NL8115001A - Radarwerkwijze en radarinrichting. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Kadarwerkwijze en radarinrichting. -

De uitvinding heeft betrekking op een radarwerkwijze en op een radarinrichting die in staat is om vanuit een enkel antennestelsel twee radarbundels op te wekken, welke bundels ten opzichte van het antennestelsel verschillende dwarsdoorsnedevormen hebben.

Volgens de uitvinding wordt eveneens een radarwerkwijze en inrichting verschaft met een enkelvoudig aftastbaar zendantennestelsel welke inrichting in staat is om daaruit in twee verschillende werkmodi respectievelijk radarbundels op te wekken met verschillende karakteristieken.

Volgens de uitvinding wordt verder een radarwerkwijze en inrichting verschaft die een enkelvoudig zendantennestelsel heeft welke een radarbundel met smalle langwerpige vorm uitzendt, een reflector om de bundel in een doelgebied te reflecteren, middelen om de antenne en de reflector tezamen te draaien om de uitgezonden bundel over ten minste een deel van het gebied te doen aftasten, en middelen om de reflector ten opzichte van het antennestelsel te draaien ten einde de gereflecteerde bundel tussen twee posities te draaien en ten einde de inrichting tussen overeenkomstige werkmodi om te schakelen.

Volgens de uitvinding wordt verder een radarinrichting verschaft die omvat een basis, op de basis gemonteerde mechanische aandrijfmiddelen, een op de basis zodanig gemonteerde zend/ontvang-eenheid dat deze hoeksgewijs ten opzichte van de basis door de aandrijfmiddelen bewogen kan worden rond een eerste as die verticaal verloopt wanneer de basis op een horizontaal vlak staat, waarbij er geen hoogfrequente verbindingen naar de zender/ontvanger lopen, een op de zend/ontvangeenheid gemonteerd en daarmee draaiend zend en ontvangantennestelsel dat een radarbundel afgeeft die in dwarsdoorsnede een voorafbepaalde langwerpige vorm heeft, een reflector, montagemiddelen waarmede de reflector boven het antennestelsel is gemonteerd onder een hoek tot de verticale en horizontale assen om de uitgezonden bundel te ontvangen en deze in een algemeen horizontale richting in het doelgebied te reflecteren, met welke montagemiddelen de reflector is gemonteerd zodanig dat deze tezamen met de hoekbeweging van de zend/ontvangeenheid draait rond de verticale as en hierbij de gereflecteerde bundel over het doelgebied doet aftasten, en welke montagemiddelen eveneens de reflector over in wezen 90° kunnen draaien ten opzichte van de verticale as en ten opzichte van het antennestelsel waardoor de gereflecteerde "bundel over een overeenkomstige hoek gedraaid wordt en waardoor de radarinrichting tussen eerste en tweede werkmodi omgeschakeld wordt.

De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding zullen nu toegelicht worden bij wijze van voorbeeld en met verwijzing naar de bijbehorende tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch de vormen van twee door de radarinrichting opgewekte radarbundels geeft; figuur 2 een zij-aanzicht van de inrichting geeft; figuur 3 een schematisch zij-aanzicht geeft van een deel van de inrichting volgens figuur 1, welke in een van zijn modi werkt; figuur 4 de vorm geeft van een radarbundel in de inrichting van figuur 3 volgens de in figuur 3 aangegeven lijn IT-IY; figuur 5 overeenkomt met figuur 3 maar de inrichting aangeeft wanneer deze in een andere van zijn modi werkt; de figuren 6A en 6B aangeven op welke wijze een reflector van de inrichting ondersteund en bewogen wordt, waarbij figuur 6a een zij-aanzicht en figuur 6b een perspectivisch aanzicht geeft; figuur 7 een blokschema geeft van de radarinrichting; figuur 8 een volgordediagram geeft van op welke wijze de radarinrichting tussen verschillende modi kan omschakelen om een reeks van bewerkingen teweeg te brengen; figuur 9 een planaanzicht geeft van het zend en ontvangantennestel-stel van de inrichting volgens de in figuur 2 aangegeven lijn IX-IX; figuurlOeen schematisch zij-aanzicht geeft van het antennestelsel volgens figuur 9; en figuur 11 een blokschema geeft van de bij het antennestelsel van de figuren 9 en 10 behorende schakeling.

De nu nader toe te lichten radarinrichting heeft tot doel om vanuit een enkelvoudige aftastantenne twee verschillende radar-bundelpatronen op te wekken. Zoals in figuur 1 aangegeven is het eerste van deze patronen het patroon A met bij wijze van voorbeeld een breedte w van 0,7° en een hoogte h van 12°. Het tweede patroon is het patroon B, dat bij wijze van voorbeeld een breedte w van 12° en een hoogte h van 0,7° heeft, en daarom het over 90° gedraaide patroon A voorstelt.

Op een nader toe te lichten wijze kan de radarinrichting tussen twee modi omschakelen, een "A" mode waarin de inrichting het patroon A en een "B" mode waarin de inrichting het patroon B opwekt. Wanneer de inrichting zich in de A mode bevindt, is hy daartoe tot een optimum gebracht om snel naderende doelen te detecteren, zoals laag vliegende vliegtuigen onder de aanname dat de bundel met zijn onderrand in wezen horizontaal ten opzichte van het algemene vlak van het aardoppervlak wordt geprojecteerd. Onder de aanname dat de aftastsnelheid voldoende groot is, zal het patroon A in staat zijn om snel naderende doelen op grote afstanden te detecteren (dat wil zeggen radarreflecties daarvan teweeg te brengen) wanneer deze doelen duidelijk een zeer klein oppervlak (aspect) of uiterlijk hebben.

