DE2128082A1 - Automatically readjusting antenna system - Google Patents

Automatically readjusting antenna system

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DE2128082A1
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Thomas Lawrence Holmdel N.J. Osborne (V.StA.)
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AT&T Corp
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Western Electric Co Inc
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    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
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    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
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    • H01Q3/30Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
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    • H01Q3/42Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means using frequency-mixing

Description

WESTERN ELECTRIC COMPANY Incorporated Osborne, TJL. 2WESTERN ELECTRIC COMPANY Incorporated Osborne, TJL. 2

New York, N. Y. 10007, V. St. A.New York, N. Y. 10007, V. St. A.

Automatisch nachsteuerndes AntennensystemAutomatically readjusting antenna system

Die Erfindung betrifft ein automatisch nachsteuerndes Antennensystem mit einer Antennenanordnung, die wenigstens ein erstes Bezugselement und ein zweites Element enthält, mit einem jedem Element zugeordneten Diplexer zur Trennung der ausgesendeten und empfangenen Wellen, mit einer Abtasteinrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals in Abhängigkeit von der Phasendifferenz zwischen den von dem ersten und zweiten Element der Antennenanordnung empfangenen Signalwellen, mit einer Schaltung zur Kombination der empfangenen, von den Elementen der Antennenanordnung gelieferten Signalwellen und mit einer Sender-Phasenschiebeeinrichtung, die in Abhängigkeit von dem Steuersignal die Phase der von dem zweiten Element ausgesendeten Welle steuert.The invention relates to an automatically readjusting antenna system with an antenna arrangement including at least a first reference element and a second element, with a Diplexer assigned to each element for separating the transmitted and received waves, with a scanning device for generating a control signal in dependence on the phase difference between those of the first and second Element of the antenna arrangement received signal waves, with a circuit for combining the received, from the Elements of the antenna arrangement delivered signal waves and with a transmitter phase shifting device, which is dependent on controls from the control signal the phase of the wave emitted by the second element.

Bei bekannten Systemen dieser Art wird eine automatische Nachsteuerung durch eine Folge von Misch- und Filteroperationen bezüglich eines Pilotsignals erreicht, das eine die Richtung eines entfernten Senders anzeigende Phasencharakteristik beinhaltet. Gewisse Abänderungen diesesIn known systems of this type, an automatic Adjustment achieved by a sequence of mixing and filtering operations with respect to a pilot signal that is one of the Phase characteristic indicating the direction of a remote transmitter. Certain changes to this

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Systems vermeiden das Pilotsignal und werten ausschließlich den in benachbarten Antennenelementen empfangenen Träger aus. Für diese abgeänderten Systeme gilt jedoch allgemein die Einschränkung, daß die wiederausgesendete Frequenz ohne zusätzliche Frequenzumwandlungen gleich der Empfangsfrequenz sein muß. Bei anderen Verfahren werden mechanisch oder elektrisch veränderbare Phasenschieber zur Erzielung der richtigen Phasenlage für eine Kombination und Wiederaussendung verwendet. Diese Phasenschiebeschaltungen arbeiten langsam, und die sie verwendenden Systeme sind im allgemeinen nicht zu einem vollen Diplex-Betrieb in der Lage, d.h., sie können nicht dauernd und gleichzeitig senden und empfangen. Außerdem verursachen die Phasenschieber eine beträchtliche Hochfrequenzdämpfung, die sich bei Einschaltung in den Empfangsweg nicht ohne weiteres durch eine Verstärkung beseitigen läßt. Darüber hinaus sind für die Steuerung der Phasenschieber besonders ausgebildete und verhältnismäßig komplizierte Steuerschaltungen erforder-' lieh.Systems avoid the pilot signal and only evaluate the signal received in neighboring antenna elements Carrier off. However, the general restriction that applies to these modified systems is that the retransmitted frequency must be the same as the receiving frequency without additional frequency conversions. Other procedures will be phase shifters that can be changed mechanically or electrically used to get the correct phasing for a combination and retransmission. These phase shift circuits operate slowly, and the systems using them are generally not capable of full diplexing able, i.e. they cannot send and receive continuously and at the same time. In addition, the phase shifters cause considerable high-frequency attenuation, which is not readily apparent when the receiver is switched on can be eliminated by reinforcement. In addition, the phase shifters are specially trained for controlling and relatively complex control circuitry required.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile der bekannten Systeme zu beseitigen. Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von einem System der eingangs genanntenThe invention has set itself the task of eliminating these disadvantages of the known systems. To solve the task the invention is based on a system of the aforementioned

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Art aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Kombination der empfangenen, von den Antennenelementen gelieferten Signalwellen einen synchronisierten Oszillator aufweist, dessen Phase durch ein von der Abtasteinrichtung erzeugtes Steuersignal so gesteuert wird, daß die Phasenunterschiede zwischen den empfangenen, zu kombinierenden Signalwellen ein Minimum werden.Kind and is characterized in that the circuit a synchronized oscillator for combining the received signal waves supplied by the antenna elements whose phase is determined by one of the scanning device generated control signal is controlled so that the phase differences between the received, to be combined Signal waves will be a minimum.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Erfindungsgemäß wird ein Nachsteuersystem geschaffen, bei dem kehe Pilotsignale und keine Phasenschieber üblicher Art erforderlich sind und das einen gleichzeitigen Zweiwegbetrieb mit unterschiedlichen Sendefrequenzen ermöglicht. Es wurde festgestellt, daß, wenn die von einer entfernten Quelle stammenden Signale an zwei im Abstand angeordneten Antennen relativ zueinander um 90 verschoben und in einem Quadrat-Detektor gemischt werden, der Ausgangs strom eine Sinus-Fuktion ihrer Phasendifferenz ist und die Richtung angibt, aus der die Signale an den Antennen ankommen. Dieser Ausgangsstrom wird dann benutzt, um die Phase der empfangenen Signale für eine Kombination in ÜbereinstimmungAccording to the invention, a readjustment system is created in which no pilot signals and no phase shifters of the usual type are required and a simultaneous two-way operation with different transmission frequencies made possible. It was found that when coming from a distant source originating signals at two spaced antennas shifted relative to each other by 90 and mixed in a square detector, the output current is a sine function of their phase difference and indicates the direction from which the signals arrive at the antennas. This output current is then used to match the phase of the received signals for a combination

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zu bringen und um den gleichen Phasenwinkel mit entgegengesetztem Vorzeichen bei den ausgesendeten Signalen zwecks Abstrahlung in Richtung auf die entfernte Quelle einzuführen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden synchronisierte Oszillatoren (injection locked oscillators), die noch genauer erläutert werden sollen, zur' Erzeugung der empfange- und sendeseitigen Phasenverschiebung en benutzt. Da diese Oszillatoren eine Phasenverschie-to bring and around the same phase angle with opposite sign in the transmitted signals for the purpose of Introduce radiation towards the distant source. According to a preferred embodiment of the invention are synchronized oscillators (injection locked oscillators), which will be explained in more detail, to ' Generation of the receiving and transmitting-side phase shifts used. Since these oscillators have a phase shift

bung entsprechend der gleichen, für den Ausgangsstrom des Mischers geltenden Sinus-Funktion erzeugen, ergibt sich eine natürliche Anpassung.The result is an exercise corresponding to the same sine function that applies to the output current of the mixer natural adaptation.

