DE2460624C2 - Richtantennensystem mit Nachführeinrichtung - Google Patents
Richtantennensystem mit NachführeinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Richtantennensystem mit Nachführeinrichtung für Senden und/oder
Empfang sehr kurzer elektromagnetischer Wellen, bestehend aus mehreren Peilantennen und wenigstens
einer Nutzsignalantenne, bei dem zur Gewinnung der Steuersignale für die Nachführeinrichtung die Peilantennen
mit einer Summe-Differenz-Auswerteschaltung zur Ermittlung der Lagefehlersignale in Verbindung
stehen, bti dem außerdem die Peilantennen jeweils aus
einem Primärstrahler und einem Sekundärstrahler bestehen, von denen der Sekundärstrahler ein Ausschnitt
aus einem Reflektor mit paraboloidförmiger Kontur ist und vom Primärstrahler, der sich jeweils im
Brennpunkt des zugeordneten Reflektorausschnitts befindet, seitlich angestrahlt ist, bei dem ferner
sämtliche Peilantennen konstruktiv zu einer Einheit zusammengefügt und in sich starr ausgebildet sind.
Richtantennensysteme mit Nachführeinrichtung finden beispielsweise bei der Bahnverfolgung von Raumflugkörpern
und als Bordsysteme bei Nachrichtensatel-
liten Anwendung. Wie beispielsweise die Literaturstelle
Merrill I. Skolnik: »Mc Graw-Hill Book Comp, New
York 1970, Kapitel 21 ausweist gibt es verschiedene Peilsysteme, mit deren Hilfe die erforderlichen Steuersignale
für die Nachführeinrichtung gewonnen werden können, im wesentlichen handelt es sich dabei um das
konische Abtastsystem, das Strahlumschaltsystem, das Monopulssystem und das Interferometersystem.
Bei der zukünftigen Entwicklung von Nachrichtensatelliten, insbesondere Fernseh-Rundfunksatelliten, besteht
der Wunsch, die Versorgung mit Programmen territorial eng zu begrenzen, um verschiedene Sprachräume
getrennt ausleuchten zu können, ohne daß sich die hierfür erforderlichen verschiedenen Sender emp-
fangsseitig gegenseitig stören. Dies bedeutet, daß die
Satelliten mit sehr scharf bündelnden Antennen, also
relativ großen Antennen ausgerüstet werden müssen, deren Ausrichtung auf ein bestimmtes Versorgungsgebiet nicht mehr durch die Lagestabilität des Satelliten
selbst gewährleistet werden kann. Sofern die Ausrichtung einer solchen Sendeantenne nicht von der Erde aus
überwacht werden soll, was einen großen technischen Aufwand bedeutet, muß im Satelliten selbst neben der
eigentlichen Nachführeinrichtung ein Peilantennensystern untergebracht werden, das die erforderliche
Nachführung der Antenne mit der gewünschten hohen Genauigkeit ermöglicht Wie sich zeigt, stellen die
genannten bekannten Peilsysteme gerade für diesen Anwendungsfall keine optimale Lösung dar. Das
Interferometersystem ermöglicht zwar eine sehr hohe Genauigkeit, ist aber vom technischen Aufwand her
gesehen, praktisch auf Bodenstationen beschränkt Das Kionopulssystem würde sich an sich für eine Anwendung bei einem Nachrichtensatelliten antreten, da sein
technischer Aufwand und sein Gewicht relativ gering sind. Für den in Betracht kommenden Bereich von
Öffnungswinkeln, die bei 0,5 bis 2 Grad liegen, läßt sich
ein Monopulssystem jedoch insbesondere dann nicht optimal auslegen, wenn es mit der Nutzsignalantenne 2s
integriert sein solL
Aus der Zeitschrift »Electronics«. 1. Mai 1967, S. 80-86
ist ein für das Apollo-Raumschiff konstruiertes Richtantennensystem nach dem Gattungsbegriff bekannt
Hierbei handelt es sich nicht um eine Anordnung von Offset-Beam-Antennen. Unter einer Offset-Beam-Antenne versteht man eine Paraboloid-Reflektor-Antenne, deren Scheitel außerhalb des Paraboloidzentrums und im Extremfall vollständig außerhalb der
Paraboloidapertur liegt Dieser Sachverhalt geht aus dem Buch von H. Jasik: »Antenna Engineering
Handbook«, 1. Ausgabe 1961, McGraw-Hill Book Comp, S. 12-6 bis 12-8 hervor. Nach der erwähnten
»Electronicsw-Literaturstelle werden aber als Reflektoren Paraboloide mit dem Scheitel im Zentrum
verwendet Die Primärstrahler liegen mit ihren Strahlungszentren möglicherweise auf der jeweiligen Scheitelachse der zugeordneten Paraboloiden. Darüber ist
jedoch keine exakte Aussage gemacht Der Ausdruck »off-set« bezieht sich in der genannten Literaturstelle, S.