Wanneer de inrichting zich daarentegen in de B mode bevindt zal hij tot een optimum gebracht zijn om op laag niveau betrekkelijk langzaam bewegende doelen, zoals helicopters, onderbroken te kan voorkomen, dat detecteren in het bijzonder onder werktoestanden waarbij het*alleen de draaiende rotorbladen van een gedeeltelijk verborgen, stil hangende helicopter aan de radarinrichting zichtbaar zijn. Het brede aspect of oppervlak van het patroon is daarom in het bijzonder gevormd om dergelijke rotorbladen te detecteren (om radarreflecties daarvan teweeg te brengen) en zijn hoogte is voldoende om een redelijk bereik van stilhangende posities van de helicopter te bestrijken. Zoals in meer detail toegelicht zal worden kan de inrichting echter, wanneer deze zich in de B mode bevindt, ingericht zijn om het patroon B onder successievelijk verschillende hoeken tot het algemene vlak van het aardoppervlak op te wekken.

Figuur 2 geeft een zij-aanzicht van de radarinrichting.

Zoals aangegeven heeft de radarinrichting een voetstuk 10 waarmede het vanaf de grond 11 de inrichting draagt. Bovenop het voetstuk bevindt zich een aandrijfeenheid 12. Een zend/ontvangeen-heid 14 is op de aandrijfeenheid 12 gemonteerd zodat deze via een aandrijfverbinding 15 door de eenheid 12 rond de verticale as aangedreven wordt. Voor dit doel bevat de eenheid 12 een geschikte aandrijfmotor.

De zend/ontvangeenheid 14 draagt een radome 16 die met deze eenheid 14 meedraait. Het hieronder verder nader toe te lichten antennestelsel van de eenheid 14 projecteert de uitgezonden radar-bundel verticaal omhoog in de radome 16, waar deze in een in wezen horizontale richting zoals aangegeven door de pijl C naar buiten wordt gereflecteerd door middel van een binnen de radome 16 gestreept aangegeven radarreflector 18. Daar het samenstel dat de eenheid 14 en de radome 16 bevat, rond de verticale as wordt gedraaid zal de in de richting van de pijl C uitgezonden bundel in een in wezen horizontaal vlak aftastend bewegen.

Gereflecteerde bundels die door doelen teweeggebracht worden welke gedetecteerd zijn door de uitgezonden bundel, worden door de reflector 18 verzameld en op het ontvangdeel van het antennestelsel gereflecteerd, dat deel uitmaakt van de eenheid 14»en worden op een nader toe te lichten wijze verwerkt.

De radome 16 kan van elk geschikt materiaal gemaakt zijn.

Daar deze radome met de eenheid 14 draait, gaan de uitgezonden en gereflecteerde bundels altijd door dezelfde afzonderlijke gebieden van zijn zijwand en behoeven alleen deze delen daarom zodanig geconstrueerd te zijn dat zij niet met de bundels interfereren.

De electrische verbindingen tussen de zend/ontvangeenheid 14 en de aandrijfeenheid 12 moeten alleen voeding voor de eenheid 14 van en stuursignalen voor de weergave, die bijvoorbeeld de vornudigi-tale signalen kunnen hebben, voeren. Daarom kunnen deze electrische verbindingen door middel van eenvoudige slipringen uitgevoerd zijn. De (niet aangegeven) weergeefeenheid is op elke geschikte plaats afzonderlijk gemonteerd.

Figuur 3 geeft een schematisch en vereenvoudigd hoogte-aan-zicht van een deel van de radarinrichting wanneer deze in de A mode werkt. In figuur 3 zijn de aandrijfeenheid 12 en het voetstuk 10 niet aangegeven, en ook niet de radome 16.

Het zend en ontvangantennestelsel van de eenheid 14 zal hieronder nader worden toegelicht en wordt in figuur 3 alleen schematisch bij 20 aangegeven. De eenheid geeft een radarbundel D af die verticaal omhoog naar de reflector 18 is gericht en die door de streep-stip lijn wordt weergegeven. Figuur 4 toont de vorm van deze bundel volgens de in figuur 3 aangegeven doorsnedelijn IY-IV.

Daarom wordt de bundel D door de reflector 18 horizontaal naar buiten gereflecteerd waardoor een bundel E (figuur 3) ontstaat die het patroon A (figuur 1) is. Daar de eenheid 14 tezamen met de reflector 18 rond de verticale as draaien, beweegt de uitgezonden bundel daarom aftastend over het doelgebied. De radarinrichting werkt daarom in de A mode.

Ten einde de radarinrichting in de B mode om te schakelen wordt de reflector 18 over 90° rond de verticale as ten opzichte van de eenheid 14 gedraaid, en de reflector neemt daarom de in figuur 3 bij 18A gestreept en in figuur 5 met volle lijn aangegeven positie aan. Figuur 5 komt daarom overeen met figuur 3 maar geeft ten eerste de over 90° ten opzichte van de eenheid 14 bewogen reflector 18 (in de in figuur 3 gestreepte positie) aan en ten tweede de over 90° rond de verticale as ten opzichte van de in figuur 3 aangegeven positie tezamen met de reflector 18 gedraaide eenheid 14.

