DE2811883A1

DE2811883A1 - Sendeeinrichtung fuer eine radaranlage

Info

Publication number: DE2811883A1
Application number: DE19782811883
Authority: DE
Inventors: Denton D Riggs; Gene A Wagner
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1977-04-14
Filing date: 1978-03-18
Publication date: 1978-10-19
Also published as: NL7803818A; NL187659C; GB1570676A; JPS6019468B2; FR2387547B1; IL54240A; DE2811883C2; SE439841B; IT1102747B; NL187659B; SE7804135L; IT7848857A0; US4134114A; FR2387547A1; JPS53128995A

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 15o März 1978

Hughes Aircraft Company P 35Ί4· S/kg Centinela Avenue and Teale Street

Culver City, Calif., V_eSt.A„

Vertreter:

Kohler - Schwindling - Späth Patentanwälte
Hohentwielstraße 4-1 7000 Stuttgart 1

Sendeeinrichtung für eine Radaranlage

Die Erfindung betrifft eine Sendeeinrichtung für eine gleichzeitig mit Dauerstrichaignalen und impulsgetasteten Signalen arbeitende Radaranlage,,

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Solche Radaranlagen, die auch Einrichtungen zur Amplituden- und Phasenmodulation sowie Demodulation aufweisen, sind allgemein bekanntο Diese bekannten Anlagen machen jedoch von Hochspannungs-Modulatoren Gebrauch, welche die Betriebseigenschaften der Anlage ungünstig beeinflussen.» Weiterhin benötigen die bekannten Anlagen eine Mehrzahl von Wanderfeldröhren, deren Anwendung die Kompliziertheit und die Kosten des Systems bedeutend erhöht und zugleich den Gesamtwirkungsgrad sowie die Zuverlässigkeit vermindert,.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sendeeinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die ohne Hochspannungs-Modulatoren und eine Vielzahl von Wanderfeldröhren auskommt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ausgänge einer Amplituden- und Phasen-Modulationseinrichtung mit den Eingängen einer Amplituden- und Phasen-Modulationseinrichtung elektrisch verbunden sind, daß mit einem Eingang der Demodulationseinrichtung der Ausgang eines Impulsgenerators elektrisch verbunden ist und daß mit dem Impulsgenerator ein einziger Wanderfeldverstärker elektronisch gekoppelt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein elektronischer Schalter elektrisch mit dem Impulsgenerator verbunden und wird von diesem gespeist. Dieser elektronische Schalter ist elektronisch mit der Modulationseinrichtung gekoppelto

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Eine Einrichtung nach der Erfindung enthält einen ersten Diplexer, der elektrisch mit dem elektronischen Schalter verbunden ist«, Es enthält außerdem einen Richtkoppler, der elektrisch mit dem ersten Diplexer verbunden iato Der Richtkoppler ist elektrisch mit der Demodulationseinrichtung verbundene

Die Einrichtung kann ferner einen ersten Phasendetektor und einen Amplitudendetektor umfassen. Diese beiden Detektoren sind elektrisch mit dem Hichtkoppler verbunden und werden von diesem gespeist»

Es kann ein zweiter Phasendetektor vorgesehen sein, der elektrisch mit dem ersten Phasendetektor verbunden ist und von diesem gespeist wird,, Ein dritter Phasendetektor ' ist elektrisch mit dem Amplitudendetektor verbunden und wird von diesem gespeist«, Ein erster Summierer wird elektrisch von dem ersten Phasendetektor gespeist während mit dem zweiten Phasendetektor ein Impuls₌Amplitudenmodulator verbunden ist und von diesem gespeist wird«

Weiterhin kann ein Impuls-Amplitudenmodulator mit dem dritten Phasendetektor elektrisch verbunden sein und von diesem gespeist werden, während ein zweiter Summierer mit dem Impuls-Amplitudenmodulator und dem Amplitudendetektor elektrisch verbunden ist und von diesen beiden Einheiten gespeist wird«.

Die Amplituden- und Phasenmodulationseinrichtung umfaßt vorteilhaft einen Amplitudenmodulator, der elektrisch mit

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dem zweiten Summierer verbunden ist und von diesem gespeist wird, sowie einen Phasenmodulator, der mit dem ersten Summierer elektrisch leitend verbunden ist und von diesem gespeist wird«, Diese Einrichtung enthält dann noch einen dritten Summierer, der mit dem Phasenmodulator und dem Amplitudenmodulator elektrisch verbunden ist und von diesen beiden Modulatoren gespeist wird.

