DE977797C

DE977797C - Arrangement for the automatic tracking of a moving target in space by means of radio waves according to the sum-difference principle

Info

Publication number: DE977797C
Application number: DEC24856A
Authority: DE
Inventors: Michel Bellenger; Bruno Blachier
Original assignee: CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1960-08-17
Filing date: 1961-08-12
Publication date: 1970-07-09

Description

Anordnung; zur selbsttätigen Verfolgung eines beweglichen Ziels im Raum mittels Funkwellen nach dem Summe-differenz-Prinzip Die Erfindung bezieht sich auf eine-Anordnung zur selbsttätigen Verfolgung eines beweglichen. Arrangement; for the automatic tracking of a moving target in the Space by means of radio waves according to the sum-difference principle The invention relates to on an arrangement for the automatic tracking of a moving one.

Ziels im Raum mittels; Funkwellen nach dem.Target in space by means of; Radio waves after.

Summe-Differenz-Prin;zip, bei welcher zwei. Richtantennen mit solchen Richtcharakteristiken verwendet werden, daß deren: Projektion in eine bestimmte Ebene zwei parallel versetzte Keulen und in eine dazu senkrechte Ebene zwei sich bei einem bestimmten Pegel unter dem Strahlungsmaximum schneidende Keulen ergibt.Sum-difference principle, where two. Directional antennas with such Directional characteristics are used that their: projection into a certain Level two parallel staggered clubs and two perpendicular to it results in intersecting lobes at a certain level below the radiation maximum.

Anordnungen dieser- Art enmöglichen es, mit nur zwei Antennen eine Peilabweichung in zwei Ko ordinatenrichtungen za definieren, wogegen üblicherweise beiden nach dem Summe-D'ifferenz-Prinzip arbeitenden Radargeräten vier- Antennen: benötigt werden. Arrangements of this kind make it possible to do one with only two antennas Define bearing deviation in two coordinate directions za, whereas usually two radar devices, which work according to the sum-d'-difference principle, four antennas: are needed.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art werden die Keulen in der üblichen Weise mittels entsprechend gerichteten Parabolantennen erzeugt. Die Verwendung solcher Antennen ist aber in vielen Fällen nicht möglich, vor allem nicht bei Zielverfolgungsanordnungen, die von schnellen Flugzeugen oder Flugkörpern getragen werden. In a known arrangement of this type, the lobes in the usual way generated by means of appropriately directed parabolic antennas. The usage However, such antennas are not possible in many cases, especially not with target tracking arrangements, carried by high-speed aircraft or missiles.

Es sind andrerseits bereits Richtantennen vorgeschlagen worden, die infolge ihrer flachen Form auch für schnelle Flugzeuge und Flugkörper geeig- net sind. Diese Richtantennen haben die Form von parallel zueinander in einer Ebene in gleichen Abständen angeordneten Übertragungsleitungen gleicher Anzahl mit in gleichen Abständen liegenden strahlenden Unstetigkeiten, die über einen in ihrer Mitte senkrecht dazu verlaufenden Hohlleiter mit einem in der Achsrichtung angeordneten,-unter einem Steuermagnetfeld in der Längsrichtung stehenden Ferritstab gespeist werden. On the other hand, directional antennas have already been proposed that also suitable for high-speed aircraft and missiles due to their flat shape net are. These directional antennas are in the form of parallel to each other in one plane Equally spaced transmission lines of the same number with in evenly spaced radiating discontinuities that over one in their Center perpendicular to the waveguide with a waveguide arranged in the axial direction, -below a control magnetic field in the longitudinal direction standing ferrite rod are fed.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung der eingangs angegebenen Art, die einen sehr flachen Antennenaufbau hat, so daß sie besonders für schnelle Flugzeuge und Flugkörper geeignet ist. The aim of the invention is to create an arrangement of the type mentioned at the beginning specified type, which has a very flat antenna structure, making them special is suitable for high-speed aircraft and missiles.

