteuerung besteht der Nachteil derartiger Anordnungen darin, daß die Abtastung wegen der zusätzlichen horizontalen Suchbewegung relativ rasch erfolgen muß und somit die für ein sicheres Ermitteln mittels des Geräts notwendige Verweilzeit auf dem Ziel nicht e^rreicht wird.

Eine bessere Möglichkeit der gleichzeitigen Erfassung von Azimut, Entfernung und Elevation eines Ziels ergibt sich durch Verwendung mehrerer übercinanderliegender, im Vertikaldiagramm sich überlappender Empfangskeulen, wobei die Erhebungswinkel der Keulenschnittpunkte bekannt sind und der Winkelabstand von einem dieser Schnittpunkte durch Pegelvergleich der beiden betreffenden Keulenechos bestimmt werden kann. Es ist bekannt, bei diesem Verfahren im Empfangs- und Sendefall die gleiche Antenne mit einem einzigen Parabolreflektor sowie mehreren, diesen aus unterschiedlichen Winkellagen ganz oder teilweise ausleuchtenden Primärstrahlern zu verwenden, so daß verschieden geneigte und unterschiedlich breite Keulen erzeugt werden. Im Sendefall müssen, da noch nicht bekannt ist.

welche Keule die zutreffende ist, sämtliche Primärstrahler zusammengeschallet werden. Als Strahlungsdiagramm in der vertikalen Ebene entsteht dann angenähert die Hüllkurve der vorgesehenen Emptangseinzelkeulen. Durch den Phasengang der zusammengeschalteten Keulen und durch die große Anzahl von Nebenzipfeln treten erhebliche Diagrammeinbrüche auf. Da beim Empfang die Keulen getrennt ausgewertet werden müssen, sind zur Trennung zwischen Sende- und Empfangskanal Sende-Empfangs-Schalter oder Zirkulatoren sowie Leistungsbegrenzer zum Schutz der Empfänger notwendig. Außerdem muß ein komplizierter Matrixverteiler für die Einspeisung der Sendeenergie in die Primärstrahler vorgesehen sein. Ein ganz erheblicher Nachteil dieser bekannten Radaranlage mit Höhenerfassung ergibt sich jedoch dadurch, daß im Bedeckungsdiagramm bei Verwendung von scharf gebündelten bodennahen Keulen und breiteren darüberliegenden Keulen, die zur Vermeidung einer alizu großen Keulenzahl in der Regel breiter gewählt werden, ein Erfassungsloch entsteht, das heißt, es können Ziele in größerer Entfernung bis zur maximalen Reichweite nur in bodennahen Höhenbereichen erfaßt werden, jedoch nicht im gesamten zu überwachenden Höhenbcieich. Eine Erfassung bis zur gesetzten Höhengrenze ist erst in geringer Zielentfernung wieder möglich.

Aus Skolnik »Introduction to Radar Systems«.

Mc Graw-Hill, 1962, S. 457 und 458, ist ein ebenfalls mit mehreren übereinanderliegenden und sich überlappenden Empfangsstrahlungskeulen arbeitendes Verfahren bekannt, bei dem jedoch die Nachteile des vorangehend beschriebenen Verfahrens vermieden sind. Diese bekannte Anordnung zeichnet sich dadurch aus, daß im Sendefall eine einzige Keule mit einem Vertikaldiagramm abgestrahlt wird, das zumindest angenähert den gesamten, in der Höhe zu erfassenden Bereich überdeckt. Es wird im vertikalen Bedeckungsdiagramm eine wesentliche Anhebung der mittleren Keulen, das heißt, der sich zwischen den bodennahen Keulen und der am steilsten verlaufenden Keule befindenden Keulen erreicht. Damit wird ein gesamtes Vertikalbedeckungs-

diagramm in Mehrfachkeulenform erreicht, das ir seinem Erfassungsbereich /.wischen dem ausgesand ten und dem empfangenen Vertikaldiagramm lieg und mittels dessen sich demgemäß auch in großei Entfernung bis zur Reichweitengrenze der Radar

anlage im gesamten vorgesehenen Höhenbereid

Ziele ohne Schwierigkeiten redundant erfassen lassen

Die Verwendung zweier getrennter Antennen fü

Senden und Empfang, bei einer einem derartigei

Radarrundsuchverfahren dienenden Antennenanord nung ist aus der britischen Patentschrift 971 562 be kannt. Das Diagramm der Empfangsantenne ha hier allerdings keine Keulen, sondern ist aus de Rotation einer Keule um eine vertikale Rotations achse entstanden, ist also rundstrahlend.

Aus »Electronics«, IBd. 40, Nr. 21, 1967, S. 11 bis 117, ist es bekannt, für die Erzeugung des ein keuligen Sendediagranims und des mehrkeuligei Empfangsdiagramms einen einzigen Parabolreflekto vorzusehen. Die unterschiedlichen Strahlungscharak teristiken werden durch die sende- und empfange antennenmäßig voneinander abhängig berechnet Anordnung der Primärstrahler in bezug auf di sende- und empfangsantennenmäßig ebenfalls von