DE2812575C2 - Phased antenna field - Google Patents
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- DE2812575C2 DE2812575C2 DE19782812575 DE2812575A DE2812575C2 DE 2812575 C2 DE2812575 C2 DE 2812575C2 DE 19782812575 DE19782812575 DE 19782812575 DE 2812575 A DE2812575 A DE 2812575A DE 2812575 C2 DE2812575 C2 DE 2812575C2
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- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein phasengesteuertes Antennenfeld mit einzelnen Antennenelementen.The invention relates to a phase-controlled antenna array with individual antenna elements.
In einem solchen Antennenfeld wird eine Strahlungskeule durch eine bestimmte Phasenbelegung der Antennenelemente erzeugt. Eine Sendekeule entsteht, wenn die Einzelstrahler mit Sendeträgern gespeist werden, die vorgegebene Phasenunterschiede aufweisen. Eine Empfangskeule entsteht, wenn die von den Einzelstrahlern empfangenen Trägersignale mit vorbestimmten Phasenverschiebungen beaufschlagt werden. Mit anderen Worten läßt sich mittels eines solchen Antennenfeldes eine Richtantenne verwirklichen, deren Richtstrahlung sowohl hinsichtlich der Strahlbreite derIn such an antenna field, a radiation lobe is generated by a specific phase assignment of the Antenna elements generated. A transmission lobe is created when the individual radiators are fed with transmission carriers that have predetermined phase differences. A reception lobe occurs when the Individual radiators received carrier signals are applied with predetermined phase shifts. In other words, a directional antenna can be realized by means of such an antenna field Directional radiation both in terms of the beam width
Hauptkeule als au>h hinsichtlich der Strahlrichtung dieser Hauptkeule durch die Phasenbelegung der einzelnen Antennenelemente gesteuert werden kann.Main lobe than also with regard to the direction of the beam this main lobe can be controlled by the phase assignment of the individual antenna elements.
Die Einstellung einer gewünschten Phasenbelegung und damit die Einstellung einer bestimmten Strahlungskeule kann mit Hilfe von Phasenschiebern oder durch Vorgabe von Sollwertspannungen für die den einzelnen Antennenelementen zugeordneten Phaseneinstellvorrichtungen herbeigeführt werden. Wie beispielsweise die Literaturstelle »Electronic Design«, April 1961, Seite 170, ausweist, kann die Phasenbelegung der Antennenelemente des Antennenfeldes mit einer festverdrahteten oder schaltbaren passiven Phasenschiebermatrix erzeugt werden, die entweder in der Radiofrequenzebene unmittelbar vor den einzelnen Antennenelementen oder im Zwischenfrequenzbereich eingefügt wird.The setting of a desired phase allocation and thus the setting of a specific radiation lobe can be done with the help of phase shifters or by specifying setpoint voltages for the individual Phase adjustment devices associated with antenna elements are brought about. Like for example the reference "Electronic Design", April 1961, p 170, identifies the phase assignment of the antenna elements of the antenna field is generated with a hardwired or switchable passive phase shifter matrix be that either in the radio frequency level immediately in front of the individual antenna elements or is inserted in the intermediate frequency range.