Nach der Erfindung wird dies erreielit durch die Verwendung je einer solchen Richtantenne in Form von parallel zueinander in einer Ebene in gleichen Abständen angeordneten Übertragungsleitungen gleicher Anzahl mit in gleichen Abständen liegenden strahlenden Unstetigkeiten, die über einen in ihrer Mitte senkrecht verlaufenden Hohlleiter mit einem in der Achsrichtung angeordneten, unter einem Steuermagnetfeld in der Längsrichtung ste henden Ferritstab gespeist werden, daß die Steuermagnetfelder der Ferritstäbe der beiden Antennen in fester Beziehung zueinander so bemessen sind, daS sich die elektrischen Längen der tSbertragungswege, die zu den dem Hohlleiter zunächst liegenden Unstetigkeiten aller Übertragungsleitungen' verlaufen, in den beiden Antennen um den Wert 2 X unterscheiden. According to the invention this is achieved by using one each such directional antenna in the form of parallel to each other in a plane in the same Intermittently spaced transmission lines of the same number with equally spaced lying radiating discontinuities, which over a perpendicular in their center Waveguide with one arranged in the axial direction, under a control magnetic field in the longitudinal direction ste existing ferrite rod are fed that the control magnetic fields the ferrite rods of the two antennas are dimensioned in a fixed relationship to one another, that the electrical lengths of the transmission paths leading to the waveguide initially lying discontinuities of all transmission lines' run in the differ between the two antennas by a value of 2X.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden zwei der dem früheren Vorschlag entsprechenden-Antennen verwendet und in besonderer Weise so gesteuert, daß die eingangs angegebenen Richtcharakteristiken erhalten werden. Es ist daher mit zwei völlig flachen, in einer Ebene nebeneinanderliegenden Antennen möglich, eine Peilabweichung in zwei Koordinatenrichtungen zu definieren und somit eine Zielverfolgung durchzuführen. In the arrangement according to the invention, two of the earlier Proposal appropriate antennas used and controlled in a special way so that the directional characteristics specified at the beginning are obtained. It is therefore possible with two completely flat antennas lying next to each other on one level, to define a bearing deviation in two coordinate directions and thus target tracking perform.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung be steht darin, daß beide Antennen gleich sind und daß sich die Steuermagnetfelder der Ferritstäbe der beiden Antennen um einen konstanten Betrag unterscheiden. A first embodiment of the invention be is that both Antennas are the same and that the control magnetic fields of the ferrite rods of the two Antennas differ by a constant amount.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Steuermagnetfelder der Ferritstäbe in den beiden Antennen gleich sind und daß die strahlenden Unstetigkeiten der Ubertragungsleitungen in der einen Antenne derart versetzt sind, daß die einander entsprechenden Unstetigkeiten auf prallelen Linien liegen, welche im Winkel zu der durch die Hohlleiterachse gehenden Ebene stehen. A second embodiment of the invention is that the Control magnetic fields of the ferrite rods in the two antennas are the same and that the radiating discontinuities in the transmission lines in one antenna are offset that the corresponding discontinuities on parallel lines lie, which are at an angle to the plane passing through the waveguide axis.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung des Prinzips der erfindungsgemäßen Anordnung, Fig. 2 das Seitenwinkel-Strahlungsdiagramm der Anordnung von Fig. 1, Fig. 3 das Höhenwinkel-Strahlungsdiagramm der Anordnung von Fig. 1, Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise, Fig. 5 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung, Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung, Fig. 7 das Fresnel-Diagramm der Felder, die an einem in der Nähe der Achse liegenden Punkt empfangen werden, und Fig. 8 ein Blockschaltbild der-an-die beiden Antennen angeschlossenen Schaltungen der erfindungsgemäßen Anordung. Embodiments of the invention are shown in the drawing. 1 shows a schematic representation of the principle of the invention Arrangement, FIG. 2 the lateral angle radiation diagram of the arrangement of FIG. 1, FIG. 3 shows the elevation angle radiation diagram of the arrangement from FIG. 1, FIG. 4 shows a diagram to explain the mode of operation, FIG. 5 is a schematic representation of a first Exemplary embodiment of the arrangement according to the invention, FIG. 6 shows a second exemplary embodiment the arrangement according to the invention, FIG. 7 shows the Fresnel diagram of the fields that are at at a point near the axis, and Fig. 8 is a block diagram the-to-the two antennas connected circuits of the arrangement according to the invention.

In Fig. 1 sind zwei Antennen 1 und 2 dargestellt, die in der gleichen Ebene liegen, und deren Achsen und x2 zueinander parallel sind. Jede dieser beiden Antennen besteht aus einer Gruppe von Mikrobandleitungen, die in der gleichen Ebene parallel zueinander in gleichen Abständen angeordnet sind und strahlende Unstetigkeiten aufweisen, die in gleichen Abständen voneinander liegen. Die Mikrobandleitungen jeder Gruppe werden von einem gemeinsamen Hohlleiter gespeist, in dessen Achse ein Ferrit angeordnet ist, der unter der Wirkung eines veränderlichen- Magnetfeldes steht. In Fig. 1 two antennas 1 and 2 are shown, which are in the same Plane, and the axes and x2 of which are parallel to each other. Either of these two Antennas consists of a group of micro-ribbon cables running in the same plane are arranged parallel to each other at the same intervals and have radiating discontinuities which are equidistant from one another. The microband lines each group are fed by a common waveguide, in its axis Ferrite is arranged under the action of a variable magnetic field stands.

