DE2702114C1 - Antennensystem zur Peilung einer Mikrowellen-Signalquelle - Google Patents
Antennensystem zur Peilung einer Mikrowellen-SignalquelleInfo
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Description
50
Die Erfindung bezieht sich auf ein Antennensystem zur Peilung einer Mikrowellensignale, insbesondere in
Pulsform, abgebenden Signalquelle unter Verwendung zweier mechanisch gemeinsam rotierender, für gleiche
Frequenz ausgelegter Antennen, deren an sich gleiche Hauptstrahlungskeulen zueinander winkelmäßig versetzt
sind, sich aber überlappen, so daß innerhalb des t>o
den Peilsektor bestimmei-dtn Überlappungsbereichs
durch Pegelvergleich zweier mittels dieser Antennen empfangener Signale der Lagewinkel der Signalquelle
festgestellt wird.
Die Auffindung der Signaleinfallsrichtung wird in b5
bekannter Weise entweder durch scharf bündelnde, große, rotierende Antennen, große Kreisgruppenantennen
oder kleine rotierende Antennen mit einer Auswertung von Flankenpunkten erreicht Es gibt auch
feststehende oder rotierende Peilaiitennen, die mit einem Pegelvergleich der empfangenen Signale zweier
Einzelantennen arbeiten, die jedoch nicht breitbandig genug sind und außerdem keine genügend hohe
Genauigkeit gewährleisten. Eine solche Antenne in drehbarer Bauweise ist aus der DE-PS 8 07 101 bekannt
Die beiden Einzelantennen rotieren dabei mechanisch synchron, sind aber winkelmäßig zueinander versetzt so
daß sich die beiden durch sie erzeugten Hauptstrahlungskeulen
überlappen. Innerhalb des den Peilsektor bestimmenden Überlappungsbereiches wird durch den
Pegelvergleich der mittels dieser beiden Einzelantennen empfangenen Signale der Lagewinkel der Signalquelle
ermittelt
Aufgabe der Erfindung ist es, im Rahmen einer elektronischen Aufklärung ein Antennensystem zu
schaffen, welches es ermöglicht innerhalb einer extrem großen Bandbreite (z. B. 0,5 bis 18 GHz) Signale in jeder
Polarisation aus beliebigen Azimutrichtungen mit hoher Auffaßwahrscheinlichkeit zu empfangen und einem
Empfänger- und Signalauswertesystem zuzuführen, wobei auch die azimutale Einfailsrichtung der Signale zu
bestimmen ist Die Anordnung soll sich klein und leicht ausführen lassen, damit sie an einem Kiappmast eines
hochmobilen Fahrzeugs untergebracht werden kann.
Gemäß der Erfindung, die sich auf ein Antennensystem zur Peilung einer Mikrowellen-Signalquelle der
eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jede Antenne aus mehreren, in einer
baulichen Einheit zusammengefaßten und gemeinsam rotierenden Einzelantennen besteht von denen jede ein
Teilfrequenzband eines breiten Frequenzbereiches überdeckt, und daß die Teilfrequenzbänder der Einzelantennen
den Bändern eines unter anderem auch zur Pegelauswertung heranziehbaren, den sehr breiten
Frequenzbereich mit mehreren Frequenzteilbändern abdeckenden Überwachungsempfängers entsprechen.
Das Antennensystem liefert außerdem Signale zur Auswertung, wie z. B. zur Messung der Frequenz, der
Pulsdauer, der Pulswiederholfrequenz usw, an diesen Überwachungsempfänger, dessen extrem großes Frequenzband
lückenlos in die Teilbänder aufgeteilt ist, wobei diese Aufteilung somit auch im Antennensystem
beibehalten wird.
Das Antennensystem nach der Erfindung ermöglicht eine genaue Peilung in extremer Bandbreite aufgrund
eines Pegelvergleichs zweier Empfangssignale von zwei Einzelantennen mit sich überlappenden Hauptstrahlungskeulen.
Durch einen gleichzeitigen Empfang entsteht kein Peilfehler aufgrund einer etwaigen
Signalmodulation.
In vorteilhafter Weise werden für die Einzelantennen Rillenhornstrahler verwendet. Dadurch ergibt sich eine
Breitbandigkeit der Einzelantennen, vor allem der Strahlungsdiagramme, welche in die Peilgenauigkeit
eingehen. Eine Unabhängigkeit des Empfangs von der Polarisation der Signalquelle wird durch Verwendung
von zwei orthogonalen Polarisationen in jedem Einzelstrahler erreicht. Eine Unabhängigkeit der Peilgenauigkeit
von der Polarisation ergibt sich durch die Anwendung von kreuzpolarisationsarmen Rillenhörnern
und deren Anordnung in der Weise, daß ihre ausgekoppelten Polarisationen parallel und senkrecht
zur Abtastebene liegen. Die Messung der Polarisation kann durch einen Pegelvergleich der Empfängersignale
an den orthogonalen Ausgängen eines solchen Strahlers erfolgen.
Eine leichte und kleine Anordnung läßt sich dann realisieren, wenn die Einzelstrahler für den unteren
Frequenzbereich als logarithmisch-periodische Antennen ausgebildet werden. Für diesen Frequenzbereich
sollte dann allerdings eine geringere Peilgenauigkeit zugelassen sein.