Wie die Praxis zeigt, führen bei der Einstellung der Phasenbelegung im Radiofrequenzbereich die unvermeidlichen Dämpfungsverluste der Phasenschieberelemente zur Reduzierung der abgestrahlten Leistung bzw. zur Verminderung der Empfangsempfindlichkeit Wird dagegen die Phasenbelegung im Zwischenfrequenzbereich eingestellt, was z. B. aus der US-PS 37 50,175 oder aus »RCA Review«, März 1967, Seite 15 bekannt ist, so können die Sende- und Empfangsverstärker bei minimalen Zuleitungsverlusten an die einzelnen Antennenelemente angekoppelt werden. Es ist hierbei jedoch zu beachten, daß für die Ausrichtung der Antennenkeulen die Phasenbeziehung in der Radiofrequenzebene an den Anschlüssen der einzelnen Antennenelemente entscheidend ist Es besteht mit anderen Worten die latente Gefahr, daß die im Zwischenfrequenzbereich eingestellten Phasenverschiebungen bei der Übertragung in die Radiofrequenzebene verfälscht werden, z. B. durch temperatur- und alterungsabhängige Phasencharakteristiken der Sende- und/oder Empfangseinrichtungen. Die Folge davon sind unerwünschte Deformationen der Antennenkeule und Richtfehler in der Strahlungscharakteristik.As practice shows, lead when recruiting Phase occupancy in the radio frequency range, the inevitable attenuation losses of the phase shifter elements to reduce the radiated power or to reduce the reception sensitivity on the other hand, the phase assignment is set in the intermediate frequency range, which z. B. from US-PS 37 50,175 or from "RCA Review", March 1967, page 15 is known so the transmit and receive amplifiers with minimal line losses to the individual antenna elements be coupled. It should be noted, however, that for the alignment of the antenna lobes the phase relationship in the radio frequency level at the connections of the individual antenna elements In other words, there is the latent risk that the intermediate frequency range set phase shifts are falsified in the transmission in the radio frequency level, z. B. due to temperature and age-dependent phase characteristics of the transmitting and / or receiving devices. The consequence of this are undesirable deformations of the antenna lobe and directional errors in the Radiation pattern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem phasengesteuerten Antennenfeld, für welches die Phaseneinstellung in der Zwischenfrequenzebene vorgenommen wird, die jeweils eingestellten Phasenverschiebungswerte auch in der Radiofrequenzebene und zwar mit hoher Genauigkeit zu gewährleisten.The invention is based on the object of a phase-controlled antenna field for which the Phase setting is made in the intermediate frequency level, the respective set phase shift values also in the radio frequency level and with a high degree of accuracy.
Diese Aufgabe wird für ein als Sendeantenne vorgesehenes phasengesteuertes ft ntennenfeld mit einzelnen an die Ausgänge von Sendeeinrichtungen angeschlossenen Antennenelementen, wobei die Sendeeinrichtungen jeweils einen in der ZF-Ebene arbeitenden, einstellbaren Phasenschieber und einen danach folgenden Mischer aufweisen, der den Träger des den Sendeeinrichtungen gemeinsamen Sendesignals von der ZF-Ebene in die RF-Ebene umsetzt, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Sendeeinrichtung einen Regelkreis mit einem Phasendiskriminator aufweist, dessen erstem Eingang ein dem Sendesignalweg in der ZF-Ebene zugesetztes und in der RF-Ebene am Ausgang der Sendeeinrichtung wiederum ausgekoppelte Hilfssignal zugeführt ist und an dessen zweitem Eingang das über einen eigenen Hilfssignalweg in gleicher Weise in die RF-Ebene umgesetzte Hilfssignal ebenfalls ansteht, und daß der Ausgang des Phasendiskriminators mit dem Stelleingang des Phasenschiebers in Verbindung steht. b5This object is for an intended as a transmitting antenna phased ft ntennenfeld with each of the outputs of transmission devices connected antenna elements, wherein each of the transmission means comprise a working in the IF level, adjustable phase shifter and a thereafter following mixer which the carrier of the transmission means common transmit signal converts from the IF level to the RF level, solved according to the invention in that each transmission device has a control loop with a phase discriminator, the first input of which is added to the transmission signal path in the IF level and in the RF level at the output of the transmission device The auxiliary signal which has been decoupled is in turn supplied and the auxiliary signal converted into the RF level in the same way via its own auxiliary signal path is also present at its second input, and the output of the phase discriminator is connected to the control input of the phase shifter. b5