Es wird also ein synchronisierter Oszillator in die Koppel wfege zwischen den Antennenelementen und dem gemeinsamen Ausgang für die empfangenen Signale eingeschaltet, und zwar in alle Koppelwege außer einem, der als Bezugsweg angesehen wird. Auf entsprechende Weise werden Oszillatoren in jeden der Koppelwege außer dem Bezugs weg zwischen der gemeinsamen Quelle für das ausgesendete Signal und jedem Strahlungselement der Antennenanordnung vorgesehen. Der synchronisierte Oszillator kann direkt als eine Sonderform eines veränderbaren Phasenschiebers oder indirekt in den Weg eingeschaltet werden, in dem der örtliche OszillatorSo there is a synchronized oscillator in the coupling wfege switched between the antenna elements and the common output for the received signals, and in all coupling routes except one, which is regarded as a reference route. In a corresponding way, there are oscillators in each of the coupling paths except for the reference path between the common source for the transmitted signal and each Radiant element of the antenna arrangement is provided. Of the synchronized oscillator can be used directly as a special form of a changeable phase shifter or indirectly in the Be turned on way in which the local oscillator

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ein Signal bestimmter Phasenlage an einen in dem Weg
liegenden Modulator liefert.
a signal of certain phase to one in the way
lying modulator supplies.

Nachfolgend wird die Erfiadung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The following is a detailed explanation of the process using the drawings. Show it:

Pig. 1 das Blockschaltbild eines nachsteuerndenPig. 1 the block diagram of a readjusting

Antennensystems einer Verstärkerstation nach der Erfindung;Antenna system of a repeater station according to the invention;

Fig. 2 Schaltungseinzelheiten des Mischer-DetektorsFig. 2 circuit details of the mixer detector

mit quadratischer Kennlinie und der synchronisierten Oszillatoren, die in Blockform in dem System nach Fig. 1 dargestellt sind;with quadratic characteristic and the synchronized oscillators, which are in block form shown in the system of Figure 1;

Fig. 3 das Blockschaltbildeines zweiten AusführungsFigure 3 is a block diagram of a second embodiment

beispiels der Erfindung;example of the invention;

Fig. 4 eine für das Ausführungsbeispiel nach Fig.FIG. 4 shows a diagram for the exemplary embodiment according to FIG.

erforderliche Abänderung der Polaritätsverb indungen gemäß Fig. 2. required modification of the polarity connections according to FIG. 2.

Es ist bekannt, daß beim Eintreffen eines hochfrequenten Signals an einer Antennenanordnung die von den Elementen der Anordnung aufgenommenen Teile der Welle sieh in ihrer Phase um Beträge unterscheiden, die von dem Einfallswinkel undIt is known that when a high-frequency signal arrives at an antenna arrangement, the elements of the arrangement recorded parts of the wave look different in their phase by amounts that depend on the angle of incidence and

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der Lage des Elementes in der Anordnung abhängen. Diese Wellenanteile müssen auf eine gemeinsame Phasenlage gebracht werden, bevor sie zu einem gemeinsamen Ausgangssignal kombiniert werden können. Zur Aussendung einer hochfrequenten Welle der gleichen oder nahezu der gleichen Frequenz von der Antennenanordnung in Richtung auf die Quelle für die ankommende Welle muß entsprechend die Phasendifferenz zwischen den einzelnen, von den Antennenelementen abgestrahlten Signalanteilen die gleiche Größe, aber die entgegengesetzte Richtung wie der Phasenunterschied zwischen den Teilen der ankommenden, von den Antennenelementen aufgenommenen Welle haben.depend on the position of the element in the arrangement. These wave components must be brought to a common phase position before they can be combined into a common output signal. To send a high-frequency wave of the same or almost the same frequency from the antenna arrangement in the direction of the The source for the incoming wave must correspond to the phase difference between the individual antenna elements radiated signal components the same size, but the opposite direction as the phase difference between the parts of the incoming wave picked up by the antenna elements.

Ih Fig. 1 ist ein System dieser Art anhand einer Anordnung vonegleich weit voneinander entfernten, ungerichteten Empfangs- und Sendeantennenelementen A , A bis A dargestellt, die alle durch schräg von einer entfernten Station 11 einfallende Hochfrequenzwellen 10 gespeist werden. Es ist bekannt, daß, wenn die Elemente identisch sind, gleichmäßig gespeist werden und keine Wechselwirkung zwischen ihnen besteht, die Phasendifferenz 3> zwischen benachbarten Elementen, der Abstand d zwischen den Elementen und der durch die Ausbreitungsrichtung bestimmte Nachsteuerwinkel 0Ih Fig. 1 is a system of this type by means of an arrangement of non-directional receiving and transmitting antenna elements A, A to A, which are equally distant from one another, which are all fed by high-frequency waves 10 incident at an angle from a remote station 11. It it is known that when the elements are identical, they are fed uniformly and no interaction between them is the phase difference 3> between adjacent elements, the distance d between the elements and the follow-up angle 0 determined by the direction of propagation

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durch die Gleichungby the equation

d sin O (1)d sin O (1)

verknüpft sind, wobei ^. die Wellenlänge ist.are linked, where ^. the wavelength is.

Fig. 1 zeigt die mit den Elementen A und A1 verbundenen Schaltungen. Wie durch das Kästchen 12 angedeutet wird, sollen weitere Elemente A Schaltungen aufweisen, die mit der A1 angegebenen Schaltung identisch sind. Zur Vereinfachung soll die erfindungsgemäße Arbeitsweise nur anhand der Signale erläutert werden, die von den Elementen A und A1 empfangen bzw. ausgesendet werden. Die gleichen Funktionen gelten jedoch getrennt zwischen An und jedem der anderen Elemente, beispielsweise A . Da angenommen wird, daß das vom Element A empfangene bzw. ausgesendete Signal dasjenige Signal ist, mit welchem die Phase der anderen Signale verglichen wird, wird es mit "Bezugssignal" bezeichnet und kann beschrieben werden durch E sin Co t, wobei ^die Kreisfrequenz des Trägers ist. Außerdem ist es zweckmäßig, das von A1 empfangene Signal als "gerichtetes Signal" zu bezeichnen, wodurch angedeutet wird, daß es den eine Richtung bezeichnenden Phasenausdruck Cf enthält, also lautet E sin (Cot + CP). Fig. 1 shows the circuits associated with elements A and A 1. As indicated by the box 12, further elements A should have circuits which are identical to the circuit A 1 indicated. For the sake of simplicity, the method of operation according to the invention will only be explained with reference to the signals that are received or transmitted by elements A and A 1. However, the same functions apply separately between A n and each of the other elements, e.g. A. Since it is assumed that the signal received or transmitted by element A is the signal with which the phase of the other signals is compared, it is referred to as "reference signal" and can be described by E sin Co t, where ^ is the angular frequency of the Carrier is. In addition, it is useful to designate the signal received by A 1 as a "directional signal", which indicates that it contains the phase term Cf indicating a direction, that is E sin (Cot + CP).