Ein zweiter Diplexer kann elektrisch mit dem ersten Diplexer verbunden sein und den ersten Diplexer sowie den elektronischen Schalter speisen_e Der Wanderfeldverstärker ist dann elektrisch mit dem Eingang des zweiten Diplexers verbunden, während ein dritter Diplexer elektrisch mit dem Eingang des Wanderfeldverstärkers elektrisch verbunden ist»

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Die Zeichnung zeigt das Blockschaltbild der wesentlichen Teile einer nach der Erfindung ausgebildeten Sendeeinrichtung.

Die erfindungsgemäße Sendeeinrichtung ermöglicht es, gleichzeitig Impuls-Dopplersignale und Dauerstrich-Signale unter Verwendung eines einzigen Wanderfeldverstärkers zu erzeugen,, Dabei sind die Schaltungsanordnungen zur Amplituden- und Phasendemodulation sowie auch zur Amplituden- und Phasenmodulation zusammen mit einem Impulsgenerator zu einer Einheit integrierte

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Ein Impulstaktgeber 11 bestimmt die Impulsfolgefrequenz der Radaranlage. Dieser Impulstaktgeber steuert einen Impulsgenerator 12. Der Impulsgenerator bestimmt die grundlegende Impulsdauer des Systems und führt der Amplituden- und Phasen-Demodulationseinrichtung 30 Impuls-Hilfssignale zu. Der Impulsgenerator bestimmt die Impulsbreite, die zur Tastung des Systems erforderlich ist. Ein ein Dauerstrichsignal liefernder X-Band-Generator 13 führt einem elektronischen Schalter 14 ein Eingangssignal zu_o Der X-Band-Generator 13 bestimmt mit seiner Frequenz f^. die spektrale Heinheit des Impuls-Dopplersignals ο Das Ausgangssignal des elektronischen Schalters 14 ist ein Impuls-Doppiersignal, das einem Diplex-Filter oder kurz Diplexer 16 zugeführt wird» Die Punktion des Diplexers 16 besteht darin, das Impuls-Dopplersignal mit dem modulierten Dauerstrichsignal zu kombinieren, das nachstehend erläutert wird.

Das Ausgangesignal des Diplexers 16 wird dem Eingang eines eine Wanderfeldröhre enthaltenden Verstärkers oder kurz Wanderfeldverstärkers 17 zugeführt. Die Punktion des Wanderfeldverstärkers besteht darin, die Impuls-Dopplersignale und die DauerStrichsignuie, die beide HP-Signale sind, auf einen hohen Leistungspegel zu verstärken. Die in der Wanderfeldröhre auftretende Kreuzmodulation würde normalerweise das Spektrum des Dauerstrichsignals verderben und die Anwendung einer zweiten Wanderfeldröhre für da.« üauerstrichsi^nal erfordern© Die nach der Erfindung angewendeten Methoden

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und Schaltungen bewirken Jedoch eine A us löschung der Kreuzmodulations-Komponenten und eine -Erhaltung des Dauerstrich-Spektrums bei Anwendung nur einer w'rmderfeldröhreο

Die beiden Signale werden einem zweiten Diplex-Filter oder Diplexer 18 zugeführt, der dem Verstärker 17 folgte Die Funktion des Diplexers 18 besteht darin, die Frequenzen des Impuls-Dopplersignales und des Dauerstrichsignal es zu trennen und zwei getrennten Kanülen zuzuweisen. Der Kanal für das Iiapula-Dopplersignal isx; mit Hilfe eines elektronischen Schalters 19 getastet, der zwischen den beiden Diplexern 18 und ;^j.ü .-ungeordnet ist» Die Funktion des elektronischen Schalters \') besteht darin, das Rauschen zwischen den Impulsen zu unterdrücken, die dem Diplexer 20 zugeführt werden, so daß der nicht dargestellte Empfänger für das Impuls-Dopplersignal in der Lage ist, in die Zeiten zwischen zwei Impulsen anzusprechen,, Das Ausgangssignal des Schalters wird dem Eingang des Diplexers 20 zugeführt. Die Funktion des Diplexers 20 besteht darin, die Frequenzen f,. und fp auf einer gemeinsamen Leitung zu kombinieren, damit sie einem Hichtkoppler 21 zugeführt werden können, der von dem vom Diplexer 20 zugeführten Signal einen Anteil abzweigt» Der vom liichtkoppler 21 abgezweigte Signalanteil wird einer Amplituden- und Ihaseii-Demodulationseinrichtung 50 zugeführt,.