Eine hohe Auffaßwahrscheinlichkeit, insbesondere gegenüber Suchradars, wird durch eine der Peilaufgabe
angepaßte langsame oder schnelle Drehgeschwindigkeit des Antennensystems erzielt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zur Nebenzipfelunterdrückung sowie
für eine eventuelle zusätzliche Weitwinkel-Überwachung eine oder mehrere Rundstrahlantennen mit einer
Azimutüberdeckung von 360° für den gesamten Frequenzbereich vorgesehen sind. Es läßt sich dann ein
Pegelvergleich des Peilantennendiagramms mit dem Rundstrahldiagramm, das alle Nebenzipfel der Peilantenne
überdeckt, in an sich bekannter Weise durchführen.
Die Niederführung der Signale des Antennensystems zum Überwachungsempfänger wird in vorteilhafter
Weise dadurch bewerkstelligt, daß die beiden Antennenausgänge der rotierenden Einzelantennen eines
jeden Frequenzbereichs jeweils mit einem Eingang einer wechselweise von Impuls zu Impuls von der einen
auf die andere Einzelantennen umschaltenden, mitrotierenden Schaltereinrichtung verbunden sind, deren
Ausgang an jeweils einen der Eingänge einer ebenfalls mitrotierenden Frequenzweicheneinrichtung angeschlossen
ist und daß das Ausgangssignal dieser Frequenzweicheneinrichtung über eine Drehkupplungseinrichtung
an die Eingangsseite einer feststehenden Frequenzweicheneinrichtung geführt ist, von welcher
aus die Beaufschlagung des Überwachungsempfängers erfolgt Eine besonders einfache Niederführung ergibt
sich, wenn die beiden Weicheneinrichtungen in zwei Einzelweicheneinrichtungen aufgeteilt sind, von denen
der einen die Signale der Einzelantennen des höchsten, dritthöchsten, fünfthöchsten usw. Frequenzbandes und
der anderen die Signale der Einzelantennen des zweithöchsten, vierthöchsten, sechshöchsten usw. Frequenzbandes
getrennt eingegeben und zusammengefaßt entnommen werden (rotierende Weicheneinrichtung
vor Einspeisung in die Drehkupplung) bzw. zusammengefaßt eingegeben und getrennt entnommen werden
(feststehende Weicheneinrichtung nach der Drehkupplung), und wenn die Drehkupplungseinrichtung entweder
aus einer einzigen Zweikanaldrehkupplung oder zwei Einkanaldrehkupplungen besteht. Im letzten Fall
ist eine Drehkupplung oben arn Anter.nengehäuse und
die andere Kupplung unten am Gehäuse angebracht.
Eine besonders wirtschaftliche Lösung für die Empfangskanäle des Pegelvergleichs ergibt sich, wenn
die Signale eines Einzelantennenpaares zur Richtungsfindung an zwei mitdrehende Detektorempfänger
geführt werden und gleichzeitig ein beispielsweise über einen Richtungskoppler ausgekoppeltes Teilsignal an
den Überwachungsempfänger zur Signalauswertung weitergegeben wird. Bei kleinen Signalen kann der
Pegelvergleich zeitlich nacheinander unter Anwendung einer schnellen Umschaltung, beispielsweise Impuls-zu-Impuls-Umschaltung,
vom empfindlichen Überwachungsempfänger durchgeführt werden, um eine unwirtschaftliche
Zweikanalversion dieses Empfängers zu vermeiden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von neun Figuren näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 die Richtcharakteristiken einer Radar- unc einer Peilantenne,
F i g. 2 ein Strahlungsdiagramm zur Verdeutlichunj
eines Pei'verfahrens mittels Pegelvergleich mit siel·
überlappenden Strahlungskeulen,
F i g. 3 das Beispiel einer Peileichkurve,
F i g. 4 in Vorderansicht die bauliche Anordnung eine
Peilantenne nach der Erfindung,
F i g. 5 einen Rillenhornstrahler in einer Schnittdar ίο stellung,
F i g. 6 eine logarithmisch-periodische Antenne fü
das unterste Frequenzteilband,
F i g. 7 eine in zirkularer Polarisation strahlend Rundstrahlantenne zur Nebenzipfelunterdrückung unc
Überwachung,
Fig.8 eine in 45°-Linearpolarisation strahlend'
Rundstrahlantenne zur Nebenzipfelunterdrückung unc Überwachung,
F i g. 9 die Schaltungsanordnung eines Peilantennen systems nach der Erfindung.
In F i g. 1 sind die Richtcharakteristiken einer zi erfassenden Radar- und einer Peilantenne dargestellt
Die rotierende Radarantenne, welche eine Mikrowel len-Signalquelle darstellt, befindet sich am Ort 1
während die ebenfalls rotierende Peilantenne mit ihrer der Nebenzipfelunterdrückung dienenden Rundstrahl
antennen an einem Ort 2 angeordnet ist. Der Pfeil ; stellt die Nordrichtung dar. Die Radarantenne gibt ein«
rotierende Richtcharakteristik 4 und die Peilantenne mi jo ihren Rundstrahlantennen die Richtcharakteristik ί
bzw. das Rundstrahldiagramm 5a ab. Es bedeuten:
Φ5 Diagrammwinkel der Radarantenne bezogen au
deren Hauptstrahlrichtung.