Dieser Ferrit verändert die Phasengeschwindigkeit der Welle in dem Hohlleiter durch den Feldverschiebungseffekt (im Fall eines Rechteckhohlleiters) oder durch den Paraday-Effekt (im Fall eines runden Hohlleiters, in dem sich eine zirkular polarisierte Welle ausbreitet). This ferrite changes the phase velocity of the wave in the Waveguide due to the field shift effect (in the case of a rectangular waveguide) or by the Paraday effect (in the case of a round waveguide in which a circularly polarized wave propagates).

Die beiden Mikrobandleitungsgruppen sind suche matisch durch zwei Rechtecke 1 und 2 angedeutet; die Mittelpunkte öl bzw. 02 dieser Rechtecke sind gleichzeitig die Phasenzentren. Die Achsen x1 und x2 sind die Achsen der beiden Speisehohlleiter; diese beiden Achsen liegen parallel zu der gemeinsamen Achse, die in gleichen Abständen von den Achsen xl und x2 liegt. Der Nullpunkt 0 des Koordinatensystems ist der Mittelpunkt der Strecke 0t-02. Die z-Achse steht senkrecht zur gemeinsamen -Ebene der beiden Rechtecke; die y-Achse vervollständigt das rechtwinklige Koordinatensystem xyz. The two microstrip groups are search matic by two Rectangles 1 and 2 indicated; the center points oil and 02 of these rectangles are at the same time the phase centers. The axes x1 and x2 are the axes of the two Feeder waveguide; these two axes are parallel to the common axis, which is equidistant from the axes xl and x2. The zero point of the coordinate system is the midpoint of the route 0t-02. The z-axis is perpendicular to the common -Plane of the two rectangles; the y-axis completes the right-angled coordinate system xyz.

Die beiden dargestellten Antennen dienen zur Zielverfolgung nach dem Summe-Differenz-Prinzip bei einem Impuls-Radargerät. Hierzu ist es erforderlich, den Höhenwinkel (- - o) und den Seitenwinkels, eines Ziel M in bezug auf das rechtwinklige Koordinatensystem xyz zu liefern. The two antennas shown are used to track targets the sum-difference principle in a pulse radar device. For this it is necessary the elevation angle (- - o) and the azimuth angle, of a target M with respect to the perpendicular To deliver coordinate system xyz.

Zu diesem Zweck besitzt jede der beiden Antennen ein Strahlungsdiagramm, dessen Strahlungsmaximum in der xz-Ebene-liegt, also in der Ebene, die die z-Achse enthält und parallel zu den beiden Achsen und x2 liegt. Die Richtung des Strah-' lungsmaximums der Antenne 1 bildet in dieser Ebene mit der Achse x1' einen Winkel e1, der durch folgende Gleichung gegeben ist: cosEl= 1 (1) ko wobei ko die Wellenzahl der Höchstfrequenzenergie im freien Raum ist, während kt die Wellenzahl der Höchstfrequenzenergie ist, die sich in einer fiktiven- Übertragungsleitung ausbreiten würde, welche durch die von den mit der gleichen Nummer versehenen Unstetigkeiten der verschiedenen Mikrobandleitungen der Antenne 1 gebildeten Kolonnen dargestellt wird. For this purpose, each of the two antennas has a radiation pattern, whose radiation maximum lies in the xz-plane, i.e. in the plane containing the z-axis and is parallel to the two axes and x2. The direction of the jet The maximum of the antenna 1 forms an angle with the axis x1 'in this plane e1, which is given by the following equation: cosEl = 1 (1) ko where ko is the wave number is the maximum frequency energy in free space, while kt is the wavenumber of the maximum frequency energy is, which takes place in a fictional Spread transmission line which would be caused by the discontinuities marked with the same number the columns formed by the various microband lines of the antenna 1 are shown will.

Ebenso gilt: cos #2 = k2/k0, (2) wobei k2 die Wellenzahl der Energie ist, welche sich unter den gleichen Bedingungen in der Antenne 2 ausbreitet. The same applies: cos # 2 = k2 / k0, (2) where k2 is the wave number of the energy which propagates in the antenna 2 under the same conditions.

Es werden folgende Bezeichnungen eingeführt: L = die Querabmessung der Antenne 1 bzw. 2, s = der Abstand 0t-02, I = die gemeinsame Länge der Antennen 1 und 2. The following terms are introduced: L = the transverse dimension of antenna 1 or 2, s = the distance 0t-02, I = the common length of the antennas 1 and 2.

