DE3874277T2

DE3874277T2 - Aktive multifunktionsantennengruppe.

Info

Publication number: DE3874277T2
Application number: DE8888904804T
Authority: DE
Inventors: Egidio Miglia
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1987-04-28
Filing date: 1988-04-21
Publication date: 1993-04-08
Anticipated expiration: 2008-04-22
Also published as: EP0312588A1; CA1297971C; IL86199A0; WO1988008623A1; IL86199A; EP0312588B1; US4792805A; DE3874277D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum elektronischen Ändern der Aufteilung von planaren Gruppen (bzw. Antennengruppen oder -Arrays) oder phasenabgetasteten Gruppen in Unter-Gruppen oder Unter-Öffnungen.
Bei vielen, in einem Flugzeug angewandten bzw. luftgestützten Radar-Betriebsarten, wie insbesondere bei den Gelände- Verfolgungs- und Gelände-Vermeidungs-Betriebsarten, werden Differenzmuster benötigt, welche bezüglich des Horizonts stabilisiert sind. Die zur Erzeugung von Summen- und Differenzmustern bei kardanisch auf gehängte planaren Gruppen oder phasenabgetasteten Gruppen üblicherweise angewandte Technik liegt darin, die Gruppe in Quadranten bzw. Viertelkreise mit einem eigenen Ausgang bzw. Ausgangssignal für jeden Quadranten aufzuteilen. Die geeigneten Quadranten-Ausgangssignale werden aufsummiert oder es werden ihre Differenzen gebildet, um ein Summenmuster und zwei Differenzmuster zu bilden. Die zwei Differenzmuster liefern Verfolgungs-Fehlersignale, welche auf die Antenne bezogen sind.
Herkömmliche Lösungen für das Problem des Lieferns von rollstabilisierten Summen- und Differenzmustern bei luftgestützten Radargeräten beinhalten das Bereitstellen einer dritten kardanischen Aufhängung oder die Implementierung einer ziemlich mühsamen und nicht gänzlich befriedigenden Signalverarbeitung, um hieraus rollstabilisierte Verfolgungs-Ausgangssignale abzuleiten. Die Roll-Kardangelenk-Technik ist vermutlich für solche aktive Gruppensysteme nicht anwendbar, die eine ausreichende Größe aufweisen, um eine Flüssigkeitskühlung zu benötigen. Es wird eine Alternative zum Signalverarbeitungs-Lösungsweg benötigt.
In Merril E. Skolniks "Radar Handbook", Seiten 11-54 und 11- 55, veröffentlich von der McGraw-Hill Book Company, New York, U.S.A., 1970, ist eine dem Verstärker nachgeschaltete Strahlformung beschrieben, welche eine Gruppen- bzw. Array- Antenne verwendet. Die Bildung von mehrfachen Strahlen durch Kombination von Untergruppen in so vielen verschiedenen Wegen, wie separate Strahlen benötigt werden, wird hier beschrieben. Die Strahlungselement-Anzeige wird verstärkt und in Untergruppen aufgeteilt, wobei die Phase der Untergruppen verschoben wird, bevor diese in Summenschaltungen zur Bildung von Strahlen kombiniert werden.
Es würde daher einen Fortschritt im Stand der Technik darstellen, wenn eine aktive Gruppe (bzw. Antennengruppe) geschaffen werden könnte, die elektronisch rollstabilisiert werden kann, ohne daß mechanische Roll-Kardangelenke oder eine mühsame Signalverarbeitung benötigt werden.
Es wäre weiterhin von Vorteil, eine aktive Multifunktions- Gruppe zu schaffen, welche elektronisch in eine Vielzahl von willkürlichen bzw. frei wählbaren Unter-Gruppen oder Unter- Öffnungen aufgeteilt werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein Gruppensystem zum Liefern einer Vielzahl von Gruppen-Unter-Öffnungen geschaffen, welches aufweist: eine Gruppe von N beabstandeten Strahlungselementen, die eine Strahlungsöffnung bilden; N Öffnungsunterteilungs-Wählvorrichtungen, von denen jede jeweils mit einem jeweiligen Strahlungselement gekoppelt ist, um die Strahlungsöffnung in M oder weniger Unter-Öffnungen zu unterteilen, mit: einer M-Weg-Leistungsteilervorrichtung, die M Vorrichtungsanschlüsse und einen Strahlungselement-Anschluß aufweist, der mit dem Strahlungselement gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß: mittels der Teilervorrichtung die Leistung der an den Strahlungselementen empfangenen Signale in M Teilsignale von im wesentlichen gleicher Leistung an den Vorrichtungsanschlüssen unterteilbar ist; die N Wählvorrichtungen weiterhin jeweils eine Einrichtung zum selektiven Verbinden oder Trennen der jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse der Leistungsteilervorrichtung zu einem entsprechenden Abteilungsanschluß der Wählvorrichtung aufweisen; und daß das Gruppensystem ferner aufweist M Verteiler- bzw. Verzweigungsgeräte mit N Verteileranschlüssen, wobei jeder dieser Anschlüsse jeweils mit einem entsprechenden Abteilungsanschluß der N Öffnungsunterteilungs-Wähler verbunden ist, wobei die Verteilergeräte Einrichtungen zum