DE2118550B2 - Strahleranordnung für Radarzwecke mit elektronisch schwenkbarer Richtcharakteristik - Google Patents

Strahleranordnung für Radarzwecke mit elektronisch schwenkbarer Richtcharakteristik

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DE2118550B2 DE2118550A DE2118550A DE2118550B2 DE 2118550 B2 DE2118550 B2 DE 2118550B2 DE 2118550 A DE2118550 A DE 2118550A DE 2118550 A DE2118550 A DE 2118550A DE 2118550 B2 DE2118550 B2 DE 2118550B2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Strahleranordnung für Radarzwecke mit elektronisch schwenkbarer Richtcharakteristik für einen Sender oder Empfänger, bestehend aus auf einem Kreis mit gleichem Abstand voneinander angeordneten Strahlern, die einerseits in mehrere Anordnungsgruppen unterteilt sind, von denen jede die gleiche Anzahl k von einander benachbarten Strahlern umfaßt, und die andererseits k Ranggruppen bilden, von denen jede Strahler des gleichen Ranges aus jeder Anoranungsgruppe umfaßt, und aus einer Speiseeinrichtung, die eine leistungsverteilende Einrichtung mit mindestens einem Leistungsverteiler, 3-dB-Koppler, Phasenschieber und Schaller umfaßt, wobei je zwei ein Ausgangspaar bildende Ausgänge der k Ausgänge aufweisenden, leistungsverleilendcn Einrichtung, einer direkt und einer über einen Phasenschieber an zwei Eingänge eines 3-dB-Kopplers geführl sind, während jeder der zwei Ausgänge des 3-dB-Kopplers über einen Phasenschieber mit einem -J· iker verbunden ist. der auf einen Strahlet der ihm /ur-n^i-eie'i Ranüiiruppe durchschaltbar ist wobei ".^'■jj.7·-- -:;iem ^"dB-Koppler zugeordnetem Rang-.-niDpV^h um k 2 Ränge unterscheiden.
~ F.;' isi here-;., fine Steueranordnung dieser Art bekannt ibritsche Patentschrift 1 171 626). die ein S.inimendi.iiiramni iiciert.
'λMiIv.be ~<ie* Gründung ist es, eine Sirahler-■vViinuiiü· Je! -"li"-·1"^ genannten Gattung so aus-A hi'iJcn, dal." mit ihi außer einem Summendi;.;iramm ■•uch^i:"i Diffcrenzdiagratnm erzielt werden kann.
"~"?.uiLösma dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die 'L:;HP<ni:ver!eiletuK; Einrichtung zwei Leistungsteiler, •V^r.'iv'is-.VdB-Konpler und einstellbare Phasen-■vnieGi'r" umfaßt. daV die zwei Ausgänge jedes Aus-•an^-.VdB-Koppiei^ ein Ausgangspaar der leistungsu :'ei!tnden Einrk'hiung bilden und daß ein Eingang iJder, Auvaanü>.-.;-u8-Kopplers über einen Phasenschieber ;nlt dem e;nen Leistungsteiler und der zweite ! in'Jani: direkt mit dem anderen Leistungsteiler verbunden !Si.
BY. D'.l'kt'cn^d'iiiiiriimm weist den Vorteil auf, daß es dort. wo das Summendiagramm ein Maximum erreich.!, durch Null geht. Der Nulldurchgang einer Kurve läßt sich auf einfachere Weise mit viel höherer Genauiükeit messen als ein Maximum, insbesondere wenn das Maximum in einem Bereich der Kurve liegt bzw. sich die zu dem Maximum benachbarten Punkte von diesem im Wert kaum unterscheiden.
Bevor/uui sind die Phasenschieber der leistungsverteilei.den Einrichtungen zwischen 0 und π umschaltbar.
Vorteilhafterweise sind drei Anordnungsgruppen vorgesehen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben, in dieser zeigt
F i g. 1 ein schematisches Diagramm einer bekannten Strahleranordnung, wie sie in der britischen Patentschrift I 171 626 beschrieben ist,
F i g. 2 eine Draufsicht des Richtstrahlfeldes der in Fig. 1 dargestellten Strahleranordnung,
F i g. 3 ein schematisches Diagramm einer erfinduiigsgemäßen Strahleranordnung und
F i g. 4 Vergleichdarstellungen zwischen dem Summendiagramm und dem Differenzdiagramm.
