DE2157486B2

DE2157486B2 - Verfahren zur Einstellung von auf den gleichen Zielort gerichteter Strahlungsenergie

Info

Publication number: DE2157486B2
Application number: DE2157486A
Authority: DE
Inventors: Thomas R. Malibu Calif. O'meara (V.St.A.)
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1971-02-24
Filing date: 1971-11-19
Publication date: 1979-02-01
Also published as: JPS4721637A; FR2126172B1; DE2157486A1; JPS5439569B2; DE2157486C3; FR2126172A1; IL38104A0; GB1367922A; SE379905B; US3727223A; IL38104A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der von räumlich getrennten Strahlungsquellen auf den gleichen Zielort gerichteten Strahlungsenergie gleicher Frequenz in solcher Weise, daß bei unterschiedlich gestörten Übertragungsstrecken eine optimale Energieübertragung zum Zielort erfolgt, bei dem wenigstens ein Teil der von den einzelnen Strahlungsquellen ausgesandten Energieanteüe mit je einer für die jeweilige Strahlungsquelle charakteristischen Frequenz phasenmoduliert wird, am Zielort die durch die Überlagerung der phasenmodulierten Energieanteüe bedingte Amplitudenmodulation beobachtet und an den Ort der Strahlungsquellen zurückgemeldet wird und die Einstellung der Strahlungsquellen in Abhängigkeit von den Komponenten der Amplitudenmodulation erfolgt.

Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 32 67 380 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren bleibt der von einer Strahlungsquelle ausgesandte Energieanteil unmoduliert und es wird festgestellt, ob die von anderen Strahlungsquellen ausgesandten, phasenmoduiierten Energieanteüe mit dem nichtmodulierten Energieanteil in Phase sind oder nicht Ist der modulierte Energieanteil mit dem nichtmodulierten in Phase, so wird ein .Summensignal erhalten, das praktisch keir-e Amplitudenmodulation mit der Frequenz der Phasenmodulation aufweist Ist dagegen der phasenmodulierte Energieanteil mit dem nichtmodulierten Energieanteil außer Phase, weist das Summensignal eine Amplitudenmodulation mit der Frequenz der Phasenmodulation auf, die

ίο um so größer ist, je größer die Phasendifferenz ist Die im Empfangssignal festgestellte Amplidudenmodulation wird an den Sender zurückgemeldet und es wird die Phase des phasenmodulierten Energieanteils, dessen Modulationsfrequenz mit der Frequenz der festgestellten Amplitudenmodulation übereinstimmt, in dem Sinn verändert, daß die am Zielort festgestellte Amplitudenmodulation abnimmt Auf diese Weise ist es möglich, mehrere phasenmodulierte Energieanteüe am Zielort mit einem nichtphasenmodulierlen Energieanteil in Phase zu bringen, damit sich alle Energieanteüe phasenrichtig addieren und ein optimales Ausgangssignal erzielt wird.

Das bekannte Verfahren macht es zwar möglich, die am Zielort ankommenden Energieanteüe phasenrichtig

>■> zu addieren, jedoch verhindert es nicht, daß bei ungünstigen Verhältnissen Energieanteüe von Strahiunjsquellen ausgesandt werden, die stark gestörten Übertragungswegen zugeordnet sind, so daß diese Energieanteüe den Zielort, wenn überhaupt, nur stark geschwächt erreichen. Hierdurch können erhebliche Energieverluste eintreten, die es noch immer erforderlich machen, energieseitig ein Vielfaches der Energie zur Verfügung zu stellen, die dann benötigt würde, wenn gewährleistet wäre, daß die ausgesandte Energie im

ι·-, wesentlichen den Zielort erreicht.