Kombinieren der jeweiligen Teilsignale an den entsprechenden Abteilungsanschlüssen der N Wählvorrichtungen und zum Liefern eines jeweiligen Unter-Öffnungs-Signals an einem Ausgangsanschluß jedes der M Verteilergeräte aufweisen; eine an die Wählvorrichtungen angeschlossene Gruppensystem-Steuereinheit, welche die Einrichtungen zum selektiven Verbinden der Vorrichtungsanschlüsse zum Steuern der Unterteilung der Öffnung in M oder weniger Unter-Öffnungen ansteuert, wobei jede Unter- Öffnung die selektiv mit dem jeweiligen Verteilergerät verbundenen Strahlungselemente enthält; und einen Empfänger, der zum Liefern einer gewählten unterteilten Öffnungsfunktion auf die M Unter-Öffnungs-Signale anspricht.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein aktives Multifunktions-Gruppensystem geschaffen, bei dem die System-Öffnung programmierbar in eine Vielzahl von Unter-Öffnungen unterteilt werden kann. Das Gruppensystem enthält M Strahlungselemente, die an N aktive Module angeschlossen sind. Jedes Modul ist in dem Sinn universell bzw. allgemein verwendbar, als jedes die gleichen Elemente enthält.
Jedes Modul ist wiederum mit einem Öffnungs-Unterteilungs- Wähler verbunden, der eine M-Weg-Leistungsteiler/Kombinierer-Vorrichtung enthält. In der Empfangs-Betriebsart hat diese Vorrichtung die Funktion, das Modul-Empfangssignal in M Komponenten auf zuteilen. In der Sende-Betriebsart hat die Vorrichtung die Funktion, bis zu M Erregersignal-Quellen zu kombinieren und die kombinierten Erregersignale dem Modul zur Verstärkung und zur Ausstrahlung durch das Strahlungselement zuzuführen.
Jeder Öffnungs-Unterteilungs-Wähler enthält weiterhin M Radiofrequenz-Schalter zum Koppeln der jeweiligen Anschlüsse der N-Weg-Leistungsteiler/Kombinierer-Vorrichtung entweder an eine "Aus"-Position oder an eine "Ein"-Position bei einem Abteilungsanschluß.
Das System enthält weiterhin M Verteilergeräte mit N Wähleranschlüssen, wobei die entsprechenden Wähleranschlüsse jedes Öffnungs-Unterteilungs-Wählers mit den N Wähleranschlüssen verbunden sind. Jedes Verteilergerät enthält eine M-Weg-Leistungsteiler/Kombinierer-Vorrichtung, so daß die Signale an jedem der entsprechenden Abteilungsanschlüsse in der Empfangs-Betriebsart summiert werden. Der Wähler ermöglicht es daher, diejenigen Strahlungselemente und Module zu wählen, deren Empfangssignal-Beiträge in einer bestimmten der M Unter-Öffnungen kombiniert werden. In der Sende-Betriebsart ermöglichen es die Verteilergeräte und Unterteilungs-Wähler, M oder weniger Erregersignale in N Komponenten aufzuteilen und den jeweils gewählten Modulen eine Komponente zur Verstärkung und nachfolgenden Ausstrahlung zuzuführen.
Das aktive Gruppensystem kann zur Erzielung einer oder mehrerer Funktionen konfiguriert werden, ohne daß Änderungen an der Hardware bzw. vorrichtungstechnische Änderungen erforderlich wären. Die Gruppenöffnung kann in M oder weniger Unter-Öffnungen aufgeteilt werden. Die Unter-Öffnungen können einander überlappen und die Öffnungs-Aufteilung in den Empfangs- und Sende-Betriebsarten kann in jeder beliebigen Weise unterschiedlich sein. Jede Unter-Öffnung kann bei unterschiedlichen Frequenzen und Abtastwinkeln senden und empfangen. Das System kann Summen-, Differenz- und Schutzmuster, einen adaptiven Nullabgleich, eine über die Dipol- bzw. Querebene hinaus erweiterte Bandbreite für großflächige Öffnungen sowie eine Rollstabilisierung für alle Betriebsarten liefern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels derselben noch deutlicher, welches in den begleitenden Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Funktions-Blockdiagramm, für M = 3, eines aktiven Multifunktions-Gruppensystems ist, das die Erfindung verkörpert.
Fig. 2 ein Funktionsdiagramm ist, das ein Gruppensystem wie in Fig. 1 mit einer kreisförmigen bzw. zirkularen Öffnung zeigt, wobei die Aufteilung der Öffnung in vier Quadranten zur Erzeugung von simultanen Summen-, Azimutdifferenz- bzw. Seitendifferenz- und Richthöhen-Differenzmustern dargestellt ist.
Fig. 3 eine Diagramm-Darstellung eines rollstabilisierten Gruppen-Quadranten zum Liefern von Azimut- und Richthöhen-Differenzmustern ist.
Fig. 4 ein Funktionsdiagramm ist, welches ein Gruppensystem wie in Fig. 1 mit einer zirkularen Öffnung zeigt, wobei die Erzeugung einer Hilfsöffnung zum adaptiven Nullabgleich und von simultanen Summen- und Azimut-Differenzmustern dargestellt ist.
Figuren 5A und 5B Funktionsdiagramme sind, die ein Gruppensystem wie in Fig. 1 mit einer zirkularen Öffnung zeigen, wobei zwei mögliche überlappte Öffnungs-Aufteilungen dargestellt sind.

