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Radaranlage mit veränderlicher Strahlenbündelbreite Die Erfindung
bezieht sich auf eine Impulsradaranlage, deren Strahlungscharakteristik sich durch
Zusammenfassung mehrerer Einzeicharakteristiken mit einstellbarem Ampiitudenverhältm.s
unterschiedlich stark bündeln läßt.
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Bei bekannten Anlagen dieser Art kann wahlweise eine untere Überdeckung,
eine obere Überdeckung oder eine Gesamtüberdeckung des vom Erdboden aus zu überwachenden
Luftraumes erfolgen. Die untere Überdeckung arbeitet mit größter Bündelung und damit
größter Feldstärke und ermöglicht somit die Überwachung auf entferntere Objekte.
Die obere Überdeckung arbeitet mit schwacher Bündelung bei geringerer Feldstärke
und dient der Feststellung näher gelegener Objekte in großer Höhe. Die Einzelcharakteristiken
werden durch zwei vor einem gemeinsamen Parabolspiegel angeordnete Strahler hervorgerufen.
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Itennzeichen für die Erfindung sind in dem gegebenen Zusammenhang
eine Hauptantenne für ein Hauptempfangsstrahlenbündel und ein Hillfsantennensystem
für zwei Nebenempfangsstrahl enbündel, deren Richtungen zu beiden Seiten der Richtung
des Hauptempfangsstrahlenbündels liegen und welche sich mit dem Hauptempfangsstrahlenbündel
überlappen, derart, daß durch substraktive Überlagerung der in dem Hauptantennensystem
und der in dem Hilfsantennensystem empfangenen Signale die -effektive Empfangs strahlenbündeibreite
verringert wird, ferner Schaltungen für eine synchron mit der Impulsfolgefrequenz
verlaufende Veränderung des Verhältnisses der Amplituden am Ausgang der beiden Antennensysteme,
welche bewirken, daß das Amplitudenverhältnis mit dem Abstand der Ziele, deren Echos
empfangen werden, sich ändert.
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In der erfindungsgemåßen Anlage wird die Bündelbreite in Abhängigkeit
von dem Zielabstand selbsttätig variiert, es ist deshalb z. B. möglich, unabhängig
von der etwaigen Elevationseinstellung die effektive Strahlenbündelbreite für nahe
Ziele zu verringern, so daß eine bessere Winkelunterscheidung möglich ist und Stör«ngszeichen,
welche von nahe liegenden Gegenständen reflektiert werden, ausgeschaltet sind; dagegen
kann für entfernte Ziele eine größere Bündel breite angewendet werden, so daß wegen
der häufigeren Beaufschlagung mit Meßimpulsen auch solche entfernt liegenden Ziele
mit Sicherheit festgestellt werden können, welche nach der Radarempfangsantenne
nur schwache Echos schicken.
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Die Figuren zeigen Ausführungsformen der Erfindung bzw. erläuternde
Diagramme. Es stellen dar: Fig. 1. 2 und 3 Diagramme des Verlaufs von Bündelbreite,
Verstärkung und Verstärkervorspannung in Abhängigkeit vom Zielabstand,
Fig. 4 ein
Blockschema einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radargeräts, Fig. 5 ein
Schaltschema eines Teils des Radargeräts nach Fig. 4, Fig. 6 Richtstrahidiagramme,
Fig. 7 das Schema eines abgeänderten Antennensvstems.
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In Fig. 1 stellt die ausgezogene, aus geradlinigen Stücken zusammengesetzte
Kurve 10 den Verlauf der Bündeibreite eines Radarstrahls in Abhängigkeit vom Zielabstand
dar, wie er bei Impulsradarrundsichtanlagen unter Umständen erwünscht ist. Bis zu
dem Zielabstand Rj bleibt die Bündelbreite konstant; diese Konstanz ist durch den
horizontalen Abschnitt 11 der Kurve 10 ausgedrückt. Das Bündel ist in diesem Bereich
verhältnismäßig eng. Im Falle von Marine- oder Küstenradaranlagen entspricht der
Zielabstand R1gewöhnlich der maximalen Reichweite der Seegangsreflexe. Außerhalb
des Zielabstandes RL bis zu der maximal möglichen Reichweite des Radargeräts nimmt
die Bündelbreite nach und nach zu, und zwar bis zu einem Maximalwert, der durch
die gestrichelte Linie 12 angedeutet ist. Die strichpunktierten Linien 13 und 14
repräsentieren zwei weitere mögliche Zusammenhänge zwischen Bündelbreite und Zielabstand.