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Das Signal! kann zwar Nachrichten in Form einer Frequenzmodulation beinhalten, aber zur Vereinfachung der folgenden mathematischen Ableitungen ist kein diese Modulation wiedergebender Ausdruck vorgesehen worden.The signal! can send messages in the form of frequency modulation include, but to simplify the following mathematical derivations, none of these modulations is representative Expression has been provided.

Die Elemente A und A1 sind mit geeigneten Diplexern verbunden, die beispielsweise Zirkulatoren 13 bzw. 14 sein können und die empfangenen von den auszusendenden Wellen trennen. Die Ausgangssignale an den zweiten Ausgängen der Zirkulatoren sind jeweils an einen Begrenzerverstärker 15 bzw. 16 angelegt, die sicherstellen, daß die Signalamplituden zeitlich verhältnismäßig konstant bleiben. D.er primäre Kopplungsweg für den Empfang des gerichteten Signals verläuft dann von zweiten oder Empfangsanschluß des Z irkulators 14 über einen Verstärker 16 zu einem synchronisierten Oszillator 20, der das gerichtete Signal auf eine gemeinsame Phasenlage mit dem Bezugssignal auf einer Sammelleitung 28 bringt, wo es mit dem vom Zirkulator 13 und vom Verstärker 15 kommenden Bezugssignal kombiniert und am Hochfrequenzausgang an eine gemeinsame Einrichtung 22 zur Verwendung der Empfangssignale abgegeben wird. Der primäre Kopplungsweg zur Aussendung des gerichteten Signals läßt sich auf ähnliche Weise vom Hochfrequenz-Eingang und der gemeinsamen QuelleThe elements A and A 1 are connected to suitable diplexers, which can be, for example, circulators 13 or 14 and separate the received waves from those to be transmitted. The output signals at the second outputs of the circulators are each applied to a limiter amplifier 15 and 16, which ensure that the signal amplitudes remain relatively constant over time. D. The primary coupling path for receiving the directional signal then runs from the second or receiving connection of the circulator 14 via an amplifier 16 to a synchronized oscillator 20, which brings the directional signal to a common phase position with the reference signal on a bus 28, where it combined with the reference signal coming from the circulator 13 and from the amplifier 15 and output at the high-frequency output to a common device 22 for using the received signals. The primary coupling path for the transmission of the directional signal can be derived in a similar manner from the radio frequency input and the common source

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23 für das Sendesignal verfolgen. Die auszusendenden Signale werden also zunächst in Anteile für jedes Strahlungselement auf der Sammelleitung 29 aufgeteilt. Einer dieser Anteile geht zum synchronisierten Oszillator 21, wird dann dort in seiner Phase hinsichtlich des Bezugssignals verschoben nnd anschließend dem dritten oder Sendeanschluß des Zirkulators zugeführt. Der Weg für den das Bezugssignal darstellenden , Anteil verläuft vom Hochfrequenz-Eingang zum Sendeanschluß des Zirkulators 13.Track 23 for the broadcast signal. The signals to be emitted are therefore initially divided into components for each radiation element on the manifold 29 divided. One of these parts goes to the synchronized oscillator 21, is then there in shifted in phase with respect to the reference signal then fed to the third or transmit port of the circulator. The path for the reference signal representing, Part runs from the high-frequency input to the transmission connection of the circulator 13.

Der Steuerweg enthält einen Mischer-Detektor 24 mit quadratischer Kennlinie, der so geschaltet ist, daß er eine Probe sowohl des Bezugssignals als auch des gerichteten Signals aufnimmt. Es wird also eine Probe des Bezugssignals über einen Phasenschieber 25 mit einer festen Phasenverschiebung von 90 geführt, der eine Umwandlung in die Form E sin (cot - 90 ) oder E cos 4A>t vornimmt. DieseThe control path includes a mixer detector 24 with a quadratic characteristic, which is connected so that it is a Sample both the reference signal and the directional one The signal. It is therefore a sample of the reference signal via a phase shifter 25 with a fixed phase shift led by 90, which converts it into the form E sin (cot - 90) or E cos 4A> t. These

phasenverschobene Probe des Bezugs signals, die jetzt nahe- _. zu eine 90 -Beziehung zu dem gerichteten Signal E sin (^jt + (P) besitzt, wird dann zusammen mit einer Probe des gerichteten Signals dem Mis eher-Detektor 24 zugeführt, der die beiden Proben kombiniert, quadriert und einen gleichgerichteten Ausgangs strom an die Sammelleitungen 26 und 26a abgibt.phase-shifted sample of the reference signal, which is now close to _. to a 90 relationship to the directional signal E sin (^ jt + (P) possesses, is then directed along with a sample of the Signal fed to the Mis rather detector 24, which the two Combines samples, squares and delivers a rectified output current to the busses 26 and 26a.

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Der Aufbau des Mischers 24 und die für seinen Betrieb geltenden Gleichungen sollen später noch genauer erläutert werden. Für den Augenblick sei jedoch angenommen, daß der Mischer ein Signal liefert, das eine gegebene Funktion von v^ ist, derart, daß der Strom auf den Sammelleitungen 26 und 26a als Funktion von ψ die synchronisierten Oszillatoren 20 und 21 steuert. Das vom Phasenschieber 25 gelieferte, phasenverschobene Bezugssignal wird außerdem über die Sammekleitung 27 identischen, an die anderen Antennenelemente A angeschalteten Schaltungen zugeführt.The structure of the mixer 24 and the equations applicable to its operation will be explained in greater detail later. For the moment, however, assume that the mixer provides a signal which is a given function of v ^ such that the current on busses 26 and 26a controls the synchronized oscillators 20 and 21 as a function of ψ. The phase-shifted reference signal supplied by the phase shifter 25 is also fed via the bus 27 to identical circuits connected to the other antenna elements A.