Ferner wird diese Aufgabe für ein als Empfangsantenne vorgesehenes pha.->engcsteuertes Antennenfeld mit einzelnen an die Eingänge von Empfangseinrichtungen angeschlossenen Antennenelementen, wobei die Empfangseinrichtungen jeweils einen in der ZF-Ebene arbeitenden, einstellbaren Phasenschieber und einfir davor liegenden Mischer aufweisen, der den Träger der an den Ausgängen der Empfangseinrichtungen zu einem Summensignal zusammengefaßten Empfangssignale von der RF-Ebene in die ZF-Ebene umsetzt, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Empfangseinrichtung einen Regelkreis mit einem Phasendiskriminator aufweist, dessen erstem Eingang ein dem Empfangssignalweg in der RF-Ebene am Eingang der Empfangseinrichtung zugesetztes und in der ZF-Ebene wiederum ausgekoppeltes Hilfssignal zugeführt ist und an dessen zweitem Eingang das über einen eigenen Hilfssignalweg in gleicher Weise in die ZF-Ebene umgesetzte Hilfssignal ebenfalls ansteht, und daß der Ausgang des Phasendiskriminators mit dem Stelleingang des Phasenschiebers in Verbindung stehtIt also performs this task as a receiving antenna provided pha .-> tightly controlled antenna field with individual antenna elements connected to the inputs of receiving devices, the receiving devices one adjustable phase shifter and one in each case working in the IF level have upstream mixer, the carrier of the at the outputs of the receiving devices to a Summarized signal converted received signals from the RF level to the IF level, according to the Invention achieved in that each receiving device has a control loop with a phase discriminator has, the first input of which is a received signal path in the RF level at the input of the receiving device added and in turn decoupled in the IF level auxiliary signal is supplied and to it The second input is converted into the IF level in the same way via its own auxiliary signal path Auxiliary signal is also present, and that the output of the phase discriminator with the control input of the phase shifter communicates
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die gewünschte unterschiedliche Phasenbelegung der einzelnen Antennenelemente des nbasengesteuerten Antennenfeldes in der Radiofrequeirzebene mit relativ niedrigem Aufwand durch den Einsatz vom Regelkreisen gewährleisten läßt, durch die auftretende unerwünschte Phasenänderungen im Sendesignalweg bzw. im Empfangssignalweg durch die hier vorgesehenen Mischer einschließlich der Verstärker und der selektiven Mittel kontinuierlich ausgeregelt werden können.The invention is based on the knowledge that the desired different phase allocation of the individual antenna elements of the base-controlled antenna field in the radio frequency plane with relative Low effort can be guaranteed through the use of control loops, due to the undesirable effects that occur Phase changes in the transmission signal path or in the reception signal path due to the mixer provided here including the amplifier and the selective means can be continuously regulated.
Durch die Literaturstelle IEEE, Transactions Antennas and Propagation, Vol. Ap-12,1964, Nr. 2, Seiten 161 bis 169 ist bereits ein elektronisch steuerbares adaptives Antennensystem bekannt, bei dem die Empfangseinrichtung für die einzelnen Antennenelemente ebenfalls eine Phaseneinstellvorrichtung aufweist, die hierbei in der Zwischenfrequenzebene wirksam ist Diese Phaseneinstellvorrichtung besteht hier aber jeweils aus einem in der Phase nachgezogenen Umsetzoszillator, also in einem sogenannten »Phase Locked-Loop«. Eine solche Phaseneinstellvorrichtung stellt einen relativ hohen Aufwand dar, weil hier jede Empfangseinrichtungen einen eigenen Umsetzoszillator, der dazu noch in der Phase nachregelbar sein muß, benötigt. Außerdem eignet sich diese Phasenregelanordnung nur für eine automatische Ausrichtung der Antenne auf eine sich im Raum bewegende Signalquelle, ist also in ihren Anwendungsmöglichkeiten erheblich eingeschränktThrough the reference IEEE, Transactions Antennas and Propagation, Vol. Ap-12, 1964, No. 2, pages 161 to 169 is already an electronically controllable adaptive Antenna system known in which the receiving device for the individual antenna elements also has a Has phase adjustment device, which is effective in the intermediate frequency level This phase adjustment device but here each consists of a conversion oscillator that has been retraced in the phase, i.e. in a so-called »phase locked loop«. Such a phase adjuster provides a relatively high Expense because here each receiving device has its own conversion oscillator, which is also included in the Phase must be readjustable is required. In addition, this phase-locked arrangement is only suitable for one automatic alignment of the antenna to a signal source moving in the room, so it is in their Application possibilities considerably restricted
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das phasengesteuerte Antennenfeld dadurch in einfacher Weise gleichzeitig für Senden und Empfangen verwendet werden, daß jeweils eine Sende- und eine Empfangseinrichtung über einen Diplexer mit einem Antennenelement zusammengeschaltet werden.In a preferred embodiment of the invention, the phased antenna array can thereby can be used in a simple manner for sending and receiving at the same time, so that one send and a receiving device can be interconnected with an antenna element via a diplexer.