83, letzter Absatz und S. 81 neben der Figur, eindeutig auf die konstruktive Basis, d.h. den Stützpunkt des
Primärstrahlers auf dem Paraboloidreflekior. Dieser
Stützpunkt ist jeweils gegenüber dem Scheitel (= Reflektorzentrum) nach innen in Richtung auf das
Symmetriezentrum der vier Antennen versetzt Jeder Primärstrahlerträger ist nach außen geneigt (tilted), so
daß der eventuell im Reflektorbrennpunkt liegende Primärstrahler schräg in bezug zum Reflektor gelagert
ist und diesen deswegen unsymmetrisch bestrahlt. Auf Grund dieser unsymmetrischen Bestrahlung der vier
Reflektoren rücken die vier Strahlungszentren vom jeweiligen Scheitel mehr in Richtung auf das Symmetriezentrum der vier Antennen. Die vier Strahlen
werden durch diese besondere Anordnung der Primärstrahler in ihrer Strahlbreite aufgeweitet Bei den vier
zusammengesetzten Reflektorantennen nach dieser Literaturstelle handelt es sich somit um rein frontgespeiste Antennen und um keine Offset-Beam-Antennen.
Es sind bei dieser bekannten Antenne lange Speisezuführungen von den Primärstrahlerregern bis zu den
Signalverarbeitungsschaltungen erforderlich. Außerdem ist die Strahlwirksamkeit der einzelnen Peilanten
nen wegen der Aperturversperrungen durch die Primärstrahlerreger verhältnismäßig gering. Es ergeben
sich darüber hinaus größere Nebenzipfel.
Mit der Apollo-Antenne werden vier Peilstrahlen mit divergierenden Richtungen erzeugt (siehe die beiden
Figuren auf S. 85 des genannten »Electronics-Aufsatzes«). Es werden somit bei der Apollo-An tenne
gegeneinander versetzt Strahlkeulen venv^ndet, so daß
sich das Interferometerprinzip nicht anwenden läßt und sich im Bereich des Strahlachse keine maximale
Empfindlichkeit ergibt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Richtantennensystem der eingangs genannten Art so
auszubilden, daß die Strahlungseigenschaften gegenüber der bekannten Apollo-Antenne verbessert sind und
insbesondere im Bereich der zentralen Antennenstrahlachse die Antennennachführung mit hoher Meßgenauigkeit und großer Empfindlichkeit bewerkstelligt
werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß die Primärstrahler und die Reflektorausschnitte räumlich zueinander so angeordnet sind, daß
ihre Antennenstrahlen einen gemeinsamen Peilstrahl erzeugen und sich derart exzentrisch gespeiste Peilantennen (offsetbeam-Antennen) ergeben, daß die pakelartig zusammengefaßten Primärstrahler außerhalb der
an den Refiektorausschnitten reflektierten Strahlungen
liegen.