Der Aufbau der synchronisierten Oszillatoren 20 und 21 und die für ihren Betrieb geltenden Gleichungen sollen später erläutert werden. Es sei jedoch hier angenommen, daß beide Oszillatoren eine Phasenänderung des über ihren Hauptsignalweg laufenden Signals erzeugen, die proportional dem Steuerstrom auf der Sammelleitung 26 bzw. 26a ist. Da dieser Strom eine Funktion von ff? ist, kann die durch den Oszillator 20 bewirkte Verschiebung zu - Cp gemacht werden, nämlich derjenigen Phasenverschiebung, die erforderlich ist, um den Phasenverschiebungsausdruck im gerichteten Signal zu beseitigen, so daß es gleich E sin cot wird und gleichphasig auf der Sammelleitung 28 mit dem Bezugssignal und den Aus-The structure of the synchronized oscillators 20 and 21 and the equations applicable to their operation will be explained later. It is assumed here, however, that both oscillators produce a phase change in the signal running via their main signal path which is proportional to the control current on the bus 26 or 26a. Since this current is a function of ff? the shift caused by oscillator 20 can be made -Cp , the phase shift required to remove the phase shift term in the directional signal so that it becomes equal to E sin cot and in phase on bus 28 with the reference signal and the

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gangs Signalen der anderen Schaltungen 12 kombiniert werden kann. Auf entsprechende Weise kann die Phasenverschiebung des Oszillators 21 gleich -^gemacht werden, nämlich derjenigen Phasenverschiebung, die erforderlich ist, um das Signal vom Hochfrequenz-Eingang in E sin (cot - ψ) umzuwandeln, derart, daß es bei Abstrahlung vom Element A1 auf die Station 11 gerichtet ist. Die Schaltungen 12 erzeugen auf entsprechende Weise jeweils unterschiedliche Phasenverschiebungen für die von den Antennenelementen A abzustrahlenden Signale, und zwar jeweils in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Phase des von dem jeweiligen Antennenelement empfangenen gerichteten Signals und der Phase des vom Antennenelement A empfangenen Bezugssignals. input signals of the other circuits 12 can be combined. In a corresponding manner, the phase shift of the oscillator 21 can be made equal to - ^, namely the phase shift that is required to convert the signal from the high-frequency input into E sin (cot - ψ) , such that it is radiated from the element A 1 is directed at station 11. The circuits 12 generate in a corresponding manner different phase shifts for the signals to be emitted by the antenna elements A, in each case as a function of the difference between the phase of the directional signal received by the respective antenna element and the phase of the reference signal received by the antenna element A.

In Fig. 2 sind die Schaltungseinzelheiten für typische Ausführung sbeispiele des Mischer-Detektors 24 mit quadratischer Kennlinie und der synchronisierten Oszillatoren 20 und 21 dargestellt. Der Detektor 24 ist ein symmetrischerIn Fig. 2, the circuit details for typical embodiments are sbeispiele the mixer detector 24 with square Characteristic curve and the synchronized oscillators 20 and 21 are shown. The detector 24 is a symmetrical one

Mischer und enthält ein Diodenpaar d1 und d_ mit quadrant Δ Mixer and contains a pair of diodes d 1 and d_ with quadrant Δ

tischer Kennlinie. Diese Dioden können Shottky-Dioden oder irgendwelche anderen AUzweck-Gleichrichterdioden sein. Die Dioden άΛ und d werden im Gegentakt durch den Über-table characteristic. These diodes can be Shottky diodes or any other purpose-built rectifier diodes. The diodes ά Λ and d are pushed-pull through the over-

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trager 41 gespeist, an den das Signal E sin (cot + <p) angelegt ist, und parallel durch den Übertrager 42, an dem das Signal E cos tfot liegt. Die Widerstände 43 und 44 mit einem Summenwid er stand R bilden die jeweilige Diodenbelastung, und Kondensatoren 45 und 46 stellen Hochfrequenz-Nebenschlüsse dar.carrier 41, to which the signal E sin (cot + <p) is applied, and in parallel by the transformer 42, to which the signal E cos tfot is applied. The resistors 43 and 44 with a sum resistance R form the respective diode load, and capacitors 45 and 46 represent high-frequency shunts.

Die Widerstände 43 und 44 sind je wesentlich kleiner als die Diodenwiderstände, so daß der Strom in jedem Widerstand im wesentlichen gleich den ihm zugeordneten Diodenstrom ist. Da die Kennlinie der Dioden quadratisch ist, sind diese Diodenströme wiederum proportional den an die Dioden angelegten Spannungen e und e . Die resultierende Aus-The resistors 43 and 44 are each much smaller than that Diode resistors, so that the current in each resistor is essentially equal to the diode current assigned to it is. Since the characteristic curve of the diodes is square, these diode currents are in turn proportional to those applied to the diodes Stresses e and e. The resulting output

CIi CIuCIi CIu

gangsspannung e ist also die Differenz zwischen den Spannungsanteilen der einzelnen Dioden und läßt sich ausdrückenoutput voltage e is the difference between the voltage components of the individual diodes and can be expressed

β = R <4 - 4 ) (2,β = R <4 - 4) (2,

Es gilt fernerIt also applies

e „ = E cos «©t + E sin (cAat + if) dl I e "= E cos " © t + E sin (cAat + if) dl I

und (3)and (3)

e,o = E cosiOt - E sin (ait +1P). dz 'e, o = E cosiOt - E sin (ait + 1 P). dz '

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Setzt man die Gleichungen (3) in die Gleichung (2) ein, so ergibt sich:Inserting equations (3) into equation (2) results in:

e = K. R (sin γ+ sin (2 Gut +f) ) (4)e = K. R (sin γ + sin (2 good + f) ) (4)

wobei K1 eine Konstante ist, die alle Signalamplitudenfaktoren enthält. Wenn Nachrichten darstellende Modulationsausdrücke in den Gleichungen (3) enthalten gewesen wären, so wurden sich diese Ausdrücke auslöschen. Der zweite Ausdruck in Gleichung (4) ist ein hochfrequentes Signal 2 cot , das durch die Kondensatoren 45 und 46 beseitigt wird. Es verbleibt dannwhere K 1 is a constant that contains all signal amplitude factors. If modulation terms representing messages had been included in equations (3), these terms would cancel each other out. The second term in equation (4) is a high frequency signal 2 cot that is canceled by capacitors 45 and 46. It then remains

e = K1 R sin f . (5)e = K 1 R sin f . (5)

Es muß nun noch die Spannung e in einen Strom umgewandelt werden. Dem Fachmann sind zahlreiche Wege hierzu bekannt. Bei einem bevorzugten Aiisführungsbeispiel der Erfindung wird ein einzelner Operationsverstärker oder eine Gleichstrom-Verstärkerstufe benutzt, die einen hohen Eingangswiderstand und einen niedrigen Ausgangswiderstand besitzt. Weiterhin werden zweckmäßig getrennte Verstärker 47 und 48 zur getrennten Speisung der synchronisierten Oszillatoren 20 und vorgesehen. Die Ausgangsspannung e jedes Verstärkers (nämlich die Spannung auf der Sammelleitung 26 oder 26a inThe voltage e now has to be converted into a current. Numerous ways of doing this are known to those skilled in the art. In a preferred embodiment of the invention a single operational amplifier or a DC amplifier stage is used that has a high input resistance and has a low output resistance. Furthermore, suitably separate amplifiers 47 and 48 become separate Supply of the synchronized oscillators 20 and provided. The output voltage e of each amplifier (namely the voltage on the bus 26 or 26a in

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Pig. 1) läßt sich dann ausdrücken alsPig. 1) can then be expressed as

e0 = K1 K2 sin<p (6)e 0 = K 1 K 2 sin <p (6)

wobei K eine den Verstärkungsfaktor des Verstärkers ent-where K is the amplification factor of the amplifier

alal

haltende Konstante ist.holding constant is.

