DE68916692T2

DE68916692T2 - Radar-Antwortgerät.

Info

Publication number: DE68916692T2
Application number: DE68916692T
Authority: DE
Inventors: Youichi C O Mitsubish Kawakami
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-05-12
Filing date: 1989-03-18
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2009-03-19
Also published as: EP0341401A3; JPH07111459B2; DE68916692D1; US5065160A; EP0341401B1; US4980689A; EP0341401A2; JPH01284785A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Radar-Transponder, die bei Empfang eines Hochfrequenzsignals, z.B. eines Mikrowellensignals, von einer Radaranlage auf dieses Signal (durch Synchronisierung mit diesem Signal) reagiert und ein hochfrequentes Antwortsignal sendet.

Beschreibung des Standes der Technik

In Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines konventionellen Radar-Transponders dargestellt. Ein solcher Transponder ist aus EP-A-0 308 877 bekannt. Dieses Schriftstück fällt jedoch unter Artikel 54(3) EPÜ. In Figur 1 ist eine Empfangsantenne mit 1, ein Richtdiodendetektor mit 2, ein Video-Verstärker mit 3 bezeichnet; eine Steuerschaltung ist mit 4, eine Sendegatterschaltung mit 5, ein Wobbelgenerator ist mit 6, ein Mikrowellenoszillator mit 7, eine Sendeantenne mit 8 und ein FET- Verstärker ist mit 16 bezeichnet. In diesem Fall sind der Richtdiodendetektor 2 und der FET-Verstärker 16 in einen Mikrowellen-IC (MIC) integriert.
Nachfolgend wird der Betrieb beschrieben. Ein Mikrowellensignal, das von einer Radaranlage kommt und von der Empfangsantenne 1 empfangen wird, wird vom FET-Verstärker 16 verstärkt; das verstärkte Signal wird durch den Richtdiodendetektor 2 gleichgerichtet. Dieses Ausgangssignal wird vom Video-Verstärker 3 verstärkt und an die Steuerschaltung 4 gesendet. Die Steuerschaltung 4 erzeugt hieraus Impulse zum Bestimmen des Sendezeitpunktes des Radar-Transponders und überträgt diese Impulse an die Sendegatterschaltung 5. Die Sendegatterschaltung 5 bildet Sendegatterimpulse aus den von der Steuerschaltung übertragenen Ausgangsimpulsen. Die Sendegatterimpulse werden dem Wobbelgenerator 6 und dem Mikrowellenoszillator zugeführt. Aus den Sendegatterimpulsen erzeugt der Wobbelgenerator 6 eine Sägezahnspannung, die die erforderliche Anzahl von Sägezahnimpulsen hat, und überträgt sie an den Mikrowellenoszillator 7. Der Mikrowellenoszillator 7 sendet für eine von den Sendegatterimpulsen festgesetzte Zeit und führt auf der Basis der Sägezahnausgangsspannung über einen regelmäßigen Frequenzbereich einen Frequenzhub durch. Das in der Frequenz gewobbelte Signal vom Mikrowellenoszillator 7 wird über die Sendeantenne 8 ausgesendet.
Ist ein konventioneller Radar-Transponder wie oben beschrieben aufgebaut, so werden unerwünschte elektromagnetische Felderarten in einem Wellenleiter erzeugt, der aus Antennengehäuse und Mikrowellen-IC- Abschnitt besteht. Diese unerwünschten elektromagnetischen Felderarten stören den FET-Verstärker 16, der darum ein ihm mögliches Betriebsverhalten nicht erreicht, weil eine ausreichende Empfangsempfindlichkeit nicht erzielt wird. Es entstehen noch weitere Probleme, wovon beispielsweise eines darin besteht, daß das Betriebsverhalten des Mikrowellen-IC-Abschnitts justiert wird, wenn dieser Abschnitt nicht mit dem Antennengehäuse verbunden ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die genannten Probleme zu lösen und unerwünschte, in einem von einem Wellenleiter im Innern eines Radar-Transponders erzeugte, elektromagnetische Felderarten im erforderlichen Frequenzband zu unterdrücken und eine ausreichende Empfangsempfindlichkeit zu gewährleisten.
Bei einem Radar-Transponder nach der vorliegenden Erfindung werden Verstärkungs- und Detektormittel am Antennengehäuse mit Hilfe eines elastischen Metallkörpers angebracht.
Der elastische Metallkörper hat mit dem Antennengehäuse engen Kontakt und bildet einen Wellenleiter, dessen Volumen geringer ist als das eines konventionellen Wellenleiters. Der erfindungsgemäße Wellenleiter bewirkt, daß das erforderliche Frequenzband nicht höher ist als seine Grenzfrequenz. Dadurch entstehen keine unerwünschten elektromagnetischen Felderarten im erforderlichen Frequenzband des Wellenleiters. Die Verstärkungseinrichtungen wie den FET-Verstärker und dergleichen erreichen also keine unerwünschten Interferenzen; die Hauptfunktion des betreffenden FET-Verstärkers kann also erreicht und eine gute Empfangsempfindlichkeit des Radar-Transponders erzielt werden.
Weiter kann das Betriebsverhalten, das erreicht wird, wenn sowohl die Verstärkungsmittel als auch die Detektormittel auf einer feststehenden Trägerplatte justiert werden, ohne weiteres reproduziert werden, nachdem beide Mittel am Antennengehäuse befestigt sind.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung eines konventionellen Radar-Transponders,
Figur 2 zeigt eine perspektivische Teilansicht, die einen Teil einer federnden Metallwand mit Schlitzen darstellt, die auf einer Mikrowellen-IC-Trägerplatte eines Transponders nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet ist,
Figur 3 zeigt eine detaillierte schematische Darstellung der federnden Metallwand mit Schlitzen nach Figur 2,
Figuren 4 und 5 zeigen geschnittene Teilansichten einer Empfangseinheit eines Transponders nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

