SE456203B - Monopulsmatare for sendning och mottagning av radarsignaler inom tva fran varandra skilda frekvensband - Google Patents

Description

456 203 I utförandet enligt c) är den största nackdelen att en av matarna (vanligen den för den högre frekvensen) måste placeras i den yttre fokalpunkten. Detta medför att antennens djup ökar betydligt samtidigt som mataren, dess stöd och tilledningar minskar antennens strålningsyta. Dessutom ger de långa ledningarna till mataren förluster.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning eliminerar helt eller delvis ovannämnda nackdelar därigenom att en och samma matarenhet givit en sådan utforming att radar- signaler inom båda frekvensbanden kan sändas eller mottages av enheten. Ändamålet med uppfinningen är således att åstadkomma en monopulsmatare ingående i ett antennreflektorsystem vilken utgör en kombination av två matare för de båda frekvensbanden, där mataren för det högre frekvensbandet är placerad innanför mataren för det lägre frekvensbandet.

Uppfinningen är därvid kännetecknad så som framgår av patentkravets l känne- tecknande del.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar.

Figur l visar ett antennsystem av känt slag enligt c) ovan; Figur 2-5 visar närmare utseendet av mataren ingående i systemet enligt figur l; Figuró visar ett antennsystem liknande det enligt figur l, innehållande en matare enligt uppfinningen; Figurerna 7-11 visar närmare utseendet av mataren enligt föreliggande upp- finning; .Figurerna 12 och 13 visar en anpassning av mataren enligt figur 7. 456 203 UTFÖRINGSFORMER Innan monopulsmataren enligt uppfinningen närmare skall beskrivas, beskrivs först kortfattat ett känt matarsystem enligt figurerna 1-5.

Figur 1 visar ett Cassegrainantennsystem med tvâ matare l och 2 placerade pa visst avstånd fràn varandra. Mataren 1 är av mindre dimension än mätaren 2 och används för sändning/mottagning av signaler inom Ka-bandet, medan mataren2 används för signaler inom X-bandet. Matarenl är placerad i fokalpunkten hos en paraboloidreflektorš och är ansluten till komparator- kretsar 5, för att pa känt sätt bilda summa- och skillnadssígnaler i höjd- och sidled.

Mataren 2 är placerad i en av brännpunkterna hos en hyperboloidreflektor ä vars andra brännpunkt sammanfaller med fokalpunkten hos paraboloidreflector 3.

Mataren 2 är ansluten till komparatorkretsar 6.

Mataren l är vertikalpolariserad och mataren 2 är horisontalpolariserad. Vidare är paraboloidreflektorn 3 polarisationsvridande 900 pâ X-bandet och hyperbo- loidreflektorn 4 reflekterande för horisontell polarisation och transparent för vertikal polarisation. Härigenom fås en uppdelning av de inkommande radar- signalerna för de olika frekvensbanden vid mottagning. De mottagna signalerna omformas och anpassas för att anslutas till fyra vàgledare. Signalerna i dessa leds till (en) ovannämnda komparatorkretsar i ett monopulspaket där summa~ och skillnadssignaler i höjd och sida bildas.

Figur 2 visar närmare i vy framifrån den kända matarens l mynning med tva vàgledaröppningar ll, l2. Figur 5 visar i ett längssnitt anpassningssektionen hos mataren enligt figur l, där ena öppningen 12 överger till tva vägledare 22, 24.

Figur 3 visar ett tvärsnitt av vàgledarsektionen 7 av vilken det framgår att de bada mynningsöppningarna ll, 12 övergår till fyra vagledare 21, 23 resp 22, 24.

Figur 4 slutligen visar ett längssnitt av monopulsmataren utmed anpassnings- sektionen i ett längssnitt 9Û° relativt längssnittet enligt figur 5. 456 203 Mataröppningens dimensioner bestäms huvudsakligen av våglängd och öpp- ningsvinkel enligt ekvationen d: k .Å Sing! där Ä: våglängden, ß: halva öppningsvinkeln, k 0,8 för d = dE (E-planet) och k 1,0, för d = dH (H-planet) jfr figur 4 respektive figur 5. Matarens öppnings- dimensioner är alltsa omvänt proportionella mot frekvensen.

Den kombinerade mataren enligt föreliggande uppfinning kan exempelvis vara placerad i den inre fokalpunkten hos ett tvàbands cassegrainreflektorsystem och kan användas för bada frekvensbanden (Ka- och X-bandet). Figur 6 visar ett sadant system med en monopulsmatare 8 enligt uppfinningen. Mataren 8 är via en vagledarsektion9 ansluten till komparatorkretsar för vardera frekvens- bandet. Det högre frekvensbandets komparatorkretsar5 'är placerade mellan det lägre frekvensbandets vagledare, vilka är anslutna till komparatorkretsar 6.

Beteokningarna för antennsystemets reflektorer är samma som figur l. Mata- rens halva öppningsvinkel för de bada frekvensbanden är betecknad .

Figur7 visar i vy framifrån mynningsdelen hos monopulsmataren enligt upp- finningen. Denna har tva i detta fall rektangulära mataröppningar Bla och 8lb för den lägre frekvensen. Mattet E är därvid samma som i figur 2. Jämfört med öppningarna i den kända mataren enligt figur 2 har mataröppningarna 8la, Blb en smalare dimension i E-planet för att ge plats för ytterligare tva öpp- ningar 82a, B2b för den högre frekvensen. Da mattet E skall vara oförändrat för att samma öppningsvinkel Zø som i figur 2 skall bibehallas (samma antenn- reflektorformar skall bibehallas), sätts en gräns för hur mycket plats som kan skapas för öppningsparet 82a, 82b. Vidare kan bredden hos öppningarna Bla, 8lb ej vara hur liten som helst p.g.a. anpassningsskäl och effekttalighetsskäl. Enligt ovan är mattet dl omvänt proportionellt mot frekvensen hos radarsignalen.