Detaillierte Beschreibung der Offenbarung

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nunmehr ein Blockdiagramm eines aktiven Multifunktions-Gruppensystems bzw. -Antennengruppensystems offenbart, in welchem die Erfindung verkörpert ist. Wie Fachleute ohne weiteres erkennen, weist die Gruppe bzw. Antennenanordnung eine Vielzahl von Strahlungselementen 15 auf, von denen jedes mit einem entsprechenden aktiven Modul 20 gekoppelt ist. Aus Gründen der Klarheit sind in Fig. 1 lediglich das "i"-te Element 15 sowie ein Modul 20 dargestellt, wobei i ein Index ist, der den Bereich von 1 bis N überspannt, wobei N die Gesamtanzahl von Modulen bezeichnet. Jedes der die Antennengruppe enthaltenden Module ist identisch mit dem Universalmodul 20 der Fig. 1.
Das Modul 20 enthält einen Strahlsteuerungs-Phasenschieber 32 und ein variables Radiofrequenz-Dämpfungsglied 28. Diese zwei Vorrichtungen können mittels eines Radiofrequenz-Schalters 30 entweder mit dem einen Sendevestärker 24 aufweisenden Sendekanal oder mit dem Empfangskanal verbunden werden, der einen Verstärker 26 mit niedrigem Rauschpegel bzw. rauscharmen Verstärker aufweist. Ein Radiofrequenz-Schalter 22 verbindet entweder den Empfangskanal oder den Sendekanal mit dem Strahlungselement 15. Die Radiofrequenz-Schalter 22 und 30 werden von einer Antennengruppen-Steuereinheit 94 gesteuert, um entweder, wenn dem Modul 20 ein Erregersignal zugeführt wird, den Modul-Sendekanal oder um den Modul-Empfangskanal zu wählen, wenn das Modul 20 gewählt ist, um eine verstärkte Version von auf das Strahlungselement 15 einfallenden Signalen zu liefern. Im Betrieb befinden sich die Radiofrequenz-Schalter 22 und 30 beide entweder in einer Sendeposition "T" oder in einer Empfangsposition "R". Die Funktionen dieser Schalter könnten alternativ auch mit Hilfe von Radiofrequenz-Zirkulatorvorrichtungen durchgeführt werden, welche Fachleuten bestens bekannt sind.
Der Strahlsteuerungs-Phasenschieber 32 wird von der Steuereinheit 94 vorzugsweise digital angesteuert und führt diejenige Phasenverschiebung herbei, die notwendig ist, um die Strahlöffnung in die gewünschte Richtung zu steuern, wie dies Fachleuten bestens bekannt ist.
Das variable Dämpfungsglied 28 wird ebenfalls von der Antennengruppen-Steuereinheit 94 angesteuert und zur Gewichtung der Öffnung verwendet, um die Öffnungs-Seitenkeulenpegel zu verringern. Das Dämpfungsglied 28 kann ebenfalls zur Leistungssteuerung verwendet werden.
Das Gruppensystem enthält weiterhin N Öffnungsunterteilungs- Wähler 40, von denen jeder mit einem Wähleranschluß bzw. Wählereingang 34 eines entsprechenden Moduls 20 gekoppelt ist. Jeder Wähler 40 weist eine M-Weg-Leistungsteiler/Kombinierer-Vorrichtung 42 mit M Vorrichtungsanschlüssen auf, die über einen programmierbaren Phasenschieber und ein variables Dämpfungsglied jeweils mit einem entsprechenden der M Radiofrequenz-Schalter verbunden sind. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist für den Index M der Wert 3 gewählt, so daß jeder Unterteilungs-Wähler 40 einen Dreiweg-Leistungsteiler/Kombinierer 42 mit drei Vorrichtungsanschlüssen 42A, 42B und 42C, drei Dämpfungsglieder 45A, 45B und 45C, drei Phasenschieber 43A, 43B und 43C sowie drei Radiofrequenz-Schalter 44, 46 und 48 aufweist, die von der Antennengruppen-Steuereinheit 94 sämtlich unabhängig steuerbar sind.
Die Antennengruppen-Steuereinheit 94 enthält vorzugsweise einen digitalen Computer, der über eine Schnittstelle an die verschiedenen von ihm gesteuerten Elemente angeschlossen ist, wie an die verschiedenen Radiofrequenz-Schalter, die variablen Dämpfungsglieder und die Strahlsteuerungs-Phasenschieber.
Jeder der Radiofrequenz-Schalter 44, 46, und 48 bietet die Möglichkeit, zwischen einer "Aus"-Position und einer "Ein"- Position umzuschalten. Wenn er sich in der "Aus"-Position befindet, liefert jeder der Radiofrequenz-Schalter 44, 46 und 48 sowohl den "Ein"- als auch den "Aus"-Anschlüssen des entsprechenden Hochfrequenz-Schalters eine angepaßte Last (die in Fig. 1 nicht gezeigt ist). Die Radiofrequenz-Schalter 44, 46 und 48 bilden daher eine Einrichtung zum selektiven Verbinden der jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse 42A, 42B und 42C mit einem entsprechenden Partitions- bzw. Abteilungsanschluß 46A, 46B bzw. 46C des Wählers 40. Jeder Abteilungsanschluß 46A, 46B und 46C ist mit einem entsprechenden der N Wähleranschlüsse 51Ai, 61Bi und 71Ci der M Verteilergeräte verbunden, bei diesem Ausführungsbeispiel demjenigen des A-, B- oder C-Verteilergeräts 50, 60 bzw. 70.
Das Ausgangssignal jedes der drei Radiofrequenz-Schalter 44, 46 und 48 an dem jeweiligen Abteilungsanschluß 46A, 46B bzw. 46C wird an dem entsprechenden Verteilergerät 50, 60 oder 70 mit den Ausgangssignalen aus den entsprechenden Radiofrequenz-Schaltern jedes der anderen das Gruppensystem enthaltenden Öffnungsunterteilungs-Wähler 40 summiert. Daher werden gemäß der Darstellung in Fig. 1 die jeweiligen Ausgangssignale Ai aus den Radiofrequenz-Schaltern 44 an dem "A"- Verteilergerät 50 summiert, die jeweiligen Ausgangssignale Bi an dem "B"-Verteilergerät 60 summiert, und die Ausgangssignale Ci aus den Radiofrequenz-Schaltern 48 an dem "C"- Verteilergerät 70 summiert. Wenn der Index M größer als 3 wäre, wie beispielsweise 5, dann würde der Wähler 40 zwei zusätzliche Dämpfungsglieder, Phasenschieber und Radiofrequenz-Schalter enthalten, der Dividierer/Kombinierer 42 würde eine Fünfweg-Vorrichtung sein, und es wären zwei zusätzliche Verteilergeräte (die nicht gezeigt sind) vorhanden, nämlich ein "D"-Verteilergerät und ein "E"-Verteilergerät.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 enthält jedes Verteilergerät 50, 60 und 70 ein N-Wähleranschluß-auf-zwei-Netzwerkanschluß-Verteilernetzwerk 52, 62 und 72, sowie einen angepaßten Differentialverzweigungskoppler bzw. magischen T- Koppler 57, 67 bzw. 77. Die N Wähleranschlüsse der jeweiligen Verteilernetzwerke 52, 62 und 72 sind mit dem jeweiligen Radiofrequenz-Schalter 44, 46 oder 48 jedes Unterteilungs- Wählers 40 verbunden, und die zwei Netzwerkanschlüsse sind mit den Seitenarm-Anschlüssen des jeweiligen magischen T- Kopplers 57, 67 oder 77 verbunden.
Jedes der Verteilernetzwerke 52, 62 und 72 ist typischerweise aus zwei gleichförmigen Corporate-Netzwerken aufgebaut, welche Fachleuten bestens bekannt sind und als gleichförmig gewichtete Leistungskombinierer/Teiler-Schaltungen arbeiten. In der Empfangs-Betriebsart sind die Verteilernetzwerke 52, 62 und 72 so aufgebaut, daß sie die Signale an den ersten N/2 Wähleranschlüssen und die Signale an den verbleibenden N/2 Wähleranschlüssen separat summieren und die jeweiligen Teilsummen an den jeweiligen X- und Y-Netzwerkanschlüssen bereitstellen, die mit den jeweiligen Seitenarm-Anschlüssen des jeweiligen magischen T-Kopplers 57, 67 oder 77 zu koppeln sind. So ist beispielsweise das Verteilernetzwerk 52 in der Lage, die Wählersignale Ai, i = 1 bis N/2, zu summieren und die resultierende Teilsumme am Anschluß 53X zu liefern, und das Signal Ai, i = N/2 +1 bis N, zu summieren, um die resultierende Teilsumme am Anschluß 53Y zu liefern. In der Sende-Betriebsart werden die an die jeweiligen X- und Y-Anschlüsse der Verteilernetzwerke 52, 62 und 72 angelegten Erregersignale jeweils in N/2 Signale der gleichen Amplitude und Phase aufgeteilt, die den entsprechenden Radiofrequenz- Schaltern 44, 46 und 48 der jeweiligen N/2 Öffnungsunterteilungs-Wähler 40 zuzuführen sind.