Nach den F i g. I und 2 ist bei einer bekannten Strahleranordnung eine Vielzahl von Strahlern in
drei Anordnungsgruppen, α, bis aj, bt bis bj und c, bis c τ um den Umfang eines Kreises angeordnet. Die in Fig. 1 gezeigten Strahler sind in der Anordnungsgruppe ax bis a j entlang einem ersten 120"-Bogen eines Kreises, die Strahler in der Anordnungsgruppe Z)1 bis I); entlang dem folgenden 120°-Bogen des Kreises und die Strahler in der dritten Anordnungsgruppe C1 bis c j entlang dem verbleibenden
120°-Bogen des Kreises angeordnet. Die den Buchstaben a. b und c zugefügten Indizes bezeichnen den Rang des jeweiligen Strahlers in seiner Anordnungsgriippe entlang dem Kreisbogen. Die Gesamtzahl der vorgesehenen Strahler ist normalerweise ein Vielfaches von sechs.
Die Strahler sind so angeordnet, daß sie in Paaren in Abhängigkeil von der erforderlichen Richlcharakte-
3 4
isiik gespeist werden. So können beispielsweise die Radialstrahls können durch Einstellen der Phasenzähler u, und uf"b+ l\ zusammen, die Strahler a2 schieber Φ,,und Ψ (^ + /J erreicht werden. Für größere :nd «(;+ 2) usw. zusammen gespeist werden. Richtstrahl-Schwenkungen müssen die Schalters,
n. V „ / , · , c ^ · · u, r- a- * wieder betätigt werden. Wenn beispielsweise die
Die in 1- ι g. 1 gezeigte Speiseeinrichtung lur die η .
Strahler weist auf der linken Seite eine Anordnung Strahlrichtung von dem a^-Radialstrahl zu dom
ivr Speisung eines zu einer Ranggruppe o,, b, und C1 Jn Λ Radialstrahl verschoben werden seil, muß
gehörenden Strahlers zusammen mit irgendeinem \6 J
der eine weitere Ranggruppe bildenden Strahler der Schalter S, von dem Strahler O1 auf den Strahler/>,
/ \ / \ / \ 10 durchgeschaltet werden und müssen die Phasen-
c'[", + l].h("-f l) undcf'^-t- 1} auf. Im rechten Teil schieber wieder eingestellt werden.
^° ' ^0 ' v> / rja die Steuerung der Schalter S1 und der Phasen-
der F i g. 1 ist eine Anordnung für den allgemeinen schieber für eine Richisirahl-Schwenkung um 360
Fall der Speisung irgendeines der eine Ranggruppe bekannt ist, wird diese nicht im einzelnen beschrieben,
bildenden Strahler ah bt und c,,zusammen mit irgend- '5 In der Praxis werden die Schalters, normalerweise
einem der eine andere Ranggruppe bildenden Strahler durch einen Computer gesteuert.
(η Λ ,(η Λ , In Λ , ,. ... Diese bekannte Strahleranordnung liefert ein Sum-
·'(a + Ί- b\0+I) Und '\6 + ') dargestellt, wöbe. , mendlagramm.
iruendeine sanze Zahl von 1 bis \ sein kann. Bei der Darstellung nach F i a. 3 ist die Anordnung
Die Stahler werden von irgendeiner gemeinsamen der Strahler α, bis a ;■ bl bis b^ und C1 bis c ^ in An-
Quelle CS, die ein Sender oder ein Empfänger sein ordnunesgruppen und Rangeruppen, der Schalter S1,
kann, über einen Leistungsteiler B gespeis , der ebenso PhaSe^sc P hieber Φ, und Φ , und der 3-dB-Koppler
V1eie Ausgange OP aufweist, wie Strahler in einer ^ c dje g,eiche wie bej'der Darste,lung in F . g. l' und
Anordnungsgruppe vorgesehen sind, d. h. n -Aus- " es sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen
gänge. Je ein Paar der Ausgänge OP ist an zwei Ein- ^^ isl bei der Darsteiiuna in F i a. 3 auf der
gangen eines 3-dB-Kopplers C, angeschlossen, wöbe, Hnken Sehe eme Anordnung zur Speisung irgendeines
" 3-dB-Koppler C, vorhanden sind. Bei jedem Paar der Strahler ü,, bl und c, aus einer Ranggruppe zu-
der Ausgange OP ist ein Ausgang mit dem zugeordne- sammen mit irgendeinem der Strahler ai~+lj.