In Weiterbildung der Erfindung können die Regel kreise auch für phasengesteuerte Antennenfelder zur Anwendung kommen, die gleichzeitig zwei und mehr nach Öffnungs- und Richtungswinkel sich unterscheidende Antennenkeulen realisieren, ohne daß Tiierzu die Anzahl der auf eine Sendeeinrichtung bzw. eine Empfangseinrichtung bezogenen Regelkreise entsprechend vergrößert werden muß.In a further development of the invention, the control circuits can also be used for phase-controlled antenna fields Use that at the same time have two or more different opening and directional angles Realize antenna lobes without the number of on a transmitting device or a Receiving device-related control loops must be enlarged accordingly.
Für ein als Sendeantenne vorgesehenes phasengesteuertes Antetinenfeld weist jede Sendeeinrichiung zur Realisierung von m Antennen-SendekeMldi tür m Sendesignale m einstellbare ausgangsseitig einander parallelgeschaltete Phasenschieber, die vor dem Mischer im ;jondesigna''veg der jeweiligen Sendecin^chtungen angeordnet sind, sowie einen ersten und einen zweiten synchron miteinander umlaufenden Schritt-For a phase-controlled antenna field provided as a transmission antenna, each transmission device has, for the implementation of m antenna transmission devices for m transmission signals, m adjustable phase shifters connected in parallel on the output side, which are arranged in front of the mixer in the `` jondesigna''veg of the respective transmission connections, as well as a first and one second synchronously circulating step
schalter mit m Schaltkontakten auf. Dabei sind die m .Schaltkontakte des ersten Schrittschalters, an dessen Schaltarm das Ausgangssign.il des Phasendiskriminators anliegt, in einer vorgegebenen Reihenfolge über Haltekreise mit den m Stelleingängen der m Phasenschieber verbunden. Die m Schaltkontakte des zweiten Schrittschal'irs. an dessen Schaltarm das Hilfssignal anliegt, stehen dabei in der gleichen Reihenfolge mit den zugehörigen m Signaleingängen für die m Sendesignale in Verbindung.switch with m switch contacts. The m .switching contacts of the first step switch, on whose switching arm the output signal.il of the phase discriminator is applied, are connected in a predetermined order via holding circuits to the m control inputs of the m phase shifters. The m switching contacts of the second step scarf. on whose switching arm the auxiliary signal is applied, are connected in the same order with the associated m signal inputs for the m transmit signals.
Eine entsprechende Lösung für ein als Empfangsantenne vorgesehenes phasengesteuertes Antennenfeld ist im Patentanspruch 5 angegeben.A corresponding solution for a phase-controlled antenna field provided as a receiving antenna is specified in claim 5.
Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 6 bis 8 angegeben.Further preferred embodiments of the invention are specified in claims 6 to 8.
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeuten F i g. 1 ein Übersichtsblockschaltbild eines für Senden Mischers SM liegt das Umsetzoszillatorsignal OS an. Dem Mischer folgt ein Bandpaß BPi, der die unerwünschten Mischanteile unterdrückt. Das Sendesignal wird dann zusammen mit dem Hilfssignal Ps, das ebenfalls dem einstellbaren Phasenschieber ψ über einen zweiten Eingang zugeführt und mit dem Sendesignal von der ZF-Ebene in die RF-Ebene hochgemischt worden ist, einem Koppler K zugeführt. Der Koppler K koppelt das Hilfssignal aus dem Sendesignalweg aus und führt es dem einen Eingang eines Phasendiskriminators PD zu. Das nicht ausgekoppelte Sendesignal wird im Anschluß an den Koppler K. dem zugehöriger' Antennenelement eingespeist. Das Hilfssignal Ps wird außerdem über einem Mischer PM mit einem nachgeschalteten Bandpaß BP2 über einen besonderen Hilfssignalweg ebenfalls von der ZF-Ebene in die RF-Ebene hochgemischt und dem zweiten Eingang des Phasendiskriminators PD zugeführt. Die das Vergleichsergebnis beinhaltende Ausgangsspan-The invention will be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments shown in the drawing. In the drawing, F i g. 1 is an overview block diagram of a mixer SM for sending, the conversion oscillator signal OS is applied . The mixer is followed by a bandpass filter BPi, which suppresses the undesired mixing components. The transmission signal is then fed to a coupler K together with the auxiliary signal Ps, which is also fed to the adjustable phase shifter ψ via a second input and has been mixed up with the transmission signal from the IF level to the RF level. The coupler K decouples the auxiliary signal from the transmission signal path and feeds it to one input of a phase discriminator PD. The transmission signal that has not been decoupled is fed into the associated antenna element following the coupler K. The auxiliary signal Ps is also mixed up via a mixer PM with a downstream bandpass filter BP2 via a special auxiliary signal path from the IF level to the RF level and fed to the second input of the phase discriminator PD. The initial voltage containing the comparison result
