DE3525778C2 - Monopulsradargerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Monopulsradargerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es aus der Zeitschrift "Microwaves & RF", März 1984, S. 99 ff. bekannt ist. Grundlagen und Funktionsweise eines Mo­ nopulsradars sind beispielsweise im Lehrbuch von Skolnik "Radar Handbook", McGraw Hill 1970, S. 21-10 bis 21-30 beschrieben.

Aus der US 44 38 436 ist ferner ein Millimeterwellen-Monopulskompa­ rator bekannt, der über Hohlleiter-/Mikrostreifenleitungsübergänge an vier im Viereck angeordnete Hohlleiter-Empfangssignale ange­ schlossen werden kann. Die Empfangssignale werden dabei über Richt­ koppler in Form von 3-dB-Ringhybriden auf einer integrierten Mikro­ streifenleitung zu einem Summensignal, einem Azimuth-Differenzsignal und einem Elevations-Differenzsignal verkoppelt.

Im Millimeterwellenbereich sind die erlaubten Toleranzen für Hohl­ leiter äußerst eng. Außerdem besteht die Forderung nach höchstmögli­ cher Integration. Bei der eingangs genannten bekannten Anordnung ist das Richtkoppler-Netzwerk aus planaren Wellenleitern ausgeführt mit vielfach gewundenen Hohlleiterzügen zur Verknüpfung der Koppler.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Monopulsradargerät der eingangs genannten Art anzugeben, das noch kompakter und einfacher zu ferti­ gen ist. Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausführungen der Erfindung.

Das erfindungsgemäße Monopulsradargerät enthält keine Flansche und ist sehr einfach in Splitblocktechnik zu fertigen. Es ist äußerst kompakt. Durch die parallele Anordnung der Hohlleiter über ihre gesamte Länge ergibt sich eine gleichmäßige Wärmeausdehnung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild der An­ ordnung, wie es an sich bekannt ist und keiner eingehenden Erläuterung bedarf. Es bedeuten dabei: Sum = Summensignal, Elev. = Elevation-Differenzsignal, Azi. = Azimut-Diffe­ renzsignal, P_S = Signal des Sendeoszillators, P_LO = Signal des lokalen (Mischer-) Oszillators.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Schnitte durch ein Ausführungs­ beispiel der Erfindung. Die Schnitte liegen in den Ebenen a-b bzw. c-d, wie in der kleinen Insert-Figur in Fig. 2 eingetragen. Diese Schnittebenen liegen in der Mitte der Breitseiten von vier Hohlleitern A, B, C, D, die in einem in Splitblocktechnik hergestellten Mount (Träger) ein­ gefräst sind.

Die vier Hohlleiterzüge verlaufen geradlinig und unter­ einander parallel und sind im Viereck angeordnet, d. h. je zu zweit übereinander und nebeneinander. Ihre Ausgänge können direkt zur Speisung einer Antenne benutzt werden. Sämtliche für den Komparator und die ZF-Erzeugung benötig­ ten Elemente sind in die Hohlleiterzüge integriert.

Dem Antennenende am nächsten sind Phasenschieber inte­ griert, z. B. als dielektrische Einsätze. Damit wird, bezogen auf den Eingang B, folgende Phasenbeziehung zwi­ schen den Signalen vor der Richtkoppleranordnung herge­ stellt: B zu A, B zu D : -90° und B zu C : -180°.

Die auf die Phasenschieber folgende Richtkopplereinheit des Monopulskomparators besteht aus vier 3-dB-Hybriden. In einer ersten Richtkopplerebene werden die Signale der übereinander angeordneten Hohlleiter (A, 13 bzw. C, D) miteinander verknüpft, in einer zweiten Ebene die Signale der nebeneinander liegenden Hohlleiter (A, B bzw. B, D). Die Richtkoppler können als Kurz- oder als Langschlitz­ koppler ausgeführt sein, wobei bei den Kopplern der ersten Ebene die gemeinsamen Breitseiten und bei den Kopplern der zweiten Ebene die jeweils gemeinsamen Schmalseiten der Hohlleiter zur Kopplung verwendet werden.