Aus der US-PS 36 80 143 ist es entnehmbar, bei einer Satelliten-Reflektorantenne den Primärstrahler entweder auf der Mittelachse des Parabolausschnitts oder
abgesetzt von dieser Mittelachse außerhalb der reflektierten Strahlung anzuordnen.
Aus der Zeitschrift »Bulletin des schweizerischen elektrotechnischen Vereins«, 17. November 1962, S.
1129-1131 ist eine Phasenvergleichs-Monopulsradarauswerteschaltung für Antennennachführzwecke bekannt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit Hilfe einer Peilantennenkonfiguration, bei der die
Antennenstrahlen der einzelnen Peilantennen zu einem gemeinsamen Peilstrahl vereinigt werden, die Möglichkeit gegeben ist, wie bei einem Interferometer die
Ablagefehler aus der Phasendifferenz zwischen den verschiedenen Antennenstrahlen zu ermitteln, also eine
hohe Meßgenauigkeit sicherzustellen, ohne daß hierdurch der bei einem Interferometer übliche hohe
Geräteaufwand für die Meßwertauswertung erforderlich ist. Vielmehr kann das hier in außerordentlich
vorteilhafter Weise dadurch geschehen, daß ähnlich einem Monopulssystem durch Bilden von Summen- und
Differenzkanälen die Lagefehlersignale erhalten werden.
Zweckmäßig besteht die Auswerteschaltung aus passiven Mikrowellenbauteilen, die mit der Primärstrahleranordnung des Peilantennensystems konstruktiv zu einer in sich starren Baueinheit vereinigt sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsfcrm ist das Peilantennensystem mit der Nutzsignalantenne integriert, zumal ja die Nachführeinrichtung sowieso auf das
Peilantennensystem und die Nutzsignalantenne gleichzeitig einwirken muß.
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn zun. Empfang des Peilsignals eine weitere feststehende
Einzelantenne mit relativ großer Halbwertsbreite ihres Strahlungsdiagramms vorgesehen ist, die ein dem
Summensignal der Antennen des Peilantennensystems gleichwertiges Signal abgibt. Dabei sind die Frequenzen
des Nutzsignals und des Peilsignals eng benachbart (< 10% der Nutzsignalfrequenz).
Zweckmäßig setzt sich das Peilantennensystem aus einer geraden Anzahl von gleichen Peilantennen
zusammen. Da im allgemeinen bei gegebenem Standort der Nutzsignalantenne für ihre Nachführung eine
Drehung um zwei zueinander senkrecht ausgerichtete Drehachsen ausreicht, und sich auch die Lagefehlersignale für eine Drehachse mit Hilfe der Strahlen von
zwei Peilantennen ermitteln läßt, besteht eine besonders bevorzugte Ausführung des Peilantennensystems darin,
daß es sich aus vier gleichen Peilantennen zusammensetzt, denen paarweise eine Symmetrieachse gemeinsam ist. Die Symmetrieachsen der beiden Peilantennenpaare stehen dabei aufeinander senkrecht und die is
Primärstrahleranordnung befindet sich im Schnittpunkt der beiden Symmetrieachsen.
Für diese besonders bevorzugte Ausführungsform weist die Auswerteschaltung in vorteilhafter Weise
einen ersten, einen zweiten und einen dritten Hybridkoppler mit jeweils zwei Eingängen und zwei
Ausgängen und drei 90°-Phasenschiebern auf. Jeweils ein Primärstrahlerpaar des Peilantennensystems ist mit
den beiden Eingängen des ersten und des zweiten Hybridkopplers verbunden, und zwar einer der
Primärstrahler eines Primärstrahlerpaares unmittelbar und der andere über einen 90° -Phasenschieber.
Außerdem sind die Summenausgänge des ersten und des zweiten Hybridkopplers mit den Eingängen des
dritten Hybridkopplers verbunden, und zwar einmal unmittelbar und einmal über einen 90°-Phasenschieber.