Zoals uit figuur 5 blijkt wordt de door het antennestelsel 20 van de eenheid 14 uitgezonden bundel I) nu door de reflector 18 gereflecteerd zodat een bundel E ontstaat die in vergelijking met de bundel E van figuur 3 over 90° is gedraaid. De bundel heeft daarom nu het patroon 33 van figuur 1 en de inrichting werkt daarom in de 33 mode. Wanneer de eenheid 14 en de reflector 18 hoeksgewijs rond de verticale as draaien, tast de patroon 33 hundel daarom het doelgebied af.

Op deze wijze kan de radarinrichting het doelgebied in twee fundamenteel verschillende modi aftasten en kan daarom twee fundamenteel verschillende typen doelen detecteren. De inrichting gebruikt niettemin in heide modi hetzelfde zendantennestelsel, en om deze reden en daar het in elk van de modi uitgezonden hundel-patroon optimaal geschikt is voor het respectievelijke type doel, heeft de antenneinrichting weinig vermogen nodig en is hij voor elk doeltype tot een optimum gevoerd. Dit volgt voor een deel uit het feit dat de vorm van de hundel in elke mode geschikt is voor het doeltype en in het bijzonder dat de bundel in wezen niet meer dan de minimale aspectverhouding nodig heeft om dat bepaalde doeltype te detecteren. Een uitgezonden bundel met een cirkelvormig patroon of dwarsdoorsnede van 12° diameter kan duidelijk gebruikt worden om doelen van beide bovengenoemde typen te detecteren. Een dergelijke bundel zal echter een buitensporige breedte hebben om doelen van het eerste type (hoge-snelheidvliegtuigen) te detecteren en een buitensporige hoogte om doelen van het tweede type (de rotor-' bladen van stilhangende helicopters) te detecteren. Om een dergelijke bundel teweeg te brengen zal de inrichting veel meer vermogen nodig hebben en zal het meeste vermogen bij het opwekken van een bundel van onnodige afmeting en ongeschikte vorm verspild worden.

Bij de figuren 3 en 4 wordt aangenomen dat de reflector 18 onder een hoek van 45° tot de verticale as staat. Dit is echter niet essentieel en de reflector 18 kan onder verschillende hellings- hoeken staan ten einde de richting van de bundel boven (of misschien onder) de horizontaal te veranderen.

In feite is de reflector 18 ten einde het detectievermogen van de inrichting te verbeteren ingericht met meer dan één mogelijke hellingshoek tot de horizontaal wanneer de inrichting zich in de B mode bevindt. Figuur 5 geeft in gestreepte lijnen bij 18B weer op welke wijze de reflector 18 onder een hoek wat groter dan 45° tot de verticaal kan staan ten einde een onder de horizontaal gedrukte bundel E2 teweeg te brengen. Op een nader toe te lichten manier kar» de radarinrichting in de B mode werken terwijl de reflector T8 in een willekeurige van een aantal verschillende hoekposi-ties ten opzichte van de horizontale as staat zodat in elke positie een uitgezonden bundel E met een verschillende elevatie wordt opgewekt. De inrichting kan daarom een reeks van B mode aftastingen uitvoeren in elke waarvan de bundel een verschillende elevatie heeft; elke aftasting kan door een A mode aftasting van de andere gescheiden zijn.

De figuren 6A en 6B geven in meer detail een manier aan waarop de positie of stand van de reflector 18 ten opzichte van de zend/ontvangeenheid 14 gevarieerd kan worden.

De figuren 6A en 6B tonen het steunende raamwerk 22 van de radome 16. Yanaf de onderzijde van het bovenorgaan 22A van dit raamwerk strekt zich een steunstructuur 24 uit die twee electrische stapmotoren 26 en 28 ondersteunen. De motor 26 heeft een holle uit— gangsas 30 die bij een frame 32 (figuur 6b) eindigt en stijf daaraan bevestigd is op het achtervlak van de reflector 18. Het frame 32 heeft zijflenzen 34 en 36 die op draaibare wijze een as 38 ondersteunen. De tegenovergestelde einden van de as 38 zijn stijf in aan de reflector 18 bevestigde vleugels 40 en 42 vastgemaakt.

De uitgangsas van de stapmotor 28 heeft een kleinere diameter dan die van de uitgangsas 30 van de motor 26 en loopt door de motor 26 en binnen de holle uitgangsas 30 daarvan, en loopt vrij door een in het horizontale bovenorgaan van het frame 32 gestreept weergegeven gat. Het einde van de as 44 wordt in een lager in het horizontale onderorgaan van het frame 32 ondersteund. Een worm 46 is vast op de as 44 gemonteerd en grijpt een stijf aan de as 38 gekoppeld wormwiel 48 aan.

Hieruit volgt dat de motor 26 de stand van de reflector 18 ten opzichte van de verticale as stuurt. Aan de motor 26 toegevoerde stappulsen hebben daarom tot gevolg dat de as 30 ket frame 32 rond de verticale as draait en door deze 'beweging zwaait de as 38 en via de vleugels 40 en 42 de reflector 18 rond de verticale as.

Daarentegen hebben aan de motor 28 toegevoerde stappulsen tot gevolg dat de reflector 18 rond de horizontale as wordt gedraaid. Een hoekbeweging van de as 44 veroorzaakt dus een hoekbe-weging van de as 38 rond zijn eigen as via tussenkomst van de worm 48 en het wormwiel 48. De grootte van deze hoekbeweging hang natuurlijk af van de grootte van de hoekbeweging van de as 44 en van de overbrengverhouding tussen de worm en het wormwiel

In bedrijf worden stappulsen toegevoerd aan beide motoren wanneer het nodig is om de radarinrichting van de A mode naar de B mode en omgekeerd om te schakelen. Bij het omschakelen van de A mode naar de B mode wordt daarom het vereiste aantal stappulsen toegevoerd aan de motor 26 om de reflector 18 over 90° rond de verticale as te zwaaien. Tegelijkertijd worden er stappulsen aan de motor 28 toegevoerd om te waarborgen dat de reflector 18 de vereiste hoekrelatie tot de horizontale as heeft wanneer de reflector zijn eindpositie bereikt.