Aus der DE-AS 12 15 784 ist es bekannt, bei einem System zur Nachrichtenübertragung, insbesondere zur drahtlosen Übertragung von Fernschreibnachrichten, an den Sender eine Rückmeldung zu schicken, wenn die

4» am Zielort empfangene Energie einen vorbestimmten Wert unterschreitet, bei dem ein ungestörter Empfang gerade noch gewährleistet ist. Aufgrund der Rückmeldung wird das Aussenden der zu übertragenden Nachrichten unterbrochen, bis vom Empfänger die

4-, Wiederherstellung einer zur Nachrichtenübertragung ausreichenden Verbindung angezeigt wird. Auf diese Weise wird zwar vermieden, daß Informationen durch gestörte Übertragungswege verloren gehen, jedoch ist ein solches Verfahren nicht brauchbar, wenn eine Unterbrechung der Energieübertragung nicht stattfinden darf.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren derart weiterzubilden, daß bedeutende Energieverluste auf dem Übertragungsweg vermieden werden und daher der Sender nicht ein Vielfaches der Leistung aufbringen muß, die bei guten Übertragungsverhältnissen erforderlich sind, um auf den Zielort die gewünschte Energie zu übertragen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß allen Energieanteilen eine Phasenmodulation aufgeprägt und die Verteilung der zu übertragenden Energie auf die Strahlungsquellen in Abhängigkeit von denjenigen Komponenten der Amplitudenmodulation erfolgt, deren Frequenz einer geradzahligen, insbesondere der zweiten Harmonischen der für die einzelnen Energieanteüe charakteristischen Frequenzen gleich ist.

Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die relative Amplitude der Energie, deren Frequenz gleich der zweiten Harmonischen jeder Modulationsfrequenz ist, einen Hinweis auf den Anteil an der empfangenen Gesamtenergie bildet, der auf den zugeordneten, von einer bestimmten Strahlungsquelle ausgesandten Strahl zurückzuführen ist Es kann daher anhand der Amplitudenmodulation des einheitlichen Empfangssignals festgestellt werden, wie groß die Anteile der von den verschiedenen Strahlungsquellen ausgesandten Energieanteile an der am Zielort empfangenen Gesamtenergie ist, und es kann daher eine solche Verteilung der Energie auf die einzelnen Übertragungswege erfolgen, daß eine optimale Übertragung der sendeseitig zur Verfügung gestellten Gesamtenergie gewährleistet ist. insbesondere können solche Übertragungsstrecken, die sehr stark gestört werden, nur mit geringen Energieanteilen beschickt oder vorübergehend gänzlich abgeschaltet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird außerdem in an sich bekannter Weise die Phase der den einzelnen Strahlungsquellen zugeführten Energieanteile in Abhängigkeit von den Komponenten der Amplitudenmodulation mit der Grundfrequenz der für die einzelnen Energieanteile charakteristischen Frequenzen eingestellt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, mittels Kalibrierungsperioden zu arbeiten, während denen allen Strahlungsquellen wenigstens annähernd der gleiche Energieanteil zugeführt wird. Es kann dann in Abhängigkeit von der während dieser Kalibrierungsperioden beobachteten Amplitudenmodulation die Verteilung der HF-Energie auf die Strahlungsquellen außerhalb der Kalibrierungsperioden eingestellt werden

C ie Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild eines optischen Sendesystems mit einer Strahlergruppe, bei dem die Wirksamkeit der Leistungsübertragung auf jedem Weg getrennt überwacht und die relative Verstärkung der einzelnen Kanäle getrennt gesteuert wird, um die Gesamtwirksamkeit des Systems zu erhöhen,

F i g. 2 das Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Leistungssteuerungseinheit, die irn Sendesystem nach F i g. 1 verwendbar ist,

F i g. 3 ein Diagramm von Taktsignalen zur Erläuterung der Wirkungsweise der in F i g. 1 dargestellten Leistungssteuereinheiten,

Fig. 4 ein Diagramm des elektromagnetischen Gesamtfeldes an einem Ziel zur Erläuterung der Phasen-Amplituden-Modulationsumwandlung, von dem bei dem System nach F i g. 1 Gebrauch gemacht wird und

F i g. 5 das Blockschaltbild eines Sendekanals des Sendesystems nach F i g. 1 mit zusätzlichen Schaltungsanordnungen zur Steuerung der Phase der ausgesendeten Strahlen in solcher Weise, daß am Ziel ein gleichphasiger Zustand vorliegt.