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Für den Fall, daß der durch die Linie 13 dargestellte Zusammenhang
existiert, erreicht die Bündelbreite ein Maximum bei einem Zielabstand R2, welcher
kleiner ist als die maximale Reichweite R2 des Radargeräts Jenseits dieses Abstands
behält die Bündelbreite den durch die gestrichelte Linie 12 angegebenen Maximalwert
bei. Wenn der durch die Linie 14 gekennzeichnete
Zusammenhang vorliegt,
so ist die Bündelbreite auch bei maximaler Reichweite noch verhältnismäßig eng,
verglichen mit der durch die Linie 10 und 13 angegebenen Bündelbreite.
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Um einen Radars trahl von veränderlicher Bündelbreite zu erzeugen,
rüstet man das Radargerät, welches in Fig. 4 dargestellt ist, mit einer Hauptempfangsantenne
20 aus; diese Hauptempfangsantenne umfaßt ein Antennenglied 21, etwa einen Hornempfänger
oder einen Dipol, welcher einem Reflektor 22 zugeordnet ist. Außerdem ist es mit
zwei Hilfsantennen ausgerüstet, nämlich mit zwei Antennengliedern 23 und 24, welche
einem Reflektor 25 zugeordnet sind. brenn auch in n diesem Ausführungsbeispiel getrennte
Reflektoren 22 und 25 vorgesehen sind, so wird in der Praxis doch häufig ein gemeinsamer
Reflektor für sämtliche Antennen vorgesehen. Ein Sender 26 erzeugt kurzdauernde,
sich wiederholende NIikrowellenimpulse, und zwar zu Zeitpunkten, welche durch von
einem riggerimpulsgenerator 27 gelieferte Triggerimpulse bestimmt sind. Diese Niikrowellenimpnlse
werden der Hauptantenn, e 20 über eine Simultanantennenschaltung 28 zugeführt. Nach
Wunsch kann auch eine eigene Sendeantenne vorgesehen werden.
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Echoimpulse, welche - durch Reflexion an irgendwelchen entfernten
Zielen erzeugt werden, werden in der Hauptantenne 20 empfangen und über die Simultanantennenschaltung
28 nach einem Hochfrequenzempfänger und einer Frequenzwandlerschaltung 29 geleitet.
Vor dort gelangen sie nach einem Zwischenfrequenzverstärker 30. Die Ausgangsspannungen
des Zwischenfrequenzverstärkers 30 werden in einem Detektor 31 demoduliert; die
so gewonnenen Videosignale werden weiteren Signalen überlagert, wie noch zu beschreiben
sein wird. und einem Bildgerät 32 zugefiihrt.
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Die Hauptantenne 20 liefert einen Richtstrahl, welcher in Fig. 6a
und 6b durch die Kurven 40 schematisch dargestellt ist; in diesen Figuren ist die
Beziehung zwischen der Feldstärkenamplitude und der Winkelabweichung von der Achse
des Strahls dargestellt. Die beiden Hilfsantennen 23, 24 liefern Strahlenbündel,
welche unter bestimmten Winkeln zu beiden Seiten des Hauptstrahlenbühdels liegen.
Die Hilfsstrahlenbündei sind durch Kurven 41 und 42 in der Fig. 6 a dargestellt,
und zwar geben diese Kurven den Zusammenhang zwischen der Feldstärkenamplitude an
den Antennengliedern 23 und 24 in n Abhängigkeit von dem Richtungswinkel wieder.
