DE977993C - Verfahren zum Auswerten der beiden Antennenausgangssignale eines Radarempfangsgerätes mit rotierendem Antenne ndiagramm-Paar - Google Patents

Description

tennenausgangssignale eines Radarerapfangsgerä- 5 Ablage des Zieles von der Reflektorachse aus dem

Modulationsgrad des Antennenausgangssignals bestimmt. Bei dieser Messung !können jedoch Einflüsse störend wirken, die durch die unterschiedlichen

_{o o} Reflexionsetgenschaften des Zieles bedingt sind. Diese

Reflektorachse rotieren, bei dem die Ablage des io Einflüsse führen zu einer parasitären Modulation des Zieles von der Reflektorachse durch Auswerten Echosignals und damit zu einer Änderung des Mo

tes mit einem Äntennendiagramm-Paar, dessen Eropfangskeulen sich überlappen und deren Achsen mit der Reflektorachse gleiche, entgegengesetzt gerichtete Winkel einschließen und um die

der Amplitudenmodulation der Empfangssignale ermittelt, jedoch der störende Einfluß einer anderen — z. B. durch schwankende Reflexionseigenschaften des Zieles bedingten — Amplituden- modulation eliminiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden hochfrequenten Antennenausgangssignalen eine von O und 180° verschiedene Phasendifferenz

dulationsgrades des Antennenausganßssignals, ohne daß sich die Ablage des Zieles entsprechend geändert hat.

Ein bekannter Vorschlag, derartige Fehlmessungen bei einem mit nur einer rotierenden Erapfangsantenne arbeitenden Ortungsgerät zu vermeiden, geht dahin, Schwankungen der Amplitude des Echosignals durch Bildung des Quotienten aus dem Antennenausgangs-

erzeugt wird, beide Teilsignale elektrisch addiert ao signal und einem zu dem in die Antenne einfallenden werde:n, die Amplitude des sich ergebenden Echosignal proportionalen Vergleichssisnal aus dem frequenzmodulierten Signals begrenzt wird und Meßergebnis zu eliminieren. Dieses oetcannte Verdas begrenzte Signal frequenzdemoduliert wird. fahren erfordert einen großen apparativen Aufwand

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- einschließlich Regelschleifen und einer zweiten — kennzeichet, daß die Amplitude jedes der beiden 25 nicht rotierenden — Antenne zur Schaffung des Vergleichssignals, wobei Einschwingvorgänge und die nötigen Bandbreiten seine Realisierung schwierig gestalten und der erzielbaren Ansprechgeschwindig

keit Grenzen setzen.

Antennenausgangssignale in zwei Teilsignale aufgeteilt wird, die Phasendifferenz dadurch gebildet
wird, daß zwischen einem Teilsignal des einen
und einem Teilsignal des ar.deren Antennenausgangssignals eine; erste Phasendifferenz und 30 Die Erfindung schlagt eine andere Lösung des zwischen dem anderen Teilsignal des einen und Problems der Beseitigung des störenden Einflusses

schwankender Reflexionseigenschaften des Zieles auf die Ablagemessung vor. Diese besteht darin, daß zwischen den beiden Antennenausgangssignalen eine

dem anderen Teilsignal des anderen Antennenausgangssigna:: eine zweite, der ersten Phasendifferenz dem Winkelbetrag nach gleiche, dem

Vorzeichen nach aber entgegengesetzte Phasen- 35 von O und 180° verschiedene Phasendifferenz erzeugt differenz erzeugt werden, die 2 isammengehören- wird, beide Teilsignale elektrisch addiert werden, die den phasenverschobenen Teilsignale paarweise
addiert werden, eine Amplitudenbegrenzung bei
den beiden auf diese Weise entstehenden frequenz-

modulierten Teilsignalen vorgenommen wird und die Differenz der beiden frequenzmodulierten Teilsignale gebildet wird.

Amplitude des sich ergebenden frequenzmodulierten Signals begrenzt wird und das begrenzte Signal frequenzdemoduliert wird.

