DEB0027139MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 22. August 1953 Bekannigemachit am 25. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf eine bekannte Radareinrichtung, deren Richtantenne aus einer Mehrzahl von Einzelstrahlern in Form von Dipolen besteht, die in Abständen entlang einer Hohlrohrspeiseleitung angeschlossen sind, deren Querschnittsabmessung derart periodischen Änderungen durch eine mechanische Bewegung unterworfen wird, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Hochfrequenzenergie im Hohlrohrleiter und damit die relative Erregungsphase der Einzelstrahler geändert und auf diese Weise die erforderliche Schwenkbewegung des Antennenrichtstrahls erzeugt wird. Einrichtungen dieser Art finden beispielsweise Anwendung bei der Lenkung der Landemanöver von Flugzeugen durch Ortung derselben vom Boden aus.

Um bei derartigen Einrichtungen die Ablenkung des Kathodenstrahls der Anzeigeröhre in Überein- , Stimmung mit der Stellung des Richtstrahls der Antenne im Raum zu steuern, ist es bisher üblich gewesen, eine elektrische Steuergröße von der mechanischen Bewegung abzuleiten, mit welcher die Änderung der Weite des Hohlrohrleiters vor- ' genommen wird. Diesen Anordnungen haften Mangel an, die auf die verwickelte Beziehung zwischen der Bewegung bei der Verstellung des

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Hohlrohrleiters und den verschiedenen elektrischen Bedingungen zurückzuführen sind, die gemeinsam die Stellung des Antennenrichtstrahls bestimmen. Somit kann die abgeleitete Steuergröße bestenfalls .eine Annäherung an die tatsächliche Abhängigkeit

• zwischen der Weite'des Hohlrohrleiters und der Stellung des Richtstrahls darstellen, abgesehen davon,, daß irgendwelche Änderungen in den elektrischen Zusammenhängen, wie sie etwa durch Abnutzung, Temperatur- oder Frequenzänderung u. dgl. hervorgerufen werden, Änderungen in der Stellung des Richtstrahls bewirken, die sich in keiner Weise in der Steuergröße widerspiegeln, welche lediglich von der mechanischen Bewegung bei der Änderung der Weite des Hohlrohrleiters abhängig ist. : ■;

Die Erfindung bezweckt, die angegebenen Mangel zu beseitigen, und hat eine Einrichtung der angegebenen Art zum Gegenstand, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Ablenkung des Kathoden-, Strahls mit Hilfe einer Spannung gesteuert wird, deren Größe dem jeweiligen in einem Phasenmeßorgan ermittelten Phasenunterschied zweier Anteile der die Strahler speisenden Hochfrequenzenergie entspricht, die von der Energiequelle und einem davon hinreichend weit abliegenden Punkt des Hohlrohrleiters von veränderlicher Weite abgeleitet werden.

Auf diese Weise ist erreicht, daß die unübersichtliche Abhängigkeit der Strahlrichtung von der mechanischen Bewegung bei der Verstellung. des Hohlrohrleiters für die Steuerung des Kathodenstrahls ausgeschaltet ist und diese Steuerung in ganz genauer Übereinstimmung mit der Schwenkung des Richtstrahls erfolgt.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In der Zeichnung zeigt
Fig. ι ein Schema einer Einrichtung für die Steuerung der Ablenkung eines Kathodenstrahls in Abhängigkeit von den Phasenänderungen einer Radarantenne,

Fig. 2 ein Schaltschema eines Phasendetektorkreises und

Fig. 3 ein Schaltschema eines Steuergerätes für die Ablenkung des Käthodenstrahls.

Wie aus Fig. ι ersichtlich, ist ein Wellenleiter ii mit einer Antenne in Form eines Wellenleiters 12 von veränderlicher Weite verbunden, mit der eine gebräuchliche Radareinrichtung zum Senden und Empfangen (nicht dargestellt) gekoppelt werden soll. Mit der Energie in dem Wellenleiter 12 ist eine Mehrzahl von Dipolen 13 gekoppelt, die in Abständen angeordnet eine quer strahlende Antennenanordnung bilden. Das relative Phasenverhältnis der einzelnen Dipole in der Anordnung 13 ändert sich mit der Änderung der Weite des Wellenleiters 12, welche mechanisch durch einen Motor 10 mit einer geeigneten Schwenk- bzw. Abtastgeschwindigkeit vorgenommen wird. Die Stellung der Richtcharakteristik der Antennenanordnung 13 ist demnach abhängig von der mechanischen Änderung der Weite des Wellenleiters 12.