Die Kurven 41 und 42 überlappen sich in der Mitte des Hauptstrahlenbündels 40. Die
am Ausgang der beiden Antennenglieder 23, 24 auftretenden Ausgangsspannungen werden
iII einer einfachen Wellenleiterverzweigung 43 oder in einer Hy-bridverzweigung,
etwa einem magischen T-Glied, einander überlagert und sodann einem Ilochfrequenzempfänger
und Frequenzwandler 44 zugeführt. Die Antennenspeiseleitungen 45, 46, welche von
den Antennengliedern 23 bzw. 24 nach der Wellenleiterverzweigung 43 führen, haben
unterschiedliche Länge oder sind derart verdrillt, daß die von den beiden Antennengiedern
kommenden Hochfrequenzsignale in ihrer Phase entgegengesetzt sind, wenn sie überlagert
werden. Es wird daher in der Gegend der Achse des Hauptstrahls 40 der Ausgang des
einen Antennengliedes 23 durch den des anderen Antennengliedes 24 ausgelöscht, so
daß nach der Überlagerung der Ausgang beider Antennenglieder den durch die Kurve
47 in Fig. 6b angedeuteten Verlauf nimmt, welcher zwei NIaxima und eine scharfe
Nullstelle in der Achse des Hauptstrahlen-
bündels 40 besitzt. Wenn die Antennenglieder
23, 24 im Abstand voneinander in derjenigen Ebene liegen, in der das Strahlenbündel
die Form eines scharf abgegrenzten Richtstrahls haben soll, so hängt die Phasenbeziehung
zwischen den durch die beiden Antennenglieder empfangenen Signalen von der Richtung
ab, aus der die Signale empfangen werden. Wenn jedoch die Anschlüsse nach der Wellenleiterverzweigung
43 so gestaltet sind, daß eine Phasenverschiebung um 180C' vorliegt, wenn die Signale
aus der der Achse des Hauptstrahl enbündels 40 entsprechenden Richtung empfangen
werden, so ist es unerheblich, ob die Signale, welche aus Richtungen empfangen werden,
die außerhalb der Achse des Hauptstrahls liegen, genau in Phase liegen oder nicht.
Tatsächlich tritt nämlich infolge einer derartigen Phasenverschiebung eine verschärfte
Abgrenzung des durch das gesamte Empfangssystem abgetasteten Gebiets ein.
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Der Einengung des Umrisses des abgetasteten Gebietes ist eine Grenze
gesetzt dadurch, daß das Radarbild eines schwach reflektierenden Zieles schwächer
wird, wenn die Zahl der von diesem Ziel zurückgeworfenen und empfangenen Echoimpulse
sehr klein wird. Wenn man eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Richtung
eines solchen schwach reflektierenden Zieles erreichen will - diese Genauigkeit
in der Richtungsbestimmung ist von dem maximal erreichbaren Winkel auflösungsvermögen
wohl zu unterscheiden -, so werden die Hilfsantennen so eingestellt, daß sie eine
scharfe Nullstelle ergeben. Durch Umschalter werden die in der Hauptantenne empfangenen
Signale abgeschaltet; die Polarität der von den Hilfsantennen gelieferten Signale
wird umgedreht, so daß diese Signale auf dem Bildschirm des Radargeräts erscheinen.
Die dadurch entstehenden Bilder der Echoimpulse auf dem Radarschirm entsprechen
zwar einer etwas größeren Winkelbreite als diejenigen Bilder, welche die in der
Hauptantenne empfangenen Signale liefern; dafür entsteht aber im Zentrum des Echobildes
eine scharfe Nullstelle, aus der die Richtung des Echos sehr genau abgelesen werden
kann. Da die effektive Strahlenbündelbreite größer ist, ist die Radarempfindlichkeit
gut. Da die Nullstelle in der n'lit,te des Echobildes annähernd dem Wert Null des
Signalempfangs entspricht, kann auch die Richtung von sehr stark reflektierenden
Zielen abgelesen werden, deren reflektierte Impulse den Empfänger in den Sättigungsbereich
aussteuern. Der resultierende Amplitudenwert in der Mittelachse liegt um so näher
bei Null, je genauer die Phasenbeziehung der in den Hilfsantennen empfangenen Signale
an der Stelle der Überlagerung stimmt. Wenn die ideale Phasenbeziehung nicht vorliegt,
so wird freilich nur die Schärfe der Nullstelle, nicht aber deren Winkellage beeinträchtigt.