Für Einzelmerkmale der beiden Patentansprüche wird kein Schutz begehrt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man ein frequenzmodulierteü Signal, in dessen Modulationsindex nur die aniennenbedingte Modulation der Antennenausgangssignale, nicht aber Schwankungen der Amplitude des Echosignals eingehen. Eine eventuelle Amplitudenmodulation des Echosignals wird nämlich durch die Amplitudenbegrenzung des erfindungsgemüß erhaltenen frequen<:modu-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auswerten der beiden Antennenausgangssignale eines

ftadarempfangsgerätts mit rotierendem Antennen- :;o lierten Signals vollständig aus diesem eliminiert.
lliagramm-Paar, dessen Einpfangskeulen sich über- Das erfindungsgemäße Verfahren hat den weiteren

lappen und deren Achsen mit der Reflektorachse gleiche, aber entgegengesetzt gerichtete Winkel eintchließen, bei dem der störende Einfluß einer — z. B.

großen Vorteil, daß sich das frequenzmodulierte Signal mit einer auf dem rotierenden Teil des Ortungsgerätes angeordneten Schaltung gewinnen läßt tlurch schwankende Peflexionseigenschaften des Zie- 55 und für seine Übertragung an die stationären Aus- les bedingten — Amplitudenmodulation des Echo- wertungsgcräte dann nur eine einzige rotierende tignals auf die Messung der Ablage des Zieles von Kopplung nötig ist, während bisher zur Übertragung tier Reflektoi achse durch Auswerten der hierdurch
Verursachten Amplitudenmodulation eliminiert wird.
Bei einem Ortungsgerät der vorstehend beschriebenen Art erhält man von einem auszumcssenden Ziel,
das entweder selbst elektromagnetische Strahlen aussendet oder solche reflektiert, am Antennenausgang ein gleichförmiges Empfangssigna!, wenn s'ch dieses

Ziel auf der Rotationsachse des Reflektors befindet. 65 Teilsignale aufzuteilen, die Phasendifferenz dadurch Bei einer Ablage des Zieles, d. h. bei einer Winkel- zu bilden, daß zwischen einem Teilsignal des einen differenz zwischen der Reflektorachse und der Ver- und einem Teilsignal des anderen Antennenausgangsbindungslinie zwischen Ziel und Ortungsgerät, signals eine erste Phasendifferenz und zwischen dem

der beiden Antennenausgangssignale zwei solche Kopplungen erforderlich waren. Dies ist insbesondere bei kardanisch aufgehängten Antennen, die z. B. in Raketenköpfen Verwendung finden, von großer Bedeutung.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, jedes der beiden Antennenausgangssignale in zwei

#1 ³ 4

hinderen Tonsignal d-s einen und dem anderen TeU- fangene Echosignal bei der Schaltungsanordnung

aSfflWl des Antennenausgangssigna s eine zweite, der gemilß Fig. 2 keine Frequenzmodulation aufweist,

^Bw Phasendifferenz dem Winkelbetrag nach ausschließlich eine Funktion der Zielablage von der

- Ϊ eiche, den» Vorzeichen nach aber entgegengesetzte Renektorachse 4. Die frequenzmodulierte Ausgangs-

f iWendHierenz erzeugt werden, die zusammengehö- 5 spannung der Schaltung W wird in den Stufen X3,14

«Miden phasenverschobenen Teilsignale paarweise und 15 zur Gewinnung eines niederfrequenten Ziel-

iddiert werden, die Amplitudenbegrenzung bei den ablagesignals gemischt und verstärkt, durch Arapii-

Seiden auf diese Weise entstehenden frequenzmodu- tudenbegrenzung von parasitärer Amplitudenroodu- Herten Teilsignalen vorgenommen wird und die laiion des Echosignals befreit und anschließend de-

pjfferenz der beiden frequenzmodulierten Teilsignale io moduliert. Aus dem niederfrequenten Signal kann