Es sei jetzt der Aufbau der identischen synchronisierten Oszillatoren 20 und 21 betrachtet. Es kann irgendein freilaufender Oszillator benutzt werden, der sich elektrisch steuern läßt und durch ein weiteres Signal synchronisiert werden kann, dessen Frequenz verschieden von der Frequenz des freilaufenden Oszillators ist, aber innerhalb eines sogenannten Haltebereiches (locking range) liegt. Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann für den Oszillator 21, der zur Erläuterung betrachtet werden'soll, eine sogenannte IMPATT (Impact Avalanche and Transit Time)-Diode .51 verwendet werden,' die in einem Aufsatz "The IMPATT Diode - A Solid State Microwave Generator" 45 Bell Labs Record 144, Mai 1967 beschrieben ist.Let us now consider the structure of the identical synchronized oscillators 20 and 21. Any free running oscillator can be used that is electrically can be controlled and can be synchronized by a further signal whose frequency is different from the frequency of the free-running oscillator, but is within a so-called locking range. Corresponding A preferred embodiment of the invention can be considered for the oscillator 21, which is illustrative a so-called IMPATT (Impact Avalanche and Transit Time) diode .51 can be used, 'which are in a Article "The IMPATT Diode - A Solid State Microwave Generator" 45 Bell Labs Record 144, May 1967 is described.

Der Kondensator 53 und die Drosselspule 54 stellen die erforderliche Entkopplung zwischen den Vorspannungsquellen und der Hochfrequenzschaltung dar. Das Eingangssignal für die Synchronisierung liegt am 1. Anschluß 56 eines ZirkulatorsThe capacitor 53 and the choke coil 54 provide the required Decoupling between the bias sources and the high frequency circuit. The input signal for the synchronization is at the 1st connection 56 of a circulator

1 09851/12201 09851/1220

55, der das Signal an die Hochfrequenzschaltung der Diode. ankoppelt. Diese ist schematisch durch die mit der Diode gekoppelte, gestrichelt dargestellte Spule 52 und durch den zweiten Anschluß 57 des Zirkulators 55 angegeben. Die Ausgangsleistung wirdxdem dritten Anschluß 58 des Zirkulators 55 entnommen.55, which sends the signal to the high frequency circuit of the diode. coupled. This is indicated schematically by the coil 52, shown in broken lines, coupled to the diode, and by the second connection 57 of the circulator 55. The output power is taken x from the third connection 58 of the circulator 55.

Wenn die IMPATT-Diode 51 durch die A7OrSpannungsquelle 50 (in Reihe mit der Spannung e vom Verstärker 48) auf den richtigen Arbeitspunkt vorgespannt ist, so gilt die BeziehungIf the IMPATT diode 51 is biased to the correct operating point by the A 7 voltage source 50 (in series with the voltage e from the amplifier 48), the relationship applies

zwischen einer Ändeimng ti CMder natürlichen Resonanzfrequenz Cy der Änderung Δ I des Vorspannungsstroms, wobei K ein konstanter Diodenparameter ist.between a change in the natural resonance frequency Cy is the change Δ I in the bias current, where K is a constant diode parameter.

Wenn der Oszillator durch ein über den Eingang 56 geliefertes Signal E sin OOt synchronisiert ist, dann steht am Ausgang 58 ein Signal mit der gleichen Frequenz ίο wie das zugeführte Synchronisiersignal, aber mit einer Phasenverschiebung \o , die direkt von Acuabhängt entsprechend der BeziehungIf the oscillator is synchronized by a signal E sin OOt supplied via input 56, then at output 58 there is a signal with the same frequency ίο as the supplied synchronization signal, but with a phase shift \ o which is directly dependent on Acu according to the relationship

SÜ1<f 0 = ^7j£~ Q SÜ1 < f 0 = ^ 7j £ ~ Q

109851/1220109851/1220

wobei Q die Güte der externen Schaltung des Oszillators und G das Verhältnis der Ausgangsleistung zur zugeführten Leistung des Oszillators ist. Eine Änderung des über die Diode 51 fließenden Vorstromes bewirkt also eine Phasenverschiebung des Ausgangs signals mit Bezug auf das zugeführte Synchronisiersignal.where Q is the quality of the external circuit of the oscillator and G is the ratio of the output power to the supplied power Power of the oscillator is. A change in the bias current flowing through the diode 51 thus causes a phase shift of the output signal with reference to the supplied synchronization signal.

Man beachte jedoch., daß der Vorstrom einen festen Anteil aufgrund der Quelle 50 und einen veränderlichen Anteil aufgrund von e besitzt. Der feste Stromanteil ist proportional der Spannung der Quelle 50 und wird so eingestellt, daß die natürliche Resonanzfrequenz ä3des freilaufenden Oszillators bei Nichtvorhandensein des veränderbaren Stromanteiles, d.h., wenn e Null ist, gleich der des zugeführten Synchronisier signals ist. Der veränderbare Stromanteil ergibt sich entsprechend Gleichung (6) zuNote, however, that the bias current has a fixed proportion due to the source 50 and has a variable portion due to e. The fixed current component is proportional the voltage of the source 50 and is adjusted so that the natural resonance frequency - 3 of the free-running Oscillator in the absence of the changeable current component, i.e., when e is zero, it is equal to that of the supplied synchronizing signal. The changeable share of electricity results according to equation (6)

e0 Kl K2 Sin Ψ e 0 K l K 2 Sin Ψ

ΔΙ ." ΪΓ ■ (9) ΔΙ . "ΪΓ ■ (9)

d dd d

wobei R der äquivalente Gleichstromwiderstand der Diodenvorspannungsschaltung ist. Setzt man die Gleichungen (7) und (9) in die Gleichung (8) ein, so erhält manwhere R is the equivalent DC resistance of the diode bias circuit is. Substituting equations (7) and (9) into equation (8), one obtains

K1 K KK 1 KK

sintPn = ( Q Vcf) sin * . (10)sintP n = ( Q Vcf) sin *. (10)