In Figur 2 ist eine perspektivische Teilansicht eines Radar-Transponders dargestellt, bei dem eine federnde Metallwand mit Schlitzen auf einer Mikrowellen-IC-Trägerplatte angeordnet ist. In Figur 2 ist eine federnde Metallwand mit Schlitzen als elastischer Metallkörper mit 22 bezeichnet. Diese Metallwand 22 ist in Längsrichtung zu beiden Seiten des Richtdiodendetektors 2 und auf dem oberen Teil der Mikrowellen-IC-Trägerplatte 21 angeordnet. In Figur 3 ist eine detaillierte Darstellung der federnden Metallwand 22 mit Schlitzen gegeben. Mit 23 sind eine Mehrzahl von Schlitzen bezeichnet, die im abgeknickten Abschnitt 221 des oberen Teils der federnden Metallwand 22 vorgesehen sind und der Metallwand federndes Verhalten verleihen.
Figur 4 ist eine geschnittene Darstellung, bei der die Mikrowellen-IC- Trägerplatte 21 mit daran befestigter federnder Metallwand mit Schlitzen 22 an einem Antennengehäuse 20 befestigt ist. Figur 5 ist eine seitliche, geschnittene Ansicht nach Figur 4.
Nachfolgend wird die Funktion anhand der Figur 5 beschrieben. Eine elektrische Radarwelle, die von einer (nicht dargestellten) Empfangsantenne empfangen wird, wird vom Ausbreitungsmodus elektrischer Wellen in einem Wellenleiter - der aus dem Antennengehäuse 20 und der Mikrowellen-IC-Trägerplatte 21 besteht - also aus dem TE-Modus, in den Ausbreitungsmodus elektrischer Wellen im Mikrowellen-IC-Abschnitt, also den TEM-Modus, konvertiert, und zwar mit Hilfe einer Stegumwandlungseinheit 24. Nachdem die im Modus konvertierte elektrische Welle vom FET-Verstärker, der mit der Stegumwandlungseinheit 24 durch Löten oder dergleichen verbunden ist, verstärkt wurde, wird sie in ein gleichgerichtetes Ausgangssignal umgewandelt. Diese Umwandlung führt der Richtdiodendetektor 2 durch. Das betreffende gleichgerichtete Ausgangssignal wird von einem (nicht gezeigten) Video-Verstärker weiter verstärkt, und das verstärkte Ausgangssignal triggert die Steuerschaltung (nicht dargestellt), wodurch das Sendegatter der Sendegatterschaltung (nicht gezeigt) geöffnet und eine elektrische Antwortwelle gesendet wird.
Da in diesem Fall die federnde Metallwand mit Schlitzen 22 zu beiden Seiten in Längsrichtung des FET-Verstärkers 16 und des Richtdiodendetektors 2 angeordnet und auf der Mikrowellen-IC-Trägerplatte 21 vorgesehen ist, wie dies aus Figur 2 hervorgeht, so bildet sie mit dem Antennengehäuse 20 entsprechend den Figuren 4 und 5 einen einheitlichen Körper; die federnde Metallwand mit Schlitzen 22 hat engen Kontakt zum Antennengehäuse 20 aufgrund der durch die Schlitze 23 gegebenen Federung, was einen perfekten Hochfrequenzkontakt mit dem Antennengehäuse 20 ergibt und einen Wellenleiter ergibt, dessen Außenmaß geringer ist als das eines konventionellen Wellenleiters. Da der von der federnden Metallwand mit Schlitzen 22 gebildete Wellenleiter so wirkt, daß das erforderliche Frequenzband nicht höher wird als die Grenzfrequenz, werden keine unerwünschten elektromagnetischen Feldarten im Wellenleiters erzeugt. Unerwünschte Interferenzen gelangen also nicht an den FET-Verstärker 16, so daß der FET-Verstärker 16 entsprechend seinen vorgesehenen Betriebseigenschaften arbeiten kann.
Die Betriebseigenschaften eines Radar-Transponders, bei dem der FET- Verstärker 16 und der Richtdiodendetektor 2 justiert werden, nachdem sie an der Mikrowellen-IC-Trägerplatte 21 befestigt wurden, sind ohne Schwierigkeiten nach dem Anbringen dieser Elemente am Antennengehäuse 20 reproduzierbar.
Im übrigen kann im Gegensatz zum oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem die federnde Metallwand mit Schlitzen 22 an der Mikrowellen-IC-Trägerplatte 21 wie in Figur 2 dargestellt angeordnet ist, die federnde Metallwand mit Schlitzen 22 auch am Antennengehäuse 20 befestigt sein, wobei die Metallwand 22 umgekehrt gehaltert ist.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Schlitze 23 am Ende der Metallwand 22 angeordnet. Das wesentliche ist jedoch, daß die gesamte Metallwand 22 Federkraft aufweist. In der Metallwand 22 können also Schlitze 23 unterschiedlicher Form im Mittelteil vorgesehen sein. Weiterhin kann, da die Metallwand 22 als ein Ganzes federnd ist, ein Metallkörper vorgesehen sein, der auf andere Weise federnd ist, beispielsweise dadurch, daß die gesamte Metallwand 22 so geformt ist, daß sie als Feder wirkt. Eine solche Ausführung kann ohne weiteres die in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Metallwand 22 ersetzen, bei der in einem Abschnitt Schlitze vorgesehen sind.
Es können auch anstelle des in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eingesetzten FET-Verstärkers 16 andere Verstärkungsmittel, beispielsweise Wanderwellen-Röhrenverstärker, eingesetzt werden. Ebenso können statt des Richtdiodendetektors 2 andere Detektormittel verwendet werden.
Wie oben beschrieben, werden unerwünschte elektromagnetische Felderarten des Wellenleiters bei einem erfindungsgemäßen Radar-Transponder, dessen Empfangseinheit mit Verstärkungsmitteln und Detektormitteln ausgerüstet und der so aufgebaut ist, daß die Verstärkungsmittel und Detektormittel über einen federnden Metallkörper am Antennengehäuse befestigt sind, vom Nutzfrequenzband ferngehalten. Dies führt dazu, daß die den Verstärkungsmitteln, beispielsweise dem FET-Verstärker, innewohnenden Betriebseigenschaften voll genutzt werden und ein Radar- Transponder mit guter Empfangsempfindlichkeit geschaffen wird. Weiter ist bei einem erfindungsgemäßen Radar-Transponder das Reproduzieren der Betriebseigenschaften von Verstärkungsmitteln, beispielsweise einem FET-Verstärker, und Detektormitteln, beispielsweise einem Richtdiodendetektor, die bei einer Anpassung dieser Mittel nach Anordnung an der feststehenden Trägerplatte erzielt wurden, nach einem Befestigen dieser Mittel am Antennengehäuse ohne weiteres möglich.