Dabei stehen an den beiden Differenzausgängen des ersten und des zweiten Hybridkopplers die Lagefehlersignale an, während am Summenausgang des dritten
Hybridkopplers das Summensignal der vier Peilantennen des Peilantennensystems abnehmbar ist.
Wird von einer Integration des Peilantennensystems mit der Nutzsignalantenne Gebrauch gemacht und steht
zum Empfang des Peilsignals eine weitere Einzelantenne zur Verfügung, dann kann unter Verzicht auf einen
Diplexer der Summenausgang des dritten Hybridkopplers mit einer Sende- oder einer Sende- und
Empfangseinrichtung für das Nutzsignal in Verbindung stehen. Um in diesem Falle ein Kriterium für das
Vorzeichen der Lagefehlersignale zu erhalten, ist es sinnvoll, im Leitungszug zwischen den vier Eingängen
des ersten und des zweiten Hybridkopplers und den Primärstrahlern des Peilantennensystems jeweils einen
in seiner Phase umschaltbaren Phasenschieber einzufügen.
An Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieien son die Erfindung im folgenden
noch näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
Fig.2 eine Auswerteschaltung für ein Peflantennenpaar nach Fig. 1,
Fig.3 ein aus vier Peflantennen zusammengesetztes
Peilantennensystem nach der Erfindung,
F i g. 4 «ine Auswerteschaltung für das Peilantennensystem nach Fig.3i
Fig.5 eine Variante der Auswerteschaltung nach
F i g. 4, unter Berücksichtigung einer weiteren Einzelantenne zum Empfang des Peilsignais.
Das Peilantennenpaar nach Fig. 1 besteht aus zwei
Antennen A i und A 2 mit den Reflektoren R1 und Λ 2
und den diese Reflektoren seitlich anstrahlenden Primärerregern Fi und F2. Die Reflektoren R1 und
R 2 stellen jeweils nur den Ausschnitt aus einem
Reflektor mit paraboloidförmiger Kontur mit den
Scheiteln s 1 und s2 dar. Die Primärerreger Fl und F2 sind dabei jeweils im nicht näher bezeichneten
Brennpunkt dieser paraboloidförmigen Kontur angeordnet. Die von den Primärerregern Fi und F2
ausgehende, an den Reflektoren R i und R 2 reflektierte Strahlung ist in der Ebene £ jeweils eine ebene Welle.
Beide Wellen sind parallel zueinander ausgerichtet Der Vorteil dieser sogenannten Offsetbeam-Antennen besteht darin, daß keine Anteile der an den Reflektoren
R 1 und R 2 reflektierten Strahlung zu den Primärstrahlern zurückgelangen. Es findet also keine Abschattung
der reflektierten Strahlung durch die Primärstrahlerkonfiguration statt. Dadurch werden nicht nur Strahlenverluste vermieden, sondern es wird hierdurch auch eine
Auslegung der Antenne für extrem niedrige Nebenzipfel ermöglicht. Auch Überkopplungen zwischen den
Antennen können leicht dadurch unterbunden werden, daß die Primärstrahler für eine scharfe Bündelung
ausgelegt werden. Die hierdurch bedingten relativ großen Abmessungen der Primärstrahler sind unerheblich, da sie durch ihre seitliche Anordnung zu den
Reflektoren nicht im Strahlungsfeld der an den Reflektoren reflektierten Strahlung liegen.
Die bei solchen Offsetbeam-Antennen durch die vorhandene Unsymmetrie hervorgerufene Neigung zur
Erzeugung von Strahlanteilen mit orthogonal polarisierten elektrischen Feldern läßt sich durch geeignete
Bemessung der Reflektoren und der Primärstrahler weitgehend unterdrücken. Somit sind solche Antennen
einer brennpunktgespeisten symmetrischen Reflektorantenne oder einer Cassegrain-Antenne mindestens
ebenbürtig.