•ebildet wird. dann in bekannter Weise mittels des Gerätes Ii die

Auf die vorstehende Weise gelingt es, neben der Ablage des Zieles ermittelt werden. Amplitudenmodulation des Echosignals, die durch In F i g. 3 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt,

die Amplitudenbegrenzung der beiden frequenzmodu- in eiler auch eine von einer eventuellen Frequenz-

lierten Teilsignale beseitigt wird, auch eine z. B. durch 15 modulation des empfangenen Echosignals herrührende

schwankende Reflexionseigenschaften des Zieles be- Frequenzmodulation der Antennenausgangsspannun-

diiigte Frequenzmodulation des Echosignals aus dem gen eliminiert wird. Bei dieser Schaltungsanordnung

Meßergebnis zu eliminieren. wird hierfür jedes der beiden Antennenausgan:;s-

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in signale in zwei Teilsignale aufgeteilt, die gegeneinder Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele ao ander phasenverschoben werden, wobei die Phasen- näher erläutert. Es zeigt verschiebung bei den beiden Teilsignalpaaren dem

pig. 1 schematisch den Aufbau eines Ortungs- Winkelbetrag nach gleich, dem Vorzeichen nach aber

eerätes mit rotierendem Antennendiagramm-Paar entgegengesetzt erfolgt. Diese Phasenverschiebung

Fig. 2 das Blockschaltbild esnei Schaitungsanord- besorgen die Reaktanzen 11 α und Mb. Sodann wer-

nung zur Durchführung des erfindungsgemäßen \ er- 25 den das eine Teilsignal des einen ArUennenausgangs-

fahrens, signals und das eine Teilsigna'i des anderen Antennen-

pig. 3 das Blockschaltbild einer gegenüber der ausgangssignals in eine Additionsschaltung 12α und

Anordnung nach Fig. 2 weiierentwickelten Schal- das andere Teilsignai des einen Antennenausgangs-

tungsanordnung zur Durchführung des erfindungs- signals nwie das andere Teilsignal des anderen An-

eemäßen Verfahrens mit Ausschaltung des störenden 30 tennenausgangssignals in eine Additionsschaltung 12 ο

Einflusses einer eventuellen Frequenzmodulation des eingespeist. Die Additionsschaltungen 12a, 12 b und

Echosignals und die sich daran anschließenden Schaltungseinheiten

Fig. 4 ein Vektordiagramm zur Erläuterung der 13a, 136; 14a, I4t>und 15a, ISb entsprechen funk-

Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 3. tiomsmäßig den Schaltungseinheiten 12 bis i5 der

In F i g. 1 bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 2 35 Anordnung nach F i g. 2.

zwei Ernpfangsantennen eines für sich bekannten In dem Vektordiagramm der F i g. 4 sind die

Ortungsgerätes, die vor einem gemeinsamen Reflek- Spannungsverhällnisse in den beiden Zweigen der

angedeuteten Antennendiagramme „ ... -, ~.- ^ -₂ - ■- . ..

Winkel einschließen, der durch die Refiektoi achse 4 den Winkel +φ bzw. — φ phasenverscliobenen ι en-

halbiert wird spannungen dar, die in den Additionsschauungen

Bei dem Ortungsgerät gemäß Fig. 1 schwanken 12a, 12b vektoriell addiert werden. Die Länge der

die Amplituden der Antennenausgangssignale auf den Vektoren α einerseits und b andererseits hangt von

Leitungen Ha, 9a bekanntlich im Rhythmus des sich 4S der Lage des Zieles relativ zur Rdkktoraehse 4 atv

drehenden Antennendiagramms, wenn sich das Ziel Wenn sich das Ziel auf der Reflektorachse befindet

außerhalb der Reflektorachse 4 befindet. Die beiden sind die Vektoren u und b gleich groß, wanrenu mc

b i i lid i thdlih Läe aufweisen wenn sich das

außerhalb der Reflektorachse 4 befindet. Die beiden sind die Vektoren u und b gleich g, Antennen 1 und 2 geben somit wei amplituden- eine unterschiedliche Länge aufweisen, wenn sich das modulierte Hochfrequenzsignale ab, die zur weiteren Ziei außerhalb der Reilektorachse befindet und dem-Auswertung über Orehkupplungen, die in der F i g. i y> zufolt'.e .on den beiden Empfangsantennen 1 imo i der Einfachheit halber als SehleiVinganordnungen 8, 9 entsprechend ihren Diagrammen 5 und 6 zum gieidarcestellt sind in eine <n Fig. I schematisch an^.e- chen Zeitpunkt unterschiedlich empfangen wird, deutete Sdialtungseinheit 10 eingegeben werden. D₁C Vektoren C₁ und c, stellen die vektonell adüier-