Die magischen T-Kopplervorrichtungen 57, 67 und 77 sind im Stand der Technik gut bekannt und beispielsweise in "Microwave Antenna Theory and Design", herausgegeben von Samuel Silver, 1965, 1949, Dover Publications, auf Seite 572 beschrieben. In der Empfänger-Betriebsart wird die Summe der zwei Teilsummensignale an den Anschlüssen 53X und 53Y, d.h. die Summe der Signale Ai, i = 1 bis N, an dem Summenanschluß 57X des magischen T-Kopplers 57 erscheinen, wobei die Leistung an dem Differenzanschluß 56Y im wesentlichen gleich Null ist. Die jeweiligen Summenanschlüsse 57X, 67X und 77X der magischen T-Koppler 57, 67 und 77 werden daraufhin an den Empfänger 92 zur Signalverarbeitung angeschlossen. Jedes Ausgangssignal an den jeweiligen Anschlüssen 57X, 67X und 77X stellt das entsprechende Gruppen-Unteröffnungs-Ausgangssignal dar, das aus einer frei gewählten Unterteilung der Antennengruppe resultiert, die durch die Positionen der entsprechenden Radiofrequenz-Schalter 44, 46 und 48 herbeigeführt wird.
Die Differenzanschlüsse 57Y, 67Y und 77Y der magischen T- Koppler 57, 67 und 77 sind mit jeweiligen A-, B- und C-Erregersignalquellen verbunden, die in diesem Fall durch einen Erregerfrequenz-Synthesizer 90 repräsentiert werden.
In der Sende-Betriebsart wird das an den Differenzanschluß 57Y angelegte Erregersignal in zwei Signale von gleicher Amplitude und Phase an den Seitenarm-Anschlüssen 56X und 56Y aufgeteilt, welche wiederum von dem Verteilernetzwerk 52 in N Wähleranschluß-Erregersignale aufgeteilt werden, die gleiche Amplitude und Phase aufweisen und den entsprechenden Radiofrequenz-Schaltern 44 der jeweiligen Öffnungsunterteilungs-Wähler 40 zuzuführen sind. Ähnliche Funktionen werden von den Verteilernetzwerken 62 und 72 bereitgestellt. Die Radiofrequenz-Schalter 44 wählen das geeignete Modul für die Erregung. Beispielsweise wird ein an den Anschluß 57Y angelegtes Erregersignal "A" in N Signale gleicher Leistung und gleicher Phase aufgeteilt werden, die den Radiofrequenz- Schaltern 44 der N Öffnungsunterteilungs-Wähler 40 zuzuführen sind. Wenn diese Module in der Sende-Betriebsart für das Erregersignal A verwendet werden sollen, wird der Schalter 44 auf die "Ein"-Position eingestellt werden. Die A-Signalkomponente kann mit den B- und C-Erregersignal-Komponenten kombiniert werden, falls die Radiofrequenz-Schalter 46 und 48 ebenfalls auf die "Ein"-Position umgeschaltet werden.
Das unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebene Antennengruppensystem liefert eine Einrichtung zur frei wählbaren Aufteilung der durch die das System enthaltenden N Strahlungselemente 15 gebildeten Antennengruppenöffnung. Die drei Radiofrequenz-Schalter 44, 46 und 48, die den Öffnungsunterteilungs-Wähler 40 enthalten, bieten eine frei wählbare Öffnungsunterteilung sowohl beim Empfang als auch beim Senden. Die Position jedes Schalters bestimmt die Größe und Konfiguration jeder Abteilung bzw. Partition. Beim Empfang beeinflußt die Position jedes Schalters die Ausgangssignale der beiden anderen Schalter nicht; daher können während dieser Betriebsart Abteilungen einander überlappen. Da das Gruppenfeld nicht in Quadranten aufgeteilt ist, ist für jede beliebig wählbare Aufteilung eine volle Rollstabilisierung erzielbar, wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird. Beim Senden sind ebenfalls überlappende Abteilungen möglich, falls der Leistungsverstärker 24 der Module 20 in der linearen Betriebsart betrieben wird.
Das Vorsehen der Strahlsteuerungs-Phasenschieber 43A-C und der variablen Dämpfungsglieder 45A-C in jedem Kanal des Unterteilungs-Wählers bietet die Möglichkeit der unabhängigen Steuerung oder Amplitudengewichtung des von jeder Unter-Öffnung gebildeten Strahls oder Musters. Wenn diese Phasenschieber und variablen Dämpfungsglieder in dem Öffnungsunterteilungs-Wähler 40 verwendet werden, dann sind die Phasenschieber 32 und variablen Dämpfer 28 im Modul 20 nicht erforderlich. Die Phasenschieber 43A-C und Dämpfungsglieder 45A-C können aus den Wählern 40 selbstverständlich dann weggelassen werden, wenn die durch diese Elemente erzielte Flexibilität nicht benötigt wird; in diesem Fall können der Modul-Phasenschieber 32 und das Dämpfungsglied 28 zur Steuerung und Formung des Strahls verwendet werden.
Mit den Phasenschiebern 43A-C können drei unabhängige Öffnungen mit drei unabhängig steuerbaren Strahlen gebildet werden, die beim Senden durch drei vom Synthesizer 90 erzeugte unabhängige Erregersignale erregt werden können. Eine weitere vorteilhafte Funktion, die durch Verwendung der M Erregersignale bereitgestellt werden kann, liegt in der Schaffung einer erweiterten Bandbreiten-Fähigkeit für außerhalb der Quer- bzw. Dipolebene befindliche Strahlen für sehr große Öffnungen. Für derart große Öffnungen kann der relativ große Abstand zwischen den Strahlungselementen 15 auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung zur Zerstörung der additiven Effekte auf Signalen aus den beabstandeten Elementen auf einem außerhalb der Dipolebene liegenden Ziel für sehr kurzzeitige Impulsübergänge, d.h. mit einer großen Bandbreite, dienen, so daß die Gruppen- bzw. Antennenstrahlen wirksam auf die Richtung der Dipolebene beschränkt werden. Um die Differenzen im Bereich von den beabstandeten Öffnungselementen zum Ziel zu korrigieren, kann die Öffnung in M zusammenhängende, nicht überlappende Unter-Öffnungen aufgeteilt werden, von denen jede durch eine verzögerte Version des gleichen Erregersignals angesteuert wird. In Abhängigkeit von der Strahlposition sind die jeweiligen Erregersignale jeweils um eine gewisse vorbestimmte Zeitdauer verzögert, die zur Korrektur der Bereichsdifferenz zwischen dem Ziel und den Strahlungselementen 15 in den jeweiligen Unter-Öffnungen benötigt wird. Daher wird, falls die Öffnung in drei Unter- Öffnungen A, B und C aufgeteilt ist, wobei sich Öffnung C im außerhalb der Dipolebene befindlichen Strahl am nächsten beim Ziel befindet, die Erregersignal-Ansteueröffnung A, nämlich die am weitesten vom Ziel entfernte Unter-Öffnung, überhaupt nicht verzögert werden, die Erregersignal-Ansteueröffnung B wird um eine gewisse Periode T verzögert werden, und die Erregersignal-Ansteueröffnung C wird um eine gewisse Periode 2T verzögert werden, wobei T eine Funktion des Strahlwinkels und der Öffnungsgröße ist. In ähnlicher Weise wie beim Senden kann die großflächige Öffnung beim Empfang in drei zusammenhängende Unter-Öffnungen aufgeteilt werden und die summierten Komponenten an den Anschlüssen 57X, 67X bzw. 77X können vom Empfänger 92 durch jeweils geeignete Verzögerungszeiten verzögert werden, um die Bereichsdifferenz zwischen den jeweiligen Unteröffnungs-Strahlungselementen und dem außerhalb der Dipolebene befindlichen Ziel zu korrigieren.
Mehrere bestimmte Beispiele von beispielhaften Öffnungs-Unterteilungen, die mit dem anhand der Fig. 1 beschriebenen System leicht erzielbar sind, werden nunmehr beschrieben.

