DE2451709C1 - Arrangement for disturbing a monopulse tracking radar device by re-emission in cross polarization - Google Patents
Arrangement for disturbing a monopulse tracking radar device by re-emission in cross polarizationInfo
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Description
Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Anordnung zur Störung einer nach dem Summe-Differenz-Prinzip und mit linearer Polarisation arbeitenden Monopuls-Zielverfolgungs-Radareinrichtung von seiten des verfolgten Ziels, wobei das von der Monopuls-Zielverfolgungs-Radareinrichtung ausgesendete Radarsignal am Ziel mittels einer die Signalenergieanteile zweier senkrecht zueinander stehender Polarisationen trennenden und an separate Speisezuführungen leitenden Empfangsantennenanordnung empfangen wird, dort der Polarisationswinkel des Radarsignals ermittelt und dann als Modulations-Störsignal unverzüglich in einer zu diesem Polarisationswinkel um 90 Grad versetzten Polarisationsrichtung, d. h. in Kreuzpolarisation, verstärkt über einen Sender von einer Sendeantennenanordnung zum Empfang auf seiten der Monopuls-Zielverfolgungs-Radareinrichtung abgestrahlt wird, und wobei die zielseitige Empfangsantennenanordnung fest und unbeweglich am Ziel angebracht ist und die zielseitige Sendeantennenanordnung in ihrer Art und Ausrichtung mit der Empfangsantennenanordnung übereinstimmt und ebenfalls fest und unbeweglich angebracht ist, und wobei die zielseitige Empfänger/ Sender-Anordnung so ausgebildet ist, daß das Verhältnis der Leistungsanteile in den beiden Speisezuführungen zur Sendeantennenanordnung umgekehrt proportional zum Verhältnis der Leistungsantei le in den beiden hinsichtlich der Polarisationsrichtung gleichartigen Speisezuführungen der Empfangsantennenanordnung ist.The main patent relates to an arrangement to disrupt a working according to the sum-difference principle and with linear polarization Monopulse tracking radar on the part of the target being tracked, which is from the monopulse tracking radar radar signal emitted at the target by means of a Signal energy components of two mutually perpendicular polarizations separating and leading to separate feeds Receiving antenna arrangement is received, there the polarization angle of the radar signal and then as a modulation interference signal immediately at a 90 degree to this polarization angle offset polarization direction, d. H. in cross polarization, reinforced via a transmitter from a transmission antenna arrangement for reception on the part of the monopulse tracking radar device is emitted, and wherein the target receiving antenna arrangement is firmly and immovably attached to the target and the target Transmitting antenna arrangement in its type and alignment with the Receiving antenna arrangement matches and also fixed and is immovably attached, and the target receiver / Transmitter arrangement is designed so that the ratio of the power shares in the two feeders to the transmitter antenna arrangement inversely proportional to the ratio of the power share le in the two similar in terms of the direction of polarization Feeding leads of the receiving antenna arrangement is.
Bekanntlich treten durch Polarisationsdrehung bei der passiven Reflexion am Ziel Fehler auf, die eine Winkelabweichung der nachzuführenden Monopulsantenne hervorrufen. Das Antennendiagramm der Differenz einer Monopulszielfolgeantenne ist in der Kreuzpolarisation um 90 Grad gegenüber dem der Normalpolarisation gedreht. Dies bedeutet, daß alle kreuzpolarisierten Echos vom Ziel falsche Winkelanzeigen bringen. Eine Azimutablage des Ziels würde beispielsweise als Winkelfehler in der Elevation gemessen werden, d. h. die Nachführung der Antenne würde in der Elevation erfolgen, wodurch das Ziel schnell verloren ist. Normalerweise stört dieser Effekt wenig, da die Antenne des Zielfolgeradars die kreuzpolarisierten Anteile des empfangenen Feldes stark gedämpft empfängt. Besitzt das Ziel jedoch einen Verstärker, der über eine Antenne das ausgesendete Feld des Radars empfängt und über eine andere Antenne kreuzpolarisiert wieder abstrahlt, so ist eine wirkungsvolle Störung möglich.As is known, polarization rotation occurs in passive reflection at the target, errors occur which are an angular deviation of the to be tracked Cause monopulse antenna. The antenna diagram of the Difference of a monopulse target following antenna is in the cross polarization rotated 90 degrees from that of normal polarization. This means that all cross-polarized echoes from the target are false Bring angle indicators. For example, azimuth filing of the target measured as an angular error in the elevation, d. H. the antenna would be tracked in elevation, whereby the target is quickly lost. Usually this is annoying Little effect, since the antenna of the target follower radar is cross-polarized Shares of the received field received strongly damped. However, the target has an amplifier that has an antenna the emitted field of the radar receives and over another Antenna cross-polarized again, so it is an effective one Malfunction possible.