Es ist offensichtlich, daß die beiden Antennen das gleiche Seitenwinkel- Strahlungsdiagramm haben: E = E (#) (Fig. 2) mit einem Strahlungsmaximum in der xz-Ebene Die Wellenzahlen k1 und k2 der beiden Antennen sind derart verschieden bemessen, daß die Richtungen der Strahlungsmaxima dem Höhenwinkel nach verschiedenen Winkeln # - #1 bzw. # - #2 entsprechen.It is obvious that the two antennas have the same azimuth radiation pattern: E = E (#) (Fig. 2) with a radiation maximum in the xz plane The wave numbers k1 and k2 of the two antennas are dimensioned differently in such a way that the directions of the radiation maxima correspond to the elevation angle at different angles # - # 1 or # - # 2.

Bei jeder Einzelantenne der beschriebenen Art ist das Höhenwinkel - Strahlungsdiagramm symmetrisch in bezug auf die Richtung des Strahlungsmaximums. Die beiden Antennen sind so bemessen, daß unabhängig von der Einstellung ihrer Ferrite gilt: #1 (#0) = #2 (#0) = k E1 (#1) = k E2 (#2). For each individual antenna of the type described, this is the angle of elevation - Radiation diagram symmetrical with respect to the direction of the radiation maximum. The two antennas are dimensioned so that regardless of the setting of their ferrites the following applies: # 1 (# 0) = # 2 (# 0) = k E1 (# 1) = k E2 (# 2).

Die Antennen ergeben also das gleiche Strahlungsmaximum, und zwar die eine in der Richtung e1 und die andere in der Richtung 92. Die Strahlungsdiagramme überschneiden sich bei einem Winkel 90 mit einem Pegel, der in einem festen Verhältnis zu dem maximalen Pegel steht (Fig. 3). The antennas thus produce the same maximum radiation, namely one in the direction e1 and the other in the direction 92. The radiation diagrams intersect at an angle of 90 with a level that is in a fixed ratio is at the maximum level (Fig. 3).

Wenn nun der Höhenwinkel des Punktes M mit 2 - e und sein Seitenwinkel mit # bezeichnet werden, lassen sich leicht die Felder Es und E2 berechnen, die durch die beiden Antennen 1 bzw. 2 im Punkt M erzeugt werden. If now the elevation angle of point M is 2 - e and its side angle are denoted by #, the fields Es and E2 can easily be calculated, the can be generated by the two antennas 1 and 2 at point M.

Wenn gesetzt wird: #1 = 1/2 (k0 - k1 cos #), #2 = 1/2 (k0 - k2 cos #), # = s/2 k0 cos #, findet man, daß unter den zuvor angegebenen Bedingungen gilt : sin #1 E1 = E0 ei#1 go (#) (3) sin #2 E2 = E0 ei #2 go (#) e2i#.When set: # 1 = 1/2 (k0 - k1 cos #), # 2 = 1/2 (k0 - k2 cos #), # = s / 2 k0 cos #, one finds that under the conditions given above, the following applies: sin # 1 E1 = E0 ei # 1 go (#) (3) sin # 2 E2 = E0 ei # 2 go (#) e2i #.

#2 Die Gleichungen (3) zeigen ohne weiteres, daß die Seitenwinkeldiagramme identisch sind, Die Funktionen g0 (#) sind für E1 und E2 identisch, und diebeiden Felder sind einfach um # = . s/@ Ko k0 cos # 2 phasenverschoben, wie vorher zu sehen war, wobei der Wert # die Phasenverschiebung der Felder E1 und E2 ausdrückt, welche durch den Abstand der Punkte 01 und 02 verursacht wird. Dem Seitenwinkel nach ist die Anordnung also ein mit Phasenvergleich arbeitendes Monopuls-Radargerät. # 2 Equations (3) readily show that the azimuth diagrams are identical, The functions g0 (#) are identical for E1 and E2, and the two Fields are just around # =. s / @ Ko k0 cos # 2 out of phase, as seen before where the value # expresses the phase shift of the fields E1 and E2, which caused by the distance between points 01 and 02. According to the lateral angle is the arrangement is a monopulse radar device that works with phase comparison.

Dagegen sind die Höhenwinkeldiagramme der beiden Antennen um #1 - #2 gegeneinander versetzt. ferner setzen die Gleichungen voraus, daß das Maximum der von den beiden Antennen ausgesendeten Strahlung unabhängig von der Einstellung der Winkel #1 und #2 konstant und gleich E0 ist, wenn sich #1 und #2 ändern, wobei die Diagramme ihre Form behalten müssen. In contrast, the elevation angle diagrams of the two antennas are around # 1 - # 2 offset against each other. furthermore, the equations assume that the maximum of the radiation emitted by the two antennas regardless of the setting angles # 1 and # 2 are constant and equal to E0 when # 1 and # 2 change, where the diagrams need to keep their shape.