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Die von der Hochfrequenzempfänger- und Frequenzwandlereinheit 44
gelieferte Ausgangsspannung wird einem Zwischenfrequenzverstärker 50 zugeleitet
und von diesem einem Detektor 51. Das durch die Demodulation in diesem Detektor
gewonnene Videosignal wird von der Ausgangsspannung abgezogen, welche in dem bereits
erwähnten Detektor 31 gewonnen wurde. Die Differenzbildung erfolgt in einer Subtraktionsschaltung
52, bevor die einander überlagerten Signale dem Bildgerät 32 zugeführt werden.
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Was durch diese Subtraktion der Signale hinsichtlich des effektiven
Umrisses des abgetasteten Gebiets bewirkt wird, läßt sich aus der Fig. 6c entnehmen.
In dieser Figur stellt die Kurve 53 die effektive Strahlenhündelbreite dar, welche
sehr viel geringer ist als die
des durch die Kurve 40 in Fig. 6
a dargestellten-Strahlenhündels. Die Verringerung der Strahlenbündelbreite wird
durch Veränderung der Amplitude des von der Hilfsantenne nach der Subtraktionsschaltung52
gelieferten Signals geregelt. Wenn von dieser Hilfsantenne keine Signale nach der
Subtraktionsschaltung geliefert werden, so behält das Strahlenbündel seine volle,
durch die Kurve 40 in den Fig. 6 a und 6b angedeutete Breite bei. Theoretisch kann
die Regelung der Strahlenbündelbreite entweder durch Regelung der Verstärkung in
dem Hauptempfangskanal oder in den Hilfsempfangskanälen oder in beiden erfolgen.
Vorzugsweise aber wird man die Verstärkung in dem Hauptempfangskanal auf einem Maximum
halten und die Verstärkung der Hilfsempfangskanäle verändern, so daß im Zentrum
des Hauptstrahienbündels stets eine maximale Empfindlichkeit erhalten bleibt.
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In Fig. 4 ist ein Regelspannungsgenerator 55 vorgesehen, in n welchem
für die Verstärkungsregelung des.
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Zwischenfrequenzverstärkers 50 und damit für die Regelung der Strahlenbundelbreite
Spannungen erzeugt werden. Tn Fig. 5 ist eine Schaltung eines solchen Regelspannungsgenerators
dargestellt. Dem Eingang 60 dieses Regeispannungsgenerators werden hohe positive,
kurz dauernde Triggerimpulse des Triggerimpulsgenerators 27 zugeführt, welche synchron
mit den Radarimpulsen des Senders sind. Diese Impulse kommen an ein Potentiometer
61 zu liegen, und ein Teil der an diesem Potentiometer liegenden Spannung wird über
einen Kondensator 62 nach einem Verzweigungspunkt geleitet. Von diesem Verzweigungspnnkt
führt ein erster Kreis über einen Widerstand 63 nach der Anode einer ersten Diode
64, während der zweite direkt nach der Anode einer zweiten Diode 65 führt. Die Katode
der Diode 64 ist an eine Verstärkungsregelungsleitung 66 angeschlossen, welche mit
der einen Elektrode eines Kondensators 67 verbunden ist. Die andere Elektrode dieses
Kondensators ist geerdet. Die Verstärkungsregelungsleitung 66 führt nach dem Ausgang
68 des Regelspannungsgenerators. Der Katode der Diode 65 ist mit der einen Klemme
eines Kondensators 69 verbunden, dessen andere Klemme geerdet ist, und außerdem
auch über einen variablen Widerstand 70 mit einer Spannungsquelle von verhälstnismäßig
hohem negativem Potential, etwa von - 100 Volt. Diejenige Klemme des Kondensators
62, welche mit dem Widerstand 63 und der Anode der Diode 65 verbunden ist, ist außerdem
über einen Widerstand 71 mit einer zweiten negativen Vorspannungsquelle verbunden,
deren negatives Potential geringer ist als das der erstgenannten Spannungsquelle,
nämlich etwa - 10 Volt.
