DE2811883C2 - Sendeeinrichtung für eine Radaranlage mit zwei Sendeeinheiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sendeeinrichtung für eine Radaranlage mit zwei Sendeeinheiten, von denen die eine ein HF-Dauerstrichsignal und die andere ein HF-Impulssignal liefert, und nut einem Diplexer zur Kombination des HF-Dauerstrichsignals und des HF-Impulssignals auf einer zu einer Sendeantenne führenden Leitung.

Eine Radaranlagt mit einer solchen Sendeeinrichtung ist aus der US-PS 36 88313 bekannt Bei dieser bekannten Radaranlage haben das Dauerstrichsignal und das Impulssignal die gleiche Trägerfrequenz. Außerdem ist dafür Sorge getragen, daß die Trägerwelle des HF-Impulssignals mit dem HF-Dnuerstrichsignal in Phase ist Das kombinierte Signal hat daher die Form eines amplitudenmodulierten Signals, derart, daß die Signalamplitude in bestimmten zeitlichen Abständen für die Impulsdauer erhöht ist Die Empfangseinrichtung der bekannten Radaranlage nützt zur Zielsuche den Dauerstrichanteil, zur Zielverfolgung den Impulsanteil des kombinierten Signals aus-.

Die bekannte Sendeeinrichtung ermöglicht nur die Erzeugung eines kombinierten Signals, bei dem das HF-Dauerstrichsignal und das HF-Impulssignal die gleiche Frequenz und die gleiche Phase aufweisen. Andere Anwendup.gszwecke können es jedoch erfordern, mit voneinander völlig unabhängigen HF-Dauerstrich- und HF-Impulssignalen zu arbeiten. So ist es denkbar, daß bei einem Feuerleit-Radarsystem ein HF-Impulssignal zur Zielsuche und -Verfolgung und ein HF-Dauerstrichsignal als Träger für ein Raketen-Steuersignal benutzt wird.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sendeeinrichturig der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie in der Lage ist, voneinander unabhängige HF-Dauerstrich- und HF-Impulssignale zu erzeugen, ohne daß hierfür vollständig getrennte Sendeeinheiten benötigt würden, deren Hochleistungssignale dann rückwirkungsfrei kombiniert werden müßten.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden Sendeeinheiten Generatoren zur Erzeugung von HF-Signalen mit unterschiedlicher Frequenz umfassen, daß zw'.ichen den Diplexer und die Antenne ein gemeinsamer Wanderfeldverstärker zur gleichzeitigen Verstärkung des HF-Dauerstrichsignals und des HF-Impulssignals geschaltet ist, daß mit der zur Sendeantenne führenden Leitung eine Amplituden- und

Phasen-DemoduIsucn-seinrichtung gekoppelt ist und daß zwischen die das HF-Dauerstrichsignal liefernde Sendeeinheit und den Diplexer eine Amplituden- und Phasen-Modulationseinrichtung geschaltet ist, die in Abhängigkeit von den ihr als Steuersignale zugeführten Ausgangssignalen der Demodulationseinrichtung eine solche Modulation des HF-Dauerstrichsignals bewirkt, daß durch Kreuzmodulation im gemeinsamen Wanderfeldverstärker bedingte Verzerrungen des der Sendeantenne zugeführten HF-Dauerstrichsignales kompensiert werden.

Bei der erfindungsgemäßen Sendeeinrichtung umfassen demgemäß die beiden Sendeeinheiten, die zur Erzeugung des Dauerstrichsignals bzw. des Impulssignals dienen, nur mit niedriger Leistung arbeitende Anordnungen, während die Verstärkung auf den für den Radarbetrieb erforderlichen Hochleistungspegel erst in einem gemeinsamen Wanderfeldverstärker erfolgt Die Nichtlinearitäten des Wanderfeldverstärkers haben jedoch eine Kreuzmodulation zwischen den beiden zu verstärkenden Signalen zur Folge, die insbesondere das Dauerstrichsignal erheblich stören würde. Insbesondere dann, wenn ein solches Signal zu Steuerwerken verwendet wird, sind durch Kreuzmodulation bedingte Verzerrungen unzulässig. Die erfindungsgemäOe Sendeeinrichtung umfaßt eine Kompensationsschleife, durch weiche dem Dauerstrichsignal Verzerrungen aufgeprägt werden, die den durch die Kreuzmodulation bedingten Verzerrungen entgegengesetzt gleich sind, so daß das den Wanderfeldverstärker verlassende Dauer- jo Strichsignal keine störenden Verzerrungen mehr enthält.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Sendeeinrichtung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

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, gleichzeicig ein HF-Irnpulssignal und ein HF-Dauerstrichsignal 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 integriert.