4>e Diagrammwinkel der Peilantenne, bezogen au
deren Hauptstrahlrichtung.
Φ ζ Zielwinkel, bezogen auf die Nordrichtung.
Φο Winkel zwischen der Hauptstrahlrichtung dei
Peilantenne und der Nordrichtung.
Die Winkelanzeige kann beispielsweise über Dreh meider erfolgen.
Die Empfangsleistung Pei der Peilantenne ist abhän
gig von der Sendeleistung P5 der Radarantenne, dei
Entfernung d zwischen dein Peiler und der Radaranten
ne, der Gewinnfunktion Gs (Φ5) der Radarantenne ir
Abhängigkeit vom Winkel Φ5 und der Gewinnfunktior
Get {Φε) der Peilantenne in Abhängigkeit vom Winke
Φί ■ λ ist die jeweilige Wellenlänge.
Die Empfangsleistu.1?^ Pc; ist starken zeitlicher
Schwankungen unterworfen, selbst wenn die Sendelei stung Ps, λ und d konstant sind.
Die Gewinnfunktion Gsfäs) und die variierban
Radar-Sendeleistung Ps sind am Empfangsort de
Peilers unbekannte Größen und erschweren die genaue Bestimmung des Zielwinkels Φζ mit einer Peilantenne
ohne Zusatzmaßnahmen.
Durch eine zusätzliche Vergleichsantenne (z. B. ein< to Rundstrahlantenne) können die unbekannten Größer
durch eine Quotientenbildirng eliminiert werden.
Die Empfangsleistung P1-. n der Rundstrahlantenne ist
Dabei wurde angenommen, daß im Idealfall di« Gewinnfunktion Gc\\ der Rundstrahlantenne unabhän
gig vom Diagrammwinkel ist
Werden die Peiler-Empfangsleistungen Pc\ und Pe n
gleichzeitig gemessen, so ergibt der Quotient von Gl. (1) und (2)
Pel
Pen
Gl. (3) enthält nur noch Größen, die von der Peilantennenanordnung abhängen.
Wird der Empfangspegel Pc\ in Abhängigkeit vom
Drehmeldewinkel Φ ο gemessen und auf den Empfangspegel Peil der Rundstrahlantenne bezogen, so durchläuft
der Quotient Pe\/Peu innerhalb eines bestimmten
Zeitabschnittes ein Maximum. Zwischen den Winkeln $e,^Dund$zbestehi nach Fig. 1 folgender Zusammenhang:
Φζ = ΦΒ-Φ€.
Schaut die Peilantenne mit ihrer Hauptstrahlrichtung in die Richtung der Radarantenne, dann ist <&e=0. Zur
gleichen Zeit ist Pe\/Peu maximal. Der für diesen
Zeitpunkt vorhandene Drehmelderwinkel Φο ist dann
gleich dem gesuchten Zielwinkel Φ7.
Die bei der Maximumspeilung auftretenden Schwierigkeiten werden durch eine Monopulspeilung umgangen.
Grundsätzlich gibt es zwei Verfahren, nämlich die Peilung mit Hilfe der Summen-Differenz-Charakteristiken
und die Peilung mit Hilfe zweier sich überlappender Richtcharakteristiken.
Beim Summen-Differenz-Verfahren ist ein zusätzlicher Phasen-'ergleich notwendig, damit zwischen
Signalquellen die rechts oder links von der Hauptstrahlrichtung liegen, unterschieden werden kann. Das
erfordert komplizierte und aufwendige Empfängersysteme. Außerdem ist im Bereich des Differenzminimums
das Signal-Rausch-Verhältnis erheblich schlechter als im Summenmaximum, so daß ein Amplitudenvergleich
nur sehr schwierig durchzuführen ist.
Die Diagramm-Überlappung zweier von Richtantennen ausgehender Hauptkeulen 6 und 7 ist in F i g. 2
dargestellt. Die Hauptstrahlrichtungen 8 und 9 beider Richtantennen bilden einen Winkel von etwa 20°
zueinander. Die lOdB-Breite beider Richtcharakteristiken beträgt etwa 40°, d.h. ein Signal, das in der
Hauptstrahlrichtung der einen Antenne einfällt, wird von der anderen Antenne um ca. 1OdB schwächer
empfangen. Der Winkel λ für einen beliebigen Diagrammpunkt beider Richtcharakteristiken 6 und 7
wird hier nicht auf die Hauptstrahlrichtung 8 bzw. 9, sondern zweckmäßigerweise auf die Schnittpunktrichtung
10 der beiden Hauptkeulen 6 und 7 bezogen.
Der Peilwinkel für die Ortung eines Zieles wird mit Hilfe des Quotienten von E] (α) und £i (cc) bestimmt
(E= Empfangsspannung). Eine Peileichkurve läßt sich mit einem Quotientenmeßgerät in Abhängigkeit vom
Winkel λ aufzeichnen.
Eine solche gemessene Peileichkurve ist in Fig.3
wiedergegeben. Werden für eine Signaleinfallsrichtung die zwei Empfangspegel beider Antennen gemessen und
der Quotient (Pegeldifferenz) gebildet, so läßt sich über die Eichkurve der Zielwinkel Φζ bestimmen.
Φ. = ΦΒ + λ .
Φο ist als Winkel zwischen der Nordrichtung und der
umlaufenden Schnittpunktrichtung definiert und wird durch Drehmelder übertragen. In Fig.3 ist A die
Einheit für die Pegeldifferenz und a die Winkeleinheit.