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Die Verstärkungsregelungs, leitung 66 und damit die Katode der ersten
Diode 64 ist mit der Anode einer dritten Diode 72 verbunden, deren Katode mit der
Katode der zweiten Diode 65 verbunden ist. Die Katode der ersten Diode 64 ist außerdem
mit der Anode einer vierten Diode 73 verbunden; die Katode dieser vierten Diodeliegt
auf einemkleinenVorspannungspotential von etwa Volt. Außerdem ist die Katode dieser
vierten Diode 73 über einen Kondensator 74 geerdet.
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Wenn an das Potentiometer 61 ein positiver Impuls gelangt, so erreicht
dieser Impuls über den Kondensator 62 und die erste Diode 64 die Verstärkungsregelungsleitung
66 und lädt den Kondensator 67 rasch positiv auf. Wenn das an der Verstärkungsregelungsleitung
liegende Potential gleich dem an der Katode der Diode 73 liegenden, durch die Vorspannungsquelle
gelieferten Potential wird, so wird diese
Diode 73 leitend und unterbindet den -
weiteren Anstieg des an der Verstärkungsregelungsieitung liegenden Potentials. Im
gleichen Sinn wirkt auch der Spannungsabfall an dem Widerstand 63; dieser Spannungsabfall
darf jedoch nicht so groß sein, daß er den Anstieg des an der Verstärkungsregelungsleitung
liegenden Potentials bis auf den Wert des Vorspannungspotentials der Diode 73 verhindert.
Am Ende des Impulses behält die Verstärkungsregelungsleitung dieses Potential bei.
Das Potential an der Anode der Diode 64 dagegen fällt ab, und diese Diode wird nichtleitend.
In der Zwischenzeit läuft der Impuls auch durch die zweite Diode 65 hindurch und
lädt den Kondensator 69 positiv auf; da hier kein Begren-. zungswiderstand vorliegt,
erreicht der Kondensator 69 ein anderes, höheres Potential als die Verstärkungsregelungsleitung
66. Am Ende des Impulses wird die Diode 65 nichtleitend, und der Kondensator 69
beginnt nun, sich über den Widerstand 70 langsam. nach der negativen Vorspannungsquelle
zu entladen.
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Wenn das Potential des Kondensators 69 den Wert erreicht, den auch
das Potential der Verstärkungs-: regelungsleitung 66 besitzt, so wird die Diode
72 leitend, und das Potential der Leitung 68 beginnt zu fallen, während sich der
Kondensator 67 langsam über? den Widerstand 70 entlädt. Den Beginn der Leitfähigkeit
der Diode 72 läßt man mit der maximalen Reichweite zusammenfallen, bei der Seegangsreflexe
unterdrückt werden sollen. Um diese. Einstellung durchzuführen, variiert man die
Eingangs amplitude des Triggerimpulses durch Verstellen des Potentiometers 61. Die
Entladung des Kondensators 67 setzt sich so lange fort, bis die Verstärkungsregelungsleitung.
66 denjenigen Wert des Potentials erreicht hat, der durch die an den Anoden der
Dioden 64 und 65 liegende Vorspannung bestimmt ist, und letztere leitend wird.
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Der Widerstand 71, welcher zwischen der Anode der Diode 65 und der
negativen Vorspannung liegt, ist klein, verglichen mit dem veränderlichen Widerstand
70, so daß der Spannungsabfall an dem Widerstand 71 vernachlässigbar ist. Das Potential
der Verstärkungsregelungsleitung 66 bleibt daher auf dem Potential der an dem Widerstand
71 angeschlossenen Vorspannungsquelle. Dieses Potential ist so gewählt, daß es derjenigen
Vorspannung für den Empfangskanal des ISilfsantennensystems entspricht, bei dem
die Verstärkung vernachlässigbar klein ist. Durch eine Ver stellung des Widerstands70
erreicht man, daß sich der Verlauf der relativen Verstärkung des Empfangskanals
des Hilfsantennensystems verändert; man kann also durch Verstellung des Widerstands
70 den Abstand einstellen, bei dem maximale Strahlenbündelbreite eintritt.