Mit einem Kreuzpolarisationsstörer nach dem Hauptpatent ist es möglich, Monopulszielfolgeradars bei linearer Polarisation so zu stören, daß die von dem Speisesystem der Zielfolgeradarantenne und der nachfolgenden Verschaltung gemeldeten Signale in falschen Antennennachführungskanälen erscheinen, so daß z. B. eine Winkelablage im Azimut als Elevationswinkelfehler gemeldet wird und umgekehrt. Eine Zielverfolgung ist dadurch nicht möglich, und das Zielfolgegerät ist damit gestört. Zielfolgeradars können jedoch nicht nur mit linear polarisierten Antennen, sondern auch mit zirkular polarisierten Antennen ausgerüstet sein, deren Störung genauso erwünscht ist.It is with a cross polarization interferer according to the main patent possible, monopulse target radars with linear polarization see above to interfere with that from the feed system of the target slave radar antenna and the subsequent interconnection signals reported in wrong Antenna tracking channels appear so that e.g. B. an angular shelf is reported in azimuth as an elevation angle error and vice versa. A target tracking is not possible and the target tracking device is disturbed. Target follower radars, however, cannot only with linearly polarized antennas, but also with circular polarized antennas, their interference is the same is desired.
Gemäß der Erfindung läßt sich die nach dem Hauptpatent an sich zur Störung einer nach dem Summe-Differenz-Prinzip mit linearer Polarisation arbeitenden Monopuls-Zielverfolgungs-Radareinrichtung bestimmte Anordnung der eingangs genannten Art auch zur Störung einer mit zirkularer Polarisation arbeitenden Monopuls-Zielverfolgungs- Radareinrichtung verwenden, die so ausgelegt ist, daß sie beim Empfang nur elektromagnetische Wellen solcher Polarisation auswertet, deren Drehrichtung mit der Polarisationsdrehrichtung der von ihr ausgesandten Wellen übereinstimmt. Solche Zielfolgeradargeräte, die im Sende- und Empfangsbetrieb mit derselben Drehrichtung der Polarisation, bezogen auf die Strahlrichtung, arbeiten, werden häufig verwendet, da sie auf Grund dieser Maßnahme eine Regenreflexionsunterdrückung aufweisen. Der größere Teil der Energie von an regelmäßigen Körpern, worunter auch Regentropfen fallen, reflektierten elektromagnetischen Wellen dreht seine Polarisationsdrehrichtung, bezogen auf die Strahlrichtung, um.According to the invention, the one according to the main patent for disrupting one the sum-difference principle with linear polarization Monopulse tracking radar device specific arrangement of the type mentioned at the outset to disrupt a circular polarization monopulse tracking Use radar equipment that is designed so that when Reception only evaluates electromagnetic waves of such polarization, their direction of rotation with the direction of polarization the waves it emits match. Such target tracking radars, the same in transmission and reception mode Direction of rotation of the polarization, based on the beam direction, are often used because of this measure have a rain reflection suppression. The bigger one Part of the energy from regular bodies, including raindrops fall, reflected electromagnetic waves rotates its direction of polarization, based on the beam direction, around.
Wechselt im Zielfolgeradar der Drehsinn der Polarisation beim Senden und Empfangen, so läßt sich eine Umschalteinrichtung vorsehen, mittels derer sich von der am Ziel angebrachten Sendeantennenanordnung wahlweise eine Strahlung in zirkularer Polarisation mit umgekehrten Drehsinn abstrahlen läßt. Changes the direction of polarization in the target following radar Sending and receiving, a switchover device can be provided by means of which the transmitter antenna arrangement attached to the target optionally radiation in circular polarization can be emitted in the opposite direction.