Claims

1. Radar-Transponder mit einer Empfangsantenne (1) zum Empfang einer von einer Radaranlage ausgesendeten elektrischen Welle,

mit Verstärkungsmitteln (16) zum Verstärken der elektrischen Welle,

mit Detektormitteln (2) zum Gleichrichten des Ausgangssignals der Verstärkungsmittel,

mit einem Video-Verstärker (3) zum Verstärken des Ausgangssignals der Detektormittel,

mit einer Steuerschaltung (4) zum Erzeugen eines Signals, das die Sendezeit der gesendeten elektrischen Welle bestimmt und das Ausgangssignal des Video-Verstärkers (3) als Triggersignal verwendet,

mit einer Sendegatterschaltung (5) zum Erzeugen von Sendegatterimpulsen in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der Steuerschaltung (4),

mit einem Wobbelgenerator (6) zum Erzeugen einer Sägezahnspannung, deren Wellenform in dem Zeitraum, während dem die Sendegatterimpulse erzeugt werden, aus einer erforderlichen Anzahl von Sägezahnimpulsen besteht,

mit einer Mikrowellen-Oszillatorschaltung (7) zum Erzeugen eines in der Frequenz gewobbelten Signals, dessen regelmäßige Frequenz während des Zeitraums, in dem die Sendegatterimpulse erzeugt werden, von der Sägezahnspannung gesteuert wird, und

mit einer Sendeantenne (8) zum Aussenden des in der Frequenz gewobbelten Signals,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsmittel (16) und die Detektormittel (2) über einen federnden Metallkörper (22) am Antennengehäuse (20) befestigt sind.

2. Radar-Transponder nach Anspruch 1, bei dem der Metallkörper eine federnde Metallwand (22) mit Schlitzen (23) in seinem Endabschnitt ist.

3. Radar-Transponder nach Anspruch 1, bei dem der Metallkörper eine federnde Metallwand (22) mit Schlitzen (23) in ihrem Mittelteil ist.

4. Radar-Transponder nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei dem die Verstärkungsmittel (16) und Detektormittel (2) in einen Mikrowellen-IC integriert sind.