De in de figuren 6A en 6B aangegeven inrichting is in het bijzonder geschikt voor een digitale besturing. Verschillende andere manieren van een geschikte repositionering van de reflector 18 ten opzichte van de zend/ontvangeenheid 14 kunnen echter in de plaats daarvan gebruikt worden.

Met voordeel kunnen middelen zijn aangebracht om de assen 30 en 44 tegen draaiing te vergrendelen wanneer de motoren 26 en 28 niet bekrachtigd zijn. De assen kunnen bijvoorbeeld een vierkante doorsnede hebben en er kunnen spoelbekrachtigde vergrendelbekken, die in en uit aangrijping met de assen bewogen worden, aangebracht zijn.

Het is duidelijk dat de radarinrichting gedurende elke periode waarin de hoek van de reflector 18 ten opzichte van de verticale en horizontale assen en ten opzichte van de zend/ontvangeenheid 14 veranderd wordt, effectief buiten werking is. Het is daarom essentieel dat een dergelijke positionering van de reflector 18 zo snel mogelijk uitgevoerd wordt. Voor een deel wordt dit gerealiseerd door te waarborgen dat de reflector 18 een zeer lage traagheid heef t» De reflector 18 kan bijvoorbeeld gemaakt zijn van lichtgewicht stijf schuimmateriaal en kan voorzien zijn van een reflecterend oppervlak dat een dunne vezelglaslaag bevat welke bijvoorbeeld bekleed is met koper of aluminiumfolie. In een bepaald voorbeeld kan de reflector wanneer deze bij benadering een afmeting van 600 mm in het vierkant en een dikte van 10 mm heeft, een gewicht hebben van minder dan 300 gram. De toepassing echter van stapmotoren om de reflector te positioneren maakt het daarenboven mogelijk dat de vorm van de aan de motoren toegevoerde pulstreinen bijgeregeld wordt ten einde een optimale versnelling en vertraging te verschaffen.

In het begin is de pulsherhalingsfrequentie laag, deze neemt vervolgens toe om de reflectorbeweging tot een maximum te versnellen en neemt dan weer af om de reflector met minimale positie overzwaai in ruststand te brengen.

Het zal duidelijk zijn dat een omschakeling van de ene mode naar de andere, die een hoekbeweging van de reflector 18 over 90° rond de verticale as ten opzichte van de eenheid 14 met zich meebrengt, niet alleen de uitgezonden bundel over 90° draait zodat deze tussen patroon Δ en patroon B omschakelt, maar eveneens de bundel over 90° ten opzichte van de verticale as verschuift. Daarom moet dit tijdens het aftastproces in rekening gebracht worden: bij het omschakelen van de ene mode naar de andere is het nodig om het tijdstip te kiezen waarop de reflector 18 over 90° gedraaid wordt zodat de uitgezonden bundel bij de start van de aftasting in de nieuwe mode in de juiste richting uitgezonden wordt. Op deze ' wijze kan de eenheid 14 een constante draaisnelheid hebben.

Opgemerkt wordt eveneens dat het veranderen van de ene mode naar de andere een draaiing van de bundel rond een door het midden van de bundel en niet door de rand gaande lijn met zich meebrengt. Wanneer daarom de bundel met zijn onderrand in de 1 mode horizontaal wordt uitgezonden, is het nodig bij het omschakelen in de B mode om de bundel over de halve afmeting h (figuur 1), dat wil zeggen over 6°, te onderdrukken ten einde te waarborgen dat de (nu over 90° gedraaide) bundel met zijn onderrand in horizontale richting blijft uitgezonden worden; en om de bundel bij het terugschakelen naar de Δ mode over een overeenkomstige verschuiving van 6° in de omgekeerde richting te onderdrukken. Daaromite motor 28 nodig zelfs wanneer het vermogen om de bundel verschillende elevaties in de B mode te geven niet vereist is.

figuur 7 geeft een blokschema van de tot nu toe beschreven inrichting.

In figuur 7 is de aandrijf- en weergeefeenheid 12 aangegeven met zijn mechanische verbinding 15 naar de zend/ontvangeenheid 14 en de de reflector 18 dragende radome 16.

Het antennestelsel 20 is schematisch aangegeven voorzien van een zenderdeel 20T en een ontvangerdeel 20R. Het zenderdeel 201 door wordtAeen zender 102 via een uitgangseenheid 104 bekrachtigd en het zenderdeel 20T van de antenne wekt zoals reeds beschreven een uitgangsbundel van geschikte vorm op.

Willekeurige doelreflecties worden door de reflector 18 op het ontvangerdeel 20R van het antennestelsel 20 gereflecteerd en worden via een ingangseenheid 108 naar een ontvanger 106 toegevoerd. Op bekende wijze verwerkt de ontvanger 106 de gereflecteerde signalen en deze worden via de aandrijfeenheid 12 en een leiding 110 en de in het algemeen bij 112 aangegeven slipringverbindingen toegevoerd aan de weergeefeenheid. Zij worden door de weergeefeenheid op geschikte wijze weergegeven om het doel en de koers daarvan aan te duiden.