Eine Störung findet dann auch bei umgekehrter Polarisationsdrehrichtung des Zielfolgeradars wirkungsvoll statt. Die Umschalteinrichtung läßt sich auch periodisch umtasten.A fault then also occurs when the polarization direction is reversed the target follower radar effectively. The switching device can also be keyed periodically.
Weitere Einzelheiten, Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von sechs Figuren im folgenden näher erläutert.Further details, further developments and exemplary embodiments The invention is illustrated by six figures below explained in more detail.
Eine Monopuls-Zielfolgeradar-Antenne sendet die elektrische FeldstärkeA monopulse target tracking radar antenna transmits the electrical Field strength
aus.out.
Normiert mit Ex=1 heißt diesNormalized with E x = 1 this means
Dabei istIt is
Um auch Phasenverschiebungen ψo beider Komponenten zu berücksichtigen, ist ko komplex definiert:To also take phase shifts ψ o of both components into account, k o is defined in a complex manner:
ko=k · . (4)k o = k. (4)
ko bezeichnet damit den Polarisationszustand. Durch Aufzeichnen in der komplexen Ebene, entsprechend Fig. 1, kann jedem Punkt dieser Ebene eine Polarisation zugeordnet werden. So sind alle linearen Polarisationen auf der reellen Achse Reko verteilt, wobei die vertikale Polarisation im Unendlichen ist. Diese komplexe Ebene zur Darstellung der Polarisationen läßt sich in eine Kugel umwandeln, deren beide Pole j und -j bilden und deren Äquator durch die reelle Achse dargestellt wird. Die beiden zirkularen Polarisationen liegen bei +j und bei -j. k o thus denotes the state of polarization. By recording in the complex plane, corresponding to FIG. 1, a polarization can be assigned to each point of this plane. So all linear polarizations are distributed on the real axis Rek o , the vertical polarization being infinite. This complex plane to represent the polarizations can be converted into a sphere, the two poles of which form j and -j and whose equator is represented by the real axis. The two circular polarizations are + j and -j.
Ein regelmäßig geformter Körper reflektiert überwiegend die PolarisationA regularly shaped body mainly reflects that polarization
und zu einem geringen Teil, z. B. zehn Prozent der Leistung, die sogenannte orthogonale Polarisation.and to a small extent, e.g. B. ten percent of the performance, the so-called orthogonal polarization.
Dabei stellt ko* die konjugiert komplexe Größe von ko dar. Auf der vorher erwähnten Kugel ergibt sich die orthogonale Polarisation, wenn man von einer angenommenen Polarisation auf der Oberfläche dieser Kugel durch den Mittelpunkt stößt und antipodisch wieder auf die Kugeloberfläche trifft. Durch den antipodischen Punkt ist die orthogonale Polarisation ge geben.Here, k o * represents the conjugate complex size of k o . The orthogonal polarization results on the previously mentioned sphere if one passes through the center point from an assumed polarization on the surface of this sphere and hits the surface of the sphere antipodically. The antipodic point gives the orthogonal polarization.
Die orthogonale Polarisation würde zu einem Winkelfehler im Zielfolgeradar führen, wie er vom Kreuzpolarisationsstörer nach dem Hauptpatent hervorgerufen wird, wenn die Zielfolgeradar-Antenne diese Polarisation nicht unterdrücken würde. Auf Grund des Aufbaus dieser Antenne werden die Fehler der normalen und der orthogonalen Polarisation im Hin-Rück-Diagramm bis zu 15-35 dB getrennt. Das Zielfolgeradar arbeitet somit gewöhnlich von der orthogonalen Polarisation völlig unbeeinflußt. Erst wenn die orthogonal polarisierte Rückstrahlung vom Ziel durch den Störer um einen entsprechenden Pegel gehoben wird, kann es zu Winkelfehlern in der Nachführung kommen.The orthogonal polarization would result in an angular error in the target tracking radar cause it from the cross polarization interferer after the Main patent is evoked when the target tracking radar antenna would not suppress this polarization. Because of the Construction of this antenna will be the errors of normal and the orthogonal polarization in the back-to-back diagram up to 15-35 dB separated. The target tracking radar thus usually works completely unaffected by the orthogonal polarization. Only when the orthogonally polarized reflection from the target is raised by a corresponding level by the interferer, can lead to angular errors in the tracking.