Langschlitzkoppler haben gegenüber Kurzschlitzkopplern den Vorteil, daß die Phasenbeziehung über der Frequenz kon­ stant (90°) ist.

Am Ausgang C′ des Komparators erhält man das Summensignal, am Ausgang D′ das Differenzsignal für die Elevation, und am Ausgang A′ das Differenzsignal für den Azimuth.

Durch Einfügen von Zirkulatoren zwischen den Komparator­ ausgängen A′, C′, D′ und den Mischereingängen werden die beiden Einheiten voneinander entkoppelt. Dadurch wird verhindert, daß durch Reflexion an den Mischereingängen eine Verfälschung der Signale an den Toren A′, C′, D′ auftritt. Die Zirkulatoren sind als E-Ebenen-Zirkulatoren ausgeführt.

Über das freie Tor des Zirkulators am Summentor (C′) kann bei einem aktiven System ein Sendesignal P_S eingekoppelt werden.

Die Mischer (Gegentaktmischer) mit integrierten PIN- Dioden-Dämpfungsgliedern zur Nahechodämpfung im Signal­ zweig sind in Finleitungstechnik ausgeführt. Die Substrate werden wie bei allen Finleitungsschaltungen in den Trenn­ ebenen des Mounts eingeklemmt.

Hinter den Mischern folgen noch dritte und vierte Richt­ koppler (Schlitzkoppler) zum Verteilen der Leistung P_LO eines lokalen Oszillators auf die drei Mischer. Dieses Signal wird im Ausführungsbeispiel im Hohlleiter C bei C′′ eingekoppelt und über einen 4,8-dB-Schlitzkoppler und einen 3-dB-Schlitzkoppler zu jeweils einem Drittel auf die Hohlleiter A, C und D aufgeteilt.

Alle freien Zirkulator-Tore und Hohlleiterenden sind mit Absorbern abgeschlossen.

Claims (5)

1. Monopulsradargerät für den Millimeterwellenbereich, mit einem eingangsseitig mit einer Antennenanordnung und ausgangsseitig mit einer Zwischenfrequenz(ZF)-Erzeugungseinheit verbundenen Mono­ pulskomparator, welcher vier Hohlleiter-Empfangszüge enthält, die geradlinig und untereinander parallel verlaufen und im Viereck angeordnet sind und deren Empfangssignale mittels Richtkoppler verkoppelt werden zu einem Summensignal, einem Azimuth-Differenz­ signal und einem Elevations-Differenzsignal, die ihrerseits in der ZF-Erzeugungseinheit jeweils in einem Mischer durch Mischung mit dem Ausgangssignal eines lokalen Mischeroszillators auf ZF- Ebene abgemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die ZF- Erzeugungseinheit dergestalt in den Hohlleiter-Empfangszügen des Monopulskomparators angeordnet ist, daß von der Antennenanordnung aus gesehen folgende Elemente hintereinander in den Hohlleitern angeordnet sind: Phasenschieber, erste 3-dB-Schlitzkoppler zwischen übereinander liegenden Hohlleitern, zweite 3-dB-Schlitz­ koppler zwischen nebeneinander liegenden Hohlleitern, Substrate mit PIN-Dioden-Dämpfungsgliedern und Gegentakt-Mischern in Finleitungstechnik in dreien der Hohlleiter, dritte und vierte Schlitzkoppler zum Verteilen der Leistung des lokalen Mischeroszillators (P_LO), welche an einem der Enden der Hohlleiter einkoppelbar ist.

2. Monopulsradargerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den zweiten Schlitzkopplern und den Gegentakt-Mischern Zirkulatoren integriert sind.

3. Monopulsradargerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am freien Tor eines der drei Zirkulatoren ein Sendeoszillator angekoppelt ist.

4. Monopulsradargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er in Splitblock­ technik gefräst ist, wobei die Schnittebenen in der Mitte der Breitseiten der Hohlleiter liegen.

5. Monopulsradargerät nach einem der Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkulatoren in der E-Ebene aufgebaut sind.