DE2157486C3

DE2157486C3 - Verfahren zur Einstellung von auf den gleichen Zielort gerichteter Strahlungsenergie

Info

Publication number: DE2157486C3
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: 1979-09-20
Also published as: FR2126172A1; FR2126172B1; SE379905B; US3727223A; JPS5439569B2; IL38104A0; DE2157486B2; IL38104A; GB1367922A; DE2157486A1; JPS4721637A

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 Energieanteile mit je einer für die jeweilige Strahlungsquelle charakteristischen Frequenz phasenmoduliert wird, am Zielort die durch die Überlagerung der phasenmodulierten Energieanteile bedingte Amplitudenmodulation beobachtet und an den Ort der Strahlungsquellen zurückgemeldet wird und die Einstellung der Strahlungsquellen in Abhängigkeit von den Komponenten der Amplitudenmodulation erfolgt.

Eir_; 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 Strahiungsquellen ausgesandten, phasenmodulierlen Energieanteile 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 keine 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 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 Energieanteile ai.i Zielort mit einem nichtphasenmodulierten Energieanteil in Phase zu bringen, damit sich alle Energieanteile Dhsr-e"richti2 addieren und ein ootimales Aüssa.isssignal erzielt wird.

Das bekannte Verfahren macht es zwar möglich, die am Zielort ankommenden Energieanteile phasenrichtig zu addieren, jedoch verhindert es nicht, daß bei ungünstigen Verhältnissen Energieanteile von Strahlungsquellen ausge^ndt werden, die stark gestörten Übertragungswegen zugeordnet sind, so daß diese Energieanteile 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 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 z.\ schicken, wenn die 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 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 Energieanteile 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 Übi:rtragungsstrecken, 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 Grundfrequem: 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.

C¹Je Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert Es zeigt

F i g. 1 cLi Blockschaltbild eines optischen Sendesystems mit einer Strahlergruppe, bei dem die Wirksamkeit der Leistungsübertragung auf jedem W«:g 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 einet Ausführungsform einer Leistungssteuerungseinheit, die im Sendesystem nach F i g. 1 verwendbar irt,

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

F i g. 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 Fi g. 1 mit zusätzlichen Schaltungsanordnungen zur Steuerung der Phase der ausgesendeten Strahlen in solcher Weise, daß am Ziel ein gleichphasiger Zustand vorliegt

Das in Fi g. 1 dargestellte Sendesystem weist eine Anzahl Sendekanäle 12a, 126 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 entsprecl ende Elemente dieser Kanäle mit der gleichen Bezugsziffer versehen, die von einem Buchstaben a, b oder c gefolgt wird, der den Kanal 12a, 126 oder 12c angibt, zu dem das entsprechende Element gehört

Im ersten Kanal 12a wird von einem Sendelaser 18 stammende Energie mit Hilfe eines Spiegels 20a, eines elektronisch steuerbaren Phasenschiebers 22a und eines Leistungsverstärkers 24a einer Sendeöffnung 26a zugeführt Die öffnung oder Apertur 26a kann eine Fokussieroptik, beispielsweise ein Fernrohr, enthalten. Bei dem Leistungsverstärker 24 kann es sich um einen »elektronisch gepumpten« CO^Verstärker handeln, dessen Verstärkungsfaktor in Abhängigkeit von einem Signal h steuerbar ist, das ihm von einer Leistungssteuereinheit 28a zugeführt wird.

In gleicher Weise werden öffnungen 266 und 26c mit Energie erregt, die vom Sendelaser 18 über Strahlteiler 21 6 bzw. 21c, elektronisch steuerbzre Phasenschieber 22b bzw. 22c und Leistungsverstärker 24b bzw. 24c zugeführt wird.

