DE4209351C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Nachführen einer Satelliten-Empfangsantenne nach dem Monopulsverfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruches.

Einrichtungen dieser Art sind bekannt ("Monopulse Radar Needs Dictate Component Choice" von Th. W. Stone, RHG Electronics Laboratories, Inc., Deer Park, N.Y. 11729, Hawkins G. J., Edwards D. J., McGeehan J. P., "Tracking systems for satellite communications" IEEE Proceedings, Vol. 135, No. 5, Oct. 1988, Seiten 393 ff.; Rhodes D. R., "Introduction to monopulse", 1959, McGraw-Hill Book Company, Inc. New York . . . , Seiten 47, 59-67). Zu ihrer Funktionsüberprüfung wird die Gesamtanlage aus dem praktischen Betrieb genommen und in Verbindung mit einer externen Sendestation überprüft. Diese bekannte Funktionsüberprüfung ist relativ zeitraubend und kann nicht ohne Unterbrechung des Funktionsbetriebes durchgeführt werden.

Es ist bei Radaranlagen bekannt, durch Bildung der Differenz zwischen Summendiagramm und Differenzdiagramm die Breite des Diagrammes zu beeinflussen, dies wird in der Radartechnik dazu benutzt, eine höhere Bündelung des Diagramms zu erzielen (Honold, P., "Sekundär-Radar", 1971, Siemens AG, Seiten 45 bis 48).

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache Einrichtung zu schaffen, mit der bei einer Nachführeinrichtung der eingangs erwähnten Art auch während des Betriebes eine ständige Funktionsüberprüfung möglich ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Einrichtung laut Oberbegriff des Patentanspruches erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Gemäß der Erfindung wird durch eine einfache Zusatzeinrichtung die Nulltiefe der Differenzdiagramme gebildet und zwar dadurch, daß die Differenz zwischen dem Summen- und dem Differenzdiagramm an der Nullachse (Symmetrieachse) des Antennensystems, bei welcher die Antennennachführspannung annähernd Null ist, gebildet und angezeigt wird. Diese so gewonnene und der Nulltiefe entsprechende Spannung ist unabhängig vom Eingangspegel und damit auch unabhängig von der jeweiligen Empfangsfeldstärke, sie wird aus den zeitgleich ermittelten Spannungen des Summen- und Differenzdiagrammes gewonnen. Die Nulltiefe kann daher bei beliebigen Signalen, schwierigen Empfangsverhältnissen und bei stetig steigender oder fallender Feldstärke sehr genau ermittelt werden. Sie kann auch während des Betriebes sowohl für den Azimut- als auch den Elevationsbereich bestimmt werden, so daß ihre Anzeige auch während des Nachführvorganges möglich ist. Bei Ausfall einer Antenne, eines Vorverstärkers oder einer einzelnen Stufe des Vorverstärkers oder eines einzelnen Pfades im Empfangsnetzwerk ändert sich die Tiefe des Differenzdiagrammes, was sofort durch entsprechende Änderung der Nulltiefe angezeigt wird. Diese Anzeige signalisiert dann sofort einen Fehler der Gesamtanlage.

Da die der Nulltiefe entsprechende Spannung während des gesamten Betriebes der Anlage dauernd zur Verfügung steht und automatisch erzeugt wird, können so auftretende Fehler der Anlage sofort erkannt und gegebenenfalls beseitigt werden.

Die Nulltiefenanzeige kann sowohl für den Azimut als auch für die Elevation erfolgen und zwar aus dem gemeinsamen Summensignal und dem Differenzsignal für Azimut bzw. dem Differenzsignal für Elevation.

Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich auch zum Messen der sogenannten relativen Empfindlichkeit und läßt außerdem bei sehr geringen Feldstärken noch erkennen, ab welchem Empfangspegel noch die Funktionsbereitschaft der Empfangseinrichtung gewährleistet ist. Die Anzeige der Kompensationsspannung (Nulltiefe) kann entweder direkt in dB erfolgen, eine andere Möglichkeit der Anzeige besteht darin, die Kompensationsspannung mit vorgegebenen Spannungsgrenzwerten zu vergleichen und nur das Über- oder Unterschreiten dieser Grenzwerte anzuzeigen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Prinzipaufbau einer Einrichtung zum Nachführen einer Satelliten-Empfangsantenne nach dem sogenannten Monopulsverfahren. Nahe dem Brennpunkt 2 des nachzuführenden Parabolspiegels 1 der Satelliten-Emp­ fangsantenne sind zwei Antennen 3, 4 angeordnet, die über Vorverstärker 5, 6 mit einem Netzwerk 7 verbunden sind, in diesem Netzwerk 7 wird aus den beiden Empfangs­ signalen der Antennen 3 und 4 das Summensignal Σ und das Differenzsignal Δ gebildet, die dann in Empfängern 8 und 9 auf eine Zwischenfrequenz umgesetzt werden und einem Monopulsdetektor 10 zugeführt werden, in welchem die Ablagespannung zum Nachführen des Servosystems 11 zum Verschwenken des Parabolspiegels 1 erzeugt wird. Dieser Teil der Nachführeinrichtung ist von bekannter Art.