De voedingsvoorziening voor de schakelingen van de zend/ont-vangeenheid 14 worden vanaf de aandrijfeenheid 12 via de leidingen 114 en 116 en de slipringen 112 toegevoerd. Figuur 7 geeft niet alle voedingsverbindingen naar alle schakelingen weer.

De zend/ontvangeenheid 14 bevat eveneens een modestuur en opvolgingseenheid 120. Deze eenheid verschaft op de leidingen 122 en 124 naar de stapmotoren 26 en 28 uitgangsaandrijfpulsen die de hoekpositie van de reflector 18 ten opzichte van zowel de verticale als horizontale as (op de toegelichte wijze) sturen. De modestuur en opvolgingseenheid 120 ontvangt via de leiding 126 signalen van de aandrijfeenheid 12 die de hoekpositie van de zend/ontvangeenheid 14 ten opzichte van de verticale as en ten opzichte van een uitgangspunt weergeven. Deze signalen machtigen daarom de eenheid 120 tot de detectie van de hoekpositie van de reflector ten opzichte van dit uitgangspunt. De eenheid 120 bevat een pulsgeneratorschake-ling die zodanig geprogrammeerd is dat deze op geschikte tijdstippen pulstreinen via de leidingen 122 en 124 afgeeft ten einde de . doen motoren 26 en 28 de reflector 18 opnieuw in positie te ..brengen en dus de inrichting van de ene mode naar de andere te doen omschakelen.

De pulsgeneratorschakeling in de eenheid 120 kan geprogrammeerd zijn om op elke gewenste wijze de twee werkmodi te rangschikken.

Een mogelijke opvolging bijvoorbeeld voor de inrichting is deze waarin een aantal volledige 360° aftastingen in de A mode gevolgd door een enkelvoudige 3^0° aftasting in de B mode uitgevoerd wordt. Deze opvolging zal dan herhaald worden. Voor elke aftasting uit η B mode aftastingen zal de eenheid 120 verschillende relatieve aantallen van uitgangspulsen op de leidingen 122 en 124 verschaffen zodat voor elke van deze B mode aftastingen de reflector 18 een wat verschillende hoekpositie ten opzichte van de horizontale as zal hehhen. Daarom zal elke van deze B mode aftastingen een "bundel teweegbrengen met een wat verschillende hoek ten opzichte van de horizontaal.

Een dergelijke reeks of opvolging, terwijl deze mogelijk is, betekent wel dat voor bij benadering 20 % van de totale tijd (terwijl de tijd genegeerd wordt die nodig is om de reflector ten opzichte van de eenheid 14 te repositioneren) de inrichting niet op effectieve wijze hoge-snelheiddoelen met klein aspect detecteert, en dat voor bij benadering 80 % van de totale tijd de inrichting geen langzaam bewegende doelen onderbroken detecteert.

Daar de doelen van het laatste type betrekkelijk langzaam bewegen Va.n het normaal voldoende zijn dat deze doelen slechts gedurende 20 % van de totale tijd gezocht worden. Het kan echter ten aanzien van de hoge-snelheiddoelen minder bevredigend zijn dat deze gedurende slechts 80 % van de totale tijd gezocht worden. Wanneer bijvoorbeeld de snelheid van nadering van een doel van dit type voldoende groot is in verhouding tot de totale tijd voor een volledige aftasting van 360°, kan een dergelijk doel naderen en geheel ongedetecteerd aankomen terwijl de inrichting één van de B mode aftastingen aan het uitvoeren was. Natuurlijk kan dit nadeel verlicht worden door het aantal A mode aftastingen ten opzichte van het aantal B mode aftastingen te verhogen, maar dit verhoogt het risico dat een doel van het onderbroken langzaam bewegende type niet gedetecteerd zal worden.

Zoals echter reeds toegelicht brengt de omschakeling van de ene mode naar de andere automatisch een stapverandering van 90° teweeg in de richting van uitzending van de bundel onder aanname dat de zend/ontvangeenheid 14 niet tegelijkertijd gedraaid wordt. Deze 90° zwaai van de bundel, waarvan de richting natuurlijk afhangt van de richting tot de verticale as waarover de reflector 18 tot de eenheid 14 gedraaid wordt, kan gebruikt worden om een meer verfijnde mode-opvolging teweeg te brengen zoals nu met verwijzing naar figuur 8 zal worden toegelicht.

Bij figuur 8 wordt aangenomen dat het gewenst is om doelen van het tweede type binnen slechts 180° van het totale aftastgebied te zoeken, dat wil zeggen "naar voren gelegen" ten opzichte van de radarinrichting hetgeen schematisch bij X is aangegeven. In het "begin wordt aangenomen dat de inrichting zodanig is dat de uitgezonden "bundel in de 0° richting wordt uitgezonden. Wanneer de inrichting in de A mode werkt, voert hij in deze mode een 270° aftasting uit. Op dit moment schakelt de eenheid 120 (figuur 7) cLe inrichting in de B mode om, door de reflector 18 over 90° rond de verticale as en ten opzichte van de eenheid 14 te draaien (en door op juiste wijze zijn positie ten opzichte van de horizontale as wanneer nodig "bij te regelen). Dit resulteert automatisch in een 90° verschuiving in de richting van .uitzending van de uitgezonden "bundel ten opzichte van de verticale as zoals "boven toegelicht, en de uitgezonden "bundel wordt nu opnieuw in de 0° richting uitgezonden. Yanuit deze positie voert de inrichting een B mode aftasting naar de 90° positie uit. De inrichting wordt vervolgens in de A mode teruggeschakeld door opnieuw de reflector 18 over 90° rond de verticale as en ten opzichte van de eenheid 14 te verschuiven, en op dit tijdstip is de "bewegingsrichting zodanig dat de uitgezonden bundel terug naar de 0° positie wordt verschoven. De inrichting voert vervolgens een A mode aftasting naar de 180° positie uit. In deze positie wordt de inrichting vervolgens teruggeschakeld in de B mode zodat de uitgezonden bundel teruggeschoven wordt naar de 90° positie, van waaruit hij in de B mode aftast tot de 180° positie bereikt is. De inrichting wordt vervolgens in de A mode omgeschakeld zodat de bundel naar voren naar de 270° positie wordt geschoven. Dit deze positie kan de inrichting een A mode aftasting of verschillende van deze aftas-tingen uitvoeren tot het moment dat de inrichting wanneer de bundel zich opnieuw in de 270° positie bevindt, in de B mode omgeschakeld wordt. De bovenbeschreven reeks herhaald zich.