ι Ein Teil der vom Ziel 16 reflektieren Gesamtenergie, der als Strahl 30 veranschaulicht r*!, 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 ι wird im 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 Umhüllenden des vom ZF-Verstärker 44 gelieferten ZF-Signals variiert

Das Ausgangssignal des Hüllkurvendetektors 46 wird Bandpässen 48a, 486 und 48c zugeführt Wegen des gleichen Aufbaues der Regelschleifen, die jedem der 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 zugeordnete Bandpaß 48a ist auf eine Frequenz 2α>ι abgestimmt Das Ausgangssignal dieses Filters wird einem Phasendetektor 50a als Eingangssignal zugeführt. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 50a hat den Wert X sin Φ, wobei Λ'eine Funktion der Amplitude des vom Bandpaß 48a zugeführten Signals und Φ der Phasenwinkel zwischen dem zuletzt genannten Signal und einem Signal mit der Frequenz 2ωι ist, das von einem Frequenzverdoppler 51azugeführt wird.

Der Frequenzverdoppler 51a erhält sein Eingangssignal von einem Bezugsoszillator 52a, der ein Ausgangssignal mit meiner Frequenz α>ι erzeugt. Das Ausgangssignal des Bezugsoszillators 52a wird auch dein elektronisch steuerbaren Phasenschieber 22a zugeführt. Der Phasenschieber 22a, bei dem es sich beispielsweise um einen beweglichen Spiegel oder eine elrktrooptische Vorrichtung handeln kann, ändert die effektive Länge des Übertragungsweges mit der Frequenz des Signals, das ihm vom Bezugsoszillator 52a zugeführt wird.

In gleicher We \se wird den Strahlen 146 und 14c je eine Phasenmodulation mit der Frequenz ω₂ bzw. wj erteilt.

Die Wirkungsweise der erfindungs£emäben Leistungsüberwachung wird durch das Diagramm nach F i g. 4 verdeutlicht.

Die Kurve 56 viranschculicht die Phasenverteilung des von der Gesamtheit der ausgesendeten Strahlen in der Nähe des Zieles 18 bebildeten elektromagnetischen Feldes. Für den Augenblick sei angenommen, daß die

mittlere F'hase der Felder aller Strahlen am Ziel sich nahe dem Scheitelwert 57 der Phasenumhüllendcn 56 befindet. Einrichtungen, die es ermöglichen, die Phase der Felder aller Strahlen bei diesem Schcitelwcrt zu halten, werden später anhand Fig. 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 <i)i, sondern hat eine wesentliche Energie bei der zweiten Harmonischen 2oji dieser Frequenz. Wenn dagegen die Phasenmodulation an der rechten Flanke der Umhüllende" 5S stattfindet würde die resⁱⁱ!'i'*r'^iri'^^<* erforderlich, durch die die abgestrahlte Leistung ;uif 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 Ampli'.udenbewertungsfunktion 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

^v π,

■UM

Amplitudenmodulation, die durch die Kurve 58 veranschaulicht ist, im wesentlichen aus Energie mit der >n 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 so 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 Ai des Phasendetektors 50a j-> (Fig. 1) ist eine Funktion der Amplitude der empfangenen Amplitudenmodulationskomponenten mit der Frequenz 2ü)i und infolgedessen des Anteils empfangener Leistung, der auf den Sendestrahl 14a zurückgeht. Ebenso sind die Ausgangssignale A2 und A_} der w Phasendetektoren 506 und 50c charakteristisch für die relative Übertragungswirksamkeit der Strahlen 146 und 14c.

Mit Hilfe de. vorstehend beschriebenen Signals, das für die Übertragungswirksamkeit A_n, eines einzelnen j-, Übertragungsweges charakteristisch ist, kann die Leistung auf die verschiedenen Sendekanäle nach jedem gewünschten Schema verteilt werden. Bei der optischen Strahlergruppe des Systems nach Fig. 1 kann es beispielsweise au* mehreren Gründen nicht wünschens- -,n wert 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 /V-fache seiner Nennleistung aufnehmen kann, wenn v, 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 _bo 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 _Di gleichförmigen Erregung der Strahlungselemente der Gruppe, die zu einer Verengung der Strahlungskeule führt, und einer drastisch ungleichförmigen Verteilung Die Maximierung der Leistung soll erfolgen für eine onstante ah^pslrahltp I .eisliinp

I', K₁ ü H,- const.