Der Winkel λ ist positiv bzw. negativ, wenn sich das
Ziel rechts bzw. links von der Schnittpunktrichtung befindet.
Die Frequenzteilbänder des Überwachungsempfängers weisen etwa die Breite eines Hohlleiterbandes auf,
so daß es zweckmäßig ist, jedes dieseV" Bänder von einem Einzelantennenpaar zu überdecken. Es ist
deswegen ein breitbandiges Antennenprinzip für die
ίο Einzelstrahler ausgewählt. F i g. 4 zeigt in einer Vorderansicht
die Anordnung der Einzelstrahler 11 bis 24 in einem bzw. auf einem gemeinsamen Antennengehäuse.
Für die höheren Frequenzbereiche mit der höheren Peilgenauigkeit sind Rillenhornstrahler 11 bis 22
ausgewählt, deren Strahiungsdiagramme nahezu frequenz-
und polarisationsunabhängig sind. F i g. 5 zeigt in einer Schnittdarstellung einen derartigen Rillenhornstrahler
11 im einzelnen. Die umlaufenden Rillen sind mit 11a bezeichnet. Um eine Polarisationsmessung zu
ermöglichen, sind die Rillenhornstrahler (im Beispiel der Strahler 11) mit getrennten Ausgängen 25 und 26 für
horizontale und vertikale Polarisation versehen, deren Empfangspegel an zwei Detektorempfängern gleichzeitig
bzw. am Überwachungsempfänger zeitlich nacheinander verglichen werden können. Dadurch kann eine
Linearpolarisation fast genau festgestellt werden. Bei zirkularer Polarisation und 45°-Linearpolarisation sind
die Empfangspegel der beiden Ausgänge 25 und 26 gleich. Im untersten Frequenzbereich mit der niedrige-
JO ren Peilgenauigkeit werden zwei logarithmisch-periodische
Antennenanordnungen 23 bzw. 24 (vgl. Fig.4) verwendet. Zur Angleichung der Strahlungsdiagramme
in der E- und der Η-Ebene wird eine V-förmige Doppelanordnung als Einzelantenne 23 bzw. 24
vorgesehen, deren lineare Polarisation durch mechanische Drehung um die Längsachse oder durch Umschalten
bei einer gekreuzten V-Anordnung geändert werden kann. Eine solche Anordnung einer logarithmisch-periodischen
Einzelantenne ist in F i g. 6 dargestellt, wobei die beiden logarithmisch-periodischen
Antennen einer solchen V-förmigen Doppelanordnung 23 mit 27 und 28 bezeichnet sind.
Wie Fig.4 zeigt, sind die Rillenhörner 11 bis 22
paarweise symmetrisch in zwei Hälften 29 bzw. 30 eines Antennengehäuses untergebracht. Rillenhornpaare bilden
in der Reihenfolge der Frequenz von unten nach oben jeweils die Rillenhörner 11 und 12, die
Rillenhörner 13 und 14, die Rillenhörner 15 und 16, die Rillenhörner 17 und 18, die Rillenhörner 19 und 20 sowie
die Rillenhörner 21 und 22. Die Aperturflächen der
Dill^ ί
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bzw. die Rillenhörner 12, 14, 16, 18, 20 und 22 der anderen Hälfte 30 liegen jeweils in einer Ebene und
werden von einem ebenen Radom abgedeckt. Die Aperturflächen der zweiten Hälfte 30 sind um einen
Winkel von 20° gegenüber denen der ersten Hälfte 29 geneigt. Die logarithmisch-periodischen Antennen 23
und 24 sind mit einem gegenseitigen Neigungswinkel von etwa 40° über der Rillenhornanordnung auf jeweils
einer Antennengehäusehälfte 29 bzw. 30 angebracht. Der mitdrehende Mikrowellenteil befindet sich hinter
den Rillenhörnern 11 bis 22 innerhalb des aus den beiden
Gehäusehälften 29 bzw. 30 zusammengesetzten Antennengehäuses. Dort werden auch die Signale in den
verschiedenen Frequenzbändern an zwei Weicheneinrichtungen so zusammengefaßt, daß sie über eine
Zweifach-Breitband-Drehkupplung zum Überwachungsempfänger weitergeleitet werden können. Die
Detektorempfänger sind ebenfalls im um eine Achse 31 drehenden Antennengehäuse untergebracht. Ihre Ausgangssignale
werden über Schleifringe einer Empfängerlogik zugeleitet.
Zum Zwecke der Nebenzipfelunterdrückung sowie einer evtl. zusätzlichen Weitwinkel-Überwachung sind
Rundstrahlantennen mit einer Azimutüberdeckung von 360° für den gesamten Frequenzbereich vorgesehen.