Zwischen der Feldstärke r einer reflektierten Welle mit dem Strahlvektor r und der Feldstärke i der einfallenden Welle mit dem Strahlvektor i besteht bei einem regelmäßigen Körper 1, z. B. einer metallischen Platte, der Zusammenhang nach Fig. 2Between the field strength r of a reflected wave with the beam vector r and the field strength i of the incident wave with the beam vector i in a regular body 1 , for. B. a metallic plate, the relationship of FIG. 2nd
r=2 · ( · i)-i (7) r = 2 ( i ) - i (7)
(=Einheitsvektor in z-Richtung).(= Unit vector in the z direction).
Wenn die Welle senkrecht auf den Körper 1 auftrifft, d. h. parallel zur z-Achse, heißt dasIf the wave strikes the body 1 perpendicularly, ie parallel to the z-axis, that means
r=-i . (8) r = - i . (8th)
Dies bedeutet: Wenn das Flugzeug (im wesentlichen ein regelmäßiger Körper) die FeldstärkeThis means: If the plane (essentially a regular one Body) the field strength
empfängt, dann sendet es, abgesehen von einem nicht dargestellten Normierungsfaktor von -1 vor der Klammer, auch wiederreceives, then sends, except for one not shown Normalization factor of -1 before the parenthesis, again
ab.from.
Fig. 3 zeigt den schaltungsmäßigen Aufbau eines Kreuzpolarisationsstörers nach dem Hauptpatent. Die Einrichtung weist eine Empfangsantenne 2 auf, die mit zwei Speisezuführungen 3 und 4 versehen ist, an denen Eingangsspannungen anstehen, die von zueinander senkrecht polarisierten Anteilen einer einfallenden Welle abgeleitet sind. Die Speisezuführung 3 ist mit einem Verstärker 5, z. B. einem Empfänger und einem nachgeschalteten Sender, und die Speisezuführung 4 mit einem gleichen Verstärker 6 verbunden. Die Übertragungswege 7 und 8 mit den Verstärkern 5 bzw. 6 geben den ankommenden Radarimpulsen entsprechende, jedoch diesen gegenüber verstärkte Störimpulse an eine Sendeantenne 9, die artmäßig übereinstimmend mit der Empfangsantenne 2 aufgebaut ist und auch zwei Speisezuführungen 10 und 11 aufweist, die zueinander senkrecht polarisierten Anteilen einer abzustrahlenden Welle zugeordnet sind. Der Verstärker 5, der über die Speisezuführung 3 beaufschlagt wird, be treibt die Zuführung 10, welche zur Anregung einer Strahlung zuständig ist, die senkrecht zur Strahlung polarisiert ist, für die die Zuführung 3 der Empfangsantenne 2 zuständig ist. Der Verstärker 6, der über die Zuführung 4 beaufschlagt wird, speist die Zuführung 11, welche zur Anregung einer Strahlung zuständig ist, die senkrecht zur Strahlung polarisiert ist, für die die Zuführung 4 der Empfangsantenne 2 zuständig ist. Man sieht, daß der Übertragungsweg 7 eine Ey-Komponente von der Empfangsantenne 2 aufnimmt und verstärkt eine -Ex-Komponente über die Sendeantenne 9 abstrahlt. Der Übertragungsweg 8 nimmt ein Ex-Komponente von der Empfangsantenne 2 auf und strahlt verstärkt eine Ey-Komponente über die Sendeantenne 9 ab. Aus der vom Zeitfolgeradar gesendeten bzw. am Zielobjekt reflektierten Feldstärke Fig. 3 shows the circuit structure of a cross polarization interferer according to the main patent. The device has a receiving antenna 2 , which is provided with two feed lines 3 and 4 , at which input voltages are present, which are derived from components of an incident wave that are polarized perpendicular to one another. The feeder 3 is with an amplifier 5 , z. B. a receiver and a downstream transmitter, and the feeder 4 connected to the same amplifier 6 . The transmission paths 7 and 8 with the amplifiers 5 and 6 respectively give the incoming radar pulses corresponding, but amplified, interference pulses to a transmitting antenna 9 , which is constructed in accordance with the receiving antenna 2 and also has two feed lines 10 and 11 which polarize each other perpendicularly Shares are assigned to a shaft to be blasted. The amplifier 5 , which is acted upon by the feeder 3 , drives the feeder 10 , which is responsible for exciting radiation that is polarized perpendicular to the radiation, for which the feeder 3 of the receiving antenna 2 is responsible. The amplifier 6 , which is acted upon via the feed 4 , feeds the feed 11 , which is responsible for exciting radiation that is polarized perpendicular to the radiation for which the feed 4 of the receiving antenna 2 is responsible. It can be seen that the transmission path 7 receives an E y component from the receiving antenna 2 and radiates an -E x component via the transmitting antenna 9 . The transmission path 8 receives an E x component from the receiving antenna 2 and radiates an E y component via the transmitting antenna 9 . From the field strength transmitted by the time tracking radar or reflected on the target object