Aus den zuvor angegebenen Gleichungen läßt sich entnehmen: #1 (#2) = #2 (#1) = const. (4) woraus sich ergibt, wenn #1, #2, #1, #2 durch die entsprechenden Werte ersetzt werden: (k1 - k2) 1/2 = const. (5) Die zuvor angegebenen Bedingungen erfordern also: k1l - k2l = const. (6) Dies bedeutet, daß die elektrischen Längen der beiden Erregungshohlleiter unabhängig von der Einstellung der Felder der Ferrite um einen konstanten Betrag verschieden sein müssen. Diese Konsante bestimmt das Verhältnis ## #### Eine vorteilhafte Einstellung ist: k1l - k2l = 2 #. From the equations given above it can be seen: # 1 (# 2) = # 2 (# 1) = const. (4) what follows when # 1, # 2, # 1, # 2 by the corresponding Values are replaced: (k1 - k2) 1/2 = const. (5) The conditions given above therefore require: k1l - k2l = const. (6) This means that the electrical lengths of the two excitation waveguides regardless of the setting of the fields of the ferrites must differ by a constant amount. This consante determines that Ratio ## #### An advantageous setting is: k1l - k2l = 2 #.

Dies ist die Einstellung, die bei den beschriebenen Beispielen gewählt ist. This is the setting chosen for the examples described is.

Es ergibt sich daraus: = (k1 - k2) 1/2 = # = #2(#1). This results in: = (k1 - k2) 1/2 = # = # 2 (# 1).

Unter Heranziehung der Gleichungen (3) ergibt sich daraus : 3 (#2) = E2 (e1) -In diesem Fall ist die Richtung des Strahlungsmaximums der Antenne 2 eine Richtung der Strahlung Null bei der Antenne 1, und umgekehrt fernen läßt sich leicht zeigen: daß #, (##) = ## (##) = #. Using equations (3), this results in: 3 (# 2) = E2 (e1) - In this case the direction of the radiation maximum of the antenna is 2 a direction of radiation zero at antenna 1, and vice versa, can be removed easily show: that #, (##) = ## (##) = #.

2 Daraus folgt: E1 (#1) = E2 (#0) = 3/# E0. 2 It follows: E1 (# 1) = E2 (# 0) = 3 / # E0.

Der Schnittpunkt der beiden Diagramme hat also einen relative Pegel vo 2/#. The point of intersection of the two diagrams therefore has a relative level vo 2 / #.

Es werden nun einige Ausführungsbeispiele der beiden Antennen beschrieben. Ih Fig. 5 sind nur schematisch die beiden Steuerferrite 11 und 12 den Antennen 1 und 2: dargestellt, die beiden. Antennen. 1 und 2 sind nicht gezeigt, aber sie sind ein ander völlig gleich. und entsprechen der zuvor an Hand von Fig. 1. erläuterten. Ausbildung, Die beiden. Ferrite 11 und 12 sind jeweils von einer Wicklung 21 bzw. 22 umgeben, die in Serie geschaltet und von dem gleichen Strom I durchflossen sind. Diese beiden Wicklungen werden von einer Quelle 23 und über eine Steuerröhre 24, deren, Leitfähigkeit durch eine' Fehlerspannung. gesteuert wird, mit Gleichstrom versorgt. Some embodiments of the two antennas will now be described. The two control ferrites 11 and 12 of the antennas 1 are only schematically shown in FIG. 5 and 2: shown, the two. Antennas. 1 and 2 are not shown, but they are another completely alike. and correspond to that previously explained with reference to FIG. Training, the two. Ferrites 11 and 12 are each from a winding 21 and 22, which are connected in series and have the same current I flowing through them. These two windings are supplied from a source 23 and via a control tube 24, their 'conductivity through' an error voltage. is controlled with direct current provided.

Um den; Ferrit 11 ist außerdem eine Zusatzwicklung25 angebracht,. die an eine Gleichstromquelle 26 über eine Potentiometerschaltung 27 angeschlossen ist. To the; Ferrite 11 is also attached to an additional winding 25. which is connected to a direct current source 26 via a potentiometer circuit 27 is.