0 Rd ' 0 R d '

1 0S8 5 1 / 122 01 0S8 5 1/122 0

Es ist einfach, alle innerhalb der Klammer in Gleichung (10) stehenden Konstanten so zu wählen, daß der Klammerausdruck gleich Eins ist. Dann gilt also sin *f n = sin IP. Das bedeutet, daß der vom Mischer-Detektor 24 abgeleitete, einer Sinusfunktion folgende Strom genau diejenige Funktion liefert, die bewirkt, daß der synchronisierte Oszillator 58 die entsprechend der Erläuterung der Fig. 1 erforderliche Phasenverschiebung einführt. Das Vorzeichen der eingeführten Phasenverschiebung hängt von der jeweiligen Art der benutzten Diode ab. Üblicherweise, beispielsweise bei IMPATT-Dioden, hat die Phasenverschiebung u?n das gleiche Vorzeichen wie Δ I3 was bedeutet, daß die natürliche Resonanzfrequenz mit dem Vorstrom ansteigt. Die durch die Polaritätsbezeichnungen bei den Verstärkern 47 und 48 angegebenen Verbindungen sind also richtig zur Gewinnung eines negativen Wertes Q> , d.h., einer Phasenverzögerung. Eine U mkehr dieser Verbindungen würde zu einem positiven Wert Ü> führen, der für ein noch zu beschreibendes Ausführungsbeispiel benötigt wird. Der Oszillator 20 ist identisch mit dem Oszillator 21 und verschiebt auf entsprechende Weise das zugeführte Synchronisiersignal um C^n gleich & . Da der einer Sinusfunktion folgende Strom für Winkel größer als + 90 nicht eindeutig ist, soll die Anzahl der Elemente der Antennenanordnung und der Abstand d zwi-It is easy to choose all of the constants within the brackets in equation (10) so that the expression in brackets equals one. Then we have sin * f n = sin IP. This means that the current derived from the mixer detector 24 and following a sine function supplies precisely that function which causes the synchronized oscillator 58 to introduce the phase shift required in accordance with the explanation of FIG. The sign of the phase shift introduced depends on the particular type of diode used. Usually, for example with IMPATT diodes, the phase shift has u? n has the same sign as Δ I 3, which means that the natural resonance frequency increases with the bias current. The connections indicated by the polarity designations for the amplifiers 47 and 48 are therefore correct for obtaining a negative value Q>, ie, a phase delay. A reversal of these connections would lead to a positive value U>, which is required for an exemplary embodiment to be described later. The oscillator 20 is identical to the oscillator 21 and shifts the supplied synchronization signal in a corresponding manner by C ^ n equal to &. Since the current following a sine function is not unique for angles greater than + 90, the number of elements of the antenna arrangement and the distance d between

109851/1220109851/1220

sehen ihnen entsprechend Gleichung (1) so gewählt werden, daß «f> für den erforderlichen Nachlaufwinkel 0 den Wert + 90 nicht übersteigen muß.can be chosen according to equation (1), that «f> has the value for the required caster angle 0 Does not have to exceed + 90.

Aus der obigen Erläuterung der Erfindung ergibt sich, daß wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Systemen erreicht werden. So sind keine besonderen Eigenschaften, beispielsweise ein Bezugs-Pilotsignal, für das von der entfernten Station 11 kommende Signal erforderlich. Außerdem ermöglicht die Erfindung einen gleichzeitigen Zweiwegbetrieb. Zwar ist zur Vereinfachung die Benutzung der gleichen Frequenz für den Sende- und Empfangsbetrieb beschrieben worden, aber es dürfte klar sein, daß die synchronisierten Oszillatoren 20 und 21 nicht auf der gleichen Frequenz arbeiten müssen. Bei maßstäblich richtiger Einstellung der Oszillatoren und der Verstärker 47 und 48 kann entsprechend den Erfordernissen der Praxis ein Sende- und Empfangsbetrieb mit unterschiedlichen Frequenzen durchgeführt werden.From the above explanation of the invention it can be seen that significant advantages are achieved over known systems will. So there are no special properties, for example a reference pilot signal, for the remote one Station 11 requires incoming signal. The invention also enables simultaneous two-way operation. Though the use of the same frequency for transmitting and receiving has been described to simplify matters, but it should be clear that the synchronized oscillators 20 and 21 do not operate on the same frequency have to. With the correct scale setting of the oscillators and the amplifiers 47 and 48, according to the In practice, transmission and reception operations can be carried out at different frequencies.

Das System nach Fig. 1 weist jedoch gewisse Einschränkungen auf, die sich aus der Tatsache ergeben, daß das für die Oszillatoren 20 und 21 verwendete Synchronisiersignal das Nachrichtensignal selbst ist. Gleichung (8) und deren FaktorThe system of Fig. 1, however, has certain limitations resulting from the fact that the The synchronizing signal used in oscillators 20 and 21 is the message signal itself. Equation (8) and its factor

1 0985 1 /1 2201 0985 1/1 220

G zeigen, daß die Amplitude de's Synchronisiersignals für eine gegebene Phasenverschiebung konstant sein muß. Daher werden die Begrenzerverstärker 15 und 16 benutzt, wodurch eine Amplitudenmodulation des Trägers ausgeschlossen ist. Da außerdem die synchronisierten Oszillatoren 20 und 21 direkt in die primären Empfangs- und.Sendewege eingefügt sind, begrenzen sie in gewissem Umfang den zulässigen Modulationsindex eines frequenz- oder phasenmodulierten Trägers.G show that the amplitude of the synchronizing signal for a given phase shift must be constant. Therefore, the limiter amplifiers 15 and 16 are used, whereby a Amplitude modulation of the carrier is excluded. There In addition, the synchronized oscillators 20 and 21 are inserted directly into the primary receiving and transmitting paths to some extent the permissible modulation index of a frequency or phase modulated carrier.

Diese Beschränkungen sind bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgeschaltet. Im wesentlichen ergibt sich die Verbesserung dadurch, daß die synchronisierten Oszillatoren von den primären Signalwegen durch Modulatoren getrennt sind und daß ihre Synchronisiersignale unabhängig von stabilen Oszillatoren abgeleitet sind. Dadurch wird eine beträchtliche Anpassungsfähigkeit für die Wahl sowohl der Empfangs- als auch der Sendefrequenz bewirkt und außerdem die Möglichkeit geschaffen, daß die Ausgangs- und Eingangsfrequenz ohne Verwendung einer weiteren Frequenzumsetzerstufe eine Zwisehenfrequenz sein kann.These limitations are in the embodiment shown in FIG switched off. Essentially, the improvement results from the fact that the synchronized oscillators are separated from the primary signal paths by modulators and that their synchronization signals are independent of stable ones Oscillators are derived. This allows considerable adaptability for the choice of both reception and reception also causes the transmission frequency and also created the possibility that the output and input frequency without use a second frequency converter stage can be.

Zur Vereinfachung sind für Bauteile in F ig. 3, die denen in Fig. 2 entsprechen, gleiche Bezugsziffern verwendet worden.For the sake of simplicity, components in Fig. 3, which correspond to those in FIG. 2, the same reference numerals have been used.