wirdbecomes
Auf den konstanten Faktor -1 vor dem Vektor kommt es hierbei nicht an. Es handelt sich mithin nicht um eine Umwandlung zur reinen orthogonalen Polarisation. Eine Ausnahme bildet lediglich die lineare Polarisation mit ko=ko (reell). Hierbei ist nämlich ko*=ko.The constant factor -1 before the vector is not important. It is therefore not a conversion to pure orthogonal polarization. The only exception is the linear polarization with k o = k o (real). This is because k o * = k o .
Im Fall des Aussendens einer zirkular polarisierten Strahlung vom Zielfolgeradar verhält sich dieser Kreuzpolarisationsstörer so, daß er in der normalen Polarisationsart sendet, die auch vom regelmäßigen Körper, also z. B. von einem Flugzeug, hauptsächlich reflektiert wird. Dies ist jedoch häufig von Vorteil, weil viele zirkular polarisierte Radargeräte so ausgelegt sind, daß sie beim Empfang nur elektromagnetische Strahlung solcher Polarisation auswerten, deren Drehrichtung mit der Polarisationsdrehrichtung der von ihr ausgesandten Wellen übereinstimmt. Da der größere Teil der an regelmäßigen Körpern reflektierten Strahlung seine Polarisationsdrehrichtung, bezogen auf den Strahlvektor der Wellen, umdreht, läßt sich auf diese Weise das Radarecho von Regenechos (Regentropfen sind regelmäßig geformte Körper) trennen. Das Radargerät zur Zielverfolgung muß sich allerdings mit dem geringeren Teil der zurückgestreuten gleichdrehend polarisierten Strahlung, bezogen wiederum auf den Strahlvektor und nicht auf das starre Koordinatensystem, begnügen. In Formeln, bezogen diesmal auf das starre Koordinatensystem, ausgedrückt, heißt dies bei spielsweise:In the case of the emission of circularly polarized radiation This cross polarization interferer behaves from the target tracking radar so that it sends in the normal polarization mode, the also of the regular body, e.g. B. from an airplane, is mainly reflected. However, this is often from Advantage because many circularly polarized radar devices are designed in this way are that they receive only electromagnetic radiation evaluate such polarization, the direction of rotation with the Direction of polarization of the waves emitted by it matches. Because the greater part of that on regular bodies reflected radiation its polarization direction, related on the ray vector of the waves, reversed, can be this way the radar echo from rain echoes (raindrops are separate regularly shaped bodies). The target tracking radar However, the smaller part of the backscattered equidirectionally polarized radiation again on the beam vector and not on the rigid one Coordinate system, content. In formulas, this time related in terms of the rigid coordinate system, this means at for example:
Der beschriebene Kreuzpolarisationsstörer stört also die mit dieser Zirkularpolarisation arbeitenden Zielfolgeradargeräte, da erThe cross polarization interferer described thus interferes with the this target polar radar device operating in circular polarization, because he
umwandelt inconverts to
Hat ein zirkularpolarisiertes Zielfolgeradar die beschriebene Regenunterdrückung nicht, d. h. sendet und empfängt es mit verschiedenen Drehrichtungen der Polarisation, bezogen auf den Ausbreitungsvektor, so muß die Störergleichung (17) ein Minuszeichen für eine Komponente bekommen. In der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 müßte beispielsweise der Übertragungsweg (8) nicht von unten, sondern von oben die Sendeantenne 9 speisen. Dies drückt sich in Formeln folgendermaßen aus, wobei diese auf ein starres Koordinatensystem bezogen sind:If a circularly polarized target tracking radar does not have the described rain suppression, ie if it sends and receives with different directions of rotation of the polarization, based on the propagation vector, the interference equation ( 17 ) must be given a minus sign for a component. In the circuit arrangement according to FIG. 3, for example, the transmission path ( 8 ) should not feed the transmission antenna 9 from below, but from above. This is expressed in formulas as follows, which refer to a rigid coordinate system:
Der Störer stört damit ein solches Zielfolgeradar.The interferer thus interferes with such a target tracking radar.