iiifu i~Mlpi<iiigeii geeigneten pnääcrigcäicücficn AiiitcFi- ■-nenfeldes nach der Erfindung, iiifu i ~ Mlpi <iiigeii suitable pnäcrigcäicücficn AiiitcFi- ■ - nenfeldes according to the invention,
Fig. 2 das Rlockschaltbild einer Sendeeinrichtung nach Fig. I,2 shows the circuit diagram of a transmitting device according to Fig. I,
F i g. 3 das Blockschaltbild einer Einpfangseinrichiung nach F i g. I, 'F i g. 3 shows the block diagram of a receiving device according to FIG. I, '
Fig. 4 ein für mehrere Sendesignale erweitertes Blockschaltbild der Sendeeinrichtung nach F i g. 2,FIG. 4 shows an expanded block diagram of the transmission device according to FIG. 2,
Fig. 5 ein für mehrere Empfangssignale erweitertes Blockschaltbild der Empfangseinrichtung nach Fig. 3. Das eine Sende-Empfangsantenne darstellende phasengesteuerte Antennenfeld nach F i g. 1 weist η + 1 Antennenelemente AEi, AE2 ... AEn auf. Die Antennenelemente AEi ... AEn sind jeweils über die Diplexer DIi ... Din mit einer Sendeeinrichtung SEi ... SEn und einer Empfangseinrichtung EEi ... EEn + I verbunden.5 shows a block diagram of the receiving device according to FIG. 3, expanded for a plurality of received signals. The phase-controlled antenna array according to FIG. 1 has η + 1 antenna elements AEi, AE2 ... AEn . The antenna elements AEi ... AEn are each connected to a transmitting device SEi ... SEn and a receiving device EEi ... EEn + I via the diplexers DIi ... Din.
Die Sendeeinrichtungen SEi ... SEn haben einen Eingang für ein sendeseitiges Hilfssignal, einen Eingang für das Sendesignal SS, einen Eingang für das Umsetzoszillatorsignal OS und jeweils einen Eingang für ein Steuersignal CJIs... CSns. In gleicher Weise weisen die Empfangseinrichtungen EEi ... EEn einen Eingang für ein empfangsseitiges Hilfssignal Pe, einen Ausgang für das Empfangssignal ES, einen Eingang für das empfangsseitige Umsetzoszillatorsignal OE und ·* einen Eingang für ein Steuersignal CS Ie... CSne auf.The transmission devices SEi ... SEn have an input for an auxiliary signal on the transmission side, an input for the transmission signal SS, an input for the conversion oscillator signal OS and in each case an input for a control signal CJIs ... CSns. In the same way, the receiving devices EEi ... EEn have an input for an auxiliary signal Pe on the receiving side, an output for the receiving signal ES, an input for the converting oscillator signal OE on the receiving side and an input for a control signal CS Ie ... CSne .
Die Steuersignale werden von einer Steuereinrichtung STgeliefert, die eine den Sende- und Empfangseinrichtungen entsprechende Zahl von Steuersignalgebern STg aufweist. Die Steuersignalgeber werden gemein- ^ sam über den Datenbus DB von einem Rechner CR gesteuert. Jeder ^Steuersignalgeber STg besteht eingangsseitig aus einem Zwischenspeicher ZP, dem über den Datenbus die Steuersignalsollwerte in Form von Adressen eingespeichert werden, und einem sich an den >5 Zwischenspeicher ZP anschließenden Digital-Analogwandier D/A. Mit Hilfe der Steuersignale CS is... CSns und CS ie... CSne lassen sich die für eine vorgegebene Strahl-Charakteristik des Antennenfeldes vorgegebenen Phaseneinstellungen der den Antennenelementen ^o AEi ... AEn zugeordneten Sende- und Empfangseinrichtungen vornehmen.The control signals are supplied by a control device ST, which has a number of control signal transmitters STg corresponding to the transmitting and receiving devices. The control signal generators are jointly controlled by a computer CR via the data bus DB. Each control signal generator STg consists on the input side of an intermediate memory ZP, into which the control signal setpoints are stored in the form of addresses via the data bus, and a digital-to-analog converter D / A connected to the> 5 intermediate memory ZP. With the help of the control signals CS is ... CSns and CS ie ... CSne , the phase settings of the transmitting and receiving devices assigned to the antenna elements ^ o AEi ... AEn can be made for a given beam characteristic of the antenna field.