Mit dem Peilantennenpaar nach Fig. 1 läßt sich ein
Lagefehlersignal für eine Drehachse mit einer Auswerteschaltung nach Fig.2 erzeugen. Diese Drehachse
verläuft dabei senkrecht zur Zeichenebene und ist symmetrisch zu den beiden Peilantennen ausgerichtet.
Die Auswerteschaltung besteht im wesentlichen aus dem Hybridkoppler H1 mit den beiden Eingängen e 1
und e 2 und den beiden Ausgängen a i und a 2. Dabei ist
der Ausgang des Primärstrahlers Fl mit dem Eingang e 1 über den 90° -Phasenschieber Pi und der Ausgang
des Primärstrahlers F2 unmittelbar mit dem Eingang e 2 verbunden. Die zwischen den beiden Antennenstrahlen der Peilantennen A 1 und Λ 2 bei einem Lagefehler
auftretende Phasendifferenz steht am Ausgang a 2 des Hybridkopplers Hi in Form des Differenzsignals
S Δ 1,2 an. Das für die Normierung dieses Differenzsignals erforderliche Summensignal 5.2*1,2 steht am
Ausgang a i des Hybrikkopplers H i an.
Das Peüanienriensystern nach der Erfindung stellt ein
Nullindikatorsystem dar. Die erreichbare Nulltiefe ist abhängig von der Amplitudengleichheit, die hinsichtlich
der Auswerteschaltung in einander zugeordneten Signalzweigen erreicht werden kann. Es handelt sich
also um ein Peilantennensystem, da sich auf minimales Differenzsignal einregelt
Unter der Annahme, daß Signale mit gleicher Amplitude von den beiden Primärstrahlern Fl und F2
erzeugt werden, ergibt sich für das Differenzsignal SA für kleine Ausrichtfehler die Beziehung
SA-IA ij,
(D
wobei δ η die Phasendifferenz zwischen den von den
beiden Primärstrahlern empfangenen Signalen ist
Die Phasendifferenz, die durch die den Richtfehler θ
der nachzuführenden Antenne erzeugt ist, ergibt sich durch die Beziehung
L ■ sin0 · 2 π
Hierin bedeuten L den Abstand gegenüberliegender Strahlmittelpunkte und λ die elektrische Wellenlänge.
Im Falle einer Vierstrahlanordnung kann L ~ D/2
mit dem Abstand D zwischen den Außenrändern der Reflektoren einander gegenüberstehender Antennen
gesetzt werden, so daß
An=DIl
sin θ ■ 2 π
Aus Gleichung (3) läßt sich das Signal in den Differenzkanälen berechnen, und zwar zu
SA =
Hierin bedeutet G der rechnerische Antennengewinn einer Einzelantenne.
Die Spannung am Ausgang eines Differenzkanals ist somit proportional dem Produkt aus der Wurzel aus
dem Antennengewinn und dem Ausrichtfehlerwinkel.
Weil beim erfindungsgemäßen Peilantennensystem praktisch keine gegeneinander versetzten Strahlkeulen
verwendet werden, ergibt sich die maximale Empfindlichkeit im Bereich der Strahlachse.
HlKy (5)
erreicht werden. Dies entspricht einem Bereich des Sinus des Ausrichtfehlers von
sind:
λ
2D
Mit anderen Worten ergibt sich für das Maximum eines eindeutigen Ausrichtfehlers die Beziehung
©„^±0,4100
(7)
wobei θο die Halbwertsbreite des Richtdiagramms der
auszurichtenden Antenne bedeutet
Ein Peilantennensystem für die Gewinnung von Lagefehlersignalen in zwei zueinander senkrechten
Achsen ist in Aufsicht in F i g. 1 dargestellt Das System weist Symmetrie sowohl in der waagerechten X-Achse
als auch in der senkrechten K-Achse auf. Die vier Peilantennen mit den Reflektoren R1 bis R 4 und den
Primärstrahlem Fl bis FA sind untereinander gleich.