Das in Fig. 1 dargestellte Sendesystem weist eine Anzahl Sendekanäle 12a, 12Z> und 12c auf, die elektromagnetische Energie in Form von Strahlen 14a, 146 und 14c in Richtung auf ein Ziel 16 aussenden. Wegen der Gleichheit des Aufbaues dieser Sendekanäle sind einander entsprechende Elemente dieser Kanäle mit der gleichen Bezügsziffer versehen, die vor· einem Buchstaben a, b oder c gefolgt wird, der den Kanal 12a, 12Zj oder 12c angibt, zu dem das entsprechende Element gehört

Im ersten Kanal 12a wird von einem Sendelaser 18 j stammende Energie mit Hilfe eines Spiegels 20a, eines elektronisch steuerbaren Phasenschiebers 22a und eines Leistungsverstärkers 24a einer Sendeöffnung 2öa zugeführt Die Öffnung oder Apertur 26a kann eine Fokussieroptik, beispielsweise ein Fernrohr, enthalten.

κι Bei dem Leistungsverstärker 24 kann es sich um einen »elektronisch gepumpten« CO2-Verstärker handeln, dessen Verstärkungsfaktor in Abhängigkeit von einem Signal I_e steuerbar ist, das ihm von einer Leistungssteuereinheit 28a zugeführt wird.

ι -, In gleicher Weise werden Öffnungen 26b und 26c mit Energie erregt, die vom Sendelaser 18 über Strahlteiler 216 bzw. 21c, elektronisch steuerbare Phasenschieber 22b bzw. 22c und Leistungsverstärker 246 bzw. 24c zugeführt wird.

:i> Ein Teil der vom Ziel 16 reflektierten Gesamtenergie, der als Strahl 30 veranschaulicht ist, wird von einer Öffnung 32 empfangen und mit Hilfe eines Spiegels 34 und eines Strahlteilers 36 einem Mischer 40 in Form einer Photodiode zugeführt. Die empfangene Energie

2Ί wird in Mischer 40 mit einem optischen Signal überlagert, das von einem Oszillatorlaser 42 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Mischers 40 gelangt über einen ZF-Verstärker 44 zu einem Hüllkurvendetektor 46, der ein Ausgangssignal erzeugt, das als Funktion der

»ι Umhüllenden des vom ZF-Verstärker 44 gelieferten ZF-Signals variiert.

Das Ausgangssignal des Hüllkurvendetektors 46 wird Bandpässen 48a, 48Zj und 48c zugeführt. Wegen des gleichen Aufbaues der Regelschleifen, die jedem der

r, Sendekanäle zugeordnet sind, sind auch hier wieder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, die von einem den zugeordneten Kanal angebenden Buchstaben a, Z>oder cgefolgt sind.

Der dem auch weiterhin betrachteten Kanal 12a

ι» zugeordnete Bandpaß 48a ist auf eine Frequenz 2ωι abgestimmt. Das Ausgangssignal dieses Filters wird einem Phasendetektor 50a als Eingangssignal zugeführt. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 50a hat den Wert X sin Φ, wobei X eine Funktion der Amplitude des

.τ, vom Bandpaß 48a zugeführten Signals und Φ der Phasenwinkel zwischen dem zuletzt genannten Signal und einem Signal mit der Frequenz 2coi ist, das von einem Frequenzverdoppler 51a zugeführt wird.

Der Frequenzverdoppler 51a erhält sein Eingangssi-

-,Ii gnal von einem Bezugsoszillator 52a, der ein Ausgangssignal mit meiner Frequenz ω, erzeugt. Das Ausgangssignal des Bezugsoszillators 52a wird auch dem elektronisch steuerbaren Phasenschieber 22a zugeführt. Der Phasenschieber 22a, bei dem es sich beispielsweise

r, um einen beweglichen Spiegel oder eine elektrooptische Vorrichtung handeln kann, ändert die effektive Länge des Übertragungsweges mit der Frequenz des Signals, das ihm vom Bezugsoszillator 52a zugeführt wird.