Das nähere Einzelheiten aufweisende Blockschaltbild für eine Sendeeinrichtung SE nach Fig.2 weist im Signalzweig auf der Eingangsseite für das Sendesignai "^ .9.9den einstellbaren Phasenschieber φ auf, über den das Sendesignal SS dem einen Eingang eines sendeseitigen Mischers SM zugeführt ist Am zweiten Eingang des ■ llung UC3 r iiäScnuiSKriminäturS ι ls ~vVhü uciii einen Eingang eines Regel Verstärkers RV zugeführt, an dessen zweitem Eingang das Steuersignal CSs anliegt. Der Regelverstärker R Vist ein Differenzverstärker, mit dessen Hilfe es möglich ist, in Abhängigkeit von der Größe des Steuersignals CSs den einstellbaren Phasenschieber in relativ weiten Grenzen einzustellen. Eine von Null Volt abweichende Steuerspannung CSs ergibt als Regelergebnis eine ihrer Größe proportionale Phasendifferenz zwischen dem Hilfssignal am einen Ausgang des Kopplers K und dem hochgemischten Pilotsignal am Ausgang des Bandpasses BPl. The more detailed block diagram for a transmitting device SE according to Figure 2 has in the signal branch on the input side for the Sendesignai "^ .9.9 the adjustable phase shifter φ , via which the transmission signal SS is fed to one input of a transmitter-side mixer SM a control fed ■ Settin g UC3 r iiäScnuiSKriminäturS ι ls ~ vVhü uciii an input amplifier RV, the control amplifier R vist at whose second input the control signal CSs., a differential amplifier, by means of which it is possible, depending on the size of the control signal CSs the A control voltage CSs deviating from zero volts produces a phase difference proportional to its magnitude between the auxiliary signal at an output of the coupler K and the highly mixed pilot signal at the output of the bandpass filter BPl.
Anstelle des einstellbaren Phasenschiebers φ auf der Sendesignal-Eingangsseite des Mischers SM kann auch ein einstellbarer Phasenschieber φ' auf der Eingangsseite des Mischers SM für das Umsetzoszillatorsignal OS vorgesehen sein. In F i g. 2 ist dies durch die Darstellung in unterbrochenen Linien angedeutet. Es besteht auch die Möglichkeit, anstelle eines Differenzverstärkers als Regelverstärkers RV einen einfachen Regelverstärker zu verwenden und die gewünschte Phasenverschiebung über das Steuersignal CSs mit Hilfe eines weiteren einstellbaren Phasenschiebers φ" im Verbindungsweg zwischen dem Koppler K und dem Phasendiskriminator PD herbeizuführen. Auch diese Variante ist in F i g. 2 in unterbrochenen Linien dargestellt.Instead of the adjustable phase shifter φ on the transmission signal input side of the mixer SM , an adjustable phase shifter φ ' can also be provided on the input side of the mixer SM for the conversion oscillator signal OS . In Fig. 2 this is indicated by the representation in broken lines. It is also possible to use a simple control amplifier instead of a differential amplifier as the control amplifier RV and to bring about the desired phase shift via the control signal CSs with the aid of a further adjustable phase shifter φ " in the connection path between the coupler K and the phase discriminator PD . This variant is also in Fig. 2 is shown in broken lines.
