DE1076205B

DE1076205B - Radar device with circularly polarized radiation to differentiate between isotropic and anisotropic targets and procedures for operating the device

Info

Publication number: DE1076205B
Application number: DEM33571A
Authority: DE
Inventors: Georges Robert Pierre Marie
Original assignee: Marie G R P
Current assignee: Marie G R P
Priority date: 1956-03-16
Filing date: 1957-03-16
Publication date: 1960-02-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Radargerät mit zirkulär polarisierter Strahlung zur Unterscheidung von isotropen und anisotropen Zielen und ein Verfahren zum Betrieb des Gerätes.The invention relates to a radar device with circularly polarized radiation for distinguishing between isotropic and anisotropic targets and a method for Operation of the device.

Beim Auftreffen zirkulär polarisierter Wellen auf ein isotropes Hindernis, beispielsweise eine Wolke aus winzigen Wassertropfen, werden Echowellen zurückgeworfen, die im gleichen Sinne zirkulär polarisiert sind wie die auftreffenden Wellen, d. h. daß — von dem als festen Bezugspunkt gewählten Radargerät aus gesehen — die auf das isotrope Hindernis auftrefifenden Signale und die zurückgeworfenen Echos in gleichem Sinne rotieren.When circularly polarized waves hit an isotropic obstacle, for example a cloud of tiny water droplets, becomes echo waves thrown back, which are circularly polarized in the same sense as the incident waves, i. H. that - Seen from the radar device selected as a fixed reference point - the one aimed at the isotropic obstacle The incoming signals and the reflected echoes rotate in the same direction.

"Trifft dagegen eine zirkulär polarisierte Welle auf ein anisotropes Hindernis, etwa einen Metallgegenstand, so wird eine elliptisch oder sogar linear polarisierte Welle reflektiert. Eine solche Welle läßt sich jedoch als Überlagerung zweier zirkulär polarisierter Wellenkomponenten mit entgegengesetztem Rotationssinn betrachten. "If, on the other hand, a circularly polarized wave hits an anisotropic obstacle, such as a metal object, becomes elliptically or even linearly polarized Wave reflected. Such a wave can, however, be seen as a superposition of two circularly polarized ones Consider shaft components with opposite sense of rotation.

Durch eine Trennung und gesonderte Anzeige der rechts- und linksdrehenden Zirkularpolarisationskomponenten der reflektierten Strahlung ist es möglich, isotrope von anisotropen Hindernissen zu unterscheiden. By separating and displaying the clockwise and counterclockwise circular polarization components the reflected radiation makes it possible to distinguish isotropic from anisotropic obstacles.

Die Verwendung zirkulär polarisierter Wellen in der Radartechnik ist bereits bekannt, so z. B. bei einem Gerät, das zur Ausstrahlung der zirkulär polarisierten Wellen und als Weiche zur Trennung der reflektierten polarisierten Wellen entgegengesetzter Drehrichtung einen Hornstrahler benutzt, der durch vier als Hybridenverzweigung ausgebildete Rechteckhohlleiter gespeist wird. Es ist dabei die Unterdrückung von Regenechos durch Anzeige nur einer der Zirkularpolarisationskomponenten der reflektierten Strahlung beabsichtigt, und die Einstellung der Schaltung ist sehr frequenzempfindlich. The use of circularly polarized waves in radar technology is already known. B. at a device that is used to emit circularly polarized waves and as a switch to separate the reflected polarized waves of opposite direction of rotation used a horn antenna, which through four rectangular waveguide designed as a hybrid branch is fed. It is the one Suppression of rain echoes by displaying only one of the circular polarization components of the reflected radiation is intended, and the setting of the circuit is very frequency sensitive.