Bij het voorgaande wordt aangenomen dat de verschuiving tussen de twee modi ogenblikkelijk plaats vindt, hetgeen in de praktijk niet het geval is. Daarom zal in de opvolging met de verschui-vingstijd rekening gehouden moeten worden, dat wil zeggen dat met het feit rekening moet worden gehouden dat de eenheid 14 over een eindige hoek Θ zal draaien terwijl de reflector 18 tussen zijn twee posities wordt omgeschakeld zodat de totale hoeklengte van de aftastingen in elke mode met 2 Θ verminderd wordt.

Het zal duidelijk zijn dat het voorgaande slechts een voorbeeld geeft van een grote verscheidenheid van verschillende vormen van aftasting die gebruikt kunnen worden, en in de praktijk zal een geschikte aftastopvolging gekozen worden om aan de betreffende werkomstandigheden aangepast te zijn.

De mode stuur en opvolgingseenheid 120 kan eveneens ingericht zijn om vanuit een geschikte besturing op de aandrijfeenheid 12 manuaal bediend te worden zodat een bediener de inrichting van de ene mode naar de andere wanneer hij dat wenst kan omschakelen.

De op de weergeefeenheid opgewekte weergave kan elke geschikte vorm hebben. Yoor toepassing in het veld kan een vereenvoudigde vorm van weergave met inbegrip van oplichtingen bijvoorbeeld en die alleen de positie van gedetecteerde doelen aanduidt, verschaft worden. Een dergelijke weergeefinrichting zal met voordeel door op de leiding 127 van de eenheid 120 ontvangen signalen gestuurd worden ten einde de werkmode aan te duiden waarin elk dergelijk doel gedetecteerd wordt zodat het bepaalde doeltype daarom aangeduid wordt.

Figuur 9 geeft een schematische doorsnede volgens de in figuur 2 aangegeven lijn IX-IX die een wijze aangeeft waarin het zend en ontvangstelsel 20 uitgevoerd kan zijn. De antenne 20 kan op een steuneenheid 130 gemonteerd zijn die een diameter van bijvoorbeeld 500 millimeter heeft. Het zenddeel 20A van de antenne is langs een diameter van de cirkel geplaatst en heeft een smalle langwerpige vorm ten einde de bij T gestreept aangegeven en vereiste bundel-vorm op te wekken.

Ten einde het beschikbare gebied in de antennesteuneenheid 130 optimaal te gebruiken is het ontvangdeel van de antenne in vier bij 20-R1, 20-R2, 20-R3 en 20-R4 aangegeven delen uitgevoerd. Deze delen ontvangen daarom respectievelijk ontvangpatronen, die met S1, R2, R3 en R4 gestreept aangegeven zijn, en daarom in zijn geheel een met de vorm van het uitgezonden bundelpatroon overeenkomend responsiepatroon teweegbrengen.

Figuur 10 geeft aan hoe de zend en ontvangdelen van de antenne op juiste wijze onder een hoek staan ten opzichte van elkaar. Op deze wijze convergeren de bundels in het gebied van de reflector 18.

Figuur 11 geeft aan op welke wijze de vier ontvangdelen 20-R1, 20-R2, 20-R3 en 20-R4 respectievelijk via de ontvangingangs-eenheden 108A, 108B, 108C en 108D verbonden zijn met een multiplex-eenheid 150 binnen de ontvangverwerkingsschakeling 106 van figuur 8.

De reflector 18 moet in staat zijn om de bundel in elke van zijn 90° gescheiden oriëntaties te reflecteren, en dit bepaalt daarom zijn totale afmeting. In feite moet zijn diameter ten minste zo groot zijn als de grootste afmeting (zie figuur 1) van de bundel. Dit feit bepaalt de afmeting van de apparatuur en in het bijzonder de voor de antennes beschikbare ruimte. Daar de bundelbreedte van een antenne omgekeerd afhankelijk is van zijn openingshoek, zal een enkelvoudige ontvangantenne van in wezen dezelfde afmeting als de antennesteuneenheid 130 een kleine bundelafmeting hebben, waarvan de twee afmetingen elk in wezen gelijk zijn aan de kleinste bundelafmeting. Dit zal daarom onbevredigend werken. De aangegeven meervoudige ontvangantennes komen dit probleem te boven daar zij tezamen gebruik maken van in wezen de gehele ruimte op de antenne-steuneenheid 150 en ontvangpatronen teweegbrengen die tezamen het geheel van de uitgezonden bundel bestrijken. Tegelijkertijd heeft elke ontvangantenne een afmeting vier maal zo groot als de maximale afmeting die een enkelvoudige ontvangantenne kan hebben ten einde het geheel van de gereflecteerde bundel te ontvangen. Daar de afmeting van een ontvangantenne de sterkte van het ontvangen signaal (die op zijn beurt de gevoeligheid van het stelsel bepaalt) bepaalt, ontvangt elke eenheid van de vier ontvangingangseenheden een signaalsterkte vier maal zo groot als een enkele met de enkelvoudige ontvangantenne verbonden ontvanger zou doen. Daarom verschaft de inrichting een viervoudige toename in gevoeligheid zonder een toename in de totale afmeting van de apparatuur.