Dadurch wird erreicht, daß sich die Steuerfelder der beiden Ferrite ständig um die gleiche Größe H0 unterscheiden. Eine derartige Anordnung ergibt ohne weiteres. die Bedingung (6).,. wenn die durch die Länge des Ferrits erzeugte Phasenverschiebung eine lineare Funktion des an die beiden Ferrite angelegten Feldes ist. Die Kurve von Fig. 4 zeigt die Änderungen der elektrischen Länge k1l des. Speisehohlleiters als. Funktion von h. Diese Kurve hat einen beträchtlichen geraden Abschnitt,. This ensures that the control fields of the two ferrites constantly differ by the same size H0. Such an arrangement results in no additional. the condition (6).,. when the phase shift created by the length of the ferrite is a linear function of the field applied to the two ferrites. The curve 4 shows the changes in the electrical length k1l of the feed waveguide as. Function of h. This curve has a considerable straight section.

Es genügt, dem Vormagnetisierungsstrom des Ferrits 12 beispielsweise einen Wert zu erteilen, bei welchem gilt: k1l - k2l = 2 #. Bei änderungen des. Steuerstroms, der für die beiden. Ferrite gleich ist, bleibt diese Differenz. aufrechterhalten und die Bedingung k1l - k2l = 22, die der Bedingung.It is sufficient, for example, the bias current of the ferrite 12 to issue a value for which the following applies: k1l - k2l = 2 #. If the control current changes, the one for the two. Ferrite is the same, this difference remains. maintain and the condition k1l - k2l = 22, that of the condition.

#1 - #2 = # äquivalent ist, bleibt dauernd erhalten, Eine andere Lösung (Fig. 6) besteht darin, daß die Ferrite unter der wirkung völlig gleicher Stuerströme stehen und. in völlig gleichen Hohlleitern, beispielsweise mit zirkularer Polarisation angeordnet. sind, daß aber die Antennen 1 und: 2 verschieden ausgebildet sind. Die einzelnen Mikrobandleitungen 31 der Antenne 1 sind den Mikrobandleitungen 32 der Antenne 2 gleich, d. h., daß sie die gleichen Strahlungseigenschaften, den gleichen Abstand der Unstetigkeiten 41 bzw. 42 und den gleichen Wellenwiderstand haben. Auch die Abstände de Leitungen auf den beiden Antennen sowie deren Zahl sind gleich. Jedoch haben auf de@ Antenne 1 die Unstetigkeiten 41 mit den gleïchen Nummern (von der Achse des Hohlleiters ans gezählt) den gleichen Abstand von dieser Achse, wogegen auf der Antenne 2 die Abstände der Unstetigkeiten mit der gleichen Nummer von der Achse des Hohlleiters mit der Nummer der Leitung linear ansteigen. Praktisch bedeutet dies, daß bei der Antenne 1 alle Unstetigkeiten mit der gleichen Num, mer auf einer Geraden liegen, die. parallel zu der Hohlleiterachse liegt, währed bei der Antenne 2. die entsprechende Gerade einen Winkel. mit der Hohlleiterachse bildet. Wenn d1. der Abstand der Unstetigkeit mit der Nummer 1 auf der Leitung mit der Nummer i von der Achse ist, erfordert die Bec dingung, k1l - k2l = 2 #, daß' d, - d1 = A, wobei 1 die Wellenlänge der Energie auf den. Mikrobandleitungen ist.# 1 - # 2 = # is equivalent, remains permanently, Another solution (Fig. 6) consists in the fact that the ferrites under the effect of completely equal control currents stand and. in completely identical waveguides, for example with circular polarization arranged. are, but that the antennas 1 and: 2 are designed differently. the individual microband lines 31 of the antenna 1 are the microband lines 32 of the Antenna 2 the same, i.e. that is, that they have the same radiation properties, the same Distance between discontinuities 41 and 42 and have the same wave resistance. Even the distances between the lines on the two antennas and their number are the same. However, on de @ antenna 1 the discontinuities 41 with the same numbers (from the axis of the waveguide counted) the same distance from this axis, whereas on the antenna 2 the distances of the discontinuities with the same number from the Increase the axis of the waveguide linearly with the number of the line. Practically means this is that in the antenna 1 all discontinuities with the same number on one That lie straight lines. parallel to the waveguide axis, while at the antenna 2. the corresponding straight line an angle. forms with the waveguide axis. When d1. the distance of the discontinuity with the number 1 on the line with the number i from of the axis requires the condition, k1l - k2l = 2 #, that 'd, - d1 = A, where 1 the wavelength of the energy on the. Microband lines is.

Es soll nun gezeigt werden, wie die beiden beschriebenen Antennen zur Zielverfolgung verwendet werden können. Es seine #1 und #2 die Höhenwinkel des Strahlungsmaxima der bedien Antennen für ein gegebenes Steuerfeld.. It will now be shown how the two antennas described can be used for target tracking. It's # 1 and # 2 the elevation angles of the Radiation maxima of the operated antennas for a given control field ..