Für einen zu überwachenden Frequenzbereich von 0,5 bis 18 GHz sind dazu zweckmäßig zwei Antennen
vorgesehen, von denen die eine den Frequenzbereich von 0,5 bis 5,7 GHz und die andere den Frequenzbereich
von etwa 5,7 bis 18 GHz überdeckt. Für die Antenne des
unteren Frequenzbandes wird eine zirkulär polarisierte Wendelantenne 82, wie sie mit einer Wendel 82a in
Draufsicht in F i g. 7 dargestellt ist, verwendet. Sie ist für die Nebenzipfelsignalunterdrückung vorgesehen, was
wegen der hohen Nebenzipfel der logarithmisch-periodischen Antennen insbesondere für den unteren
Frequenzbereich wichtig ist. Sie wird in vorteilhafter Weise über den logarithmisch-periodischen Antennen
angebracht. Die Rundstrahlantenne 88 des oberen Frequenzbereiches ist einfacher (Fig.8) in 45°-Linearpolarisation
als in Zirkularpolarisation auszuführen. Sie wird in zweckmäßiger Weise ebenfalls über der
logarithmisch-periodischen Antenne angebracht. Im Primärstrahler 88a sind z. B. Schlitze unter 45°-Neigung
rundum angebracht.
F i g. 9 zeigt die Schaltungsanordnung des Peilantennensystems
im einzelnen. Die Vertikalausgänge 40 und 41 eines jeden Peilantennenpaares (Rillenhörner) 42 und
43 sind mit dem einen Eingang jeweils einer elektronischen Umtasteinrichtung 44 bzw. 45 verbunden,
während die Ausgänge für horizontale Polarisation 46 und 47 dieser beiden Peilantennen 42 und 43 an
jeweils dem zweiten Eingang der Umtasteinrichtungen
44 bzw. 45 liegen. Zur Pegelvergleichs-Auswertung sind zwei logarithmische Detektorempfänger 48 und 49 für
jedes Peilantennenpaar mit je einem Hochfrequenzverstärker 50 bzw. 51 vorgesehen, um mit jeweils einem
Impuls allein einen Pegelvergleich (simultanes Monopuls) für die Richtungsfindung durchführen zu können.
In einer Pegelvergleichseinrichtung 52 werden die in den beiden Detektorempfängern 48 und 49 empfangenen
Pegel verglichen (Qi). Über zwei Teiler 53 und 54
und einen Schalter 56 pro Peilantennenpaar bleibt der Überwachungsempfänger 55 dabei ständig am Peilantennenpaar
42, 43 angeschlossen. Wenn Kostengründe gegen einen über alle Frequenzbereiche vollständigen
Einsatz der beiden Hochfrequenz-Verstärker 50 und 51 und die beiden Detektorempfänger 48 und 49 sprechen,
so sollten sie wenigstens in wichtigen Bändern wie dem X- und dem K11-Band vorgesehen werden.
Wenn die Detektorempfänger 48 und 49 unempfindlicher sind als der Überwachungsempfänger 55, kann man
die Peilantennen 42 und 43 zeitlich nacheinander an den Überwachungsempfänger 44 anschließen (sequentielles
Monopuls). Hierfür ist für das Peilantennenpaar 42, 43 der Mikrowellenschalter 56 vorgesehen. Die Peilgüte ist
am günstigsten, wenn der vor dem Umschaltzeitpunkt mit der Peilantenne 42 empfangene Impuls und der erste
nach dem Umschaltzeitpunkt mit der Peilantenne 43 aufgenommene Impuls zur Quotientenbildung herangezogen
werden. Alle Impulse müssen allerdings von ein und demselben Radargerät stammen. Jedes Peilantennenpaar
42, 43 hat einen Ausgang 40, 41 für Vertikalpolarisation und einen Ausgang 46, 47 für
Horizontalpolarisation.
Die Mikrowellenschalter 44 und 45 verbinden für die Richtungsfindung entweder die beiden horizontalen
oder die beiden vertikalen Ausgänge der Antennen 42 und 43 mit den Teilern 53 und 54. Für die
Polarisationsmessung werden die beiden Ausgänge einer der beiden Antennen 42 oder 43, z. B. 40 und 46,
mit den Teilern 53 und 54 verbunden.
Trotz Aufteilung des Gesamtfrequenzbandes auf mehrere Peilantennenpaare und zahlenmäßig entsprechend
viele Empfängereingänge 57 bis 63 im Überwachungsempfänger 55 ist nur eine Zweikanaldrehkupplung
64 aufgrund einer Zusammenfassung der Teilfrequenzbänder durch zwei Weichen 65 und 66 über der
Drehkupplung sowie zwei Weichen 67 und 68 unter der
ΐϊ Drehkupplung erforderlich. Anstelle der Zweikanal-Drehkupplung
64 lassen sich auch zwei Einkanaldrehkupplungen oben und unten auf dem Antennengehäuse
verwenden.