Das Prünärstrahlersystem F1234 ist dabei im Schnittpunkt der beiden Symmetrieachsen X und Y angeordnet Bei der Ausführungsform in F i g. 3 ist angenommen,
daß die beiden Peilantennen AX und Λ 2, die zur X-Achse symmetrisch angeordnet sind, das eine
Antennenpaar und die Peilantenne» A3 und AA, die symmetrisch zur Y-Achse angeordnet sind, das zweite
Antennenpaar für die Auswerteschaltung angeben. Dabei ist das Antennenpaar A 1, A 2 für Ablagen um die
X-Achse und das Antennenpaar A3, AA für Ablagen
um die Y-Achse empfindlich. Bei Zusammenfassung der Peflantennen A 1, A A einerseits und A 3, A 2 andererseits jeweils zu e! in Antennenpar ergibt sich eine
Lageempfindlichkeit des Peilantennensystems um Drehachsen, die hierbei unter 45° zur X- und zur
K-Achse verlaufen. Entsprechendes gilt bei Zusammenfassen der Peilantennen Ai, A3 und A 2, A 4 zu jeweils
einem Antennenpaar.
Die dem Peilantennensystem nach F i g. 3 zugehörige,
aus passiven Mikrowellenschaltungen aufgebaute Auswerteschaltung ist in Fig.4 angegeben. Wie in Fig.4
erkennen läßt, entspricht die Auswerteschaltung für das
zweite Antennenpaar A3, A4 der für das Antennenpaar Ai, A2 nach Fig.2. Der 90°-Phasenschieber im
Verbindungsweg zwischen dem Ausgang des Primärstrahlers F3 und dem Eingang e 1 des zweiten
Hybridkopplers H2 ist dabei mit P3 bezeichnet. Das
Differenzsignal S Δ 3,4, das die Phasendifferenz zwischen den Antennenstrahlen der Peilantennen A 3 und
A 4 angibt, steht nunmehr als weiteres Differenzsignal am Ausgang a 2 des Hybridkopplers H 2 an. Der
Ausgang al des Hybridkopplers H2 Hefen das
Summensignal der Antennen A 3 und A 4. Um das Summensignal aller vier Antennen zu erhalten, ist ein
dritter Hybridkoppler H 3 vorgesehen, dessen Eingang e 1 mit dem Ausgang a 1 des ersten Hybridkopplers H1
über den 90°-Phasenschieber P 2 und dessen Eingang
e 2 mit dem Ausgang a I des zweiten Hybridkopplers
dann am Ausgang a 1 dieses dritten Hybridkopplers H3
an.
eigentliche Auswerteschaltung durch eine sie umgebende unterbrochene Linie hervorgehoben ist
Die Variante besteht darin, daß hier für die Gesamtanordnung eine weitere feststehende Antenne
für den Empfang des Peilsignals zur Verfügung steht die
eine ausreichend große Halbwertsbreite ihres Strahlungsdiagramms aufweist Diese Antenne ist in F i g. 5
lediglich durch ihren Primärstrahler F5 angedeutet Über diese weitere Peilantenne wird in Verbindung mit
der ihr zugeordneten Sende-Empfangseinrichtung
SpIEp ein dem Summensignal der Peilantennenanordnung gleichwertiges Signal gewonnen, das als Regelsignal r der eigentlichen Ablagesignalauswerteeinrichtung ASE zur Normierung der Differenzsignale
zugeführt wird. Das Regelsignal r, das dabei zur
Regelung der Verstärker für die von den Ausgängen a 2
des ersten und des zweiten Hybridkopplers A 1 und A 2 zugeführten Differenzsignale dient bewirkt insofern ein
am Ausgang dieser Differenzverstärker anstehendes Verhältnissignal aus dem Differenzsignal zum Summen
signal, als die Differenzverstärker eine logarithmische
Regelcharakteristik aufweisen. Mit anderen Worten wird also das am Ausgang a I des dritten Hybridkopplers ti3 anstehende Summensignai aus sämtlichen vier
Peilantennen, die in Fig.5 durch die Primärstrahler
anordnung F1234 angedeutet sind, für die Gewinnung
der normierten Lagefehlersignale nicht benötigt Dies ermöglicht es, ohne einen zusätzlichen Diplexer den
Ausgang a 1 des dritten Hybridkopplers H 3 unmittelbar mit der Sende-Empfangseinrichtung Sn/En für das
Nutzsignal zu verbinden. Das ist deshalb möglich, weil
die Ausgänge a\ und a2 sämtlicher Hybridkcppler
gegeneinander entkopplet sind. In diesem Falle wird also die eigentliche Nutzsignalantenne mit dem
Peuantennensystem identisch.