An geeigneten-.-Stellen.auf .dem Wellenleiter 11 und der Antenne 12 sind Richtkopplungen 14 angeordnet, um einen Teil der an diesen Punkten vorhandenen elektromagnetischen Energie zu entnehmen. Von den Kopplungen 14 wird die schwache Energie einzelnen Mischern 15 zugeführt, welche beide mit synchronen Überlagerungsschwirigungen aus einem örtlichen Schwingungserzeuger 16 gespeist werden. Um anfangs eine bestimmte Phasenbeziehung zwischen den entnommenen Zeichen herzustellen, kann in einer der von den Kopplungsvorrichtungen 14 ausgehenden Leitungen ein Phasenschieber 17 vorgesehen sein.

Die Zwischenfrequenz an den Ausgängen der Mischer 15 wird je einem Verstärkerkanal 18 zugeführt, in welchem das Zeichen auf eine geeignete Stärke verstärkt und für den Phasenvergleich vorbereitet wird. Die Vorbereitung für den Phasenvergleich bedeutet zugleich die Ausschaltung von Amplitüdenänderungen bzw. -unterschieden zwischen den beiden zu vergleichenden Wellen, z.B. durch Amplitudenbegrenzung, wie es an sich bekannt ist. Gegebenenfalls können statt amplituden-.begrenzenden Verstärkern auch andere Vorrichtungen 18 verwendet werden, etwa Reflexverstärker oder Verstärker mit einer hochwertigen selbsttätigen Verstärkungsregelung. Die amplitudenkonstanten Ausgangsspannungen der Verstärker 18 werden einem¹ Phasendetektor 19 Zugeführt, der ein Ausgangszeichen erzeugt, dessen Amplitude sich mit der^ relativen Phase seiner Eingangszeichen ändert, wie nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird. Dieses Ausgangszeichen wird auf einen Steuerkreis 21 gegeben, welcher außerdem einen Synchronisierungsimpuls aus dem Modulator des impulsgetasteten Senders (nicht dargestellt) zugeführt erhält. Der Kreis 21 arbeitet, wie noch beschrieben wird, in der Weise, daß ein Dauerzeichen von im wesentlichen konstanter Amplitude erzeugt wird, dessen Amplitude durch den zuletzt auftretenden Impuls bestimmt wird. Die Ausgangsspannung des Kreises 21 wird einem Ablenkgenerator 22 zugeführt, welcher den Strahl einer Kathodenstrahlröhre 23 ablenkt, derart, daß eine einen Sektor überstreichende Linie 24 erzeugt wird, welche die Stellung der Richtcharakteristik der Antennenanordnung 13 wiedergibt. Während der Motor 10 den Querschnitt des Wellenleiters 12 der Antenne verändert, wird die Linie 24 zwischen den Endlagen 25 über einen Winkel verdreht, welcher dem Schwenkwinkel der Antennencharakteristik entspricht. Aufhellungszeichen rufen sichtbare Anzeigen von Zielen, Entfernungsmarken u. dgl. hervor, indem sie entsprechende Abschnitte der radialen Linie 24 hellsteuern.

In Fig. 2 sind die Einzelheiten eines geeigneten, an sich üblichen Phasendetektorkreises dargestellt. Der Kreis hat getrennte Eingangsklemmen 26 und 27 für die betreffenden Zeichen aus den Verstärkern 18. Das Zeichen an den Klemmen 26 wird einem Phasenwandler bzw. einer Phasenumkehrvorrichtung 28 zugeführt, welche gegenphasige Äusgangszeichen von gleicher Amplitude zwischen

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Anode 29 und Kathode 31 erzeugt. Die gegenphasigen Zeichen werden additiv und subtraktiv mit den Zeichen an den Klemmen 27 kombiniert und die resultierenden Zeichen werden zwei symmetrisch angeordneten Dioden 32 und 33 zugeführt, welche symmetrische i?C-Belastungskreise 34 und 35 aufweisen. Die Wirkung des Phasendetektorkreises besteht darin, daß an der Ausgangsklemme 36 Zeichen erzeugt werden, deren Größe und Polarität von Größe und Richtung des Phasenunterschiedes der an den Klemmen 26 und 27 auftretenden Eingangszeichen abhängt.