Der Erfindung haften diese Einschränkungen nicht an. Sie besteht darin, daß an einen Richtungskoppler zur richtungsabhängigen Umwandlung plan polarisierter Wellen in zirkulär polarisierte Wellen und umgekehrt mit einem auf die Mitte der Breitseite eines Rechteckhohlleiters aufgesetzten Rundhohlleiter und zwei getrennten, zueinander senkrechten Kopplungsschlitzen beiderseits der Symmetrieebene des Rechteckhohlleiters eine Radareinrichtung derart angeschlossen ist, daß der primäre Strahler einer Antenne für zirkulär polarisierte Wellen am Rundhohlleiter liegt, während der Sender und ein Empfänger mit dem einen Anschluß des Rechteckhohlleiters, ein zweiter Empfänger aber mit dem anderen Anschluß des Rechteckhohlleiters im Sinne einer getrennten Anzeige der rechts- und linksdrehenden RadargerätThese limitations are not attached to the invention. It consists in that of a directional coupler for the direction-dependent conversion of plane polarized waves into circularly polarized waves and conversely with a round waveguide placed on the middle of the broad side of a rectangular waveguide and two separate, mutually perpendicular coupling slots a radar device on both sides of the plane of symmetry of the rectangular waveguide is connected that the primary radiator of an antenna for circularly polarized waves on the circular waveguide lies, while the transmitter and a receiver with one connection of the rectangular waveguide, a second receiver but with the other connection of the rectangular waveguide in the sense of a separate one Display of the right and left rotating radar device

mit zirkulär polarisierter Strahlungwith circularly polarized radiation

zur Unterscheidung von isotropento distinguish isotropic

und anisotropen Zielen und Verfahrenand anisotropic goals and methods

zum Betrieb des Gerätesto operate the device

Anmelder:
Georges Robert Pierre Marie, ParisApplicant:
Georges Robert Pierre Marie, Paris

Vertreter: Dr. B. Quarder, Patentanwalt,
Stuttgart-O, Richard-Wagner-Str. 16Representative: Dr. B. Quarder, patent attorney,
Stuttgart-O, Richard-Wagner-Str. 16

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 16. März und 12. November 1956Claimed priority:
France from March 16 and November 12, 1956

Georges Robert Pierre Marie, Paris,
ist als Erfinder genannt wordenGeorges Robert Pierre Marie, Paris,
has been named as the inventor

Zirkularpolarisationskomponenten der Empfangsstrahlung verbunden ist. Circular polarization components of the received radiation is connected.

Dabei wird Gebrauch gemacht von einem Teil eines bereits vorgeschlagenen, aber nicht vorveröfrentlichten Resonanzrichtungskopplers, welch letzterer aus zwei Rechteckhohlleitern und einem dazwischenliegenden Rundhohlleiter besteht. Die Rechteckhohlleiter sind durch je zwei Schlitze in ihren Breitseiten mit dem Rundhohlleiter gekoppelt. Die Schlitze stehen senkrecht zueinander und liegen beiderseits einer die Breitseiten schneidenden Symmetrieebene des Rechteckhohlleiters, wobei der eine Schlitz parallel und in einem bestimmten Abstand X₁ von der Längsachse des Rechteckhohlleiters und der zweite senkrecht dazu mit seinem Mittelpunkt im Abstand X₂ von dieser Achse angeordnet ist. Die Schlitze überkreuzen sich dabei nicht. Beide Abstände X₁ und X₂ sind voneinander abhängig; es gilt die Beziehung X₁ = 1,76 · X₂. Der Rundhohlleiter ist dergestalt zwischen den beiden Rechteckhohlleitern eingesetzt, daß er über den Schlitzen steht, wobei seine Achse diejenigen der Rechteckhohlleiter mindestens annähernd schneidet. Es können dünne metallische Platten in den Rechteckhohlleitern parallel zu deren Breitseiten und gegenüber den Längsschlitzen angebracht sein. Sie dienen zur guten Breitbandanpassung der Kopplungsvorrichtung. Use is made of part of a previously proposed but not previously published directional resonance coupler, the latter consisting of two rectangular waveguides and a circular waveguide lying in between. The rectangular waveguides are coupled to the circular waveguide through two slots in each of their broad sides. The slots are perpendicular to each other and lie on both sides of a plane of symmetry of the rectangular waveguide that intersects the broad sides, one slot being arranged parallel and at a certain distance X ₁ from the longitudinal axis of the rectangular waveguide and the second perpendicular to it with its center at a distance X ₂ from this axis . The slots do not cross each other. Both distances X ₁ and X ₂ are dependent on one another; the relationship X ₁ = 1.76 · X ₂ applies. The circular waveguide is inserted between the two rectangular waveguides in such a way that it stands over the slots, its axis at least approximately intersecting those of the rectangular waveguides. Thin metallic plates can be attached in the rectangular waveguides parallel to their broad sides and opposite the longitudinal slots. They are used for good broadband adaptation of the coupling device.