Detta medför att i praktiken det övre frekvensbandet maste vara minst 3-4 ganger högre än det lägre frekvensbandet för att fa god funktion hos bada banden. Med reducerade data kan kvoten minskas till cza 2.

Figur 8 visar närmare tvärsnittet av vagledarsektionen hos mataren enligt upp- finningen. Vagledarna med öppningarna 9la, 9lb, 92a, 92b utgör matningsvâg- o. wc»- .nu 456- 203 ledare för det lägre frekvensbandet (X-bandet) och leder de vagledarmoder som vid mottagning inkommer och som bildats i mataröppningarna Bla, Blb, figur 7.

Vagledarna med öppningarna 93a, 93b, 9lla, 94b utgör matningsvâgledare för det högre frekvensbandet (Ka-bandet) och leder de moder som vid mottagning inkommer och som bildas vid mataröppningarna 82a, 82b, figur 7. l figur 9 visas mataren enligt uppfinningen utefter snittet A-A enligt figur 8.

Den övre delen av mataren enligt figur 9 utgör själva mataröppningen och dimensionen hos vagledarna, vilkas tvärsnitt visas, motsvarar bredden hos öppningarna Bla,b och 82a,b enligt figur 7. Nedre delen av mataren utgör vagledarsektionen och dess dimensioner motsvarar de enligt figur 8. Mellan matarsektion och vagledarsektion finns en anpassningssektion l0la,b och l02a,b för att dela upp mataröppningarna 8la och Blb i fyra vagledare 9la,92a respektive 92a, 9lb i vâgledarsektionen. Pa liknande sätt uppdelas i anpass- ningssektionen mataröppningarna 82a och 82b i de fyra vagledarna 93a,9¿+a respektive 91:e, 93b (figur 8).

Figur 10 visar mataren utefter det längsgaende snittet B-B i figur 9. Vagledar- väggen 105 avskíljer de bada vagledarna 9la, 9Za enligt figur 8. l vägleder- sektionen är anpassningssteg l03a, l03b och lÛlia, l04b anordnade pa den yttre vagledarväggens inre yta. Figur ll visar i snittet C-C enligt figur 9 mot- svarande anpassnlngssektion för det högre frekvensbandets vagledare 93a,b och 94a,b. Tvärsnittsdimensionerna hos respektive vagledaravsnitt (dvs. 9la,b, 92a,b och 93a,b, 94a,b) är lämpligen av standardrnatt för direkt anslutning till yttre vagledare mot respektive komparatorkretsar.

För elektrisk anpassning av matarens portar krävs trimning av mataren. Detta kan utföras pa känt sätt medelst kapacitiva och induktiva bländare i anpass- ningssektionen.

Justering av anpassning och av stralningsdata kan sasom är visat i figurerna 12 och 13 utföras medelst en plat 13 mellan de bada mindre öppningarna 82a, 82b utefter den längsgående symmetrilinjen pa matardelens övre yta. Flänsen eller platen 13 har främst till uppgift att förhindra strålning till eller fran nagon av öppningarna 8la,b, 82a,b att sprida sig till angränsande öppningar. 456 203 Genom integreringen av båda matarna i en tvàbands monopulsrnatare till en enda matare placerad i den inre fokalpunkten i antennreflektorsysternet behövs ingen yttre matare, vilket bl a medför att antennens djup inte ökas. Tilled- ningarna till den integrerade mataren kan göras korta med lägre lednings- förluster som följd. Med den föreslagna mataren fas dessutom sammanfallande lobríktningar.

Claims (3)

456 203 7- PATENTKRAV

1. l. Monopulsmatare för sändning och mottagning av radarsignaler inom tva fran varandra skilda frekvensband (X- resp Ka-banden), vilken är avsedd att anordnas i den inre fokalpunkten hos företrädesvis ett tvabends cassegrain- reflektorsystem, varvid mataren (8) utgörs av en för bada frekvensbanden gemensam mynningsdel, en anpassningsdel samt en vagledardel för anslutning av ' mataren till yttre vagledare (7), k ä n n e t e c k n a d av att matarens myn- ningsdel uppvisar ett i samma plan anordnade första och andra par öpp- ningar (Bla,Blb resp 82a,82b) för sändning/mottagning inom det ena respektive det andra frekvensbandet, varvid tvärsnittsdimensionen hos öppningarna i vardera paret är lika, att matarens anpassningsdel (lUla, lUlb resp l02a, 102b) utgörs av för vardera paret öppningsdelar utformad vagledardel, vilken ansluter sig till respektive mynningsdel och till matarens vagledardel (9la, 9lb resp 93a, 93b) för uppdelning av de bada parens öppningar (Bla, Blb resp 82a, 82b) i vardera fyra vägar till matarens vagledardel.

2. Monopulsmatare enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda par öppningar är av fyrkantform, varvid det ena parets öppningar (8la,8lb) för det lägre frekvensbandet är utformade parallellt och i närheten av matarens längsgaende kanter med ett visst inbördes avstand (dl), samt att det andra parets öppningar (82a,82b) för det högre frekvensbandet är utformade mellan de bada öppningarna i det första paret och med ett visst inbördes andra av- stand (dz).

3. Monopulsmatare enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda par öppningar är av rektangulär form.