Diese Demodulationseinrichtung enthält einen l-'naaendetektor 31 und einen Amplitudendetektor 32„ Das Ausgangssignal des Hichtkoppleru 21 wird diesen beu- η

809842/0628 Bad OR_iGlNAL

Detektoren zugeführto Der Phasendetektor 31 erhält ein Bezugssignal von einem X-Band-Generator 15» der ein Dauerstrichsignal mit der Frequenz f~ erzeugt, welche höher ist als die Frequenz f„._o Das Dauerstrichsignal mit der Frequenz fp bestimmt außerdem die spektrale Reinheit des Dauerstrichsignals, Die Funktion des Phasendetektors 31 besteht darin, die Frequenzmodulation festzustellen und zu verstärken, mit der das der Antenne zugeführte Dauerstrichsignal behaftet ist, und die Phasenlage dieser Frequenzmodulation umzukehren«. Das breitbandige Ausgangssignal des Phasendetektors 31 wird einem Summierer 35 und außerdem einem Phasendetektor 33 zugeführt. Der Phasendetektor 33 empfängt ein Bezugssignal von dem Impulsgenerator 12_O Die Funktion des Phasendetektors 33 besteht daher darin, die von der fundamentalen Impulsfolgefrequenz bestimmte Komponente der Frequenzmodulation festzustellen, die der Phasendetektor ermittelt hat„ Die Messung der Fundamentalkomponente wird dazu benutzt, eine vom Impulsgenerator 12 abgeleitete Probe zu modulieren* Die Modulation erfolgt durch Zuführen des Ausgangssignales des Phasendetektors 33 zu einem Impuls-Amplitudenmodulator 37» dem als zweites Eingangssignal ein Anteil des vom Impulsgenerator 12 gelieferten Ausgangssignales zugeführt wird.

Die Funktion des Impuls-Amplitudenmodulators 37 besteht darin, an seinem Ausgang ein Impulssignal zu liefern, das dem Betrag der fundamentalen Impulsfolgefrequenz-Komponente proportional ist, die von dem Phasendetektor

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gemessen wurde,, Das Aus gangs signal des Impuls-Amplitudenmodulators 37 wird dem zweiten Eingang eines Summierers zugeführt, von dem es zum breifbandigen Ausgangssignal des Phasendetektors 31 addiert wird„ Das Ausgangssignal des Summierers 35 wird dazu benutzt, das Ausgangssignal des X-Band-Generators 15 mit Hilfe eines Phasenmodulators'4-1 zu modulieren. Die Funktion des Phasenmodulators 4-1 besteht darin, dem Ausgangssignal des X-Band-Generators 15 eine Frequenzmodulation mit dem Signal zu erteilen, das am Ausgang des Summierers 35 von der Amplituden- und Phasen-Demodulationseinrichtung 30 geliefert wird« Dan Ausgangssignal des Phasenmodulators 41 wird dann einem Summierer 4-3 zügeführto

Das Aus gangs signal des Kichtkopplers 21 wird auch einem Amplitudendetektor 32 zugeführt, dessen Funktion darin besteht, die Amplitudenmodulation des Dauerstrichsignals, das der Antenne zugeführt wird, festzustellen und zu verstärken und weiterhin die Phasenlage der festgestellten Modulation umzukehren,, Das breitbandige Ausgangssignal des Amplitudendetekbors 32 wird einem Summierer 36 und außerdem einem Phasendetektor 34- zugeführt. Der Phasendetektor 34- erhält sein Bezugssignal von dem Impulsgenerator 12. Demgemäß besteht die Funktion des Phasendetektors 34- darin, die auf die fundamentale Impulsfolgefrequenz zurückzuführende Komponente der Amplitudenmodulation zu messen, die von dem Amplitudendetektor 32 festgestellt wurde ο Das Ausgangssignal des Phasendetektors 34-wird dazu benutzt, die Amplitude eino:. Impuls.«signals zu steuern, das vom Impulsgenerator Λ P. abgeleitet; wurde. Jiu