Unter den geschilderten Bedingungen wird eine in einem der Rechteckhohlleiter sich fortpflanzende,Under the conditions described, a propagating in one of the rectangular waveguides,

909 757/360909 757/360

3 43 4

linear polarisierte Welle in' eine in einer bestimmten möglich ist, die Intensität der Welle R₂, die aus derlinearly polarized wave in 'one in a certain is possible, the intensity of the wave R ₂ resulting from the

Richtung zirkulär polarisierte Welle im Rundhohl- Öffnung 2 austritt, zu vernichten. In diesem FalleDirection of circularly polarized wave exiting in the round hollow opening 2, to be destroyed. In this case

leiter umgewandelt und umgekehrt. Bei diesem Rieh- geht die gesamte Energie, die durch die Öffnung 1head converted and vice versa. With this Rieh- all the energy that passes through the opening 1

tungskoppler kann eine Übertragung linear polarisier- des Rechteckhohlleiters 3 eintritt, in Form einerprocessing coupler, a linear polarizing transmission of the rectangular waveguide 3 occurs, in the form of a

ter Wellen verschiedener Frequenzen auf je einen 5 zirkulär polarisierten, in einem bestimmten Sinneter waves of different frequencies on each one 5 circularly polarized, in a certain sense

Kanal als linear polarisierte Wellen bewirkt werden; rotierenden Welle in den Rundhohlleiter 4 über. EsChannel can be effected as linearly polarized waves; rotating shaft in the circular waveguide 4 over. It

es handelt sich jedenfalls um eine Umwandlungs- wird keine Energie durch die Öffnung 2 ausgesandtIn any case, it is a matter of conversion - no energy is sent out through the opening 2

vorrichtung zwischen zwei Rechteckhohlleitern. und keine Energie nach der Öffnung 1 reflektiert.device between two rectangular waveguides. and does not reflect any energy after opening 1.

Demgegenüber wird bei der Erfindung nur ein Wenn die sich in dem Rundhohlleiter 4 fortpflan-In contrast, in the case of the invention, only one If the propagation in the circular waveguide 4

einziger Rechteckhohlleiter verwendet, der über eine io zende Welle auf ein Hindernis trifft, wird sie durchonly rectangular waveguide is used, which hits an obstacle via an io zende wave, it is through

oben beschriebene Schlitzkopplung mit einem eventuell dieses Hindernis teilweise reflektiert, und wenn außer-slot coupling described above with a possibly this obstacle partially reflected, and if extra-

aus mehreren Kammern bestehenden Rundhohlleiter dem dieses Hindernis vollständig isotrop ist in bezugmulti-chamber circular waveguide to which this obstacle is completely isotropic in relation

verbunden ist. Dadurch wird — im Unterschied zu auf die Achse des Leiters, erzeugt die reflektierteconnected is. This - in contrast to on the axis of the conductor, generates the reflected

dem vorstehend beschriebenen Richtungskoppler — Energie eine zirkulär polarisierte Welle, die — vomthe directional coupler described above - energy a circularly polarized wave that - from

die Trennung zirkulär polarisierter Wellen gleicher 15 Radargerät aus gesehen — im gleichen Sinne rotiertthe separation of circularly polarized waves from the same radar device - rotates in the same sense