10 9851/122010 9851/1220

Der Hauptunterschied läßt sich bei den Koppelwegen für das gerichtete Signal erkennen, bei denen jetzt ein Empfangsmodulator 30 in den Empfangsweg vom Element A. und ein Sendemodulator 31 in den Sendeweg zu diesem Element eingefügt sind. Diese Modulatoren sind beide von einem Typ, der normalerweise als Aufwärts- und Abwärts wischer in hochfrequenten Einrichtungen benutzt wird. Das dem sonst üblicherweise verwendeten örtlichen Oszillator entsprechende Signal wird jedoch vom Ausgang der synchronisierten Oszillatoren 32 bzw. 33 abgeleitet. Wie angegeben, weist jeder Oszillator 32 und 33 eine Ausgangsfrequenz auf, die sich von der Empfangs- und Sendefrequenz um die gewünschte Zwischenfrequenz unterscheidet. Die Sende- und Empfangsfrequenz können unabhängig voneinander gewählt werden. Diese unabhängige Wahlmöglichkeit als auch die Frequenzumsetzung auf eine Zwischenfrequenz stellen jedoch zusätzliche Merkmale und nicht notwendigerweise Beschränkungen des Systems dar. Wenn die Sende- und Empfangsfrequenz stark voneinander abweichen, so sind maßstäblich geänderte oder getrennte Antennenanordnungen erforderlich, wie dies in einem Aufsatz "Self-Steering Array Repeaters" von C. C. Cutler et all in The Bell System Technical Journal, September 1963, Seite 2013 beschrieben ist.The main difference can be found in the coupling paths for the Detect directed signal, in which a receiving modulator 30 is now in the receiving path from element A. and a transmitting modulator 31 are inserted in the transmission path to this element. These modulators are both of a type that usually used as an up and down wiper in high frequency Facilities is used. The one corresponding to the local oscillator that is usually used However, the signal is derived from the output of the synchronized oscillators 32 and 33, respectively. As stated, everyone knows Oscillator 32 and 33 have an output frequency that differs from the reception and transmission frequencies by the desired Intermediate frequency is different. The transmission and reception frequency can be selected independently of each other. However, this independent option as well as the frequency conversion to an intermediate frequency represent additional features and do not necessarily represent limitations of the system. If the transmission and reception frequencies differ significantly from each other, so scaled or separate antenna arrangements are required, as in an essay "Self-Steering Array Repeaters" by C. C. Cutler et al The Bell System Technical Journal, September 1963, page 2013.

109851/1220109851/1220

Die Synchronisiersignale für die synchronisierten Oszillatoren 32 und 33 werden durch ö rtliche Empfangs- bzw. Sendeoszillatoren 34 und 34a mit fester Amplitude und stabilen Frequenzen geliefert, die gleich der gewünschten Ausgangsfrequenz des jeweiligen synchronisierten Oszillators sind. Die natürliche Resonanzfrequenz jedes synchronisierten Oszillators 32 und 33 wird durch die Spannung auf den Sammelleitungen 26 und 26a entsprechend der· obigen Erläuterung gesteuert (eine Funktion der Phasendifferenz cpder von den Elementen An und A1 empfangenen Signale).The synchronizing signals for the synchronized oscillators 32 and 33 are provided by local receiving and transmitting oscillators 34 and 34a with fixed amplitudes and stable frequencies which are equal to the desired output frequency of the respective synchronized oscillator. The natural resonant frequency of each synchronized oscillator 32 and 33 is controlled by the voltage on buses 26 and 26a as discussed above (a function of the phase difference cp of the signals received from elements A n and A 1).

Die Bezugssignal-Koppelwege enthalten den Empfangsmodulator 35 und den Sendemodulator 36 auf den Wegen zum Element A , um, falls erforderlich, eine Frequenzumsetzung auf die bzw. von der Zwischenfrequenz durchzuführen, ohne aber irgendeine relative Phasenänderung einzuführen. Die Modulatoren 35 und 36 werden durch ein örtliches Oszillator signal gespeist, das aus den gleichen Quellen 34 bzw. 34a abgeleitet ist, die jedoch zur Vereinfachung als getrennte Quellen dargestellt sind.The reference signal coupling paths contain the receive modulator 35 and the transmit modulator 36 on the paths to the element A, in order, if necessary, to carry out a frequency conversion to or from the intermediate frequency, but without introduce some relative phase change. The modulators 35 and 36 are signal through a local oscillator fed, which is derived from the same sources 34 and 34a, but for the sake of simplicity as separate sources are shown.

Verwendet man die in Verbindung mit Fig. 1 und 2 benutzten Signalbezeichnungen so wird das Signal E sin cot vom ElementIf the signal designations used in connection with FIGS. 1 and 2 are used, the signal E is sin cot from the element

10 9 8 5 1/12 2 010 9 8 5 1/12 2 0

OOOO

A empfangen und dem Modulator 35 zugeführt. Das Signal E sin (out +.*f) wird vom Element A1 empfangen und zum Modulator 30 gegeben. Der örtliche Oszillator 34 besitzt eine Frequenz <UU, wob ei OU - Dj die Zwischenfrequenz ijj ist. Das Ausgangs signal des synchronisierten Oszillators 32 ist E sin (W_.t + cf> ), und nach der Mischung im ModulatorA received and fed to the modulator 35. The signal E sin (out +. * F) is received by the element A 1 and sent to the modulator 30. The local oscillator 34 has a frequency <UU, where ei OU- Dj is the intermediate frequency ijj . The output signal of the synchronized oscillator 32 is E sin (W_.t + cf>), and after mixing in the modulator

Jti ■ üJti ■ ü

30 mit E sin (Ccvt + Φ ) ist das auf die Sammelleitung 28 gegebene Differenz signal gleich E K sin ( ( (jy- 6OR) t +tf*- 4PÜ30 with E sin (Ccvt + Φ) the difference signal given to the collecting line 28 is equal to EK sin (( (jy- 6O R ) t + t f * - 4PÜ

wobei K die Umsetzerkonstante ist. Macht man ψ gleich νσ so ist das Ausgangs signal des Modulators 30 das Signal E K0 sin0O -n't· Die gleiche Umsetzung ohne Phasenänderungwhere K is the converter constant. If ψ is made equal to νσ, then the output signal of the modulator 30 is the signal EK 0 sin0O -n't · The same conversion without a phase change

ο JLJbο JLJb

findet im Modulator 35 unter Lieferung von E sin<A?TT,t statt,takes place in modulator 35 with delivery of E sin <A? TT , t instead,

JLbJLb

so daß die Ausgangssignale der Modulatoren 30 und 35 kohärent auf der Sammelleitung 28 mit den Ausgangssignalen der entsprechenden Schaltungen im Kästchen 38 kombiniert werden.so that the output signals of the modulators 30 and 35 are coherent on the bus 28 are combined with the output signals of the corresponding circuits in box 38.

lh den Sendeweg muß für das gerichtete Signal eine Phasenverschiebung eingeführt werden, deren Vorzeichen dem Vorzeichen der in den Empfangsweg eingeführten Phasenverschiebung entgegengesetzt ist. Entsprechend Fig. 4 kann diese Umkehr auf verschiedenen Wegen einschließlich einer Vertauschung der Polaritätsverbindung der Spannung e mit dem Operationsverstärker 48a erfolgen, der den synchronisiertenThe transmission path must have a phase shift for the directional signal are introduced whose sign corresponds to the sign of the phase shift introduced into the receive path is opposite. Referring to Fig. 4, this reversal can be done in a number of ways, including interchangeability the polarity connection of the voltage e done with the operational amplifier 48a, the synchronized

109851/ 1220109851/1220

Sendeoszillator 33 steuert, so daß das Signal vom Verstärker 48a gleich -e ist, also die Umkehrung von e des Verstärkers 47 und des Verstärkers 48 in Fig. 2. Am Zwischenfrequenzeingang wird also das Signal E sinck«?TTpt empfangen und auf der Sammelleitung 29 aufgeteilt. Der örtliche Sendeoszillator 34a besitzt eine Frequenz (KJtf - tjj ), wobeiTransmit oscillator 33 controls so that the signal from amplifier 48a is equal to -e, that is, the inverse of e from amplifier 47 and amplifier 48 in FIG. T Tpt received and shared on bus 29. The local transmit oscillator 34a has a frequency (KJtf - tjj), where