Die Strahlungsachse ist annähernd durch folgenden Höhenwinkel gegeben: #1 + #2 #0 = 2 und durch folgenden Seitenwinkel: #0 = 2. The radiation axis is approximately given by the following elevation angle: # 1 + # 2 # 0 = 2 and through the following side angle: # 0 = 2.

Für einen. auf dieser Strahlungsachse liegenden. For one. lying on this radiation axis.

Punkt M haben die Felder p,,1 und E2 die gleiche Amplitude, während sich ihre Phasen um. # unterscheiden. Es gilt: # = Og0 (#) = 0 und #1 - #2 = #@. Point M, the fields p ,, 1 and E2 have the same amplitude, while change their phases. # differentiate. The following applies: # = Og0 (#) = 0 and # 1 - # 2 = # @.

Für eine außerhalb de@ Strahlungsachse liegende Richtung die durch folgende Winkel gegeben ist: # = #0 + d #; = + d"(p,, 2 dreht sich das Feld um d 31; das Feld dreht sich um d 31 + 2 e infolge des Auftretens des Ausdrucks e2 i # und weil #1 - #2 = #. Diese Tatsache bedeutet, daß -E2, sich um den folgenden Winkel gedreht hat: d #2 = - d#1 + 2 3. For a direction outside the radiation axis, the through the following angle is given: # = # 0 + d #; = + d "(p ,, 2 rotates the field around d 31; the field rotates around d 31 + 2 e due to the appearance of the expression e2 i # and because # 1 - # 2 = #. This fact means that -E2 to take care of the following Has rotated angle: d # 2 = - d # 1 + 2 3.

Es läßt sich zeigen, daß durch Kombination der Felder El und -E2 ein erstes Signal gebildet werden kann, das nur von # abhängt und ein zweites Signal, das nur von # abhängt; das erste Signal kann eine Höhenwinkelablagespannung und das zweite Signal eine Seitenwinkelablagespannung liefern. a) Höhenwinkelablage Die erste Kombination ist die Komponente der Vektordifferenz D = E (-#2), die in Phase mit derVektorsumme E; + -#1 ist. Diese Komponente wird mit dem Symbol D11 bezeichnet. It can be shown that by combining the fields El and -E2 a first signal can be formed that only depends on # and a second signal, that only depends on #; the first signal can be an elevation angle offset and the second signal provide a bank angle offset voltage. a) Elevation bracket The first combination is the component of the vector difference D = E (- # 2), which in Phase with the vector sum E; + - # 1 is. This component is indicated by the symbol D11 designated.

Dieser Vektor ist proponal der Länge #a1A2 (wobei A1 die Projektion von m1 und A2 die Projektion von M2 auf den Vektor s sind). This vector is proponal of length # a1A2 (where A1 is the projection of m1 and A2 are the projection of M2 onto the vector s).

Man kann schreiben: Aus #1 - #2 = # ergibt sich aber : eiv1 = -ei#2, ergo: Da nun y in der Nähe von 2 und #2 in der Nähe von - #/2 liegen, ergibt sich : - 23 #1 |A1A2| = - E0, 8 d #1 |A1 A2| = - E0.One can write: From # 1 - # 2 = # we get: eiv1 = -ei # 2, ergo: Since y is in the vicinity of 2 and # 2 is in the vicinity of - # / 2, we get: - 23 # 1 | A1A2 | = - E0, 8 d # 1 | A1 A2 | = - I0.

#2 Somit gilt : 4 k0l sin #0 d# DH = - E0 = # (A), #2 wenn #1 durch seinen Wert als Funktion von #0 ersetzt wird. # 2 The following applies: 4 k0l sin # 0 d # DH = - E0 = # (A), # 2 if # 1 through its value is replaced as a function of # 0.

Eine dem Wert A1A2 oder e (A) proportionale Spannung hängt nur von der Amplitude Eo und dem Wert O ab. Sie liefert die Höhenwinkelablage 8(A), unabhängig von der Seitenwinkellage. b) Seitenwinkelablage Die zweite Kombination ist die Komponente des Feldes #, die eine Phasenverschiebung von 900 zu hat; sie wird mit dem Symbol D1 bezeichnet. A voltage proportional to the value A1A2 or e (A) depends only on the amplitude Eo and the value O. It delivers the elevation bracket 8 (A), independently from the lateral angle position. b) Side angle bracket The second combination is the component of field #, which has a phase shift of 900; it is marked with the symbol D1 designated.

Es ist leicht zu erkennen, daß: D1 = |E1|2 #. It is easy to see that: D1 = | E1 | 2 #.