Ein der Fig. 2 entsprechendes, nähere Einzelheiten aufweisendes Blockschaltbild für eine Empfangseinrichtung EE nach F i g. 1 zeigt F i g. 3. Das nunmehr in der Radiofrequenzebene vorliegende empfangsseitige Hilfssignal Pe wird in dieser Ebene über einen Koppler K in den Empfangssignalweg eingekoppelt und gemeinsam mit dem empfangenen Signal in einem empfangsseitigen Mischer EM in die ZF-Lage umgesetzt Das Empfangssignal ES durchläuft hier, bevor es den Ausgang der Empfangseinrichtung EE erreicht, einen empfangsseitigen, einstellbaren Phasenschieber φ. Auf der Ausgangsseite des einstellbaren Phasenschiebers φ wird das Hilfssignal aus dem Empfangssignalweg über einen Bandpaß BP3 ausgekoppelt und dem einen Eingang eines Phasendiskriminators PD zugeführt Am anderen Eingang des Phasendiskriminators PO liegt das über einen anderen Mischer PM in die ZF-Lage umgesetzte Hilfssignal Pe. Auch hier kann anstelle des einstellbaren Phasenschiebers φ im Empfangssignalweg von einem einstellbaren Phasenschieber φ' in der Zuleitung für das empfangsseitige Umsetzoszillatorsignal OE Gebrauch gemacht werden. Bei Verwendung eines einstellbaren Phasenschiebers φ" zwischen demA block diagram corresponding to FIG. 2 and showing more detailed information for a receiving device EE according to FIG. 1 shows F i g. 3. The auxiliary signal Pe on the reception side, which is now in the radio frequency plane, is coupled into the reception signal path via a coupler K and converted into the IF position together with the received signal in a mixer EM on the reception side. The reception signal ES passes through here before it leaves the output the receiving device EE reaches a receiving-side, adjustable phase shifter φ. The auxiliary signal from the receive signal is φ on the output side of the adjustable phase shifter coupled out via a bandpass filter BP3 and supplied to one input of a phase discriminator PD to the other input of the phase discriminator PO is the converted to the IF position via another mixer PM auxiliary signal Pe. Here too, instead of the adjustable phase shifter φ in the received signal path, use can be made of an adjustable phase shifter φ ' in the feed line for the conversion oscillator signal OE on the reception side. When using an adjustable phase shifter φ " between the
Bandpaß BP3 und dem Phasendiskriminator PD kann zum Wirksamwerden eines Steuersignals CSe auf eine Differenzverstärkerausführung des Regelverstärkers /?Vverzichtet werden.Bandpass filter BP3 and the phase discriminator PD can be dispensed with for a control signal CSe to have a differential amplifier design of the control amplifier /? V.
Sollen über ein phasengesteuertes Antennenfeld nach Fig. 1 mehrere Sendesignale mit unterschiedlicher Ausrichtung der Antennenkeulen für Senden bzw. Empfang ausgelegt sein, so müßte an sich in jeder Senden.nrichtung und in jeder Empfangseinrichtung eine der Zahl dieser Sende- bzw. Empfangssignale entsprechende Anzahl von Regelkreisen vorgesehen werden. Der Aufwand läßt sich erheblich reduzieren, wenn, wie die Ausführungsbeispiele für eine solche Sendeeinrichtung 5£'für vier Sendesignale SS1... 554 nach Fig.4 und eine Empfangseinrichtung ££'für vier Empfangssignale £51 ... £54 nach F i g. 5 zeigen, eine Multiplextechnik angewendet wird.If several transmission signals with different orientations of the antenna lobes are to be designed for transmission or reception via a phase-controlled antenna array according to FIG are provided. The effort can be considerably reduced if, as in the exemplary embodiments for such a transmission device 5 £ 'for four transmission signals SS 1 ... 554 according to FIG i g. 5 show a multiplexing technique is used.
