DE2709758B2 - Zur Azimutrichtungsfindung yon einfallenden Radarsignalen dienende Strahlergruppe - Google Patents

Description

jeweils einem der Steuereingänge eines Matrix-Gliedes ein Summendiagramm von jeweils vier benachbarten Einzelstrahlern und bei Aktivierung des jeweils anderen Steuereingangs eines Matrix-Gliedes ein Differenzdiagramm der entsprechenden Einzelstrahler ergibt, welches bei gleichzeitiger Aktivierung dieser beiden Steuereingänge gleichzeitig mit dem Summendiagramm ausgekoppelt ist.

Durch einen Vergleich der vom Beobachtungswinkel abhängigen Zuordnung der Pegel des Summen- und Differenzstrahlungsdiagramms läßt sich die Einfallsrichtung eines Radarsignals z. B. im Rahmen eines elektronischen Aufklärungssystems feststellen.

Lineare und ebene Ancennensysteme zur gleichzeitigen Abstrahlung mehrerer bei einer Frequenz und Polarisation voneinander unabhängiger Strahlen sind grundsätzlich z. B. aus dem Aufsatz »Bedingungen an eine leitungsgespeiste Antenne zur Erzeugung mehrerer, voneinander unabhängiger Strahlen« von R. Reitzig in der Zeitschrift »Frequenz« 1972, Heft 4, Seiten 93 bis 99, bekannt. Die Strahlerelemente der Gruppe werden dabei durch ein aus Hybdd-Leistungsteilern und festen Phasendrehgliedern aufgebautes Parallel-Leitungsmatrix-Netzwerk erregt. Besonders bekannt ist in diesem Zusammenhang die Verwendung der scenannten Butler-Matrix zur Erregung von linearen Strahlergruppen.

Charakteristisch für* eine solche Matrix ist es, daß jedem Matrixeingang eine bestimmte Phasenprogression entlang der gleichförmig erregten Apertur und damit eine bestimmte, im Raum fest orientierte Strahlrichtung zugeordnet werden kann. Die so erzeugten Strahlen sind voneinander unabhängig, d. h. der Gewinn eines Strahls ist unabhängig davon, ob ein weiterer Strahl erregt wird oder nicht. Für die zyklische Erregung einer kreisförmigen Strahlergruppe kann die Butler-Leitungsmatrix in ihrer eigentlichen Form ohne variable Phasenschieber jedoch nicht ohne weiteres übernommen werden, vgl. dazu den Aufsatz aus der »NacMchtentechmischen Zeitschrift« 1975, Seiten 299 bis 305.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand von drei Figuren erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Ansicht einer der Azimutpeilung dienenden, kreisförmigen Antennengruppe von oben,

Fig. 2 das Leitungsmatrix-Netzwerk zur Ansteue

rung dieser Strahlergruppe, und

Fig. 3 die Funktionsweise eines an sich bekannten 3dB-HybridkoppIers.

Die in Fig. 1 dargestellte Strahlergruppe besteht aus acht gleichmäßig über den Umfang eines Kreises verteilten Einzelstrahlern A bis H. Für diese Einzelstrahler A bis H sind in vorteilhafter Weise logarithmisch-periodische Yagi-Strahler vorgesehen, welche jeweils in Normalenrichtung nach außen strahlen. In Fig. 1 sind noch ein Summendiagramm Σ und ein Differenzdiagramm Δ dargestellt, die durch die vier Einzelstrahler A bis D unter Zuhilfenahme der in Fig. 2 gezeigten Steuermatrix, und zwar bei Aktivierung der Eingänge 1 bzw. 2, erzeugt werden. Das in Fig. 2 im einzelnen gezeigte Leitungsmatrix-Netzwerk besteht aus einer Kette von identischen Matrixgliedern, die jeweils aus zwei 3dB-Hybridkopplern 9, 10 bzw. 11,12 bzw. 13,14 bzw. 15,16 bestehen und über jeweils ein festes 270°-Phasendrehglied 17 bzw. 18 bzw. 19 bzw. 20 miteinander verfeinden sind. In dem gewählten Beispie! einer aus acht Einzelstrahlcrn bestehenden Kreisgruppe besteht das in sich ringförmig geschlossene Leitungsmatrix-Netzwerk aus vier Kettengliedern. Die Eingänge der Matrix sind mit 1 bis 8 und die Ausgänge mit A bis H bezeichnet. Die