ten 3-dB-Koppler durch einen zugeordneten Phasen- , (η , Λ , (η Λ , ,., ... Λ ,- J
' ^ b bl - + 1J und el, + 11 dargestellt, wahrend aut dei
schieber Φ'verbunden, von denen wiederum v. einer ^, Λ, . ,^- ^ ■' -. , ,, .- n A
' 6 rechten Seite der F1 g. 3 der allgemeine rail der
für jeden 3-dB-Koppler vorgesehen sind. Die Aus- 35 Speisung irgendeines der Strahler «,-, b: und c·, der
gänge jedes 3-dB-Kopplers C1 sind über einen zu- Ranggruppe/zusammen mit irgendeinem der Strahler
geordneten Phasenschieber Φ, bzw. φ(^ + /J mit der a (^ + i\ b(^ + i\ und c0~ + i\ der Ranggruppe ^ + ί
Eintiangsklemme eines zugeordneten Schalters S, bzw. dargestellt ist. An Stelle des bei der in F i g. 1 dar-
s(" + i\ verbunden 4° Seste"'en, bekannten Strahleranordnung vorgesehenen
V' / ' einzigen Leistungsteilers ß sind bei der in Fig. 3
Der mit dem Phasenschieber Φ, verbundene Schalter dargestellten erfindungsgemäßen Strahleranordnung
S, ist auf irgendeinen der Strahler α(·, b; oder c; der ihm zwei Leistungsteiler O1 und B2 vorgesehen, von denen
zugeordneten Ranggruppe durchschaltbar, während ■ . « A .. r . . -, ■ , ,· A
, χ jeder y -Ausgange aufweist. Zwischen die Ausgange
der dem Phasenschieber Φ(;+1 !zugeordnete Schal- 45 , , · , t ■, D Aa λα- ι au w^„«i»r r
/n \ V6 / der Leistungsteiler B1 und B2 und die 3-dB-K.oppler C f
ter Si g + M in entsprechender Weise auf irgendeinen sind die Ausgangs-3-dB-Koppler D1 eingesetzt. Die
/ \ Λ \ / \ beiden Ausgänge jedes Ausgangs-3-dB-Koppler D,
der Strahler </( ^ + /J, bl ^ + i) oder t:i~ + /J der bilden ein Ausgangspaar der die beiden Leistungs-
. , n , , η λ u ι nu · . 5° teiler B1 und B2 umfassenden leistungsverteilenden
ihm zugeordneten Ranggruppe durchschaltbar ist. ..· · ,' ? u · j ■ c · f 1 , n, „
Um die Funktionsweise der bekannten Strahler- binnen ung wobei wie bei der m F . g. 1 dargestellten
anordnung zu erläutern, wird vorausgesetzt, daß es beka»nle» Strahlcranordnung ein Ausgang jedes
erforderlich ist, einen Strahl in der Richtung des Ausgangspaares jedes Ausgangs-3-dB-Koppler D
h über einen zugeordneten Phasenschieber </>, und (ici
i/^-Radialstrahls /11 erzeugen. Alle Schalter S1 weiden 55 andere Ausgang des Ausgangspaares direkt mil ^ n
auf die mit α bezeichneten Strahier durchgeschaltet. Eingängen eines zugeordneten 3-dB-Kopplers ί , ^er-
Die Phasenschieber Φ\ werden so eingestellt, daß bunden ist. Von den beiden Eingangen jedes Aiisgangs-
diejenige l.eistungsaufte.lung zwischen den Schaltern -^B-Kopplers / , ist einer direkt nut einem Ausgang
, ν fr des Leistungsteilers B1 und der andere nbcr einen
S1-und S( + 1 j erreicht wird, die Tür die verlangte 60 Phasenschieber P1 mit dem Leistungsteiler B1 ver-
Aperturbelegung nötig isl. während die Phasenschieber Hunden. Jeder Leistungsteiler B1 um! B2 weisl ft-Aus-
t/i ιιιιιΐφί" (- ι) so einii(.-stellt werden, daß die Signale uänue auf, und es siiul "-Phaseiisehieber/', ν··ί-