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-Demodulationseinrichtung30 Impuls-Hilfssignale zu. Der Impulsgenerator 12 bestimmt die Impulsbreite, die zur Tastung des Systems erforderlich ist. Ein ein HF-Signal liefernder X-Band-Generator 13 führt einem elektronischen Schalter 14 ein Eingangssignal zu. Der X-Band-Generator 13 bestimmt mit seiner Frequenz f\ die spektrale Reinheit des HF-Impulssignals. Das Ausgangssignal des elektronischen Schalters 14 ist ein HF-Impulssignal, das einem Diplexer-Füter oder kurz Diplexer 16 zugeführt wird. Die Funktion des Diplexers 16 besteht darin, das HF-Impulssignal mit dem modulierten HF-Dauerstrichsignal zu kombinieren, das nachstehend erläutert wird. 65

Das Ausgangssignal des Diplexers 16 wird dem Eingang eines eine Wanderfeldröhre enthaltenden Verstärkers oder kurz Wanderfeld Verstärkers 17 zugeführt. Die Funktion des Wanderfeidverstärkers besteht darin, das HF-Jmpulssignal und das HF-Dauerstrichsignal auf einen hohen Leistungspegel zu verstärken. Die in der Wanderfeldröhre auftretende Kreuzn<odulation würde normalerweise das' Spektrum des HF-Dauerstrichsignals verderben und die Anwendung einer zweiten Wanderfeldröhre für das Dauerstrichsignal erfordern. Die nach der Erfindung angewendeten Methoden und Schaltungen bewirken jedoch eine Auslöschung der Kreuzmodulations-Komponenten und eine Erhaltung des HF-Dauerstrich-Spektrums bei Anwendung nur einer Wanderfeldröhre.

Die beiden Signale werden einem zweiten Diplexer 18 zugeführt, der dem Verstärker 17 folgt Die Funktion des zweiten Diplexers 18 besteht darin, die Frequenzen des HF-Impulssignales und des HF-Dauerstrichsignales zu trennen und zwei getrennten Kanälen zuzuweisen. Der Kanal für das HF-Impulssignal ist mit Hilfe eines elektronischen Schalters 19 getastet, der zwischen dem zweiten Diplexer 18 und einem dritten Diplexer 20 angeordnet ist Die Funktion des elektronischen Schalters 19 besteht darin, das Rauchen zwischen den Impulsen zu unterdrücken, die dem dritten Diplexer 20 zugeführt werden, so daß der nicht dargestellte Empfänger für das HF-Impulssignal in der Lage ist in den Zeiten zwischen zwei Impulsen anzusprechen. Das Ausgar.gssignal des Schalters 19 wird dem Eingang des dritten Diplexers 20 zugeführt Die Funktion des dritten Diplexers 20 besteht darin, die Frequenzen f\ und /2 aiif einer gemeinsamen Leitung zu kombinieren, damit sie einem Richtkoppler 21 zugeführt werden können, der von dem vom dritten Diplexer 20 zugeführten Signal einen Anteil abzweigt Der vom Richtkoppler 21 abgezweigte Signalanteil wird einer Amplituden- und Phasen-Demodulationseinrichtung 30 zugeführt