Es kann gezeigt werden, daß sich dann für die Optimalwerte von W_mergibt

/1,„V ' ^:

Demnach sind unter den ober angegebenen Bedingungen die optimalen Feldbewertungsfaktoren der Übertragungswirksamkeit A_n, auf dem betreffender 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 Bewertmngsfunktionen für die verschiedener Sendekanäle werden mit Hilfe der Leistungssteuereinheit 28 jedes Kanals verwirklicht, die mit Hilfe von Taktimpulsen (J, die von einem taktgenerator 71 (Fig. 1) geliefert werden, synchronisiert werden unc von Normierungssignalen B Gebrauch machen, die ihnen von einer Normierungseinheit 72 zugefühn werden. Die Leistungssteuereinheiten 28 beeinflusser den Erregerstrom, der den zugeordneten Leistungsver stärkern 24 zugeführt wird, so daß der Verstärkungsfak tor jedes Kanals auf einem dem zugeordneter Bewertungsfaktor W_n, entsprechenden Wert gr'ialter wird.

Eine Ausführungsform einer Leistungssteuereinheii 28 ist in F i g. 2 mehr im einzelnen dargestellt Die Leistungssteuereinheit nach F i g. 2 umfaßt eine Rechen einheit 74, bei der es sich um jede Schaltungsanordnung handeln kann, die dazu geeignet ist die Gleicnun·* (3) zi verwirklichen und ein Signal W_n, zu liefern. Das Gliec A_n, wird der Recheneinheit 74 von dem Phasendetektoi 50 des entsprechenden Kanals zugeführt Das Glied E das

gleich ist, erhält die Recheneinheit 74 von de Normierungseinheit 72. Bei der Normierungseinheit T.

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

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

Das optimale Bewertungssignal W_1n das von der Recheneinheit 74 während einer Vielzahl aufeinanderfolgender Rechenperioden wiederholt gebildet wird, wird am F.nde jeder Rechenperiode von einem Abtast- und Haltekreis 76 abgetastet. Während Steuerperioden, die /wischen 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 l_c 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 Kalibrierungspcrioilen 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 I) gesteuert (siehe F i g. 3), das von einer monostabilen Kippstufe 84 '■'eliefert wird. Diese Kippstufe 84 wird von den I aktimpulsen C angestoßen, die von dem Taktgenerator 70 geliefert werden. Die Taktimpulse ("werden um h 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 dulation im Bereich des Scheitels des sich aus allen Strahlen zusammensetzenden Gesamtfeldes, das die Amplitudenmodiilationskomponetiten erzeugt, welche den hohen Gehalt an /weiten Harmonischen aufweist (siehe Kurve 61 in Hg. 4). Bei manchen Anwendungen, insbesondere solchen mit optischen Strahlerjjruppcn. kann die Bedingung tier Phasengleichheit am Ziel ohne eine Steuerung dei πνιίίίι-ΐκιι "nase Jci iungeäendeien Strahlen, beispielsweise wegen atmosphärischer Störungen, nur schwer einzuhalten sein. Systeme für eine adaptierende PhasetistiHierung, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbar sind, sind im einzelnen in einer gleichrangigen Parallelanrneldung behandelt.

Fig. 5 zeigt einen Kanal \2a des Systems nach Fig. 1, der für eine adaptierende Steuerung der Phase des ausgesendeten elektromagnetischen Feldes gemäß den Lehren der obenerwähnten Parallelanmcldung abgewandelt ist. Ls versteht sich, daß die adaptierende Phasensteuerung bei Bedarf bei allen Sendekaniilen des Systems angewendet werden kann. Wie aus F'ig. 5 ersichtlich, werden die Modulationskomponerilen des empfangenen Signals vom Hüllkurvendetek or 46 (Fig. I) einem auf die Frequenz (Οι abgestimmten Bandpaß 90a zugeführt. Das Ausgangssig-ial des Bandpasses 90,7 wird einem Phasendetektor 92 zugeführt, indem ein Phasenvergleich mit einem Bezugssignal mit der Frequenz o); stattfindet, das von dem Bezugsoszillator 52a zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 92a wird mit Hilfe eines Transformators 94;j zu dem Bezugssignal u>\ üddiert. Dieses Stimmensignal 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