De inrichting is niet beperkt tot het detecteren van doelen van de twee beschreven typen. De inrichting kan, wanneer hij zich in B mode bevindt, bijvoorbeeld op zee gebruikt worden om schepen te detecteren.

Claims (18)

1. Radarinrichting voor het opwekken van twee radar "bundels vanuit een enkelvoudig antennestelsel, met het kenmerk, dat de "bundels ten opzichte van het antennestelsel verschillende dwarsdoorsnedevormen (A, b) hebben.

2. Radarinrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de inrichting een enkelvoudig aftastbaar zendantennestelsel (18, 20) heeft en hieruit in twee verschillende werkmodi de twee radar "bundels kan opwekken.

3. Radarinrichting volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat de dwarsdoorsnedevormen van de twee in de twee werkmodi respectievelijk opgewekte radarbundels dezelfde zijn, maar dat de ene over in wezen 90° ten opzichte van de andere gedraaid is.

4· Radarinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door een enkelvoudig zendantennestelsel (20) dat een radarbundel van smalle langwerpige vorm afgeeft, een reflector (18) om de bundel in een doelgebied te reflecteren, een eenheid (12) om het antennestelsel (20) en de reflector (18) gezamelijk te draaien ten einde de uitgezonden bundel over ten minste een deel van het gebied aftastend te bewegen, en een eenheid (2é, 28) om de reflector (18) ten opzichte van het antennestelsel (20) te draaien ten einde de gereflecteerde bundel tussen twee posities te keren en om de radarinrichting tussen overeenkomstige werkmodi om te schakelen.

5. Radarinrichting volgens conclusie 4, m e t het kenmerk, dat .het antennestelsel (20) is gemonteerd om met zijn bekrachtigingsschakeling te draaien waarop geen hoogfrequente aansluitingen zijn gemaakt.

6. Radarinrichting volgens conclusie 4 of 5,met het kenmerk, dat het antennestelsel (20) en de reflector (18) zijn gemonteerd voor een gezamelijke draaiing rond dezelfde as als de as waardoor de reflector ten opzichte van het antennestelsel kan bewegen.

7. Radarinrichting volgens conclusie 6, m e t het kenmerk, dat het antennestelsel (20) symmetrisch ten opzichte van de as is aangebracht ten einde de bundel in de richting van de as uit te zenden, en dat een stuurbare montage-eenheid (24 tot 48) is aangebracht om de reflector (18) op de as te monteren ten einde de uitgezonden bundel te ontvangen, waarbij het reflectie-oppervlak van de reflector (18) onder een hoek staat tot de as door draaiing rond een tweede as loodrecht op die as waardoor de gereflecteerde bundel in de richting van een derde as in wezen loodrecht op beide eerste en tweede assen gereflecteerd wordt.

8. Radarinrichting volgens conclusie 7» m e t het kenmerk, dat de montage-eenheid (24 tot 48) de reflector (18) over in wezen 90° draait rond de eerste as ten opzichte van het zendantennestelsel waardoor de radarinrichting tussen de twee werk-modi omgeschakeld wordt.

9. Radarinrichting volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat de stuurbare montage-eenheid (24 tot 48) middelen bevat om de hoekpositie van de reflector te sturen ten opzichte van de tweede as en ten opzichte van het antennestelsel zodat de hoek (indien aanwezig) tussen de richting van de gereflecteerde bundel en de derde as bijgeregeld wordt.

10. Radarinrichting volgens één der conclusies 7 tot 9» met het kenmerk, dat de stuurbare montage-eenheid (24 tot 48) bevat een steunstuk (34? 40? 42) dat de reflector (18) draagt voor een hoekbeweging ten opzichte van de eerste en tweede assen, en eerste en tweede electrische motoren (26, 28) die respectievelijk aangesloten zijn om de reflector (18) rond deze twee assen te draaien.

11. Radarinrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het steunstuk een frame (34) bevat dat een stuuras (38) voert die uitgelijnd is met de tweede as en die stijf verbonden is aan de reflector (18) zodat een hoekbeweging van het doet frame rond de eerste as de reflector (18) daaronudraaien, waarbij de stuuras (38) ten opzichte van de tweede as kan draaien zodat een dergelijke draaiing de reflector (18) rond die as doet draaien. .

12. Radarinrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de twee motoren (26, 28) zodanig zijn ingericht dat de uitgangsas (30) van één van hen het frame draait rond de eerste as, en de uitgangsas (44) van de andere de stuuras rond de tweede as draait.

13. Radarinrichting volgens één der conclusies 4 bot 12, met het kenmerk, dat het zendantennestelsel een daarbij behorend ontvangantennestelsel heeft waarop reflecties van doelen in het doelgebied worden gereflecteerd door de reflector, zoals een aantal afzonderlijke ontvangantennes (20-R1, 20-R2, 20-R3 en 2O-R4) waarvan de respectievelijke bundelpatronen elk overeenkomen met een deel slechts van het gebied van het uitgezonden bundelpatroon.