Diese Demodulationseir.richtung enthält einen Phasendetektor 31 und einen Amplitudendetektor 3Z Das Ausgangssignal des Richtkopplers 21 wird diesen beiden Detektoren zugeführt Der Phasendelektor 31 erhält ein Bezugssignal von einem X- Band-Generator 15, der ein HF-Signal mit der Frequenz /j erzeugt, welche höher ist als die Frequenz f\. Das HF-Signal mit der Frequenz /2 bestimmt außerdem die spektrale Reinheit des HF-Dauerstrichsignals. Die Funktion des Phasendetektors 31 besteht darin, die Frequenzmodulation festzustellen und zu verstärken, mit der das der Antenne zugeführte HF-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. Die Funktion des Phasendetektors 33 besteht daher darin, die von der fundamentalen Impulsfolgefreqr'eni. bestimmte Komponente der Frequenzmodulation festzustellen, die der Phasendetektor 31 ermittelt hat Die Messung der Fundamentalkomponente wird dazu benutzt eine vom Impulsgenerator 12 abgeleitete Probe zu modulieren. Die Modulation erfolgt durch Zuführen des Auygangssignales 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-Ampiitudenmodulators 37 besteht darin, an seinem Ausgang ein Impulssignal zu liefern, das dem Betng der fundamentalen Impulsfolgefrequenz-Komponente proportional ist, die von dem Phasendetektor 33 eemessen wurde. Das

gnal des Impuls-Amplitudenmodulators 37 wird dem zweiten Eingang eines Summierers 35 zugeführt, von dem es zum breitbandigen 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 41 zu modulieren. Die Funktion des Phasenmodulators 41 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. Das Ausgangssignal des Phasenmodulators 41 wird dann einem Summierer 43 zugeführt.

Das Ausgangssignal des Richtkopplers 21 wird auch einem Amplitudendetektor 32 zugeführt, dessen Funktion darin besteht, die Amplitudenmodulation des HF-Dauerstrichsignals, das der Antenne zugeführt wird, festzustellen und zu verstärken und weiterhin die Phasenlage der festgestellten Modulation umzukehren. Das breitbandige Ausgangssignal des Amplitudendetektors 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. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 34 wird dazu benutzt, die Amplitude eines Impulssignals zu steuern, das vom Impulsgenerator 12 abgeleitet wurde. Die Steuerung erfolgt mit Hilfe eines Impuls-Amplitudenmodulators 38, dessen Eingangssignale vom Ausgangssignal des Phasendetektors 34 und dem vom I.npulsgenerator 12 abgeleiteten Signalanteil gebildet werden. Die Funktion dps 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 36 wird zur Amplitudenmodulation des Ausgangssignals des X-Band-Generators 15 mittels eines Amplitudenmodulators 42 benutzt Die Funktion des Amplitudenmodulators 42 besteht darin, die Amplitude des vom A'-Band-Generator 15 gelieferten HF-Signals mit dem Signal zu modulieren, das von der Amplituden- und Phasen-Demodulationseinrichtung 30 am Ausgang des Summierers 36 ge'iefert wird. Das Ausgangssignal des Amplitudenmodulators 42 wird zum Ausgangssignal des Phasenmodulators 41 mit Hilfe eines Summierers 43

addiert.

Die Amplituden- und Frequenzmodulation des Dauerstrichsignals, das von dem Summierer 43 geliefert wird, ist entgegengesetzt gleich zum Spektrum der Kreuzmodulation, die dem Dauerstrichsignal von dem Impulssignal in der Wanderfeldröhre des Verstärkers 17 aufgeprägt wird. Das Ausgangssignai des Summierers 43 wird daher dem Diplexer 16 zugeführt. Die Funktion des Diplexers 16 besteht darin, das modulierte Dauerstrichsignal, das von der Amplituden- und Phasen-Modulationseinrichtung geliefert wird, mit dem HF-Impulssignai zu kombinieren, das von dem oben behandelten elektronischen Schalter 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 HF-Dauerstrichsignals erhalten, obwohl eine einzige Wanderfeldröhre zur gleichzeitigen Verstärkung sowohl des HF-Impulssignals als auch des Hk-Üauerstrichsignals benutzt wird.

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 abgeleitete? 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 werden.