Im einzelnen erfolgt die Frequenzaufteilung folgendermaßen. Der Frequenzweiche 66 werden die Signale des logarithmisch-periodischen Peilantennenpaares und die Signale des frequenzmäßig zweitniedrigsten, viertniedrigsten und höchsten Rillenhorn-Peilantennenpaars zugeführt Dagegen werden der Weiche 65 die Signale des frequenzmäßig niedrigsten, drittniedrigsten und zweithöchsten Rillenhorn-Peilantennenpaares eingegeben. Der Vorteil dieser Zusammenfassung ist, daß benachbarte Frequenzkanäle nicht an derselben Weiche liegen und dadurch Signalaufspaltungen in den Flankenbereichen der Filter in den Weichen vermieden werden. Die entsprechenden Eingänge der Weiche 66 sind mit 69,70, 71 und 72 und die Eingänge der Weiche 65 mit 73, 74 und 75 bezeichnet. Die Ausgänge der beiden Weichen 65 und 66 sind über die Zweikanal-Drehkupplung 64 mit den Eingängen der beiden feststehenden Weichen 67 bzw. 68 verbunden. Die Weiche 67 hat zwei Ausgänge 76 und 77 für einen niedrigen und einen hohen Frequenzbereich. In gleicher Weise ist die Weiche 68 mit ihren beiden Ausgängen 78
Im einzelnen erfolgt die Frequenzaufteilung folgendermaßen. Der Frequenzweiche 66 werden die Signale des logarithmisch-periodischen Peilantennenpaares und die Signale des frequenzmäßig zweitniedrigsten, viertniedrigsten und höchsten Rillenhorn-Peilantennenpaars zugeführt Dagegen werden der Weiche 65 die Signale des frequenzmäßig niedrigsten, drittniedrigsten und zweithöchsten Rillenhorn-Peilantennenpaares eingegeben. Der Vorteil dieser Zusammenfassung ist, daß benachbarte Frequenzkanäle nicht an derselben Weiche liegen und dadurch Signalaufspaltungen in den Flankenbereichen der Filter in den Weichen vermieden werden. Die entsprechenden Eingänge der Weiche 66 sind mit 69,70, 71 und 72 und die Eingänge der Weiche 65 mit 73, 74 und 75 bezeichnet. Die Ausgänge der beiden Weichen 65 und 66 sind über die Zweikanal-Drehkupplung 64 mit den Eingängen der beiden feststehenden Weichen 67 bzw. 68 verbunden. Die Weiche 67 hat zwei Ausgänge 76 und 77 für einen niedrigen und einen hohen Frequenzbereich. In gleicher Weise ist die Weiche 68 mit ihren beiden Ausgängen 78
to und 79 aufgebaut. An die Ausgänge 76 und 78 sind
Koaxialleitungen und an die Ausgänge 77 und 79 Hohlleiter angeschlossen. Die Koaxialleitungen von den
Ausgängen 76 bzw. 78 sind jeweils an eine weitere Weiche 80 bzw. 81 geführt. Die Weiche 80 weist zwei
Ausgänge und die Weiche 81 drei Ausgänge auf. Die beiden Ausgänge der Weiche 80 sind mit den Eingängen
58 und 60 des Überwachungsempfängers 55 verbunden, während der Ausgang 77 der Weiche 67 über den
Hohlleiter unmittelbar am Eingang 62 des Überwachungsempfängers 55 liegt. Die drei Ausgänge der
Weiche 81 sind mit den Eingängen 57. 59 und 61 des Überwachungsempfängers 55 und der Ausgang 79 der
Weiche 68 ist über den Hohlleiter direkt mit dem Eingang 73 des Überwachungsempfängers 55 verbunden.
Die Signale des Frequenzbandes des logarithmischperiodischen Peilantennenpaares gelangen somit vom
Eingang 69 der Weiche 66 zum Eingang 57 des Überwachungsempfängers 55, die Signale des frequenzmäßig
niedrigsten Rillenhornpaares vom Eingang 73
der Weiche 65 zum Eingang 58 des Überwachungsempfängers
55, die Signale des frequenzmäßig zweitniedrigsten Rillenhornpaares vom Eingang 70 der Weiche 66
zum Eingang 59 des Überwachungsempfängers 55, die Signale des frequenzmäßig drittniedrigsten Rillenhornpaares
vom Eingang 74 der Weiche 65 zum Eingang 60 des Überwachungsempfängers 55, die Signale des
frequenzmäßig viertniedrigsten Rillenhornpaares vom Eingang 71 der Weiche 66 zum Eingang 61 des
Überwachungsempfängers 55, die Signale des frequenzmäßig fünftniedrigsten Rillenhornpaares vom Eingang
75 der Weiche 65 zum Eingang 62 des Überwachungsempfängers 55 und die Signale des frequenzmäßig
höchsten Rillenhornpaares vom Eingang 72 der Weiche 66 zum Eingang 63 des Überwachungsempfängers 55.