Das Zeichen an der Klemme 36 wird dem Mittelpunkt einer Transformatorwicklung 37 in Fig. 3 zugeführt. Die Wicklung 37 ist als Sekundärwicklung eines Transformators mit der Primärwicklung 40 gekoppelt, die mit einem Modulationsimpuls aus dem Impulsmodulator des Senders erregt wird. Die Wicklung 37 liegt in Reihe mit im Gegentakt angeordneten Dioden 38 und 39, welche symmetrische i?C-Belastungskreise 41 und 42 aufweisen. Der Mittelpunkt der Kreise 41 und 42 ist über einen Kondensator 43 mit Erde bzw. Masse verbunden. Die Spannung an dem Kondensator 43 dient dazu.

die durch den Ablenkungsgenerator 22 erzeugte Spannung für die Wmkelablenkung des Kathodenstrahls zu steuern.

Im Betrieb wird durch den Kreis nach Fig. 3 der Kondensator 43 jeweils dann auf eine Spannung aufgeladen, welche der Amplitude des Ausgangszeichens an der Klemme 36 entspricht, wenn in der Wicklung 40 der Modulationsimpuls zugeführt wird. Der in die Wicklung 37 übertragene Modulationsimpuls macht nämlich beide Dioden 38 und 39 leitend und ruft dadurch eine Spannungsteilung an den Kreisen 41 und 42 hervor. Das Potential im Mittelpunkt zwischen den Kreisen 41 und 42 ist durch Differenzbildung der Phasendetektorspannung an der Klemme 36 mit der Modulationsimpulsspannung, die in die Wicklung 37 übertragen wird, bestimmt. Der Kondensator 43 nimmt die Spannung an, die sich im Mittelpunkt während des Impulses einstellt, und da der Kondensator nur Entladungswege von hohem Widerstand hat, wenn die Dioden 38 und 39 nichtleitend sind, hält er diese Spannung aufrecht, bis durch den nächsten Impuls eine neue Aufladung erfolgt.

An der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können selbstverständlich zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Radareinrichtung, deren Richtantenne aus einer Mehrzahl von Einzelstrahlern (Dipolen) besteht, die in Abständen entlang einer Hohlrohrspeiseleitung angeschlossen sind, deren Querschnittsabmessung derart periodischen Änderungen durch eine mechanische Bewegung unterworfen ist, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Hochfrequenzenergie im Hohlrohrleiter und damit die relative Erregungsphase der Einzelstrahler geändert und auf diese Weise die erforderliche Schwenkbewegung des Antennenrichtstrahls erzeugt wird, und bei der die Ablenkung des Kathodenstrahls der Anzeigeröhre in Übereinstimmung mit der Schwenkbewegung des Richtstrahls gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkung des Kathodenstrahls mit Hilfe einer Spannung gesteuert wird, deren Größe dem jeweiligen, in einem Phasenmeßorgan ermittelten Phasenunterschied zweier Anteile der die Strahler speisenden Hochfrequenzenergie entspricht, die von der Energiequelle und von einem davon hinreichend weit abliegenden Punkt des Hohlrohrleiters abgeleitet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ableitung der beiden Energieantei.le zwei Richtkoppler vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel, um die im Phasenmeßorgan zu vergleichenden Energieanteile zuvor in getrennten Mischstufen mit gemeinsamem Überlagerungsoszillator auf eine geeignete Zwischenfrequenz zu bringen und anschließend zu verstärken und in der Amplitude zu regeln oder zu begrenzen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Impulstastung der zu vergleichenden Energieanteile Mittel vorgesehen sind, welche die vom Phasenmeßorgan gelieferte Spannung auch in den Impulspausen aufrechterhält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 809 568;
britische Patentschrift Nr. 589 603.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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