Nun gilt: |E1| = 2/# E0, weil man sich in der Nähe der Achse befindet, und e= = 2 ko sd. Now applies: | E1 | = 2 / # E0, because you are near the axis, and e = = 2 ko sd.

Daraus folgt: D1 = E0/# 2 kv s d# = # (#). It follows from this: D1 = E0 / # 2 kv s d # = # (#).

Diese Komponente hängt nur von der relativen Phase der beiden Felder ab und liefertdie Seitenwinkellage d # unabhängig von der Höhenwinkelablage. This component depends only on the relative phase of the two fields and delivers the lateral angle position d # independent of the elevation angle offset.

Fig. 8 zeigt die Empfangsschaltungen, mit denen die Signale S und D sowie D1 und Du gebildet werden können. Fig. 8 shows the receiving circuits with which the signals S and D as well as D1 and Du can be formed.

Die beiden Felder #1 und -#2 werden von den beiden antennen A1 und A2 empfangen, Ein magisches T, dessen Kanäle vertauscht sind, empfängt diese Signale und liefert an seinem Differenzkanal das, Signal S = #1 + (-#2) und an seinem Summenkanal das Signal D = #1 - (-#2). The two fields # 1 and - # 2 are from the two antennas A1 and A2 receive, A magic T, whose channels are swapped, receives these signals and supplies the signal S = # 1 + (- # 2) on its difference channel and on its sum channel the signal D = # 1 - (- # 2).

Ein Überlagerungsoszillator OL und zwei Mischstfen M1 und M2 setzen die Signale S und D in zwei Zwischenfrequenzsignale mit gleicher Amplitude und gleichen relativen Phasen um. Put a local oscillator OL and two mixer ports M1 and M2 the signals S and D into two intermediate frequency signals with the same amplitude and the same relative phases around.

Ein erster Phasenkomparator C1 ergibt die Komponente des Signals D, die eine Phasenverschiebung von 900 mit dem Signal S hat, also D1. Ein Detektor D1 liefert die Seitenwinkelablagespannung e Nach Durchgang durch einen -Phasenschieber wird dieses Signal D zusammen mit dem Signal S einem zweiten Phasenkomparator C2 zugeführt, dessen Ausgangssignal nach Demodulation in dem Detektor D2 die Höhenwinkelablagespannung # (A) liefert. A first phase comparator C1 gives the component of the signal D, which has a phase shift of 900 with the signal S, i.e. D1. One detector D1 supplies the lateral angle deviation voltage e after passing through a phase shifter this signal D is sent together with the signal S to a second phase comparator C2 fed, whose output signal after demodulation in the detector D2 the elevation angle offset voltage # (A) returns.

Die Höhenwinkelablagespannung # (A) wirkt auf die Wicklungen der Ferrite über die Röhre 24 (Fig. 5) ein und trägt zur Durchführung der automatischen Zielverfolgung bei. The elevation angle offset voltage # (A) acts on the windings of the Ferrites via the tube 24 (Fig. 5) and contributes to the implementation of the automatic Target tracking at.

Die Spannungen e(A) und e (g7) sind voneinander unabhängig. Das Signal e ((p) könnte auf die Antennenanordnung mechanisch zur Änderung ihrer Richtung einwirken. The voltages e (A) and e (g7) are independent of one another. The signal e ((p) could act mechanically on the antenna arrangement to change its direction.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for the automatic pursuit of a moving target in space by means of radio waves according to the sum-difference principle which two directional antennas are used with such directional characteristics that whose projection in a certain plane is two parallel staggered clubs and in one to this, perpendicular plane two is at a certain level below the radiation maximum cutting clubs results, characterized by the use of one such Directional antenna in the form of parallel to each other in a plane at equal distances arranged transmission lines of the same number with lying at the same distance radiating discontinuities that run perpendicular to it through a center Waveguide with one arranged in the axial direction, under a control magnetic field in the longitudinal direction standing ferrite rod are fed in such a way that the control magnetic fields the ferrite rods of the two antennae nen in a fixed relationship to each other are dimensioned so that the electrical lengths of the transmission paths leading to the discontinuities of all transmission lines that are closest to the waveguide run, differ in the two antennas by the value 2 z.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that both antennas are equal and that the control magnetic fields of the ferrite rods of the two antennas differ by a constant amount.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the control magnetic fields the ferrite rods in the two antennas are the same and that the radiating discontinuities of the transmission lines in one antenna are offset in such a way that the one another corresponding discontinuities lie on parallel lines which are at an angle to the plane passing through the waveguide axis.

Publications considered: D. R. R ho d es, Introduction to monopulse, New York - Toronto - London, 1959, pp. 3, 6, 17, 70, 74/75.

Older patents considered: German Patent No. 977679.