V6 / " gesellen 6
in einer Hc/iipsebcnc im Kaum, die senkrecht/u dem (is - Djc ,.|iascllsdlIt.bcr ^ clvcugen ic nach Suuill-
i/'-Riidialstiahl liegt sich in Phase befinden. Kleine stellung einen Phasenwechsel von Null "der ;
6 ,. „. . . η Bei der in Ι·'i μ. 3 dargesidlten Slriihlcraiirrdimng
Richlstrahl-Schwenkunuen um die Richtung des (l - ^ f ■ { k Au,+,uu,,.vdB-Kopplei />„ wenn
Empfang angenommen wird, die Summe Z, der durch die Schalter ,V, und SI" f i) empfangenen Signale dem mit dem Leistungsteiler Ii1 verbundenen
Ausgang und die Differenz Wt an dem mit dem Leistungsteiler Ii2 verbundenen Ausgang, Für eine gegebene Strahlrichtung, d. h. für gegebene Hinslcllungen der Schalter und Phasenschieber sind die Summensignalc Z1 alle in Phase und addieren sich in dem Leistungsteiler /J1, so daß ein Summcusignul Z erzeugt wird. Die DifTcrcnzsignalc sind, während sie untereinander in Phase sind, mit den Suinmcnsignalcn in Abhängigkeit von den Einstellungen der Schalter S, entweder in Phase oder in Gegenphase.
Die Funktionsweise der .VdB-Kopplcr C1 is! gleich der der Ausgangs-.VdB-Kopplcr D1. Jeder Koppler sieht eine gleichmäßige I.cistungsaufteilung /wischen seinen zwei Ausgängen vor. wobei eine Phasenverschiebung von W)" /wischen den an den Ausgängen auftretenden Signalen besteht. Da ein Ausgang eines .Vd B- Kopplers I)1 mit einem Hingang des zugeordneten .VdB-Kopplcrs C1 über einen Phasenschieber '/>', und der andere Ausgang mit dem zugeordneten Hingang direkt verbunden ist, wird erreicht, daß ein an den Hingang des Ausgangs-.VdB-Kopplers, der dem direkt durchverbundenen Ausgang gegenüberliegt angelegtes Signal an den beiden Ausgängen des .VdB-Kopplcrs C1 zu zwei um ISO' zueinander entgegengesetzten Signalen und somit zu einem Diffcrcn/signal fuhrt, während ein an den anderen Hingang des Ausgangs-VdB-Kopplcrs I)1, der dem Ausgang gegenüberliegt, der über den Phasenschieber Φ\ mit dem anderen Hingang des VdB-Kopplcrs C1 verbunden ist, angelegtes Signal an den zwei Ausgängen des VdB-Kopplers C1 zu zwei gleichgerichteten Signalen und somit zu einem Summensignal führt.
Zur nachfolgenden Hiläuterung sei vorausgesetzt, daß sich ein Ortungsnbjekt in dei Richtung zwischen dem (/"-Radialstrahl und dem «K t iVliadialstrahl befindet Die Schalter .V1 und die Phasenschieber·/',, '/'(" \ ι J und Φ\ werden so durchgeschallt bzw eingestellt, daß ein Sumniendiagranini erzeugt wird, dessen Haupistrah! zu dein Orlungsobjekl gerichtet ist. Wenn jetzt ein Signal zu dem Orlungsohjekt übertragen wird, kommt eine Reflexion von dem Ortungsohjckl an der Slrahleranordnung an, um ein Signal in ledern der Strahler«, zu erzeugen Diese Signale dinchlaiifcn die Schalter und Phasenschieber und Heften an den VdB-Kopplern C1 als in Phase befindliche Signale ein. Sie seien mit /, und /( " I i)
bezeichnet.