Bei Aussendung einer linearen Polarisation von seiten des Monopuls-Zielfolgeradars wird die orthogonale Polarisation von einem solchen Störer nicht getroffen. Dies zeigen folgende For meln:When a linear polarization is emitted by the Monopulse target follower radar is the orthogonal polarization of not hit such a jammer. This is shown by the following For meln:
Dies ist jedoch nicht die orthogonale Polarisation zuHowever, this is not the orthogonal polarization
Die zutreffende orthogonale Polarisation wäreThe correct orthogonal polarization would be
Für den Fall ko=1 wird dieser Sachverhalt besonders augenscheinlich. In the case of k o = 1, this is particularly evident.
Damit Zielfolgeradargerät mit und ohne Regenunterdrückung gestört werden können, ist entsprechend Fig. 4 ein Umschalter 12 im Übertragungsweg 8 vorgesehen, der entweder die unter Speisezuführung 11 oder eine zusätzliche obere Speisezuführung 13 der Sendeantenne 9 einschaltet. Im Falle der Einschaltung der unteren Speisezuführung 11 stört der Störer ein Zielfolgeradar mit Regenunterdrückung und im Falle der Einschaltung der oberen Speisezuführung 13 ein Zielfolgeradar ohne Regenunterdrückung. Sendet das Zielfolgeradar jedoch in linearer Polarisation, so wird nur gestört, wenn die Speisezuführung 11 an den Übertragungsweg 8 angeschaltet ist. Der Umschalter 12 wird vorteilhaft zeitperiodisch getastet, so daß die eine halbe Zeit die Speisezuführung 11 und die andere halbe Zeit der Periode die Speisezuführung 13 am Übertragungsweg 8 liegt. Ein Auswandern der Nachführung des Zielfolgeradars ist damit in jedem Fall gesichert. Im übrigen stimmt die Anordnung nach Fig. 4 mit derjenigen nach Fig. 3 überein.Thus, target tracking radar can be disturbed with and without rain suppression, a switch corresponding to Fig. 4, 12 are provided in the transmission 8, which turns either feed supply 11, or an additional top feed supply 13 of the transmitting antenna 9. If the lower feeder 11 is switched on , the interferer interferes with a target following radar with rain suppression and when the upper feeder 13 is switched on with a target follower radar without rain suppression. However, if the target tracking radar transmits in linear polarization, interference will only occur if the feed supply 11 is switched on to the transmission path 8 . The switch 12 is advantageously keyed periodically, so that half the time the feed 11 and the other half of the period the feed 13 is on the transmission path 8 . A migration of the tracking of the target follower radar is guaranteed in any case. Otherwise, the arrangement according to FIG. 4 corresponds to that according to FIG. 3.
Claims (3)
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DE19742451709 DE2451709C1 (en) | 1972-12-08 | 1974-10-31 | Arrangement for disturbing a monopulse tracking radar device by re-emission in cross polarization |
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Family Applications (1)
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1974
- 1974-10-31 DE DE19742451709 patent/DE2451709C1/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS ERMITTELT * |
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Legal Events
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