In der Fig 2 ist das Blockschaltbild des Schal- ten Teil spannungen am Ausgang der einen tvw <intunesaufbaues der Einheit 10 dargestellt. Das eine der :,.-, fieren Acidierschaltung, dar. Während der Drehung Sienale wird durch eine Reaktanz II, die z. B. durch des; Antennendiagramm-Paares um die Kerlcworeine Hohlleilcranordnung realisiert sein kann, phasen- achse 4 werden die Antennenausgangsspannungen α, η mäßig verändert. Die beiden I eilsignale werden einer wechselweise vergrößert und verkleinert wenn t as Additionsschaltiing 12 zugeführt, an deren Ausgang Ziel nicht auf der Reflektorachse hegt. Dies hat /υ· dann eine freqiienzmodulicrtc Spannung erscheint, b₀ Folge, daß die Vektoren c, und C₂ der sich ergeoenweil die Addition zweier amplitudenmoduliert« den Spannungen an den Ausgangen der Adclierscnai-Signale die eine von 0 und 180° verschiedene tungen ihre Phasenlage bezüglich der in die ^cnai-Phasendifferenz aufweisen, bekanntlich ein frequenz- tungen eingegebenen Eingangsspannungen ment oeimoduliertes Signal ergibt. Zur Erzielung einer aus- behalten, sondern im Rhythmus der Antennenrotation reichenden Frequenzmodulation genügen bereits sehr 65 übe; einen bestimmten Winkeibereich schwanken, ocr

Spannung ist unter der Voraussetzung,

beiden Addierschaltungen ist somit ein Maß für die Ablage des Zieles von der Reflektorachse,

Wenn nun das von den Antennen empfangene Echosignal eine z. B. durch schwankende Reflexionseigenschaften des Zieles bedingte Frequenzmodulation aufweist, kommt zu der vorstehend beschriebenen zielablagebedingten Frequenzmodulation der Ausgangssignale C₁, C₂ der Addierschaltungen noch eine weitere Störfrequenzmodulation hinzu, diie durch die Frequenzmodulation des Echosignals bedingt ist. Die Störfrequenzmodulation unterscheidet sich von der zielablagebedingten aber dadurch, daß sie in den beiden frequenzmodulierten Ausgangssignalen C₁ und C₁ gleichphasig vorhanden ist, während die zielabtagebedingte Frequenzmodulation in die Ausgangssignale C₁ und C₂ gegenphasig eingeht. Somit kann man dii Störfrequenzmodulation durch Bildung der Differen; der beiden Ausgangssignale c. und C₂ nach derei Amplitudenbegrenzung eliminieren, was bei de Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 mittels de Schaltung 17 geschieht. Der Modulationsindex bzw die Amplitude des am Ausgang der Schaltungseinhei 17 in Erscheinung tretenden niederfrequenten Diffe renzsignals hängt unbeschadet jeglicher Amplituden

»ο und/oder Frequenzmodulation des von den Antenner empfangenen Echosignals ausschließlich von der Ab lage des Zieles von der Reflektorachse 4 ab und is ein exaktes Maß für diese. Die Ursache der Amplituden- und/oder Frequenzmodulation des Echosignal!

spielt dabei keine Rolle.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:
   1. Verfahren zum Auswerten der beiden Anschwankt die AropUtwde des Antennenausgangssignals im Rhythmus der Drehzahl des Antenneudiagrammpaares.
   Bei den bekannten Geraten dieser Art wird die