Die Sendeeinrichtung 5£'nach F i g. 4 weist hierzu im Unterschied zu Fig.2 zunächst einmal anstelle eines einStciibdi'cü rnäSciisCincueis ψ auf uei Ausgarigsseiie des Mischers SM vier einstellbare gleiche Phasenschieber φ 1 ... φ 4 auf. Diese Phasenschieber sind ausgangsseitig einander parallelgeschaltet und haben jeweils einen Eingang für eines der Sendesignale 551... 554. Das sendeseitige Hilfssignal Ps wird dem entsprechenden Eingang der vier Phasenschieber φ 1... φ 4 über einen ersten Schrittschalter 51 zugeführt, der hierzu vier Schaltkontakte aufweist. In gleicher Weise wird das am Ausgang des Regelverstärkers RV vorliegende Regelsignal den vier Stelleingängen der vier Phasenschieber φ 1 bis φ 4 über einen synchron zum usten Schrittschalter 51 umlaufenden zweiten Schrittschalter 52 zugeführt, der hierzu ebenfalls vier Schaltkontakte aufweist. Um das Regelsignal an den Stelleingängen der einstellbaren Phasenschieber φ 1 ... φ 4 in den Pausen, in denen der Schaltarm des > .Schrittschalters 52 keine Verbindung zum betreffenden Stelleingang herstellt, aufrecht zu erhalten, ist dem Stelleingang jedes der vier Phasenschieber ein Haltekreis /.' vorgeschaltet. Die Schaltfolge der beiden Schrittschalter 51 und 52, die gemeinsam von Synchronsignal 5/gesteuert werden, ist so vorgenommen, daß jeweils dann, wenn das Hilfssignal Ps am zugehörigen Eingang eines Phasenschiebers dem Signalweg zugeführt wird, auch das Regelsignal über den Haltekreis H auf den Stelleingang des betreffenden Phasenschiebers aufgeschaltet wird.The transmission device 5 £ 'according to FIG. 4, this in contrast to Figure 2 First of all, instead of a einStciibdi'cü rnäSciisCincueis ψ on uei Ausgarigsseiie the mixer SM four adjustable same phase shift φ 1 ... φ 4 on. These phase shifters are connected in parallel on the output side and each have an input for one of the transmit signals 551 ... 554. The transmit-side auxiliary signal Ps is fed to the corresponding input of the four phase shifters φ 1 ... φ 4 via a first step switch 51, which has four switching contacts for this purpose having. In the same way, the control signal present at the output of the control amplifier RV is fed to the four control inputs of the four phase shifters φ 1 to φ 4 via a second step switch 52 rotating synchronously with the first step switch 51, which also has four switching contacts for this purpose. In order to maintain the control signal at the control inputs of the adjustable phase shifters φ 1 ... φ 4 in the pauses in which the switching arm of the>. . ' upstream. The switching sequence of the two step switches 51 and 52, which are jointly controlled by synchronizing signal 5 /, is made so that whenever the auxiliary signal Ps is fed to the signal path at the associated input of a phase shifter, the control signal via the hold circuit H to the control input of the relevant phase shifter is switched on.
Bei der Empfangseinrichtung EC'nach F i g. 5 sind die vier Phasenschieber ςρ 1 ... φ 4 eingangsseitig dem Ausganedes empfangsseitigen Mischers EM parallelgeschaltet. Das am Ausgang des Regelverstärkers RV νϋϊ !iegeüue RcgcisignSi wii'u wicdci Uni üuci (Jen umlaufenden zweiten Schrittschalter 52 und die Haltekreise H den Stelleingängen dieser Phasenschieber φ 1 bis φ 4 zugeführt.In the case of the receiving device EC 'according to FIG. 5, the four phase shifters ςρ 1 ... φ 4 are connected in parallel on the input side to the output of the receiver-side mixer EM. The at the output of the control amplifier RV νϋϊ! Iegeüue RcgcisignSi wii'u wicdci Uni üuci (Jen revolving second step switch 52 and the hold circuits H the control inputs of these phase shifters φ 1 to φ 4 supplied.
Der zum zweiten Schrittschalter 52 synchron umlaufende erste Schrittschalter 51 ist mit seinen vier Kontakten mit den vier Ausgangsanschlüssen der Phasenschieber φ 1 bis φ 4 für die vier Eingangssignale £51 ... £54 verbunden und leitet im Rhythmus der Abtastung der Schaitkontak'p in der vorgegebenen Reihenfolge das Hilfs-signa! Pe in der ZF-Ebene über einen Bandpaß BP3 an den einen Eingang des Phasendiskriminators PD. The first step switch 51 rotating synchronously with the second step switch 52 is connected with its four contacts to the four output connections of the phase shifters φ 1 to φ 4 for the four input signals £ 51 ... £ 54 and conducts the switching contacts in the rhythm of the scanning given order the auxiliary signa! Pe in the IF plane via a bandpass filter BP3 to one input of the phase discriminator PD.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782812575 DE2812575C2 (en) | 1978-03-22 | 1978-03-22 | Phased antenna field |
Applications Claiming Priority (1)
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