Frequenz, aber verschiedener Drehrichtung erreicht. wie die einfallende Welle. Die reflektierte Welle tritt,Frequency, but different direction of rotation reached. like the incoming wave. The reflected wave occurs

Die magnetische Sperrung einer zirkulär polari- nachdem sie die Doppel-Viertelwellen-T-VerbindungThe magnetic blocking of a circularly polar- after making the double quarter-wave T-joint

sierten Welle bestimmter Drehrichtung in einem einen wieder passiert hat, bei der Öffnung 2 des Reckteck-ized shaft of a certain direction of rotation has happened again in a one at the opening 2 of the Reckteck-

abgestimmten Resonanzhohlraum bildenden Rund- hohlleiters 3 aus.Matched resonance cavity forming round waveguide 3.

hohlleiter durch Verstimmung mit Hilfe eines magne- 20 Wenn das getroffene Hindernis anisotrop ist und tisierbaren Ferritkerns ist an sich bekannt. Bei einer z. B. aus einem quer durch den Rundhohlleiter ge-Ausführungsform der Erfindung wird jedoch durch spannten Draht besteht, wird die reflektierte Welle eine bestimmte Führung des Magnetfeldes eine linear polarisiert. Man weiß, daß eine linear polari-Sperrung der beiden zirkulär polarisierten Wellen sierte Welle in zwei zirkulär polarisierte, im entgegenentgegengesetzten Drehsinnes bewirkt, auf deren 25 gesetzten Sinne rotierende Wellen zerlegt werden Frequenz der Resonanzhohlraum abgestimmt ist. kann. Hieraus ergibt sich, daß diejenige dieser Außerdem werden gemäß einer weiteren Ausführungs- Wellen, deren elektrisches Feld in gleichem Sinne form der Erfindung die zur Verstimmung der Reso- umläuft wie die einfallende Welle, ihre Energie in nanzhohlräume dienenden Magnetfeldspulen bei einer Richtung auf die Öffnung 2 des Rechteckhohlleiters 3 Mehrzahl von Strahlern mit Kondensatoren zu einer 30 richtet, während die Welle, deren elektrisches Feld Verzögerungsleitung zusammengeschaltet, und von entgegengesetzt zum elektrischen Feld der einfalleneinem Impulsgeber werden Stromruheimpulse auf die den Welle umläuft, ihre Energie gegen die Öffnung 1 Verzögerungsleitung gegeben, so daß aufeinander- des Rechteckhohlleiters 3 richtet,
folgend jeweils nur ein Strahler in ungesperrtem Die oben beschriebenen Eigenschaften bleiben Zustand freigegeben ist. Auf diese Weise kann bei 35 unverändert, wenn die Welle durch eine hierzu gedem Radargerät eine automatisch arbeitende stufen- eignete und die Zirkularpolarisation der Welle beweise Abtastung eines vertikalen oder horizontalen wahrende Antenne in den freien Raum ausgesandt Winkelbereichs erreicht werden. wird und wenn das Hindernis anstatt in dem Rund-Näheres über die Erfindung ergibt sich aus der hohlleiter sich im freien Raum befindet.
Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in 40 Fig. 2 zeigt ein sehr vereinfachtes Schema eines der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dar- Radargerätes gemäß einer Ausführungsform der gestellt sind. Erfindung.Waveguide by detuning with the help of a magnetic 20 If the obstacle hit is anisotropic and adjustable ferrite core is known per se. At a z. B. from a transversely through the circular waveguide ge embodiment of the invention is, however, by tensioned wire, the reflected wave is a certain guidance of the magnetic field a linearly polarized. It is known that a linear polar blocking of the two circularly polarized waves-based wave in two circularly polarized, in opposite directions of rotation causes, on whose 25 set senses rotating waves are broken down. Frequency of the resonance cavity is tuned. can. From this it follows that those of these waves, whose electric field circulates in the same sense as the incident wave for detuning the resonance, their energy in magnetic cavities are also used in a direction towards the opening 2 of the rectangular waveguide 3 directs a plurality of radiators with capacitors to a 30, while the wave, whose electrical field delay line is connected together, and from opposite to the electrical field of the incident pulse generator, current rest pulses on which the shaft circulates are given their energy against the opening 1 delay line, so that the rectangular waveguide 3 is directed towards each other,
in the following, only one emitter is unlocked. The properties described above remain unlocked. In this way, unchanged at 35, if the wave is achieved by a radar device that operates automatically in an angular range that is suitable for this purpose and the circular polarization of the wave is verified by scanning a vertical or horizontal antenna emitted into free space. and if the obstacle instead of the round details about the invention results from the waveguide is in free space.
Description in conjunction with the drawing, in 40 FIG. 2 shows a very simplified diagram of one of the several exemplary embodiments of the invention. Radar device according to an embodiment of the present invention. Invention.