μ kuoguiigv **. Uta λ λ ui<a mauiA-jivu-WLi iwa aiiiu Ulli dem jeweils gleich bezeichneten Einzelstrahler der in Fig. 1 gezeigten Kreisgruppe verbunden. Werden die mit einer ungeraden Ziffer gekennzeichneten Matrix-Eingänge aktiviert, so werden vier benachbarte Strahlerelemente mit der Phasenprogression 0°, 90°, 90°, 0° belegt, d. h. es entsteht ein Summendiagramm. Werden dagegen die mit einer geraden Ziffer gekennzeichneten Matrix-Eingänge erregt, so resultiert daraus eine antisymmetrische Phasenbelegung und damit ein Differenzdiagramm, das gleichzeitig mit dem Summendiagramm ausgekoppelt werden kann. Durch einen Vergleich der vom Beobachtungswinkel abhängigen Zuordnung der Pegel des Summen- und des Differenzdiagramms kann die Einfallsrichtung eines Rr.darsignals festgestellt werden.

Die bekannte Funktion eines 3dB- Hybridkopplers ist aus Fig. 3 ersichtlich. Das einem Eingasig zugeführte Signal steht, um den Faktor 1/V2 verringert, am einen Ausgang gleichphasig (0°) und am anderen Ausgang um 90° in der Phase verschoben zur Verfügung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Zur Azimutrichtungsfindung von einfallenden Radarsignalen dienende Strahlergruppe, bestehend aus auf einem Kreisumfang in einer horizontalen Ebene in gleichmäßigen Abständen angeordneten, jeweils in Normalenrichtung nach außen strahlenden Einzelstrahlern, von denen stets mehrere, die in einem Kreissektor liegen, gleichzeitig aktiviert und damit strahlungsmäßig zu einer eine Einheit bildenden Strahleruntergruppe zusammengefaßt sind, zu deren Erregung ein Leitungsmatrix-Netzwerk vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsmatrix-Netzwerk aus einer Kette identisch aufgebauter Matrix-Glieder besteht, daß jedes Ma'trix-Glied aus einem ersten und einem zweiten jeweils zwei Eingänge und zwei Ausgänge aufweisenden 3dB-Hybrid!:oppler (9, 10; 11, 12) besteht, daß die Eingangs (1, 2) des jeweils ersten 3dB-Hybridkopplers (9) aller Matrix-Glieder Steuereingänge sind und jeweils ein Ausgang der ersten 3dB-Hybridkoppler (9) unmittelbar mit einem Eingang des zweiten 3dB-Hybridkopplers (10) im jeweiligen Matrix-Glied verbunden ist, daß der andere Ausgang jedes ersten 3dB-Hybridkopplers (9) über ein Phasendrehglied (17) von 270° mit einem zweiten Eingang des zweiten 3dB-Hybridkopplers (12) jeweils eines nächsten Maixix-Glieds verbunden ist, daß die Ausgänge der zweiten 3dB-Hybridkoppler (10,12) jeweils an einem Einzelstrahler (A, B, £, D) angeschlossen sind, derart, daß ein Matrix-Glied zwei benachbarten Einzelstrahlern (A, B) und da jeweils näclhste Matrix-Glied den beiden in einem bestimmten Drehsinn des Kreisumfangs nächstfolgenden Einzelstrahlern (C, D) zugeordnet ist, und daß sich bei Aktivierung von jeweils einem der Steuer Eingänge (1, 3, 5, 7) eines Matrix-Gliedes ein Summendiagramm von jeweils vier benachbarten Einzelstrahlern (z. B. A bis D) und bei Aktivierung des jeweils anderen Steuereingangs (2,4,6, 8) eines Matrix-Gliedes ein Differenzdiagramm der entsprechenden Einzelstrahler (im Beispiel A bis D) ergibt, welches bei gleichzeitiger Aktivierung dieser beiden Steuereingänge gleichzeitig mit dem Summendiagramm ausgekoppelt wird.

2. Strahlergruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß acht Einzelstrahler (A bis H) vorgesehen sind.

3. Strahlergruppe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfallsrichtung eines Radarsignals durch einen Vergleich der vom Beobachtungswinkel abhängigen Zuordnung des Summen- und Differenzdiagramms festgestellt wird.

4. Strahlergruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung im Rahmen eines elektronischen Aufklärungssystems.

5. Strahlergruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Einzelstrahler (A bis H) Iogarithmisch-periodische Strahler vorgesehen sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine zur Azimutrichtungsfindung von einfallenden Radarsignalen dienende Strahlergruppe, bestehend aus auf einem Kreisumfang in einer horizontalen Ebene in gleichmäßigen Abständen angeordneten, jeweils in Normalenrichtung nach außen strahlenden Einzelstrahlern, von denen stets mehrere, die in einem Kreissektor liegen, gleichzeitig aktiviert und damit strahlungsmäßig zu einer eine Einheit bildenden Strahleruntergruppe zusammengefaßt sind, zu deren Erregung ein Leitungsmatrix-Netzwerk vorgesehen ist.

Die Suche nach Radarsignalen innerhalb eines azimutalen Winkelbereichs von 360° mittels rotierender Antennen oder aufeinanderfolgendem Weiterschalten von in einer Kreisgruppe angeordneten Einzelstrahlern oder Strahlergruppen ermöglicht bei einer Frequenz und Polarisation nicht die gleichzeitige Erfassung von mehreren Radarechos. Durch die zeitlich nacheinander erfolgende Radarsignalauswertung wird auch die Peilgenauigkeit beeinträchtigt.

Einzelne kreisförmig angeordnete Strahler, von denen jeder einen definierten Raumwinkel ausleuchtet und denen je ein Empfänger nachgeschaltet ist, könnten prinzipiell zwar Radarsignale mit beliebigem Signalformat innerhalb eines azimutalen Bereichs von 360° bei einer Frequenz und Polarisation gleichzeitig erfassen und hinsichtlich der Winkellage bestimmen" jedoch wäre jeder dieser Einzelstrahler des Antennensystems bezüglich des Ausleuchtbereichs und des Gewinns nur innerhalb des ihm zugeordneten Winkelbereichs wirksam. Durch die gleichzeitige Aktivierung mehrerer Einzelstrahler, die in einem Kreissektor liegen und damit zu einer eine Einheit bildenden Strahleruntergruppe zusammengefaßt sind, wird zwar vor allem der Gewinn erhöht, jedoch der Ausleuchtbereich des einzelnen Strahls verringert. Eine solche Steuerung einer kreisförmigen Strahlergruppe ist aus der »Nachrichtentechnischen Zeitschrift«, 1975, Seiten 299 bis 305 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine kreisförmige Strahlergruppe eine Steuerungsmöglichkeit anzugeben, damit die gleichzeitige Auskopplung einer Summen- und einer Differenzsignalstrahlungscharakteristik von mehreren gleichzeitig erzeugbaren, voneinander unabhängigen Strahlen möglich ist.

Gemäß der Erfindung, die sich auf eine Strahlergruppe der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Leitungsmatrix-Netzwerk aus einer Kette identisch aufgebauter Matrix-Glieder besteht, daß jedes Matrix-Glied aus einem ersten und einem zweiten jeweils zwei Eingänge und zwei Ausgänge aufweisenden 3dB-Hybridkoppler besteht, daß die Eingänge des jeweils ersten 3dB-Hybridkopplers aller Matrix-Glieder Steuereingänge sind und jeweils ein Ausgang der ersten 4dB-Hybridkoppler unmittelbar mit einem Eingang des zweiten 3dB-Hybridkopplers im jeweiligen Matrix-Glied verbunden ist, daß der andere Ausgang jedes ersten 3dE-HybridkoppIers über ein Phasendrehglied von 270° mit einem zweiten Eingang des zweiten 3dB-Hybridkopplers jeweils eines nächsten Matrix-Gliedes verbunden ist, daß die Ausgänge der zweiten 3dB-Hybridkoppler jeweils an einem Einzelstrahler angeschlossen sind, derart, daß ein Matrix-Glied zwei benachbarten Einzelstrahlern und das jeweils nächste Matrix-Glied dsn beiden in einem bestimmten Drehsinn des Kreisumfangs nächstfolgenden Einzelstrahlern zugeordnet ist, und daß sich bei Aktivierung von