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In Fig. 2 ist durch die ausgezogene Kurve 80 der Verlauf der Verstärkung
in Abhängigkeit von dem Abstand dargestellt, der notwendig ist, um einen Verlauf
der Strahlenbündelbreite zu erzeugen, wie die Linie 10 in Fig. 1 ihn zeigt. Die
strichpunktierten Linien 81 und 82 in Fig. 2 zeigen den Verlauf der Verstärkung
an, der erforderlich ist, um den durch die Linie 13 bzw. 14 der Fig. 1 dargestellten
Verlauf der Strahlenbündelbreite herbeizuführen. Um einen Verlauf der Verstärkung
zu erhalten, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, muß der Verlauf der Vorspannung des
Verstärkers 50 die Form der in Fig. 3 dargestellten Kurven annehmen; die ausgezogene
Kurve 83 stellt den Gang der Vorspannung dar, welcher der Kurve 80 der Fig. 2 entspricht;
die strichpu. nktierten Linien 84 und 85 entsprechen den strichpunktierten Linien
81 bzw. 82 der Fig. 2. Es ist ohne weiteres einzusehen,
daß die
in dem Regelspannungsgenerator der Fig. 5 erzeugten Spannungen dem in Fig. 3 dargestellten
Verlauf entsprechen müssen.
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Um für aile Abstände maximale Strahlenbündelbreite zu erhalten, braucht
man nur den Eingangsimpuls nach dem Eingang 60 der Schaltung der Fig. 5 zu unterbrechen.
Um minimale Strahlenbündelbreite für alle Abstände zu bekommen, muß man über den
Widerstand 71 die an die Dioden 64 und 65 gelegte Vorspannung auf den Spannungswert
der an der Diode 73 liegenden Vorspannung reduzieren. Zweckmäßig bedient man sich
eines Schalters mit drei Ein stellungen, um einmal Impulse zuzuführen und um an
den Widerstand 71 die eine oder die andere Vorspannungsquelle zu legen; in der Zwischenstellung
läßt sich die effektive Strahlenbündelbreite verändern.
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Der Dreifachschalter ist entweder ein Handschalter; in diesem Fall
wird die effektive Strahlenbündelbreite nach Wunsch von Hand geregelt. In manchen
Fällen wird der Handschalter durch einen automatischen Schalter ersetzt, welcher
synchron mit der Rotation der Antennenanlage betätigt wird, so daß die zeitveränderliche
Strahlenbündelverformung auf einen oder mehrere Sektoren eines Antennenabtastumlaufs
beschränkt ist, während in den übrigen Sektoren maximale oder minimale Strahlenbündelbreite
angewandt wird. Durch Fernsteuerungen kann die Bedienungsperson in die Lage versetzt
werden, die Breite und Lage der einzelnen Sektoren einzustellen.
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Man kann also für beliebige Bereiche der Radarbilddarstellung Signale
einer bestimmten Bündelbreite erhalten, während rnan für die übrigen Bereiche einen
anderen Zusammenhang zwischen Bündelbreite und Zielabstand wählen kann.
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Es wurde hier davon ausgegangen, daß die Strahlenbündelbreite für
kurze Abstände verringert werden soll, um dadurch die Auswirkungen der Seegangsreflexe
zu beseitigen; wenn es nicht auf die Beseitigung solcher Seegangsreflexe ankommt,
so können andere Zusammenhänge zwischen dem Zielabstand und der Bündelbreite gewählt
werden. So kann man z. B. die : itrahlenbündelbreite mit dem Abstand abnehmen lassen,
um die lineare Abmessung aller Ziele auf dem Bildschirm unabhängig von ihrem Abstand
konstant zu halten und dadurch ein konstantes Auflösungsvermögen im gesamten Bereich
der Radarstellung zu erhalten.
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In Fig. 4 ist eine zeitveränderliche Verstärkungsrebelunbseinheit
90 vorgesehen, welche von dem Triggerimpulsgenerator 27 mit Triggerimpulsen versorgt
wird und die Verstärkung des Zwischenfrequenzverstärkers 30 des I-Iauptempfangskanals
derart regelt, daß für kleine Abstände die Verstärkung abnimmt.