In gleicher Weise wird den Strahlen 14Z> und 14c je

hii eine Phasenmodulation mit der Frequenz 0)2 bzw. coi erteilt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Leistungsüberwachung wird durch das Diagramm nach F i g. 4 verdeutlicht.

h^ri Die Kurve 56 veranschaulicht die Phasenverteilung des von der Gesamtheit der ausgesendeten Strahlen in der Nähe des Zieles 16 bebildeten elektromagnetischen Feldes. Für den Augenblick sei angenommen, daß die

mittlere Phase der Felder aller Strahlen am Ziel sich nahe dem Scheitelwert 57 der Phasenumhüllenden 56 befindet. Einrichtungen, die es ermöglichen, die Phase der Felder aller Strahlen bei diesem Scheitelwert zu halten, werden später anhand F i g. 5 erläutert. Im Diagramm nach F i g. 4 ist die Phasenmodulation mit der Frequenz ωι, die der Phasenschieber 22a verursacht, durch eine Kurve 59 dargestellt. Diese Phasenmodulation erzeugt eine Amplitudenmodulation um den Scheitelpunkt der Umhüllenden 56, die durch die Kurve 61 wiedergegeben wird. Da die Phasenmodulation am Scheitel der Umhüllenden 56 stattfindet, enthält die durch die Kurve 61 wiedergegebene Amplitudenmodulation nur sehr wenig Energie mit der Modulationsfrequenz ωι, sondern hat eine wesentliche Energie bei der zweiten Harmonischen 2ci)i dieser Frequenz. Wenn dagegen die Phasenmodulation an der rechten Flanke der Umhüllenden 56 stattfindet, würde die resultierende Amplitudenmodulation, die durch die Kurve 58 veranschaulicht ist, im wesentlichen aus Energie mit der Modulations-Grundfrequenz bestehen. Ebenso hätte eine Phasenmodulation an der linken Flanke der Umhüllenden 56, wie sie durch die Kurve 60 veranschaulicht ist, eine Amplitudenmodulation vornehmlich mit der Grundfrequenz zur Folge. Die vorstehende Analyse kann auf jeden der Strahlen der Sendegruppe ausgedehnt werden und es kann, wenn eine beträchtliche Anzahl solcher Strahlen in einem Sendesystem benutzt werden, gezeigt werden, daß die relative Amplitude der Energie, deren Frequenz gleich der zweiten Harmonischen jeder Modulationsfrequenz ist, einen Hinweis auf den Anteil an der empfangenen Gesamtenergie bildet, der auf den zugeordneten Strahl zurückzuführen ist.

Das Ausgangssignal A\ des Phasendetektors 50a (F i g. 1) ist eine Funktion der Amplitude der empfangenen Amplitudenmodulationskomponenten mit der Frequenz 2<ui und infolgedessen des Anteils empfangener Leistung, der auf den Sendestrahl 14a zurückgeht. Ebenso sind die Ausgangssignale Λ2 und A3 der Phasendetektoren 50i> und 50c charakteristisch für die relative Übertragungswirksamkeit der Strahlen 146 und 14c

Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Signals, das für die Übertragungswirksamkeit A_n, eines einzelnen Übertragungsweges charakteristisch ist, kann die Leistung auf die verschiedenen Sendekanäle nach jedem gewünschten Schema verteilt werden. Bei der optischen Strahlergruppe des Systems nach F i g. 1 kann es beispielsweise aus mehreren Gründen nicht wünschenswert sein, die Gesamtleistung des Systems in dem einzigen Kanal zu übertragen, der den wirksamsten Übertragungsweg bildet Zunächst ist es für die meisten Systeme unwahrscheinlich, daß ein einziger Sendekanal das JV-fache seiner Nennleistung aufnehmen kann, wenn N die Anzahl der Sendekanäle ist Weiterhin hat die Verteilung der Leistung auf immer weniger Elemente eine Verbreiterung des Strahlungsdiagramms der Gesamtanordnung zur Folge, so daß bei Zielen, die in bezug auf die Strahlbreite eines einzigen Elementes der Gruppe klein sind, die effektive Leistungsdichte auf dem Ziel abnimmt Demnach ist bei Anwendungen, bei denen elektromagnetische Leistung von Gruppen phasengesteuerter Strahler ausgesendet wird, zur optimalen Verteilung der Leistung ein Kompromiß zwischen einer gleichförmigen Erregung der Strahlungselemente der Gruppe, die zu einer Verengung der Strahlungskeule führt und einer drastisch ungleichförmigen Verteilung erforderlich, durch die die abgestrahlte Leistung auf die wirksamsten Übertragungswege konzentriert wird.