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Steuerung erfolgt mit Hilfe eines Impuls-Amplitudenmodulators 38, dessen Eingangssignale vom Ausgangssignal des Phasendetektors 34 und dem vom Impulsgenerator 12 abgeleiteten Signalanteil gebildet werden. Die Funktion des Impuls-Amplitudenmodulators 38 besteht darin, ein Impulssignal zu bilden, dessen Amplitude von der Komponente des Ausgangssignals des Amplitudendetektors 32 abhängt, die auf die fundamentale Impulsfolgefrequenz zurückzuführen ist„ Das Ausgangssignal des Impuls-Amplitudenmodulators 38 wird dem Summierer 36 zugeführt, der es zu dem breitbandigen Ausgangssignal des Amplitudendetektors 32 addiert« Das Ausgangssignal des Summierers wird zur Amplitudenmodulation des Aus gangs; signals des X-Band-Generators 15 mittels eines Amplitudenmodulators 4-2 benutzt. Die Punktion des Amplitudenmotiulators 42 besteht darin, die Amplitude des vom X-Band-Generator 15 gelieferten HF-DauerStrichsignals mit dem Signal zu modulieren, das von der Amplituden- und Phasen-Demodulationseinrichtung 30 am Ausgang des Summierers 36 geliefert wird. Das Ausgangssignal des Amplitudenmodulators 42 wird zum Ausgangssignal des Phasenmodulators 41 mit Hilfe eines Summierers 43 addiert.

Die Amplituden- und Frequenzmodulation des Dauern brichsignals, das von dem Summierer 43 geliefert wird, ist entgegengesetzt gleich zum Spektrum der Kreuzaodulation, die dem Dauerstrichsignal von dem Impulssignal in der Wanderfeldröhre des Verstärkers 17 aufgeprägt wird. Das Ausgangs signal des Summierers 43 wird daher den: .'iplexer

»/ C

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zugeführt,, Die Funktion des Diplexers 16 besteht darin, das modulierte Dauerstrichsignal, das von der Amplituden- und Phasen-Modulationseinrichtung geliefert wird, mit dem Impuls-Dopplersignal zu kombinieren, das von dem oben behandelten elektronischen Behälter 14 geliefert wird«, Die beiden Signale werden dem Verstärker 17 zugeführt, in welchem die Modulation des Dauerstrichsignals die Kreuzmodulation kompensiert, die in der Wanderfeldröhre von dem Impuls-Dopplersignal erzeugt wird. Demnach wird die spektrale Reinheit des Dauerstrichsignals erhalten, obwohl eine einzige Wanderfeldröhre zur gleichzeitigen Verstärkung sowohl des HF-Impuls-Dopplersignala als auch des HF-Dauerstrichsignals benutzt wird_o

Die AM-Vorkompensationsschleife umfaßt den Phasendetektor 34, den Modulator 38, den Summierer 36, den Modulator 42, den Summierer 43, den Diplexer 16, den Verstärker 17» den Diplexer 18, den Diplexer 20, den Richtkoppler 21 und den Amplitudendetektor 32. Diese Schleife wird dazu benutzt, die Amplitude des vom Impulsgenerator 12 abgeleiteten Signalanteils zu steuern, welcher Signalanteil dann dazu benutzt wird, eine Vorkompensation für die Amplituden-Kreuzmodulationskomponenten zu bewirken, die in der Wanderfeldröhre des Verstärkers 17 erzeugt wirdo

Die FM—Vorkompensationsschleife umfaßt den Phasondetek— tor 33» den Modulator 37, den Summierer 35» den Modulator 41, den Summierer 43, den Diplexer 16, den Verstärker 18, den Diplexer 20, den Richtkoppler 21 und den

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Phasendetektor 31 „ Diese Schleife dient dazu, die Amplitude des vom Impulsgenerator 12 abgeleiteten Signalanteils zu steuern, welcher Signalanteil dann dazu benutzt wird, eine Vorkompensation der Winkel— Kreuzmodulationskomponenten zu bewirken, welche in der Wanderfeldröhre des Verstärkers 17 entsteht.