Gemäß der Erfindung werden die in die Zwischenfrequenz umgesetzten Summen- und Differenzsignale Σ und Δ vom Ausgang der Empfänger 8 und 9 einem Komparator 12 zuge­ führt, in welchem eine Kompensationsspannung U_k als Differenz zwischen diesen Summen- und Differenzsignalen gebildet und als Nulltiefe an einer Anzeigeeinrichtung 13 angezeigt wird.

Im Komparator 12 wird also laufend auch während des Nachführvorganges die der Nulltiefe entsprechende Kom­ pensationsspannung U_k gebildet und dem Benutzer angezeigt, wie dies in Fig. 2 schematisch angedeutet ist. Damit kann bei Ausfall einer der Antennen 3, 4, eines der Vor­ verstärker 5, 6 oder Teile des Netzwerkes 7 oder auch der nachfolgenden Empfangseinrichtungen sofort über die entsprechende Änderung der Nulltiefe des Differenzdia­ grammes dies als Fehler angezeigt werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Bildung des Summen- und Differenzsignals für den Azimutbereich dargestellt, in gleicher Weise kann durch zwei zusätzliche Antennen im Netzwerk 7 auch das Differenzsignal Δ für die Elevation gebildet werden, so daß nicht nur die Nulltiefe für den Azimutbereich, sondern aus dem gemein­ samen Summensignal Σ und dem Differenzsignal Δ für Elevation auch die Nulltiefe für den Elevationsbereich dargestellt werden kann.

Neben dieser laufenden Fehlerüberwachung während des Betriebes kann mit der erfindungsgemäßen Einrichtung auch für Testzwecke durch Messung mit einem definiert niedrigen Eingangspegel die sogenannte relative Empfind­ lichkeit der Anlage bestimmt werden, wie dies in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, hier ist die Nulltiefe bis unmittelbar an das Systemrauschen abgesenkt, also das Differenzsignal gleich dem Systemrauschen und die Nulltiefe des Differenzsignals entspricht dem Summensig­ nal.

Fig. 4 zeigt schließlich noch eine weitere Auswertmög­ lichkeit der gemessenen Nulltiefe. Wenn im Betrieb auf­ grund sehr geringer Feldstärken schwierige Empfangsver­ hältnisse herrschen, ist die Anzeige der Nulltiefe ein sicheres Kriterium dafür, ab welchem Empfangspegel die Funktionsbereitschaft der Anlage möglich ist. Aus Fig. 4 kann der Fachmann ersehen, daß der "abgeschnittene" Teil (scheinbare Nulltiefe) des Differenzdiagrammes dem Systemrauschen entspricht und damit die Nachführung der Antenne (Azimut und Elevation) in diesem Bereich praktisch außer Funktion ist. Der Regelbereich zum Nachführen der Antenne wird also um die mit Rauschen aufgefüllte Nullstelle vermindert, bezogen auf einen definierten Abfall des Summensignales.

Claims (1)

1. Einrichtung zum Nachführen einer Satelliten-Empfangsantenne nach dem Monopulsverfahren, bei der in einem Netzwerk (7) aus den Empfangssignalen von mindestens zwei Antennen (3, 4) deren Summen- und Differenzsignale (Σ, Δ) erzeugt und daraus das Fehlersignal für das Antennen-Nachführsystem in einem Monopulsdetektor (10) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Summen- und Differenzsignale (Σ, Δ) außerdem einem Komparator (12) zugeführt sind, in welchem durch Bildung der Differenz zwischen den Summen- und Differenzsignalen (Σ, Δ) die Nulltiefe (U_k) des Differenzdiagrammes (Δ) ermittelt und in einer Anzeigeeinrichtung (13) angezeigt ist.