Simultane Summen-, Azimutdifferenz- und Höhenwinkeldifferenz-Muster

Es ist im Stand der Technik bekannt, daß viele Radarsysteme zwei oder mehr versetzte Sende/Empfangs-Elemente (oder Gruppen von Elementen) verwenden, so daß jedes bzw. jede das Signal aus einer Punktquelle unter einer geringfügig unterschiedlichen Phase empfängt. Die empfangenen Signale aus jedem Empfangselement (oder jeder Gruppe) werden summiert, um das Gruppen-Summensignal zu bilden, und das empfangene Signal aus einem Element (oder einer Gruppe) wird von dem an einem anderen Element (oder Gruppe) empfangenen Signal subtrahiert, um ein Differenzsignal zu bilden. Das Differenzsignal ist ein Maß für den relativen Ort des Ziels außerhalb der Gruppen- bzw. Antennen-Ziellinie, da das Differenzsignal dann gleich Null wird, wenn die Ziellinie perfekt zum Ziel ausgerichtet ist.
Differenzsignale werden typischerweise bezüglich der Azimut- und Höhenwinkel-Nullebenen geliefert. Daher gibt das Azimutdifferenzsignal den Winkelversatz der Ziellinie vom Ziel bezüglich der Azimut-Nullebene an, wobei das Vorzeichen des Signals die Richtung des Versatzes angibt. In ähnlicher Weise geben die Größe und das Vorzeichen des Höhenwinkel- Differenzsignals den Winkelversatz der Zielline vom Ziel bezüglich der orthogonalen Höhenwinkel-Nullebene an.
Das anhand der Fig. 1 erläuterte, den Index M = 3 aufweisende Gruppensystem kann dazu verwendet werden, die Strahlungsgruppenöffnung des Gruppensystems in drei oder weniger Unter-Öffnungen aufzuteilen. Fig. 2 ist ein funktionales Diagramm zum Aufteilen einer beispielhaften zirkularen bzw. kreisförmigen Öffnung, d.h., bei der N Strahlungselemente 15 über die durch einen Kreis umschriebene Fläche verteilt sind, in vier Quadranten zum Erzeugen von simultanen Summen-, Azimutdifferenz- und Azimuthöhenwinkel-Signalen. Bei diesem Beispiel sind die Strahlungselemente des Gruppensystems in vier Quadranten I bis IV angeordnet, die durch die Azimut-Nullebene und durch die Höhenwinkel-Nullebene definiert werden.
Zur Bildung des Azimutdifferenzsignals werden die kombinierten Beiträge aus den mittels der Strahlungselemente in den Quadranten I und IV empfangenen Signale von den kombinierten Signalen subtrahiert, die mittels der Strahlungselemente in den Quadranten I und III empfangen werden. Das Höhenwinkeldifferenzsignal wird durch Subtraktion der an den Strahlungselementen in den Quadranten III und IV empfangenen kombinierten Signale von den an den Elementen in den Quadranten I und II empfangenen kombinierten Signale erhalten. In Fig. 2 sind diejenigen Positionen der A-, B- und C-Hochfrequenz- Schalter 44, 46 und 48 der den Strahlungselementen in den jeweiligen Quadranten zugeordneten Module gezeigt, die erforderlich sind, um das System zum Liefern von simultanen Summen-, Differenzazimut- und Differenzhöhenwinkel-Mustern zu konfigurieren. Daher sind die A- und C-Schalter für diejenigen Unterteilungs-Wähler 40, die mit den mit den Strahlungselementen 15 im Quadranten I verbundenen Modulen 20 verbunden sind, in die "Aus"-Position gebracht, während sich die B-Schalter in der "Ein"-Position befinden. Für die mit den Modulen 20 und Strahlungselementen 15 im Quadranten II gekoppelten unterteilungs-Wähler 40 sind die A-Schalter in die "Ein"-Position gebracht, während sich die B- und C- Schalter in der "Aus"-Position befinden. Für diejenigen Unterteilungs-Wähler 40, die den Modulen und Strahlungselementen 15 im Quadranten III zugeordnet sind, sind die A-Schalter in die "Aus"-Position gebracht, während sich die Schalter B und C in der "Ein"-Position befinden. Für diejenigen Unterteilungs-Wähler 40, die den Modulen 20 und Strahlungselementen 15 im Quadranten IV zugeordnet sind, sind die A- und C-Schalter in die "Ein"-Position gebracht, während die B-Schalter in die "Aus"-Position gebracht sind. Die drei Verteilergerät-Ausgangssignale beim Empfang sind
ΣA = (Quad II) + (Quad IV)
ΣB = (Quad I) + (Quad III)
ΣC = (Quad III) + (Quad IV)
woraus sich ergibt
Σ = (Quad I) + (Quad II) + (Quad III) + (Quad IV)
= ΣA + ΣB
ΔAZ = [(Quad I) + (Quad III)] - (Quad II) + (Quad IV)]
= ΣB - ΣA
ΔEL = [(Quad I) + (Quad II)] - [(Quad III) + (Quad IV)]
= Σ - 2 [(Quad III) + (Quad IV)]
= Σ - 2ΣC
=ΣA + ΣB -2ΣC
Die Erfindung liefert eine Einrichtung zur willkürlichen bzw. frei wählbaren Zuordnung eines bestimmten Strahlungselements zu einem bestimmten Quadranten der Gruppe, ohne daß Änderungen in den fest verdrahteten Verbindungen oder eine komplexe Signalverarbeitung erforderlich wären. Der Antennengruppen-Steuereinheit werden Fluglagen-Positionsdaten zugeführt, und zwar beispielsweise von der Flugzeug-Trägheitsplattform 98 im Falle einer in einem Flugzeug montierten aktiven Antennengruppe. Diese Daten können dazu verwendet werden, die Öffnungsunterteilungs-Wähler 40 zur Einstellung der jeweiligen Modul-Hochfrequenzschalter in die korrekte Stellung für den jeweiligen Antennengruppen-Rollwinkel anzusteuern.
Dies ist unter Bezugnahme auf Fig. 3 leicht verständlich. Es sei angenommen, daß die Antennengruppen-Bezugsebene anfänglich zur Azimutebene 210 ausgerichtet ist. Die Schaltpositionen der Öffnungsunterteilungs-Wähler 40 sind in Fig. 2 gezeigt. Nun sei angenommen, daß die Antennengruppe bezüglich der Azimutebene in der Weise zu einem 30º Winkel rollt, daß die Antennengruppen-Bezugsebenen mit in Fig. 3 gezeigten Phantomlinien 220 und 230 ausgerichtet sind. Um die Antennengruppe mit dem Horizont zu rollstabilisieren, werden die Quadrantpositionen bestimmter der Strahlungselemente 15 anders zugeordnet. Daher werden die im kreuzschraffierten Sektor 222 befindlichen Strahlungselemente 15, die im Falle eines mit dem Horizont ausgerichteten Flugzeugs nominal im Quadranten II liegen, zum Quadranten I umgeordnet, d.h., der rollstabilisierte oder "neue" Quadrant I ist der vormalige oder "alte" Quadrant I minus den Elementen 15 im kreuzschraffierten Sektor 228 plus den Elementen im kreuzschraffierten Sektor 222. In ähnlicher Weise werden die Strahlungselemente im Sektor 224, die nominal dem Quadranten IV angehören, nunmehr dem Quadranten II zugeordnet. Die Strahlungselemente im Sektor 226, die vorher im Quadranten III waren, werden nunmehr dem Quadranten IV zugeordnet. Die Strahlungselemente im Sektor 228, die sich vorher im Quadranten I befanden, werden dem Quadranten I zugeordnet.
Um diese neue Zuordnung der Strahlungselemente herbeizuführen, ist es lediglich erforderlich, die Positionen der Hochfrequenzschalter derjenigen Öffnungsunterteilungs-Wähler 40, die den Strahlungselementen 15, deren jeweilige Quadranten- Positionen umgeordnet werden, so einzustellen, daß den in Fig. 3 für die jeweiligen neuen Quadranten beschriebenen Zuständen entsprochen wird. Die Antennengruppen-Steuereinheit 94 kann diese Einstellung schnell durchführen, so daß die Azimut- und Höhenwinkeldifferenzmuster elektronisch rollstabilisiert werden können, ohne daß eine mechanische Roll-Kardanaufhängung oder eine komplexe Signalverarbeitung erforderlich wäre.
Das System der Fig. 1 schafft eine Einrichtung zum Rollstabilisieren der Öffnungsunterteilung der Antennengruppe bezüglich der Rotation der Antennengruppe relativ zu einer vorbestimmten Bezugsebene, wie der in Fig. 3 gezeigten Ebene 210. Es kann angenommen werden, daß die Antennengruppe eine Antennengruppen-Bezugsebene, wie die Ebene 230 in Fig. 3, aufweist. Die Verbindungen von Strahlungselement zu Unter- Öffnung für den anfänglichen oder ersten Rollpositions-Zustand kann von der Antennengruppen-Steuereinheit in einem Speicher gespeichert werden. Zur Kompensation der Rotation der Antennengruppe um einen bestimmten Rollwinkel relativ zum anfänglichen Positions-Zustand wird angenommen, daß sich die Antennengruppen-Bezugsebene 230 um den bestimmten Rollwinkel relativ zu der Bezugsebene 210 gedreht hat und die Positionen der Strahlungselemente (und des zugeordneten Moduls 20 sowie des Öffnungsunterteilungs-Wählers 40) bezüglich der dem anfänglichen Vorroll-Zustand zugeordneten Bezugsebene werden auf die gleichen entsprechenden Positionen relativ zur neuen Position der Antennengruppen-Bezugsebene abgebildet.