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Diese Einheit 90 bildet eine dem Störungsschutz dienende Vers tärkungs
regelung bekannter Art.
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In dem Blockschema der Fig. 4 ist auch eine Störpegelabsduieidschaltung
91 vorgesehen, welche den im Ausgang der Detektorschaltung enthaltenen Störpegel
beseitigt, bevor dieser Ausgang in die Subtraktionsschaltung 52 eingespeist wird.
Durch Abschneiden des Störpegels in dem Hilfsantennenkanal wird die Störspannung
bei der Überlagerung der Störpegel zweier Kanäle verringert. Durch Abschneiden des
Störpegels wird auch die Kullstelle des Hilfsantennenkanals abgeschnitten, so daß
von diesem Kanal in einem kleinen Winkell : ereich ein Ausgangssignal vom Wert Null
geliefert wird. Wenn die aus dem Hilfsantennenkanal kommenden Signale von den aus
den Hauptantennenkanälen kommenden Signalen abgezogen werden, so wird die Kurvenform,
welche das effektive Strahlen-
bündel darstellt, kantig; außerdem fallen die Flanken
dieser Kurve steil ab, so daß die Empfindlichkeit nahezu über die gesamte effektive
Breite des Strahlenbündels konstant ist.
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5 törpegelabschneideschaltungen können auch hinter der Subtraktionsschaltung
52 angewandt werden, um negative Signale und Störspannungen auszumerzen.
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In der im vorstehenden beschriebenen Anlage kann die Strahlenbündelbreite
für : Nachziele verringert werden, ohne daß die Antennenverstärkung verändert wird;
es werden also die von Seegangsreflexen herrührenden Signale verringert, ohne daß
die Stärke der von bestimmten Zielen, etwa von Booten und Bojen, kommendenSignaleverringert
wird.DerZusammenhang zwischen dem Zielabstand und der Reichweite kann durch Verstellung
des Widerstands 70 beliiebig verändert werden. Es ist hier nur ein einziger Regelspannungsgenerator
beschrieben worden, nämlich der in Fig. 5 dargestellte. Selbstverständlich können
aber auch andere Regelspalmungsgeneratoren herangezogen werden.
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Die Verwendung des Regelspannungsgenerators 55 der Fig. 4 macht zwar
eine zeitabhängige Stärkeregelungseinheit 90 unnötig, behindert aber deren Arbeitsweise
nicht. Die Reinheit 90 dient dazu, um für den Fall, daß die Störsignale noch sehr
stark sind, eine Aussteuerung des Empfängers in den Sättigungsbereich zu verhindern,
so daß bestimmte Echos noch über dem Störpegel erkennbar sind.
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In der Schaltung der Fig. 4 werden die von zwei Hornempfängern 23,
24 her kommenden Signale als Hochfrequenzsignale überlagert; sie könnten auch als
Zwi sche:nfrequenz- oder als Videofrequenzsignale überlagert werden. Würde man sie
als Videofrequenzsignale überlagern, so hätte man allerdings nicht die Möglidkeit,
die Phasenverschiebung der Hochfrequenzkomponenten zu benutzen, um die Nullstelle
in der Kurve 47 der Fig. 6b zu erzeugen. Wenn man Zwischenfrequenz-oder Videofrequenzsignale
überlagern würde, so könnte man aber die Verstärkung beider Signale getrennt regeln,
bevor man sie mit identischen oder anderen Wellenformen zusammensetzt; ein derartiges
Verfahren bringt die WIöglichkeit mit sich, asymmetrische effektive Strahlenbündelformen
zu erzeugen, was besonders dann von Vorteil ist, wenn es sich um die Strahlenbündelform
in einer Vertikalebene handelt.
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Bei Anwendung anderer Empfangsgeräte, z. B. logarithmisch linear
verstärkender Empfangsgeräte, muß unter Umständen eine Regelung der Verstärkung
in der Videoverstärkerstufe vorgesehen werden.
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Häufiger wird man die Verstärkung in der Zwischenfrequenzstufe oder
durch Anwendung von Ferritdämpfungsgliedern bereits in der Hochfrequenzstufe regeln.