1 IJf1 IJf

die gewünschte Sendefrequenz ist. Der Modulator 36is the desired transmission frequency. The modulator 36

setzt also die Frequenz des vom Element A abgestrahlten Bezugsignals in die Sendefrequenz E sinoy?Tt ohne Phasenänderung um. Das Ausgangs signal des synchronisierten Oszülators 33 hat die Form E sin ((ct> T - UXp) t - γ ), und nach Mischung ün Modulator 31 mit dem Signal E sintA>TFt lautet das vom Element A1 abgestrahlte Summenprodukt E K sin (Öbrpfc - ^P), wie das für die Aussendung in diethus sets the frequency of the reference signal emitted by element A into the transmission frequency E sinoy? T t without a phase change. The output signal of the synchronized oscillator 33 has the form E sin ((ct> T - UXp) t - γ), and after mixing in modulator 31 with the signal E sintA> TF t, the sum product EK sin emitted by element A 1 is ( Öbrpfc - ^ P), like that for sending out into the

öl/oil/

gleiche Richtung nötig ist, au s der das Signal empfangen wurde. . ■same direction is necessary from which the signal was received. . ■

Es sind getrennte synchronsierte Oszillatoren 32 und 33 zur Vereinfachung der Erläuterung benutzt worden, die außerdem, eine größere Freiheit bei der Frequenzwahl ermöglichen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der Empfangsmodulator 30 und der Sendemodulator 31 vom gleichen synchronisierten Oszillator gespeist werden können, vorausgesetztSeparate synchronized oscillators 32 and 33 have been used to simplify the explanation. allow greater freedom in the choice of frequency. It should be noted, however, that the receiving modulator 30 and the transmission modulator 31 can be fed by the same synchronized oscillator, provided

109851/122 0109851/122 0

daß die gewünschte Sende- und Empfangsfrequenz nicht wesentlich voneinander verschieden sind und daß der Modulator auf bekannte Weise so abgewandelt wird, daß er die Phase des Trägersignals mit Bezug auf das Oszillator signal im Vergleich zu den Phasenlagen im Modulator 30 invertiert.that the desired transmission and reception frequency are not significantly different from one another and that the modulator is modified in a known manner so that it changes the phase of the carrier signal with respect to the oscillator signal im Inverted compared to the phase positions in the modulator 30.

109851/1220109851/1220

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS l.j Automatisch nachsteuerndes Antennensystem mit lj Automatic readjusting antenna system with einer Antennenanordnung, die wenigstens ein erstes Bezugselement Lind ein zweites Element enthält, mit einem jedem Element zugeordneten Diplexer zur Trennung der ausgesendeten und empfangenen Wellen, mit einer Abtasteinrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals in Abhängigkeit von der Phasendifferenz zwischen den von dem ersten und zweiten Element der Antennenanordnung empfangenen Signalwellen, mit einer Schaltung zur Kombination der empfangenen, von den Elementen der Antennenanordnung gelieferten Signalwellen und mit einer Sender-Phasenschiebeeinrichtung, die in Abhängigkeit von dem Steuersignal die Phase der von dem zweiten Element ausgesendeten Welle steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Kombination der empfangenen, von den Antennenelementen gelieferten Signalwellen einen synchronisierten Oszillator (20, 32) aufweist, dessen Phase durch ein von der Abtasteinrichtung (24, 25) erzeugtes Steuersignal (26) so gesteuert wird, daß die Phasenunterschiede zwischen den empfangenen, zu kombinierenden Signalwellen ein Minimum werden.an antenna assembly including at least a first reference element and a second element, with each Element associated diplexer for separating the transmitted and received waves, with a scanning device for generating a control signal in dependence on the phase difference between those of the first and second Element of the antenna arrangement received signal waves, with a circuit for combining the received, from the elements of the antenna arrangement supplied signal waves and with a transmitter phase shifter which controls the phase of the wave emitted by the second element as a function of the control signal, characterized in that the circuit for combining the received, supplied by the antenna elements Signal waves has a synchronized oscillator (20, 32), the phase of which is determined by one of the scanning device (24, 25) generated control signal (26) is controlled so that the phase differences between the received, too combining signal waves become a minimum. 10985 1/122010985 1/1220 2. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung einen 90 -Phasenschieber (25), der die Phase eines Bezugssignals vom ersten Bezugselement (A ) verschiebt, und einen Mischer (24) mit quadratischer Kennlinie enthält, der ein Steuersignal (26, 26a) erzeugt, das von der Phasendifferenz zwischen den vom ersten und zweiten Antennenelement (A A) empfangenen Signalen abhängt.2. Antenna system according to claim 1, characterized in that the scanning device has a 90 phase shifter (25) which shifts the phase of a reference signal from the first reference element (A), and a mixer (24) contains a quadratic characteristic, which generates a control signal (26, 26a) which is derived from the phase difference between depends on the signals received by the first and second antenna element (A A). 3. Antennensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende-Phasenschiebeeinrichtung einen synchronisierten Oszillator (21, 33) aufweist, dessen Phase durch ein von der Abtasteinrichtung (24, 25) erzeugtes Steuersignal (26) so gesteuert wird, daß das von der Antennenanordnung ausgesendete Signal in die gleiche Richtung gestrahlt wird, aus der die empfangene Signalwelle ankommt.3. Antenna system according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission phase shifting device one synchronized oscillator (21, 33), the phase of which is generated by a from the scanning device (24, 25) Control signal (26) is controlled so that the signal transmitted by the antenna arrangement in the same direction is radiated from which the received signal wave arrives. 4. Antennensystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender-Phasenschiebeeinrichtung einen Sendemodulator (31) aufweist, der zwischen den synchronisierten Oszillator (33) und den Diplexer (14) geschaltet ist und das Frequenzband der auszusendenden Signale (29) umsetzt.4. Antenna system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the transmitter phase shifting device a transmission modulator (31) which is connected between the synchronized oscillator (33) and the diplexer (14) and converts the frequency band of the signals (29) to be transmitted. 109851/1220109851/1220 δ. Antennensystem nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4,δ. Antenna system according to claim 1, 2, 3 or 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Kombination der empfangenen, von den Antennenelementen gelieferten Signalwellen einen Empfangsmodulator (30) aufweist, der an den Ausgang desv synchronisierten Oszillators (32) angeschaltet ist und das Frequenzband der empfangenen, zu kombinierenden Signalwellen umsetzt.characterized in that the circuit has a reception modulator (30) for combining the received, supplied by the antenna elements signal waves, which is connected to the output of the v-locked oscillator (32) and the frequency band received, converts the to be combined signal waves. 6. Antennensystem nach einem der vorhergehenden6. Antenna system according to one of the preceding Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der synchronisierte Oszillator (20, 21) (32, 33) eine IMPATT-Diode (51) aufweist. Claims, characterized in that the synchronized oscillator (20, 21) (32, 33) has an IMPATT diode (51). 109851/1220109851/1220 LeerseiteBlank page
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