Die Verbindung zwischen dem Rundhohlleiter und In dieser Figur bezeichnet 9 die Doppel-Vierteldem Rechteckhohlleiter, wie sie in den erwähnten, wellen-T-Verbindung der Fig. 1, deren öffnungen 1 bereits vorgeschlagenen Richtungskopplern verwendet 45 und 2 mit zwei Leitern 10 bzw. 10' verbunden sind, wird, soll im folgenden Doppel-Viertelwellen-T-Ver- 11 ist ein Sendemagnetron, das mit dem Leiter 10 bindung genannt werden. Der Aufbau und die Wir- verbunden ist. 12 und 13 sind zwei Empfänger, kungsweise dieses Typs einer Doppel-Viertelwellen- 14, 15, 16 und 17 sind sogenannte TR- und Anti-TR-T-Verbindung soll an Hand der Fig. 1 erläutert Funkenstrecken, das sind übliche Sende-Empfangswerden. 50 Sperröhren. 18 ist eine Antenne von dielektrischem In dieser Figur sind 1 und 2 die Öffnungen eines Kerzentyp, 19 ein Parabolspiegel und 20 ein reflexions-Rechteckhohlleiters 3. 4 ist ein Rundhohlleiter, dessen freier Widerstandsabschluß. Die an Hand der Fig. 1 Achse senkrecht auf der Mitte der Breitseite des beschriebenen Eigenschaften sind auch bei dem Radar-Leiters 3 steht. 5 und 6 sind Kopplungsschlitze zwi- gerät gemäß der Fig. 2 vorhanden,
sehen dem Rundhohlleiter und dem Rechteckhohlleiter, 55 Die durch die relativ zur Strahlungsachse isotropen und 7 ist eine Impedanzanpassungsplatte. Die Lage Hindernisse hervorgerufenen Echos werden zu dem der Schlitze und der Platte ist im obigen bereits Leiter 10' geleitet, um von dort auf den Empfänger 15 genauer charakterisiert worden. gerichtet zu werden. Die durch anisotrope Hindernisse Wenn die Lage dieser Schlitze dementsprechend verursachten Echos werden teilweise ebenso weitergewählt ist, ergibt sich, daß bei Eintritt einer Welle 60 geführt, teilweise aber gegen den Leiter 10 geleitet von der Intensität T₁ durch die Öffnung 1 des Recht- und von dort auf den Empfänger 12. Man kann also, eckhohlleiters 3 in den Rundhohlleiter 4 eine Welle indem man die von den beiden Empfängern 12 und 13 mit der Intensität T₂ und durch die öffnung 2 des empfangenen Echos miteinander vergleicht, feststellen, Rechteckhohlleiters 3 eine Welle mit der Intensität R₂ ob man es mit einem isotropen oder mit einem austritt. Zwischen den Intensitäten T₁, T₂ und i?₂ 65 anisotropen Ziel zu tun hat. Außerdem hat ein solches, bestehen die gleichen Beziehungen wie zwischen den mit zirkularer Polarisation arbeitendes Radargerät einfallenden, weitergeleiteten oder reflektierten Inten- bekanntlich nicht die Unzulänglichkeiten der Geräte, sitäten eines verlustfreien Halbreflektors, derart, daß bei denen die Polarisation der Wellen linear ist.