J'l

.„,MD '-,„' ■

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 Dder Wert von W_n, in der Recheneinheit 74 berechnet. Kurz vor Ende der Kaübrierungsperiode 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, über den Schalter 78 der Erregungseinheit 80 zugeführt, so daß das korrekte Bewertüngssignal W_n, dem zugeoidneten 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 Phasenumhüllenden 56 (F i g. 4) ist. Es ist die Phasenmobung 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 ßa am Ziel 16 variiert ebenfalls in diesem gleichen Bereich, nämlich

Λ, -- :■„ ,'', · r'„,MIl '',,,IM. (5)

in der /?_. d^er atmosphärische oder ein anderer Phasenfehler ist, der durch ß_c korrigiert werden soll.

Wie aus Fi g. 4 ersichtlich, ist bei einem Phasenfehler ßx rechts vom Scheitelwert der Umhüllenden 56 die resultierende Moduiationsumhüüende 58 in Phase mi! der Schwingqücllc (Bczugsoszinator 52;. uci einem Phasenfehler ß₂ links vom Scheitelwert der PhasenumhüHenden. ist die Modulationsumhüllende 60 um 180° außer Phase. Für ßj = ß_c verschwindet die Komponente mit der Grundfrequenz der Modulationsumhiillenden. wie es die Kurve 61 in Fig. 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 Mitlelwert /J₁ '!er vom Phasenschieber 22 bewirkten Phasenverschiebung so gesteuert wird, daß ß.i-ß, gegen Null geh., wodurch die Phasenbedingungen am Ziei iö ungehalten werden. Insbesondere ist festzustellen, daD die Größe und die Polarität des Ausgangssi- u gnals 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. ι

Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß bei dem Sendesystem nach F i g. 1 Phasendetektoren 50 Anwendung finden, um einen guten Empfang von Signalkomnnnpntrn mit irprinffpni P aucnhahu -Ann 711 apwähripi-I O-----O- - - <?

sten, 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 Leistungssteucreinheiten 28 zugeführt werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung j wurde weiterhin von einem Überlagerungsempfang (Mischer 40) Gebrauch gemacht, weil im allgemeinen ein Überlagerungsempfang einer Video-Gleichrichtung ohne vorhergehende /.F-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 Alisführungsbeispiel dargestellten Fall anwendbar ist. hei dem die ausgesendete Energie von einem Ziel zum Errpfangssystem 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 Übertragungsweg«, 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 ω,,, gekennzeichnet. Di" 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 Aniplitudenmodulationskomponenten bei einer Frequenz, die der doppelten charakteristischen Phasenmodulationsfrequenz (2(/),„) gleich ist, bildet eine Anzeige für die relative Wirksamkeit rfps 7iigeordneten Weges (Übertragungsweg m). Die Modulationskomponenten werden zu gewichteten Steuersignalen verarbeitet, die individuell die Verstärkung von Leistungsverstärkern in jedem der Sendekanäle steuern, um eine optimale Übertragungs-Wirksamkeit 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 ÜbertragungLwege aufweist, und für eine solche Verteilung der Leistung auf die Übertragungswege geschaffen, daß eine maximale Gesamtwirksamkeit erzielt wird.

Hv

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 Zieiort 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 Enerj;ieanteile bedingte Amplitudenmodulation beobachtet und an den Ort der Strahlungsquellen zurückgemeldet wird und die Einstellung der Strahlungsquellen in Abhängigkeit von den Komponenten der Amplitudenmodulation erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß allen Energieantcilen 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 Energieanteile charakteristischen Frequenzen gleich ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem in an sich bekannter Weise die Phase 1er den einzelnen Strahlungsquellen zugeführten Energieanteile in Abhängigkeit von den Komponenten der Amplitudenmodulation mit der Grundfrequenz der für dip. einzelnen Energieanteile 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 Strahlung*- quellen außerhalb der Kalibrierungsperioden eingestellt wird.