Unter Verwendung der vorstehenden Betrachtungen und unter der Annahme, daß alle ausgesendeten

·-, Strahlen das Ziel treffen und genau gleichphasig sind, kann die Amplitudenbewertungsfunktion W_n, der das Aperturfeld der Strahlungsquelle, die der öffnung m zugeordnet ist, nach den folgenden Gleichungen berechnet werden. Die Leistung an einem Punktziel ist proportional zu

P₁ = K_x

Die Maximierung der Leistung soll erfolgen für eine konstante abgestrahlte Leistung

P_r = K₂ Σ W- = const. (2)

FH = 1

Es kann gezeigt werden, daß sich dann für die Optimal werte von W_n, ergibt

'"Ρ< (V Λ~2|Ι/2

Demnach sind unter den oben angegebenen Bedingjungen die optimalen Feldbewertungsfaktoren der Übertragungswirksamkeit A_n, auf dem betreffenden Weg proportional. Es sei jedoch bemerkt, daß die Erfindung auf jedes Verteilungsschema anwendbar ist und daß bei der behandelten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Gleichung (3) nur beispielsweise verwirklicht ist.

Die Bewertungsfunktionen für die verschiedenen Sendekanäle werden mit Hilfe der Leistungssteuereinheit 28 jedes Kanals verwirklicht, die mit Hilfe von Taktimpulsen C, die von einem Taktgenerator 70 (Fig. 1) geliefert werden, synchronisiert werden und von Normierungssignalen B Gebrauch machen, die ihnen von einer Normierungseinheit 72 zugeführt werden. Die Leistungssteuereinheiten 28 beeinflussen den Erregerstrom, der den zugeordneten Leistungsvsrstärkern 24 zugeführt v/ird, so daß der Verstärkungsfaktor jedes Kanals auf einem dem zugeordneten Bewertungsfaktor W_n, entsprechenden Wert gehalten wird.

Eine Ausführungsform einer Leistungssteuereinheit 28 ist in F i g. 2 mehr im einzelnen dargestellt Die Leistungssteuereinheit nach F i g. 2 umfaßt eine Recheneinheit 74, bei der es sich um jede Schaltungsanordnung handeln kann, die dazu geeignet ist die Gleichung (3) zu verwirklichen und ein Signal W_n, zu liefern. Das Glied Am wird der Recheneinheit 74 von dem Phasendetektor 50 des entsprechenden Kanals zugeführt Das Glied B, das

1/2

FFl=I

gleich ist erhält die Recheneinheit 74 von der Normierungseinheit 7Z Bei der Normierungseinheit 72

kann es sich um jede geeignete Rechenschaltung handeln, die das Glied

"/2

aus den Signalen A_n, bilden kann, die ihr von den Phasendetektoren aller Kanäle zugeführt werden.

Das optimale Bewertungssignal W_m das von der Recheneinheit 74 während einer Vielzahl aufeinanderfolgender Rechenperioden wiederholt gebildet wird, wird am Ende jeder Rechenperiode von einem Abtast- und Haltekreis 76 abgetastet. Während Steuerperioden, die zwischen den Kalibrierungsperioden liegen, wird der abgetastete Wert von W_n, über einen Schalter 78 einer Erregungseinheit 80 zugeführt, die in Abhängigkeit von dem Signal W_n, einen Strom U dem zugeordneten Leistungsverstärker 24 zuführt, um dessen Verstärkungsfaktor zu steuern. Während der Kalibrierungsperioden ist mit der Erregungseinheit 80 über den Schalter 78 eine Bezugsquelle 82 verbunden. Das Signal der Bezugsquelle ist das gleiche für alle Kanäle, so daß alle Leistungsverstärker während der Kalibrierungsperioden etwa die gleiche Verstärkung aufweisen und dadurch einen gültigen Vergleich ihres jeweiligen Anteils an der empfangenen Energie ermöglichen.