es Die einzige Schwierigkeit, die hierbei auftritt besteht
darin, daß nunmehr das Vorzeichen der Lagefehlersignaie nicht mehr unmittelbar in der eigentlichen
Ablagesignalauswerteschaltung ASE erkannt werden
kann. Es müssen hierfür also besondere Maßnahmen getroffen werden. Sie bestehen darin, daß im Verbindungsweg
zwischen den Ausgängen der Primärstrahler Fl bis F 4 zu den Eingängen el und el der
Hybridkoppler Wl und H 2 steuerbare Phasenschieber
PU, P22, P33 und P 44 angedeutet sind. Die Steuereingänge der Phasenschieber Pll und P22
werden mit Hilfe eines vom Takt T gesteuerten Umschalters t/12 wechselweise mit einer geeigneten
Gleichspannung verbunden. Entsprechendes gilt für die Steuereingänge der Phasenschieber P33 und P44. Der
Umschalter ist dabei mit U34 bezeichnet. Die Phasenschieber PW und P33 sind dabei so ausgelegt,
daß bei Anlegen der Gleichspannung an ihrem Steuereingang eine geringfügige Vergrößerung ihrer
Phase um Δφ auftritt. Bei Anlegen der Gleichspannung an die Steuereingänge der Phasenschieber P22 und P44
erfolgt eine Verringerung ihrer Phase um den gleichen Betrag Δφ. Mittels der Phasenschieber Pll, P22, P33
und P44 wird mit anderen Worten in Abhängigkeit des örtlich erzeugten Taktes Tin der Eingangsschaltung der
Hybridkoppler H1 und H2 ein definierter Phasenfehler
erzeugt, der in der eigentlichen Ablagesignalauswerteschaltung ASE zur Ermittlung des Vorzeichens der
Lagefehlersignale ausgewertet werden kann.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Richtantennensystem mit Nachführeinrichtung für Senden und/oder Empfang sehr kurzer elektromagnetischer
Wellen, bestehend aus mehreren Peilantennen und wenigstens einer Nutzsignalantenne,
bei dem zur Gewinnung der Steuersignale für die Nachführeinrichtung die Peilantennen mit einer
Summe-Differenz-Auswerteschaltung zur Ermittlung der Lagefehlersignale in Verbindung stehen, bei
dem außerdem die Peilantennen jeweils aus einem Primärstrahier und einem Sekundärstrahler bestehen,
von denen der Sekundärstrahler ein Ausschnitt aus einem Reflektor mit paraboloidförmiger Kontur
ist und vom Primärstrahler, der sich jeweils im Brennpunkt des zugeordneten Reflektorauschnitts
befindet, seitlich angestrahlt ist, bei dem ferner sämtliche Peilantennen konstruktiv zu einer Einheit
zusammengefügt und in sich starr ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärstrahler
(FX ... F 4) und die Reflektorausschnitte räumlich zueinander so angeordnet sind, daß ihre
Antennenstrahlen einen gemeinsamen Peilstrahl erzeugen und sich derart exzentrisch gespeiste
Peilantennen (offsetbeam-Antennen) ergeben, daß die paketartig zusammengefaßten Primärstrahler
(FX ... F4) außerhalb der an den Reflektorausschnitten
(Rl ... A4) reflektierten Strahlungen
liegen.
2. Richtantennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung aus
passiven Mikrowellenbauteilen besteht und mit der Primärstrahleranordnung (FX234) des Peilantennensystems
(Al ...A4) konstruktiv zu einer in sich starren Baueinheit vereinigt sind
3. Richtantennensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Peilantennensystem
(AX ... A4) mit da Nutzsignalantenne
integriert ist.
4. Richtantennensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Empfang des Peilsignals
eine weitere feststehende Einzelantenne (FS) mit relativ großer Halbwertsbreite ihres Strahlungsdiagramms
vorgesehen ist, die ein dem Summensignal der Antennen des Peilantennensystems (A X... A 4)
gleichwertiges Signal abgibt und daß die Frequenzen des Nutzsignals und des Peilsignals eng benachbart
(< 10% der Nutzsignalfrequenz) sind.
5. Richtantennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
sich das Peilantennensystem aus einer geraden Anzahl von gleichen Peilantennen (AX ... A4)
zusammensetzt
6. Richtantennensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Peilantennensystem
aus vier gleichen Peilantennen (A X ... A4) zusammensetzt, denen paarweise eine Symmetrieachse
(x, y) gemeinsam ist, daß ferner die Symmetrieachsen der beiden Peilantennenpaare
(AX/A2, A3/A4) aufeinander senkrecht stehen
und daß sich die Primärstrahleranordnung (F 1234) im Schnittpunkt der beiden Symmetrieachsen
befindet.
7. Richtantennensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen
ersten, einen zweiten und einen dritten Hybridkoppler
(H X... H 3) mit jeweils zwei Eingängen (e 1, e 2)
und zwei Ausgängen (a X, a 2) und drei 90°-Phasenschieber
(Pl... P3) umfaßt daß ferner jeweils ein
Primärstrahlerpaar (FXI FZ, F3/F4) des Peilantennensystems
(A 1 ... A 4) mit den beiden Eingängen des ersten und des zweiten Hybridkopplers (HX,
H 2) verbunden ist und zwar einer der Primärstrahler eines Primärstrahlerpaares unmittelbar und der
andere über einen 90"-Phasenschieber (P 1, P3\ daß
außerdem die Summenausgänge (a X) des ersten und des zweiten Hybridkopplers mit den Eingängen (e X,
e2) des dritten Hybridkopplers (H3) verbunden sind, und zwar einmal unmittelbar und einmal über
einen 90°-Phasenschieber (P2), und daß an den
beiden Differenzausgängen (a 2) des ersten und des zweiten Hybridkopplers die Lagefehlersignale anstehen,
während am Summenausgang des dritten Hybridkopplers das Summensignal der vier Peilantennen
des Peila.itennensystems abnehmbar ist
8. Richtantennensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenausgang (a X) des
dritten Hybridkopplers (H3) mit einer Sende- oder
einer Sende- und Empfangseinrichtung (Sn/En) für das Nutzsignal in Verbindung steht und daß im
Leitungszug zwischen den vier Eingängen des ersten und des zweiten Hybridkopplers (HX, H 2) und den
Primärstrahlern (FX ... F4) des Peilcntennensystems
(A X ... A4) jeweils ein in seiner Phase umschaUbarer Phasenschieber (PXX.P22, P33, P44)
für die Vorzeichenerkennung der Lagefehlersignale eingefügt ist
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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NL7501006A NL171645C (nl) | 1974-01-30 | 1975-01-28 | Richtantennestelsel. |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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EP3236278B1 (de) * | 2016-04-20 | 2020-12-09 | Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG | Richtantennenmodul |
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-
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- 1975-01-28 LU LU71736A patent/LU71736A1/xx unknown
- 1975-01-30 BE BE152909A patent/BE825015A/xx not_active IP Right Cessation
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GB1472893A (en) | 1977-05-11 |
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FR2259452B1 (de) | 1982-10-29 |
LU71736A1 (de) | 1976-08-19 |
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D2 | Grant after examination | ||
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