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In dem Schaltschema der Fig. 4 ist ein Antennensystem mit drei Hornempfängern
vorgesehen ; einer der Hornempfänger gehört für das Hauptstrahlenbündel, die beiden
anderen für die Hilfsstrahlenbündel; es ist manchmal schwierig, drei Hornempfänger
mit einem einzigen Reflektor zu verwenden. In diesem Fall kann man sich auch auf
zwei Hornempfänger beschränken, wie dies in Fig. 7 geschehen ist. In Fig. 7 ist
ein Reflektor 100 mit zwei Hornempfängern 101 und 102 dargestellt. Die Hornempfänger
101 und 102 sind über Antennellzufii, hrungen 103 und -104 an die beiden symmetrischen
Eingänge eines Hybridkopplers 105 angeschlossen. Der Hybridkoppler, der etwa ein
magisches T oder ein Hybridring oder ein 3-db-Richtungskoppler ist, besitzt einen
Ausgang 106,
in dem die von den Hornempfängern 101 und 102 herrührenden
Signale in Phase überlagert sind, und einen zweiten Ausgang 107, in dem diese Signale
gegenphasig überlagert sind. Der Ausgang 106 wird an die S imultanantemlenschaltung
28 der Fig. 4 angeschlossen, der Ausgang 107 an den Empfänger 44. Die beiden Hornempfänger
werden also für die Ausstrahlung und für den Empfang des Hauptstrahls in Phase betrieben,
für den Empfang der Nebenstrahlen mit einer Phasenverschiebung von 1800.
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In der vorstehenden Beschreibung und in der zeichnerischen Darstellung
der Erfindung wurde davon ausgegangen, daß der Richtstrahl in der horizontalen Ebene
scharf begrenzt sein soll und in dieser Ebene periodisch verdreht wird. Man kann
durch Anordnung der Hornempfänger 23 und 24 über bzw. unter dem Hornempfänger 21
oder durch Anordnung der Hornempfänger 101 und 102 (Fig. 7) übereinander selbstverständlich
auch erreichen, daß das Strahlenbündel in einer vertikalen Eblene scharf begrenzt
ist. Schließlich kann der Strahl auch in beiden, nämlich in der horizontalen und
in der vertikalen Ebene scharf begrenzt sein; man benutzt dann vier Hornempfänger
für das Hilfsantennensystem und zwar einen Hornempfänger unter, einen über und zwei
zu beiden Seiten des Hornempfängers der Hauptantenne. Auch können die Hornempfänger
in analoger Weise betrieben werden wie in Fig. 7. Es werden dann z. B. die Ausgangssignale
des oberen und des unteren Hornempfängers in einer Hybridkopplung überlagert.
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Das durch diese gleichphaslige Überlagerung gebildete Signal wird
mit einem ebenfalls durch gleichphasige Überlagerung in einer zweiten Hybridkopplung
aus den Ausgangssignalen der beiden anderen Hornempfänger gebildeten Signal zusammengesetzt,
um dadurch den Hauptstrahl zu bilden. Die gegen phasigen Überlagerungskomponenten
der beiden Hybridkopplungen wer den als Vi deofrequenzsign;ale einander additiv
überlagert, so daß das Hilfsantennensignal gebildet ist. Auch hier kann der Störpegel
sowohl in den Hilfskanälen vor der additiven Überlagerung oder aber in den überlagerten
Signalen vor der Substraktionsschaltung abgeschnitten werden.
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Die hier beschriebenen Anlagen, in denen das Strahlenbündel in einer
oder in beiden Ebenen scharf begrenzt ist, eignen sich besonders für Radargeräte,
in denen Interferenzen auftreten.
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Interferenzsignale, welche in den Seitenkeulen auftreten, die durch
die strichpunktierten Kurven 110 der Fig. 6 a dargestellt sind, werden nämlich vollkommen
ausgeschaltet; es ist deshalb möglich, ein Ziel festzustellen und seinen Abstand
zu bestimmen, welches ganz nahe bei der Winkel richtung der Interferenzquelle liegt.
Infolge der Ausschaltung der Seitenkeulensignale ist es viel einfacher, die Richtung
eines stark interferierenden Signals eindeutig zu bestimmen.