Der Schalter 78 wird von einem Signal D gesteuert (siehe F i g. 3), das von einer monostabilen Kippstufe 84 geliefert wird. Diese Kippstufe 84 wird von den Taktimpulsen C angestoßen, die von dem Taktgenerator 70 geliefert werden. Die Taktimpulse Cwerden auch einer monostabilen Kippstufe 86 zugeführt, die Ausgangsimpulse E(F i g. 3) erzeugt, die eine etwas kürzere Dauer haben als die von der erstgenannten Kippstufe 84 gelieferten Impulse D. Das Ausgangssignal E der zweiten Kippstufe 86 wird von einem Differenzierglied 88 differenziert und es werden Impulse, die von den Rückflanken der Impulse fabgeleitet sind, dem Abtast- und Haltekreis 76 als Steuersignale Fzugeführt

Die Kalibrierungsperioden werden als diejenigen Zeitspannen definiert, während denen die Impulse D vorhanden sind. Die Impulse D steuern den Schalter 78 (F i g. 2) in solcher Weise, daß während der Dauer dieser Impulse die Bezugsquelle 82 mit der Erregungseinheit 80 verbunden ist Außerdem wird während der Dauer der Impulse D der Wert von W_n, in der Recheneinheit 74 berechnet Kurz vor Ende der Kalibrierungsperiode ist der von der zweiten Kippstufe 86 erzeugte Impuls E beendet, wodurch ein kurzer Impuls F ausgelöst wird. Dieser Impuls F veranlaßt den Abtast- und Haltekreis 76, den Wert von W_n, abzutasten und zu speichern. Nach Ende des Impulses D wird der gespeicherte Wert von W_n, aber den Schalter 78 der Erregungseinheit 80 zugeführt, so daß das korrekte Bewertungssignal W_n, dem zugeordneten Sendekanal zugeführt und dadurch dieser Kanal auf die richtige Verstärkung eingestellt wird Es versteht sich, daß die in Fig.3 dargestellten Taktsignale nur der Erläuterung der Erfindung dienen und in der Praxis die Steuerperioden zwischen den Kalibrierungsperioden sehr viel länger sein können als es in F i g. 3 dargestellt ist

Bei der vorstehenden Erläuterung war davon ausgegangen worden, daß die elektromagnetischen Felder aller ausgesandten Strahlen am Ziel im wesentlichen in Phase sind, so daß die Phasenmodulation jedes Strahles im Bereich des Scheitels 57 der Phasenumhüflenden 56 (F i g. 4) ist Es ist die Phasenmodulation im Bereich des Scheitels des sich aus allen Strahlen zusammensetzenden Gesamtfeldes, das die Amplitudenmodulationskomponenten erzeugt, welche den hohen Gehalt an zweiten Harmonischen aufweist -, (siehe Kurve 61 in F i g. 4). Bei manchen Anwendungen, insbesondere solchen mit optischen Strahlergruppen, kann die Bedingung der Phasengleichheit am Ziel ohne eine Steuerung der mittleren Phase der ausgesendeten Strahlen, beispielsweise wegen atmosphärischer Stö rangen, nur schwer einzuhalten sein. Systeme für eine adaptierende Phasensteuerung, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbar sind, sind im einzelnen in einer gleichrangigen Parallelanmeldung behandelt.

Fig.5 zeigt einen Kanal YIa' des Systems nach Fig. 1, der für eine adaptierende Steuerung der Phase des ausgesendeten elektromagnetischen Feldes gemäß den Lehren der obenerwähnten Parallelanmeldung abgewandelt ist. Es versteht sich, daß die adaptierende Phasensteuerung bei Bedarf bei allen Sendekanälen des Systems angewendet werden kann. Wie aus Fig.5 ersichtlich, werden die Modulationskomponenten des empfangenen Signals vom Hüllkurvendetektor 46 (Fig. 1) einem auf die Frequenz oil abgestimmten Bandpaß 90a zugeführt. Das Ausgangssignal des Bandpasses 90a wird einem Phasendetektor 92 zugeführt, indem ein Phasenvergleich mit einem Bezugssignal mit der Frequenz u>\ stattfindet, das von dem Bezugsoszillator 52a zugeführt wird. Das Ausgangssi-