es, wenn in dem Rundhohlleiter 4 eine Irisblende 8 Bei den letzteren haben nämlich die zurückgesandmit einem geeigneten Scheinleitwert angebracht wird, 70 ten Echos Intensitäten, die mit der Richtung derThe connection between the round waveguide and In this figure, 9 denotes the double-quarters of the rectangular waveguide, as used in the mentioned, wave-T-connection of FIG. 1, the openings 1 of which are already proposed directional couplers 45 and 2 with two conductors 10 and 10, respectively 'Are connected, is to be called in the following double-quarter-wave T-Ver 11 is a transmitting magnetron with the conductor 10 connection. The structure and the we- is connected. 12 and 13 are two receivers, like this type of double quarter-wave 14, 15, 16 and 17 are so-called TR and anti-TR-T connections . 50 locking tubes. 18 is a dielectric antenna. In this figure, 1 and 2 are the openings of a candle type, 19 a parabolic mirror and 20 a reflective rectangular waveguide 3. 4 is a circular waveguide whose free resistance termination. The properties described on the basis of FIG. 1 perpendicular to the middle of the broad side of the properties are also in the case of the radar conductor 3. 5 and 6 there are coupling slots between the device according to FIG. 2,
see the round waveguide and the rectangular waveguide, 55 which is isotropic by the relative to the radiation axis and 7 is an impedance matching plate. The position of the echoes caused by obstacles are routed to that of the slots and the plate is already conductor 10 'in the above, in order to be characterized more precisely from there to the receiver 15. to be judged. The echoes caused by anisotropic obstacles. If the position of these slits is accordingly selected in the same way, the result is that when a wave 60 enters, it is guided but partly against the conductor 10 by the intensity T ₁ through the opening 1 of the right and from There on the receiver 12. One can thus determine a wave from the corner waveguide 3 into the round waveguide 4 by comparing the _{received echo from the two receivers 12 and 13 with the intensity T 2} and through the opening 2, rectangular waveguide 3 a wave with the intensity R ₂ whether one exits it with an isotropic or with one. Between the intensities T ₁ , T ₂ and i? ₂ 65 anisotropic goal has to do. In addition, if the same relationships exist as between the radar device working with circular polarization, incident, transmitted or reflected Inten - as is well known, not the inadequacies of the devices, sities of a lossless half reflector, such that the polarization of the waves is linear.
If an iris diaphragm 8 is installed in the circular waveguide 4. In the latter, the sent back with a suitable admittance value, 70th echoes have intensities that correspond with the direction of the