Alle vorstehend behandelten Komponenten der erfindungsgemäßen -Einrichtung sind für sich in der üadartechnik bekannt.

Es versteht sich, daß immer dann, wenn vorstehend von "Phasendetektor" oder dergleichen die Hede ist, Htets sowohl die Feststellung einer Frequenzmodulation als auch einer Phasenmodulation gemeint ist» Umgekehrt soll der oben gebrauchte iiusdruck "Frequenzmodulation" oder "FM" auch die Phasenmodulation einschließen^,

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche

\ 1J Sendeeinrichtung für eine gleichzeitig mit Dauerstrichsignalen und impulsgetasteten Signalen arbeitende Radaranlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge einer Amplituden- und Phasen-Demodulationseinrichtung (30) mit den Eingängen einer Amplituden- und Phasen-Modulationseinrichtung (40) elektrisch verbunden sind, daß mit einem Eingang der Demodulations einrichtung (30) der Ausgang eines Impulsgeneratora (12) elektrisch verbunden ist und daß mit dem Impulsgenerator (12) ein einziger Wanderfeldverstärker (17) elektronisch gekoppelt ist.

2· Sendeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des Impulsgenerators (12) ein elektronischer Schalter (19) elektrisch verbunden ist, der mit der Modulationseinrichtung (40) elektronisch gekoppelt ist»

3ο Sendeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem elektronischen Schalter (19) ein erster Diplexer (20) elektrisch verbunden ist«

4«, Sendeeinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Diplexer (20) ein Richtkoppler (21) elektrisch verbunden ist.

809842/0628 "r.iQiN'AL inspected

5. Sendeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtkoppler (21) mit der Demodulations einrichtung (30) elektrisch verbunden istο

6· Sendeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulationseinrichtung (30) einen ersten Phasendetektor (31) und einen Amplitudendetektor (32) umfaßt, deren Eingänge mit einem Ausgang des Richtkopplers (21) elektrisch leitend verbunden sind.

7«. Sendeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulationseinrichtung (30) einen zweiten Phasendetektor (33)» dessen Eingang mit dem Ausgang des ersten Phasendetektors (31) elektrisch verbunden ist, und einen dritten Phasendetektor (3^), dessen Eingang mit dem Ausgang des Amplitudendetektors (32) elektrisch verbunden ist, umfaßt.

8ο Sendeeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des ersten Phasendetektors (31) ein Eingang eines ersten Summierers (35) elektrisch verbunden ist.

9. Sendeeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des zweiten Phasendetektors (33) der Eingang eines Amplituden-Impulsmodulators (37) elektrisch verbunden ist.

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10ο Sendeeinriehtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des dritten Phasendetektors (34) der Eingang eines Amplituden-Iiapulsmodulators (38) elektrisch verbunden ist.

ο Sendeeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Ausgängen des Iiapuls-Junplitudeiimodulators (38) und des Amplitudendetektors (32) die Eingänge eines zweiten Summierers (36) elektrisch verbunden sind_o

12«, Ω ende einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung einen Amplitudenmodulator (42), dessen Eingang mit dem Ausgang des zweiten Summierers (36) verbunden ist, und einen Phasenmodulator (41), dessen Eingang mit dem Ausgang des ersten Summierers (35) leitend verbunden ist, umfaßte

13c Sendeeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des Amplitudenmodulators (42) und des Fhasenmodulators (41) mit je einem Eingang eines dritten Summierers (43) elektrisch verbunden sind«,

14. Sendeeinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß je ein Eingang des elektronischen Schalters (19) und des ersten Diploxers (20) mit den Ausgängen eines zweiten Diplexers (18) elektrisch verbunden sindo

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15« Sendeeinrichtung nach Anspruch. 14-, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Wanderfeldverstärkers (17) mi'fc d^em Eingang des zweiten Diplexers (18) elektrisch verbunden ist«

16ο öendeeinrichtung nach Anspruch 1^₁ dadurch gekennzeichnet, daß mit dem üingang des V/anderfeldverstärkers (I7) der Ausgang eines dritten Diplexers (16) elektrisch verbunden ist_o

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