JO gnal des Phasendetektors 92a wird mit Hilfe eines Transformators 94a zu dem Bezugssignal ω. addiert Dieses Summensignal wird dann dem elektronisch

steuerbaren Phasenschieber 22a zugeführt

Für den allgemeinen Fall eines Sendekanals m

bewirkt die Modulation, die dem ausgesendeten Strahl von dem zugeordneten elektronisch steuerbaren Phasenschieber 22 aufgeprägt wird, eine Phasenverschiebung

in der ß_c eine unmodulierte Korrektur-Phasenverschiebung ist, die von dem Phasendetektor 92a erzeugt wird, um die gewünschte Phaseneinstellung zu bewirken, durch die die ausgesendeten elektromagnetischen Felder am Ziel im wesentlichen in Phase gehalten werden. Der reine Phasenverschiebungsfehler ßo am Ziel 16 variiert ebenfalls in diesem gleichen Bereich, nämlich

A +A_n sin >',Jt),

in der ß, der atmosphärische oder ein anderer Phasenfehler ist, der durch ß_c korrigiert werden solL

Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ist bei einem Phasenfehler ßi rechts vom Scheitelwert der Umhüllenden 56 die resultierende Modulationsumhüllende 58 in Phase mit der Schwingquelle (Bezugsoszillator 52). Bei einem Phasenfehler ßi links vom Scheitelwert der Phasenum hüllenden, ist die Modulationsumhüllende 60 um 180° außer Phase. Für ß.=/?_c verschwindet die Komponente mit der Grundfrequenz der Modulationsumhüllenden, wie es die Kurve 61 in F i g. 4 zeigt, und es haben die resultierenden Modulationskomponenten einen hohen Gehalt an der zweiten Harmonischen. Wie oben erläutert, sind es die Signale der zweiten Harmonischen, die dazu benutzt werden, die relative Übertragungswirksamkeit der verschiedenen Kanäle festzustellen,

wogegen die Modulationssignale mit der Grundfrequenz dazu benutzt werden, die Bedingung der Phasengleichheit einzuhalten.

Das System nach F i g. 5 hat die für ein rückgekoppeltes Regelsystem erforderliche Charakteristik, durch die der Mittelwert /?_cder vom Phasenschieber 22 bewirkten Phasenverschiebung so gesteuert wird, daß ß_a-ßc gegen Null geht, wodurch die Phasenbedingungen am Ziel 16 eingehalten werden. Insbesondere ist festzustellen, daß die Größe und die Polarität des Ausgangssignals des Phasendetektors 92 von solcher Art sind, daß der mittlere Phasenwert des zugeordneten Sendestrahles am Ziel im wesentlichen mit der Gesamtheit der elektromagnetischen Felder in Phase ist, welche die Vielzahl der anderen Strahlen umfaßt.

Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß bei dem Sendesystem nach F i g. 1 Phasendetektoren 50 Anwendung finden, um einen guten Empfang von Signalkomponenten mit geringem Rauschabstand zu gewährleisten, daß bei manchen Anwendungen jedoch eine solche Qualität des Empfangs nicht erforderlich ist In solchen Fällen können die Ausgangssignale der Bandpässe 48 unmittelbar den zugeordneten Leistungssteuereinheiten 28 zugeführt werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung wurde weiterhin von einem Überlagerungsempfang (Mischer 40) Gebrauch gemacht, weil im allgemeinen ein Überlagerungsempfang einer Video-Gleichrichtung ohne vorhergehende ZF-Verstärkung überlegen ist Die Erfindung ist jedoch ohne weiteres auch in Verbindung mit anderen Empfangstechniken anwendbar.