Adaptiver Nullabgleich

Fig. 4 zeigt eine funktionale Beschreibung der Positionen der Hochfrequenz-Schalter der Öffnungsunterteilungs-Wähler 40 zur Erzeugung einer Hilfs-Öffnung für einen adaptiven Nullabgleich und einer simultanen Summe (Σ) und Azimutdifferenz (ΔAZ) mit einer kreisförmigen Öffnung. Alternativ hierzu könnte anstelle des Azimutdifferenzmusters das Höhenwinkeldifferenzmuster erzeugt werden. Andere Kombinationen sind ebenfalls möglich, wie zum Beispiel eine Kommunikations-Öffnung mit zwei Hilfs-Öffnungen. Die drei Verteilergerät-Ausgangssignale, die aus der in Fig. 4 gezeigten Konfiguration resultieren, sind
L = ΣA
R = ΣB
AUX = ΣC
woraus folgt
Σ = ΣA + ΣB
ΔAZ = ΣA - ΣB
Auxiliary = ΣC

Überlappende Abteilungen

Die Figuren 5A und 5B beschreiben die Positionierung der Hochfrequenz-Schalter der Öffnungsunterteilungs-Wähler 40, um zwei mögliche Öffnungsabteilungen bzw. -Partitionen mit Überlappung zu erhalten. Wie aus den in den Figuren 5A und 5B gezeigten zwei beispielhaften Abteilungen hervorgeht, können die drei Bereiche A, B und C jede beliebige Konfiguration bzw. Gestalt annehmen. Wie von Fachleuten ohne weiteres zu erkennen ist, können die in Fig. 5A gezeigten überlappenden Öffnungen in einigen Radaranwendungen zur Erfassung und Lokalisation von sich langsam bewegenden Zielen erforderlich sein.
Bei dem in Fig. 5B dargestellten Fall umfaßt die Öffnung A die gesamte Fläche der kreisförmigen Öffnung mit dem Radius rA, die Öffnung B umfaßt die Fläche innerhalb des Zwischenkreises mit Radius rB, und die Öffnung C umfaßt die Fläche innerhalb des inneren Kreises mit Radius rC. Die Öffnungen sind voneinander unabhängig und ihr Strahl kann unabhängig voneinander abgetastet und geformt werden (durch die jeweiligen Paare der Phasenschieber und Dämpfungsglieder, die die Unterteilungs-Wähler 40 enthalten). Die drei Öffnungs-Ausgangssignale sind
A = ΣA
B = ΣB
C = ΣC
Ein Vorteil des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels liegt darin, daß der Öffnungsunterteilungs-Wähler 40 außerhalb des entsprechenden Moduls 20 angeordnet sein kann, was es erlaubt, das Gruppensystem mit N Universalmodulen zu implementieren. Die zusätzlichen Elemente, die zur Erhöhung der Komplexität in der Öffnung erforderlich sind, befinden sich außerhalb des Moduls. Da nicht alle Anwendungsfälle eine zusätzliche Komplexität erfordern, können die gleichen Module 20 für alle Anwendungsfälle verwendet werden. So erfordert beispielsweise eine aktive Antennengruppe mit Rollstabilisierung für ein Zweiwege-Monoimpulsradar mindestens zwei Öffnungen (M = 2 oder größer); andererseits erfordert ein Halbduplex-Kommunikationssystem lediglich eine einzige Öffnung (M = 1).
Eine Unterteilung höherer Ordnung kann durch Vergrößerung der Anzahl der Ausgänge aus dem Öffnungsunterteilungs-Wähler 40 erhalten werden, d.h. durch Erhöhung von M. Falls eine bestimmte Unterteilung stets auf einen gewissen physikalischen Bereich der Öffnung begrenzt ist, muß das entsprechende Verteilergerät lediglich zum Summieren derjenigen Signale in der Lage sein, die aus dem in dem gewünschten Bereich liegenden Verteilern stammen. Wenn beispielsweise eine durch vier vorgewählte Strahlungselemente gebildete Schutzöffnung benötigt wird, müssen lediglich die entsprechenden vier Modul-Ausgangssignale summiert werden; somit ist lediglich ein Verteilergerät mit vier Eingängen erforderlich.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf eine kreisförmige Gruppenöffnung beschrieben wurde, ist sie auf einfache Weise auch bei Gruppen mit anderen Konfigurationen, wie beispielsweise rechteckförmigen oder trapezförmigen, anwendbar.
Es wurde ein aktives Multifunktions-Antennengruppensystem beschrieben, das in der Lage ist, eine Anzahl von nützlichen Eigenschaften zu liefern. Beispielsweise kann die Gruppensystem-Öffnung in M oder weniger Unter-Öffnungen, die einander überlappen, unterteilt werden. Die Öffnungs-Unterteilung beim Senden und beim Empfangen kann in jeder beliebigen Weise unterschiedlich sein. Jede Unter-Öffnung kann bei verschiedenen Frequenzen und/oder Abtastwinkeln senden und empfangen. Für M=3 kann das Antennengruppensystem zur Lieferung simultaner Summen-, Azimutdifferenz- und Höhenwinkeldifferenz-Muster zum Liefern einer Unter-Öffnung für einen adaptiven Nullabgleich verwendet werden, mit simultanen Summen- und Azimut- (oder Höhenwinkel-) Differenz-Mustern oder einem simultanen Summenmuster mit einer Schutzöffnung. Mit der Fähigkeit zu mehrfachen unabhängigen Sende-Öffnungen liefert das System darüberhinaus eine über die Dipolebene hinaus vergrößterte Bandbreitenfähigkeit für große Öffnungen. Darüberhinaus ermöglicht das System eine elektronische Rollstabilisierung für alle Betriebsarten.
Die Erfindung ist nicht auf aktive Gruppensysteme beschränkt, sondern kann ebenfalls mit passiven Gruppensystemen verwendet werden, die keine aktiven Module verwenden. Im Falle eines passiven Gruppensystems werden die in Fig. 1 gezeigten Module 20 eliminiert und die Öffnungsunterteilungs- Wähler 40 werden direkt mit den jeweiligen Strahlungselementen 15 verbunden. Alternativ hierzu könnten die Module 20 lediglich aus dem Dämpfungsglied 28 und dem Phasenschieber 32 bestehen. Eine beliebig wählbare Unterteilung der Öffnung ist in diesem Fall ebenfalls erzielbar.
Es versteht sich, daß das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel lediglich einige mögliche spezifische Ausführungsformen darstellt, welche Prinzipien der vorliegenden Erfindung angeben. Andere Anordnungen können in Übereinstimmung mit diesen Prinzipien durch Fachleute abgeleitet werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Gruppensystem zum Liefern einer Vielzahl von Gruppen- Unter-Öffnungen mit:

einer Gruppe von N beabstandeten Strahlungselementen (15), die eine Strahlungsöffnung bilden; und

N Öffnungsunterteilungs-Wählvorrichtungen (40), von denen jede jeweils mit einem jeweiligen Strahlungselement gekoppelt ist, um die Strahlungsöffnung in M oder weniger Unter-Öffnungen zu unterteilen, mit:

einer M-Weg-Leistungsteilervorrichtung (42), die M Vorrichtungsanschlüsse sowie einen Stahlungselement-Anschluß (34) aufweist, der mit dem Strahlungselement gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß:

mittels der Teilervorrichtung die Leistung der an den Strahlungelementen empfangenen Signale in M Teilsignale von im wesentlichen gleicher Leistung an den Vorrichtungsanschlüssen unterteilbar ist;

die N Wählvorrichtungen weiterhin jeweils eine Einrichtung zum selektiven Verbinden oder Trennen der jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse der Leistungsteilervorrichtung zu einem entsprechenden Abteilungsanschluß der Wählvorrichtung aufweisen; und

daß das Gruppensystem ferner aufweist:

M Verteilergeräte mit N Verteileranschlüssen (52, 62, 72), wobei jeder dieser Anschlüsse jeweils mit einem entsprechenden Abteilungsanschluß der N Öffnungsunterteilungs- Wähler verbunden ist, wobei die Verteilergeräte Einrichtungen zum Kombinieren der jeweiligen Teilsignale an den entsprechenden Abteilungsanschlüssen der N Wählvorrichtungen und zum Liefern eines jeweiligen Unter-Öffnungs-Signals an einem Ausgangsanschluß jedes der M Verteilergeräte aufweisen;

eine an die Wählvorrichtungen angeschlossene Gruppensystem-Steuereinheit (94), welche die Einrichtungen zum selektiven Verbinden der Vorrichtungsanschlüsse zum Steuern der Unterteilung der Öffnung in M oder weniger Unter-Öffnungen ansteuert, wobei jede Unter-Öffnung die selektiv mit dem jeweiligen Verteilergerät verbundenen Strahlungselemente enthält; und

einen Empfänger (92), der zum Liefern einer gewählten unterteilten Öffnungsfunktion auf die M Unter-Öffnungs-Signale anspricht.

2. Gruppensystem nach Anspruch 1, bei dem das jeweilige Verteilergerät ein gleichmäßiges Corporate-Netzwerk enthält.

3. Gruppensystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Einrichtung zum selektiven Verbinden der jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse mit einem entsprechenden Abteilungsanschluß des Wählers M Radiofrequenz-Schalter (44, 46, 48) aufweist, die jeweils einen jeweiligen Vorrichtungsanschluß mit einem entsprechenden Abteilungsanschluß selektiv koppeln.

4. Gruppensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Einrichtung zum selektiven Verbinden der jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse der Leistungsteilervorrichtung mit einem entsprechenden Wähleranschluß weiterhin eine Einrichtung zum programmierbaren Phasenverschieben (32) aufweist, die zwischen die jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse und den entsprechenden Wähleranschluß geschaltet ist und von der System- Steuereinheit so gesteuert wird, daß sie den entsprechenden Unter-Öffnungs-Gruppenstrahl in eine gewünschte Richtung lenkt.

5. Gruppensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Einrichtung zum selektiven Verbinden der jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse der Leistungsteilervorrichtung mit einem entsprechenden Wähleranschluß weiterhin eine Einrichtung zum programmierbaren Abschwächen (28) der jeweiligen elektrischen Signale aufweist, die zwischen die jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse und den entsprechenden Wähleranschluß geschaltet ist und von der System-Steuereinheit so gesteuert wird, daß eine gewünschte Amplitudengewichtung der Unter- Öffnungs-Strahlungselemente erreicht wird.

6. Gruppensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das weiterhin eine Einrichtung zum Rollen-Stabilisieren der jeweiligen Gruppen-Unter-Öffnungen aufweist, mit:

einer Einrichtung zum Liefern eines Rollen-Signals, das eine Rotationsposition einer Gruppen-Bezugsebene der Gruppe bezüglich einer vorbestimmten Bezugsebene angibt; und

wobei die Gruppen-Steuereinheit weiterhin eine Einrichtung aufweist, die auf das Rollen-Signal anspricht, um die Einrichtung zum selektiven Verbinden der jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse mit einem entsprechenden Abteilungsanschluß in der Weise zu steuern, dar die Verbindung der Strahlungselemente mit bestimmten Unter-Öffnungen zur Korrektur des Rollens der Öffnung bezüglich der Bezugsebene eingestellt wird.

7. Gruppensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das weiterhin aufweist:

N aktive Module, von denen jeweils eines zwischen die Wählvorrichtung (40) und das entsprechende Strahlungselement geschaltet ist, wobei die Module einen Empfangskanal aufweisen, der einen rauscharmen Verstärker (26) aufweist, der an das entsprechende Strahlungselement angeschlossen ist und zum Verstärken der an den entsprechenden Strahlungselementen empfangenen Signale und zum Liefern der verstärkten Empfangssignale zu der Wählvorrichtung dient.

8. Aktives Multifunktions-Gruppensystem zum Liefern einer Vielzahl von frei wählbaren Gruppen-Unter-Öffnungen, mit:

einer Gruppe von N beabstandeten Strahlungselementen (15), die eine Strahlungsöffnung bilden;

N aktiven Modulen (20), von denen jeweils eines mit einem Strahlungselement gekoppelt ist,

einer Vielzahl von Öffnungs-Unterteilungs-Wählern (40), von denen jeweils einer mit einem Wähleranschluß jedes Moduls gekoppelt ist, um die Strahlungsöffnung in M oder weniger Unter-Öffnungen aufzuteilen, wobei jeder Wähler aufweist:

eine M-Weg-Leistungsteiler/Kombinierer-Vorrichtung (42) mit M Vorrichtungsanschlüssen und einem Modulanschluß (34), der an den Wähleranschluß des entsprechenden Moduls angeschlossen ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

jeder Wähler weiterhin eine Einrichtung zum selektiven Verbinden oder Trennen der jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse der Leistungsteller/Kombinierer-Vorrichtung mit bzw. von einem entsprechenden Abteilungsanschluß des Wählers aufweist;

jedes Modul einen Sendekanal mit einem Sendeverstärker zum Verstärken von Erregersignalen sowie einen Empfangskanal mit einem rauscharmen Verstärke (26) zum Verstärken der an den entsprechenden Strahlungselementen empfangenen Signale sowie eine Einrichtung aufweist, die entweder den Sendekanal oder den Empfangskanal mit dem Strahlungselement verbindet;

und daß das aktive Multifunktions-Gruppensystem weiterhin aufweist:

eine Erregersignalquelle zum Erzeugen eines oder mehrerer Erregersignale;

M Verteilergeräte mit N Verteileranschlüssen (52, 62, 72), wobei jeder dieser Anschlüsse jeweils mit einem entsprechenden Abteilungsanschluß der N Öffnungsunterteilungs- Wähler verbunden ist, wobei die Verteilergeräte so angeordnet sind, daß sie Signale an den Abteilungsanschlüssen der N Module kombinieren und ein kombiniertes Unter-Öffnungs-Signal an einem Kombinations-Ausgangsanschluß des Verteilergeräts in einer Empfangsbetriebsart liefern, wobei die Verteilergeräte weiterhin so angeordnet sind, daß sie in einer Sendebetriebsart ein Erreger-Eingangssignal in N-Erreger-Modulsignale an den N Anschlüssen des Verteilergeräts aufteilen; und

eine Gruppensystem-Steuereinheit (94), die an den Öffnungs-Unterteilungs-Wähler sowie an die Module angeschlossen ist und dazu dient, die Einrichtung zum selektiven Verbinden der Vorrichtungsanschlüsse zum Steuern der Aufteilung der Öffnung in M oder weniger Unter-Öffnungen und zum Wählen entweder des Empfangskanals oder des Sendekanals des Moduls anzusteuern.

9. Gruppensystem nach Anspruch 8, bei dem die Einrichtung, die entweder den Sendekanal oder den Empfangskanal koppelt, einen ersten Radiofrequenzschalter (22) aufweist, der selektiv entweder den Ausgang des Sendeverstärkers oder den Eingang des rauscharmen Verstärkers mit dem Strahlungselement verbindet.

10. Gruppensystem nach Anspruch 9, bei dem die Einrichtung, die entweder den Sendekanal oder den Empfangskanal des jeweiligen Moduls koppelt, weiterhin einen zweiten Radiofrequenzschalter (30) aufweist, der selektiv den Modul-Wählanschluß entweder mit dem Eingang des Sendeverstärkers oder mit dem Ausgang des rauscharmen Verstärkers verbindet.

11. Gruppensystem nach Anspruch 10, bei dem die Module jeweils weiterhin einen Strahlsteuerungs-Phasenschieber aufweisen, der zwischen dem zweiten Radiofrequenschalter gekoppelt ist und von der Gruppen-Steuereinheit so angesteuert wird, dar er einen von der Gruppe gebildeteten Gruppenstrahl in eine gewünschte Richtung lenkt.

12. Gruppensystem nach Anspruch 10 oder 11, bei dem jedes der Module weiterhin einen variablen Radiofrequenz-Abschwächer (28) aufweist, der zwischen den Radiofrequenz-Schalter und den Wähleranschluß des Moduls geschaltet ist und von der Gruppen-Steuereinheit so angesteuert wird, daß er die Beiträge des entsprechenden Strahlungselements zum Gruppenstrahl gewichtet.

13. Gruppensystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem die Einrichtung zum selektiven Verbinden der jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse mit einem jeweiligen Abteilungsanschlug des Wählers M Radiofrequenzschalter aufweist, die jeweils einen jeweiligen Vorrichtungsanschluß mit einem entsprechenden Abteilungsanschluß selektiv verbinden.

14. Gruppensystem nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem die Einrichtung zum selektiven Verbinden der jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse der Leistungsteiler/Kombinierer-Vorrichtung mit einem entsprechenden Wähleranschluß weiterhin eine Einrichtung zuß programmierbaren Phasenverschieben der jeweiligen elektrischen Signale zwischen den jeweiligen Vorrichtungsanschlüssen und dem entsprechenden Wähleranschluß aufweist, wobei die Phasenverschiebungseinrichtung von der System-Steuereinheit so angesteuert wird, daß sie den entsprechenden Unter-Öffnungs-Strahl in eine gewünschte Richtung lenkt.

15. Gruppensystem nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei dem die Einrichtung zum selektiven Verbinden der jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse der Leistungsteiler/Kombinierer- Vorrichtung mit einem entsprechenden Wählanschluß weiterhin eine Einrichtung zum programmierbaren Abschwächen der jeweiligen elektrischen Signale aufweist, die zwischen die jeweiligen Vorrichtungsanschlüsse und den entsprechenden Wähleranschluß geschaltet ist und von der System- Steuereinheit so gesteuert wird, dar eine gewünschte Gewichtung der Unter-Öffnungs-Strahlungselemente zur Reduzierung des Strahl-Seitenkeulenpegels erreicht wird.