Die Signale des wendelförmig ausgebildeten Rundstrahlers 82 zur Nebenzipfelsignal-Unterdrückung gelangen
über eine Weiche 83 zu einem Teiler 84, der die Empfangsleistung aufteilt und einen Teil über einen
HF-Vorverstärker 85 einem weiteren Detektorempfänger 86 zuführt, und über den Schalter 56 die Möglichkeit
bietet, den anderen Teil der Empfangsleistung zum Überwachungsempfänger 55 weiterzuleiten. Der Pegelvergleich
zur NebenzipfehiP.terdrückup.g erfolgt in der
Vergleichseinrichtung 87, welcher ein Empfangssignal einer der beiden Peilantennen 42 oder 43 zugeführt wird
Die Signale der Rundstrahlantenne für den oberen Frequenzbereich 88 werden über eine Weiche 89 in
derselben Weise den ihnen zugeordneten Detektorempfängern und dem Überwachungsempfänger 55 zugeführt
wie Signale der Antenne 82. Für die insgesamt sieben Weichenausgänge der beiden Rundstrahler, die
entsprechend den Teilbändern der Peilantennenpaare aufgeteilt sind, ist also siebenmal derselbe Signalweg
wie der für den Ausgang 90 geschilderte notwendig. Ebenso ist der für das in einem Frequenzband
arbeitende Peilantennenpaar 42,43 geschilderte Signal-
H) weg auch für die sechs in den anderen Frequenzbändern arbeitenden Antennenpaare aufzubauen. Im ausgeführten
Beispiel rotieren sämtliche Teile, welche über der Zweikanal-Drehkupplung 64 dargestellt sind mit dem
Antennengehäuse mit. Sind jedoch die Rundstrahler 82 und 88 mit ihren zugehörigen Weichen 83 bzw. 89 so
angeordnet, daß sie nicht mit dem Antennengehäuse mitdrehen, so müssen die Mikrowellen-Schalter 56
direkt den entsprechenden Eingängen 58 bis 63 des Überwachungsempfängers 55 vorgeschaltet werden.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (22)
1. Antennensystem zur Peilung einer Mikrowellensignale, insbesondere in Pulsform, abgebenden
Signalquelle unter Verwendung zweier mechanisch gemeinsam rotierender, für gleiche Frequenz ausgelegter
Antennen, deren an sich gleiche Hauptstrahlungskeulen zueinander winkelmäßig versetzt sind,
sich aber überlappen, so daß innerhalb des den Peilsektor bestimmenden Überlappungsbereichs
durch Pegelvergleich zweier mittels dieser Antennen empfangener Signale der Lagewinkel der
Signalquelle festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Antenne aus mehreren, in einer baulichen Einheit zusammengefaßten und gemeinsam rotierenden Einzelantennen (il, 12)
besteht, von denen jede ein Teilfrequenzband eines breiten Frequenzbereiches überdeckt, und daß die
Teilfrequenzbänder der Einzelantennen (11, 12) den Bändern eines unter anderem auch zur Pegelauswertung
heranziehbaren, den sehr breiten Frequenzbereich mit mehreren Frequenzteilbändern abdeckenden
Überwachungsempfängers (55) entsprechen.
2. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Einzelantennen Rillenhornstrahler
(11) verwendet werden.
3. Antennensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstrahler (11)
jeweils einen getrennten Ausgang (25, 26) für horizontale Polarisation und vertikale Polarisation
aufweisen.
4. Antennensystem nach Anspruch 3 und Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Empfangssignale der getrennten, horizontal und vertikal polarisierten Ausgänge (25, 26 oder 40, 46)
gleichzeitig durch zwei Empfänger oder zeitlich nacheinander durch den Überwachungsempfänger
(55) verglichen werden und dadurch die Polarisation der Signalquelle bestimmt wird, wobei die Empfänger
für den gleichzeitigen Vergleich als Detektorempfänger (48,49) ausgeführt sein können.
5. Antennensystem nach Anspruch 4 und einem anderen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rillenhornstrahler (11, 13, 15, 17, 19, 21 bzw. 12, 14, 16, 18, 20, 22) jeder der
beiden Antennen in einer gemeinsamen Antennengehäusehälfte (29 bzw. 30) untergebracht sind.
6. Antennensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aperturflächen der jeweils
in einer Antennengehäusehälfte (29, 30) untergebrachten Rillenhornstrahler (11, 13, 15, 17, 19, 2Ϊ
bzw. 12, 14, 16, 18, 20, 22) in einer gemeinsamen Ebene liegen und daß diese Ebenen der beiden
Antennengehäusehälften (29, 30) einen Winkel von etwa 20 Grad einschließen.
7. Antennensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aperturflächen aller Rillenhornstrahler
(U, 13,15,17,19, 21 bzw. 12,14,16,18,
20,22) von jeweils einer Antennengehäusehälfte (29, 30) von einem ebenen Radom abgedeckt sind.
8. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden dem niedrigsten
Frequenzteilband zugeordneten Einzelantennen logarithmisch-periodische Antennen (23,24) sind. h"
9. Antennensystem nach Anspruch 8 und einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden logarithmisch-periodischen Antennen (23, 24) auf jeweils einer der beiden
Antennengehäusehälften (29,30) angebracht sind.
10. Antennensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden logarithmisch-periudischen
Antennen (23, 24) derart auf den Antennengehäusehälften (29, 30) angeordnet sind,
daß sie einen Winkel von etwa 40 Grad in der Azimutebene einschließen.
11. Antennensystem nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden logarithmisch-periodischen
Antennen (23, 24) gemeinsam jeweils um ihre Längsachse als Drehachse drehbar ausgebildet sind.
12. Antennensystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehgeschwindigkeit von 40 — 60 U/min möglich ist
13. Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine variierbare
Drehgeschwindigkeit.
14. Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Nebenzipfelunterdrückung sowie für eine eventuelle zusätzliche Weitwinkel-Überwachung eine oder
mehrere Rundstrahlantennen (82, 88) mit einer Azimutüberdeckung von 360 Grad für den gesamten
Frequenzbereich vorgesehen sind, so daß sich ein Pegelvsrgleich des Peilantennendiagramms mit dem
Rundstrahldiagramm, das alle Nebenzipfel der Peilantenne überdeckt, in an sich bekannter Weise
durchführen läßt.
15. Antennensystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt zwei Rundstrahlantennen
(82, 88) vorgesehen sind, von denen die eine (82) den unteren Frequenzbereich (z. B. 0,5 bis
5,7 GHz) abdeckt und als zirkulär polarisierte Wendelantenne (82) ausgebildet ist und von denen
die andere (88) den oberen Frequenzbereich (z. B. 5,7 bis 18GHz) abdeckt und als Strahler (88) mit
45°-Linearpolarisation ausgebildet ist '
16. Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anbringung
auf einem Fahrzeug.