14. Radarinrichting voorzien van een basis (10), op de basis gemonteerde mechanische aandrijfmiddelen (12), een zend/ontvang-eenheid (14) die op de basis is gemonteerd zodat hij ten opzichte van de basis door de aandrijfmiddelen hoeksgewijs bewogen kan worden rond een eerste as die verticaal verloopt wanneer de basis (10) op een horizontaal vlak staat, waarbij er geen hoogfrequente verbindingen naar de zend/ontvangeenheid gaan, een op de zend/ont-vangeenheid (14) gemonteerd en daarmee draaiend zend en ontvang-antennestelsel (20) dat een radarbundel afgeeft die in dwarsdoorsnede een voorafbepaalde langwerpige vorm heeft, een reflector (18) en een montage-eenheid die de reflector (18) boven het antennestelsel (20) monteert onder een hoek zowel tot de verticale als tot de horizontale as ten einde de uitgezonden bundel te ontvangen en om deze volgens een in het algemeen horizontale richting te reflecteren in een doelgebied, met het kenmerk, dat de montage-eenheid (24 tot 48) de reflector (18) zodanig draagt dat deze gelijk met de hoekbeweging van de zend/ontvangeenheid (14) draait rond de verticale as en hierbij de gereflecteerde bundel over het doelgebied aftastend beweegt, welke eenheid eveneens de reflector (18) over in wezen 90° draait ten opzichte van de verticale as en ten opzichte van het antennestelsel (20) waardoor de gereflecteerde bundel over een overeenkomstige hoek gezwaaid wordt waardoor de radarinrichting tussen eerste en tweede werkmodi omgeschakeld wordt.

15. Radarinrichting volgens conclusie 14) m e t het kenmerk, dat de montage-eenheid eveneens middelen bevat om bij het zwaaien van de reflector pver in wezen 90° ten opzichte van de verticale as en ten opzichte van de zend/ontvangeenheid, een gelijktijdige verschuiving uit te voeren rond de horizontale as en ten opzichte van het antennestelsel (20) ten einde een overeenkomstige verschuiving in de richting van uitzending van de gereflecteerde bundel te maken.

16. Radarinrichting volgens conclusie 14 of 15, voorzien van een radome (22) die de reflector (18) omsluit en boven het antennestelsel (20) is gemonteerd ten behoeve van een draaiing daarmede rond de verticale as,met het kenmerk, dat de montage-eenheid bevat eerste en tweede stapmotoren (26, 28) die vanuit de radome (22) boven de reflector (18) gedragen worden, terwijl de uitgansassen (30, 44) van de motoren zich uitstrekken uitgelijnd met elkaar en met de verticale as, waarbij de uitgangsas (30) van de eerste motor (26) hol is en stijf is met een frame (34) dat een stuuras (38) draagt die rond de horizontale as kan draaien en stijf verbonden is met de reflector (18) zodat een hoekbeweging van de uitgangsas (30) van de eerste motor (26) het frame (34) doet draaien en dus de reflector (18) rond de verticale as, en waarbij de uitgangsas (44) van de tweede motor (28) vrij door de holle uitgangsas (30) van de eerste motor (26) loopt en gekoppeld is met de stuuras (28) waardoor die as rond de horizontale as gedraaid wordt waardoor de reflector (18) rond die as gezwaaid wordt.

17. Werkwijze voor het detecteren van eerste en tweede typen van radardoelen in een voorafbepaald doelgebied, omvattende de stappen van het uitzenden van een radarbundel van voorafbepaalde langwerpige dwarsdoorsnedevorm op een reflector (18) die de bundel in het doelgebied reflecteert waarbij de bundel een eerste voorafbepaalde oriëntatie ten opzichte van het doelgebied heeft, en het zwaaien van de uitgezonden bundel en de reflector (18) tezamen rond een voorafbepaalde as ten einde de gereflecteerde bundel over ten minste een deel van het doelgebied aftastend te bewegen, gekenmerkt door de stappen van het verschuiven van de reflector (18) ten opzichte van de uitgezonden bundel over een voorafbepaalde hoekafstand ten opzichte van een met de uitgezonden bundel uitgelijnde as ten einde aan de gereflecteerde bundel een tweede verschillende voorafbepaalde oriëntatie ten opzichte van het doelgebied te geven, en vervolgens het bewegen van de uitgezonden bundel en de reflector (18) tezamen opnieuw rond de as ten einde de gereflecteerde bundel over ten minste een deel van het doelgebied aftastend te bewegen, waarbij de eerste en tweede voorafbepaalde richtingen van de bundel ten opzichte van het doelgebied geschikt zijn om doelen respectievelijk van het eerste en tweede type te detecteren.

18. Werkwijze volgens conclusie 17i m e t het kenmerk, dat het doel van het eerste type een snel bewegend doel is met kleine doorsnede (zoals een vliegtuig of raket c.q,. projectiel), waarbij de eerste voorafbepaalde oriëntatie een oriëntatie is waarin de langwerpige afmeting van de gereflecteerde bundel in wezen verticaal verloopt, en het doel van het tweede type een doel met betrekkelijk grotere doorsnede is die onderbroken aanwezig is in een betrekkelijk langzaam 'bewegende positie (zoals de rotorbladen van een helicopter bijvoorbeeld), waarbij in een dergelijk geval de tweede voorafbepaalde oriëntatie van de bundel een oriëntatie is waarin de langwerpige as afmeting van de gereflecteerde bundel in wezen horizontaal verloopt.