Ferner ist zu beachten, daß die Erfindung nicht nur in dem als Ausführungsbeispiel dargestellten Fall anwendbar ist, bei dem die ausgesendete Energie von einem Ziel zum Empfangssystem reflektiert wird, sondern auch in solchen Fällen, bei der die Energie auf einer Vielzahl paralleler Wege unmittelbar einer entfernt angeordneten Empfangsstation zugeführt wird

Zusammengefaßt besteht die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Systems darin, daß die Wirksamkeit

der Leistungsübertragung auf jedem Weg eines viele Übertragungswege aufweisenden Systems überwacht und die Verstärkung jedes Sendekanals als Funktion der relativen Übertragungswirksamkeit des zugeordneten Übertragungsweges gesteuert wird, um die Leistung auf die verschiedenen Übertragungswege so zu verteilen, daß eine maximale Gesamtwirksamkeit des Systems erreicht wird. Jeder ausgesendete Strahl wird durch eine charakteristische Phasenmodulation mit einer Frequenz ü)_m gekennzeichnet. Die jedem ausgesendeten Strahl aufgeprägte Phasenmodulation tritt in eine Wechselwirkung mit der Gesamtheit der elektromagnetischen Felder aller Strahlen, wodurch in dem empfangenen Signal Amplitudenmodulationskomponenten erzeugt werden. Die relative Größe dieser Amplitudenmodulationskomponenten bei einer Frequenz, die der doppelten charakteristischen Phasenmodulationsfrequenz (2ct>_m) gleich ist, bildet eine Anzeige für die relative Wirksamkeit des zugeordneten Weges (Übertragungsweg /njt Die Modulationskomponenten werden zu gewichteten Steuersignalen verarbeitet, die individuell die Verstärkung von Leistungsverstärkern in jedem der Sendekanäle steuern, um eine optimale Übertragungswirksamkeit zu erhalten. Die Überwachungs- und Steuerfunktionen sind derart zeitlich gegeneinander versetzt, daß während der Überwachungs- oder Berechnungsperioden alle Kanäle auf etwa den gleichen Verstärkungsfaktor eingestellt sind. Auf diese Weise wird die relative Übertragungswirksamkeit unmittelbar in Beziehung zu der Größe der empfangenen Modulationskomponenten gesetzt. Die berechneten Bewertungsfunktionssignale, die während der Berechnungsperiode gebildet werden, werden gespeichert und dann zur Steuerung der zugeordneten Sendekanäle verwendet. Demnach wird durch die Erfindung ein neues System zur getrennten Überwachung der Wirksamkeit jedes Übertragungsweges eines Systems, das viele Übertragungswege aufweist, und für eine solche Verteilung der Leistung auf die Übertragungswege geschaffen, daß eine maximale Gesamtwirksamkeit erzielt wird.

HiL-ixu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Einstellung der von räumlich getrennten Strahlungsquellen auf den gleichen Zielort gerichteten Strahlungsenergie gleicher Frequenz in solcher Weise, daß bei unterschiedlich gestörten Übertragungsstrecken eine optimale Energieübertragung zum Zielort erfolgt, bei dem wenigstens ein Teil der von den einzelnen Strahlungsquellen ausgesandten Energieanteile mit je einer für die jeweilige Strahlungsquelle charakteristischen Frequenz phasenmoduliert wird, am Zielort die durch die Überlagerung der phasenmodulierten Energieanteüe bedingte Amplitudenmodulation beobachtet und an uen Ort der Strahlungsquallen zurückgemeldet wird und die Einstellung der Strahlungsquellen in Abhängigkeit von den Komponenten der Amplitudenmodulation erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß allen Energieanteilen eine Phasenmodulation aufgeprägt wird und die Verteilung der zu übertragenden Energie auf die Strahlungsquellen in Abhängigkeit von denjenigen Komponenten der Amplitudenmodulation erfolgt, deren Frequenz einer geradzahligen, insbesondere der zweiten Harmonischen der für die einzelnen Energieanteüe charakteristischen Frequenzen gleich ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem in an sich bekannter Weise die Phase der den einzelnen Strahlungsquellen zugeführten Energieanteüe in Abhängigkeit von den Komponenten der Amplitudenmodulation mit der Grundfrequenz der für die einzelnen Energieanteüe charakteristischen Frequenzen eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während Kalibrierungsperioden allen Strahlungsquellen wenigstens annähernd der gleiche Energieanteil zugeführt wird und in Abhängigkeit von der während dieser Kalibrierungsperiode beobachteten Amplitudenmodulation die Verteilung der H F-Energie auf die Strahlungsquellen außerhalb dei Kalibrierungsperioden eingestellt wird.