17. Antennensystem nach Anspruch 16 und einem
der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Befestigung auf einem während der Fahrt einklappbaren
Peilantennenmast.
18. Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Antennenausgänge der rotierenden Einzelantennen (42, 43) eines jeden Frequenzbereichs und
gegebenenfalls der entsprechende Ausgang der Rundstrahlantenne (82 oder 88) jeweils mit einem
Eingang einer wechselweise schnell, z. B. von Impuls zu Impuls, umschaltenden, mitrotierenden Schaltereinrichtung
(56) verbunden sind, deren Ausgang an jeweils einen der Eingänge (69 bis 75) einer ebenfalls
mitrotierenden Frequenzweicheneinrichtung (65,66) angeschlossen ist, und daß das Ausgangssignal dieser
Frequenzweicheneinrichtung (65, 66) über eine Drehkupplungseinrichtung (64) an die Eingangsseite
einer feststehenden Frequenzweicheneinrichtung (67, 68, 80, 81) geführt ist, von welcher aus die
Beaufschlagung des Überwachungsempfängers (55) erfolgt.
19. Antennensystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Weicheneinrichtungen
in jeweils zwei Einzelweicheneinrichtungen (65, 66 bzw. 67, 80 und 68, 81) aufgeteilt sind, von denen
der einen (66 bzw. 68, 81) die Signale der Einzelantennen des niedrigsten, drittniedrigsten,
fünftniedrigsten usw. Frequenzbandes und der anderen (65 bzw. 67,80) die Signale der Einzelantennen
des zweitniedrigsten, viertniedrigsten, sechstniedrigsten usw. Frequenzbandes getrennt eingegeben
und zusammengefaßt entnommen werden (oberhalb der Drehkupplung) bzw. zusammengefaßt
eingegeben und getrennt entnommen werden (unterhalb der Drehkupplung) und daß die Drehkupplungseinrichtung
(64) entweder aus einer einzigen Zweikanaldrehkupplung oder zwei Einkanaldrehkupplungsn
besteht
20. Antennensystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antennenausgänge
der rotierenden Einzelantennen (42, 43) eines jeden Frequenzbereiches außerdem unter
Zwischenschaltung jeweils eines Teilers (53,54), z. B. eines Richtkopplers, gegebenenfalls unier Zwischenschaltung
von HF-Vorverstärkern (50, 51), mit zwei 2a Detektorempfängern (48, 49) verbunden sind, mit
deren Ausgangssignalen ausschließlich der Pegelvergleich der Signale eines Einzelantennenpaares
bei jedem einzelnen Impuls (simultanes Monopuls) in einer Pegelvergleichsschaltung (52) durchgeführt
wird.
21. Antennensystem nach einem der Ansprüche 18
bis 20, unter Verwendung mitdrehender Rundstrahlantennen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundstrahlantennen
(82, 88) jeweils über eine Frequenz- jo weiche (83 bzw. 89), deren Ausgangsfrequenzbänder
den Frequenzbändern der verschiedenen Einzelantennenpaare entsprechen, und über einen Teiler (84)
mit einem Detektorempfänger (86) verbunden sind, wonach ein Pegelvergleich mit dem Empfangssignal
einer der beiden zugeordneten Peilantennen (43) in einer Pegelvergleichseinrichtung (87) durchgeführt
wird.
22. Antennensystem nach einem der Ansprüche 18 bis 20, unter Verwendung nicht mitdrehender
Rundstrahlantennen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundstrahlantennen (82, 88) jeweils über eine
Frequenzweiche (83, 89), deren Ausgangsfrequenzbänder den Frequenzbändern der verschiedenen
Einzelantennenpaare entsprechen, und jeweils eine Umtasteinrichtung pro Frequenzband direkt an die
zugeordneten Frequenzbandeingänge des Überwachungsempfängers (55) angeschlossen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772702114 DE2702114C1 (de) | 1977-01-20 | 1977-01-20 | Antennensystem zur Peilung einer Mikrowellen-Signalquelle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772702114 DE2702114C1 (de) | 1977-01-20 | 1977-01-20 | Antennensystem zur Peilung einer Mikrowellen-Signalquelle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2702114C1 true DE2702114C1 (de) | 1980-10-23 |
Family
ID=5999054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772702114 Expired DE2702114C1 (de) | 1977-01-20 | 1977-01-20 | Antennensystem zur Peilung einer Mikrowellen-Signalquelle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2702114C1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0448994A1 (de) * | 1990-03-28 | 1991-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Peilung einer oder mehrerer Mikrowellen-Signalquellen |
EP0613019A1 (de) * | 1993-02-26 | 1994-08-31 | Thomson-Csf | Abweichungsantenne für Monopulsradar |
-
1977
- 1977-01-20 DE DE19772702114 patent/DE2702114C1/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0448994A1 (de) * | 1990-03-28 | 1991-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Peilung einer oder mehrerer Mikrowellen-Signalquellen |
EP0613019A1 (de) * | 1993-02-26 | 1994-08-31 | Thomson-Csf | Abweichungsantenne für Monopulsradar |
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