Die Analyse zeigt, daß
Z1 % /,cos ■ Φ
und
. . π\ . I,
sin *,
Somit sind die Amplitudenfaktoren cos -■. <!>, iiiul
sin 2 Φ; beim Diffcrenzsignal W1 im Vergleich zum Summcnsiignal Z,- untereinander ausgetauscht worden Die Auswirkung auf die Primärbclcuchtimg isi in F i g. 4 dargestellt. Um das Differenzdiagramm optimal zu erzeugen, sollten die Erregungen in den zwei Hälften der Apertur in Gegenphase sein. Diese Be
dingung wird mit ilen oben beschriebenen anfiing liehen Einstellungen der Strahler erfüllt, wenn mn kleine Richtstrahlschwenkungen erforderlich sind Infolgedessen werden für diese anfängliche Stellung alle Phasenschieber P1- so eingestellt, daß sic cine
2S Null Phasenverschiebung ergeben.
Hs wird jetzt eine Strahlschwenkung zu der Rieh
tung zwischen dem n (" + I)-Radialstrahl und dent
<i[ i 2)-Radialstrahl betrachtet. Der Schaltet N
wird zu dem Strahler/», durchgeschallcl. und dei Strahler r/ftwird zur linken Seite der Apertur verrückt.
Das DifTcrcnzsignal H', ist nicht länger das von einem is linken Strahler empfangene Signal abzüglich des von einem rechten Strahler empfangenen Signals sondern das von einem rechten Strahler empfangene Signal abzüglich des von einem linken Strahlei empfangenen Signairs.
Um die Differenzkomponente Wi den anderen Differcnzkomponcntcn W1 korrekt hinzuaddieren zn können, wird der Phasenschieber P1 so eingestellt daß eine Phasenverschiebung von ·> bei der Differenzkomponente W1 erzeugt wird.
Wenn die Schalter S1 und s(^ f ij zu der gleichen Anordnungsgruppe α, h oder <· durchgeschaltet sind, dann ist der Phasenschieber P, so eingestellt, daß sich eine Phasenverschiebung Null ergibt, während in den anderen Fällen der Phasenschieber Pf so eingestellt ist, dali sich eine Phasenverschiebung von τ ergib!
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

2 550 Patentansprüche:
1. Strahleranordnung für Radarzweckc mit elektronisch schwenkbarer Richtcharakieri>t:k iur einen Sender oder Empfänger, bestehend au.-, au! einem Kreis mit gleichem Abstand voneinander angeordneten Strahlern, die einerseits in mehrere Anordnungsgruppen unterteilt sind, von denen icdc die gleiche Anzahl A- von einander benachbarte;; :..■ Strahlern umfaßt, und die andererseits k Randgruppen bilden, von denen jede Strahler des gleichen Ranges aus jeder Anordnungsgr.ippc umfaßt, und aus einer Speiseeinrichtung, die eine leistungsverteileiide Einrichtung mit mindestens is einem Leistungsteiler, 3-dB-Koppler, Phasenschieber und Schalter umfaßt, wobei je zwei ein Ausgangspaar bildende Ausgänge der k Ausgange aufweisenden, leistungsverteilenden Einrichtung. einer direkt und einer über einen Phasenschieber - > an zwei Eingänge eines 3-dB-Kopplers geführt sind, während jeder der zwei Ausgänge des 3-dB-Kopplers über einen Phasenschieber mit einem Schalter verbunden ist, der auf einen Strahler der ihm zugeordneten Ranggruppe durchschalt- -5 bar ist, wobei die beiden einem 3-dB-Koppler zugeordneten Ranggruppen sich um k/2 Ränge unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, daß die leistungsverteilende Einrichtung zwei Leistungsteiler (B1, B2), Ausgangs-3-dB-Koppler (Di) und einstellbare Phasenschieber (Pi) umfaßt, daß die zwei Ausgänge jedes Ausgangs-3-dB-Kopplers ein Ausgangspaar der leistungsverteilenden Einrichtung bilden und daß ein Eingang jedes Ausgangs-3-dB-Kopplers über einen Phasenschieber (Pi) mit dem einen Leistungsteiler (B2) und der zweite Eingang direkt mit dem anderen Leistungsteiler (B1) verbunden ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieber (Pi) der leislungsverteilenden Einrichtungen zwischen Null und ά umschaltbar sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Anordnungsgruppen vorgesehen sind.
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DE2118550A1 DE2118550A1 (de) 1971-12-09
DE2118550B2 true DE2118550B2 (de) 1974-02-21
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GB (1) GB1278891A (de)
NL (1) NL7105113A (de)
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