Die FM-Vorkompensationsschleife umfaßt den Phasendetektor 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 Phasendetektor 31. Diese Schleife dient dazu, die Amplitude des vom Impulsgenerator 12 abgeleiteten Signalanteiis 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 Radartechnik bekannt

Es versteht sich, daß immer dann, wenn vorstehend von »Phasendetektor« oder dergleichen die Rede ist, stets sowohl die Feststellung einer Frequenzmodulation als auch einer Phasenmodulation gemeint ist. Umgekehrt soll der oben gebrauchte Ausdruck »Frequenzmodulation« oder »FM« auch die Phasenmodu'-tion einschließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche;

   l_t Sendeeinrichtung for eine Radaranlage mit zwei Sendeeinheiten, von denen die eine ein HF-Dauerstrichsignal und die andere ein HF-tmpulssignal s liefert, und mit einem Diplexer zur Kombination des HF-Dauerstrichsignals und des HF-Impulssignals auf einer zu einer Sendeantenne führenden Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sendeeinheiten Generatoren (13,15) zur Erzeugung von HF-Signalen mit unterschiedlicher Frequenz umfassen, daß zwischen den Diplexer (16) und die Antenne ein gemeinsamer Wanderfeldverstärker (17) zur gleichzeitigen Verstärkung des HF-Dauerstrichsignals und des HF-Impulssignals geschaltet ist, is daß mit der zur Sendeantenne führenden Leitung eine Amplituden- und Phasen-Demodulationseinrichtung (30) gekoppelt ist und daß zwischen die das HF-Dauerstrichsignal liefernde Sendeeinheit und den Diplexer (16) eine Amplituden- und Phasen-Modulationseinrichtung (40) geschaltet ist, die in Abhängigkeit von den ihr als Steuersignale zugeführten Ausgangssignaien der Demodulationsemrichtung (30) eine solche Modulation des HF-Dauerstrichsignals bewirkt, daß durch Kreuzmodulation im gemeinsamen Wanderfeldverstärker (17) beding-■ te Verzerrungen des der Sendeantenne zugeführten HF-Dauerstrichsignales kompensiert werden.
2. 2. Sendeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulationseinrichtung (30) einen ersten Phasendetektor (31) und einen Amplitudendetektor (32) umfaßt, deren Eingängen das aus der zur Sendeantenne führenden Leitung ausgekoppelte Signal zugeführt wird, daß mit dem Ausgang des ersten Phasendetektors (31) der Eingang eines zweiten Phasen^tektors (33) und mit dem Ausgang des Amplitudendetektors (32) der Eingang eines dritten Phasendetektors (34) elektrisch verbunden ist, daß mit dem Ausgang des zweiten Phasendetektors (33) der Eingang eines ersten Impuls-Amplitudenmodulators (37) und mit dem Ausgang des ersten Impuls-Amplitudenmodulators sowie mit dem Ausgang des ersten Phasendetektors (31) die Eingänge eines ersten Summierers (35) elektrisch verbunden sind, daß mit dem Ausgang des dritten Phasendetektors (34) der Eingang eines zweiten Impuls-Amplitudenmodulators (38) und mit dem Ausgang des zweiten Impuls-Amplitudenmodulators (38) sowie mit dem Ausgang des Amplitudendetektors (32) die Eingänge eines zweiten Summie- so rers (36) elektrisch verbunden sind und daß die Modulationseinrichtung (40) 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, umfaßt.
3. 3. Sendeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des Amplitudenmodulators (42) und des Phasenmodulators (41) mit je einem Eingang eines dritten Summierers (43) elektrisch verbunden sind.
4. 4. Sendeeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten und dem dritten Phasendetektor (33,34) und den Impuls-Amplitudenmodulatoren (37,38) der Demodulationseinrichtung (30) von einem Impulsgenerator (12), der zu der das HF-Impulssignal liefernden Sendeeinheit gehört, Impuls-Hilfssipaje zugeführt werden,

   5, Sendeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Wanderfeldverstärkers (17) mit dem Eingang emes zweiten Diplexers (18) elektrisch verbunden ist, der zwei Ausgänge aufweist, daß mit dem einen Ausgang des zweiten Diplexers (18), der das HF-Impulssignal führt, der Eingang eines elektronischen Schalters (19) elektrisch verbunden ist, da3 mit dem anderen Ausgang des zweiten Diplexers (18) und dem Ausgang des Schakers (19) die Eingänge eines dritten Diplexers (20) verbunden sind, an dessen Ausgang sich die zur Sendeantenne führende Leitung anschließt, und daß dem elektronischen Schalter (19) von einem Impulsgenerator (12), der zu der das HF-Impulssignal liefernden Sendeeinheit gehört, Steuersignale zugeführt werden.