Polarisation der Wellen relativ zu dem Ziel variieren. Es ergibt sich hieraus in solchen Fällen, in denen die Sendeantenne um den Spiegelbrennpunkt rotiert, eine Modulation des empfangenen Signals mit einer Frequenz, die das Doppelte derjenigen beträgt, mit der die Sendeantenne umläuft.The polarization of the waves will vary relative to the target. It follows from this in those cases in which the Transmitting antenna rotates around the mirror focus, modulating the received signal with a frequency, which is twice that with which the transmitting antenna revolves.

Bei dem Radartyp gemäß der Erfindung verhält sich der zwischen den Kopplungsschlitzen 5 und 6 der Doppel-Viertelwellen-T-Verbindung und dem irisförmigen Hindernis 8 angeordnete Rundhohlleiterabschnitt wie ein Resonanzhohlraum, der zirkulär polarisiert schwingt. Der Rotationssinn der Felder in diesem Resonanzhohlraum ist an den Ausbreitungssinn der sich in dem Rechteckhohlleiter fortpflanzenden Wellen gebunden. Ein bestimmter Ausbreitungssinn entspricht der Aussendung durch den Leiter 10 und dem Empfang durch den Leiter 10'. Der andere Ausbreitungssinn entspricht dem Empfang durch den Leiter 10.In the case of the type of radar according to the invention, that between the coupling slots 5 and 6 behaves the double quarter-wave T-joint and the iris-shaped obstacle 8 arranged round waveguide section like a resonance cavity, the circular oscillates polarized. The sense of rotation of the fields in this resonance cavity is due to the sense of propagation of those propagating in the rectangular waveguide Waves bound. A certain sense of propagation corresponds to the transmission through the conductor 10 and reception by conductor 10 '. The other sense of propagation corresponds to the reception by the Head 10.

Es ist bekannt, daß es einerseits möglich ist, eine wirksamere Filtervorrichtung zu schaffen, indem man mehrere Resonanzhohlräume in Serie anordnet, und daß anderseits, wenn man die Kopplungen dieser Hohlräume mittels Rundirisblenden oder durch Blenden mit Schlitzen bewirkt, die in ihrer Gesamtheit ein Wiederholungszentrum von mindestens dritter Ordnung darstellen, die Zirkularpolarisation der Wellen erhalten bleibt.It is known that on the one hand it is possible to create a more efficient filter device by arranges several resonance cavities in series, and that on the other hand, if one considers the couplings of these Cavities by means of round iris diaphragms or by diaphragms with slits caused in their entirety represent a repeating center of at least the third order, the circular polarization of Waves is preserved.

Es ist auch bekannt, daß, wenn in einen zirkulär polarisiert schwingenden Resonanzhohlraum Ferritzylinder eingeführt werden, die durch ein nicht wechselndes axiales Magnetfeld erregt werden, die Resonanzfrequenz des Hohlraumes entsprechend dem Rotationssinn der Wechselfelder geändert wird.It is also known that ferrite cylinders when vibrating in a circularly polarized resonant cavity are introduced, which are excited by a non-alternating axial magnetic field, the The resonance frequency of the cavity is changed according to the sense of rotation of the alternating fields.

Es ist ferner bekannt, wie man diese Eigenschaft verwenden kann, um Richtungskoppler herzustellen, die nicht dem Prinzip der Reziprozität gehorchen, und wie man, indem man die Größe des kontinuierlichen axialen Magnetfeldes ändert, einen Hohlraum verstimmen und infolgedessen den Durchgang der Wellen einer bestimmten Frequenz sperren kann.It is also known how to use this property to make directional couplers, who do not obey the principle of reciprocity, and how to get by by looking at the size of the continuous axial magnetic field changes, detuning a cavity and, as a result, the passage of the Can block waves of a certain frequency.

Hierzu sei bemerkt, daß die Verstimmung eines zylindrischen Hohlraumes nur für diejenigen zirkulär polarisierten Wellen wichtig ist, deren Felder im gleichen Sinne umlaufen wie die Präzessionsbewegung der sich in dem Ferrit befindlichen Elektronen mit nicht kompensiertem Spin. Der erwähnte Drehsinn wird durch die Richtung des kontinuierlichen axialen Magnetfeldes bestimmt.It should be noted that detuning a cylindrical cavity is only circular for those polarized waves are important, whose fields revolve in the same sense as the precession motion the electrons in the ferrite with uncompensated spin. The mentioned sense of rotation is determined by the direction of the continuous axial magnetic field.

Die Erfindung sieht in einer ihrer Weiterbildungen die Verwendung dieser nicht reziproken Koppler vor, um die Erregung der dielektrischen Kerzenantennen (wie z.B. 18 der Fig.2) ein- und abzuschalten. Jedoch ist zu bemerken, daß, um eine Sperrung von Wellen in beiden Richtungen zu erreichen, zwei Hohlräume vorgesehen werden müssen, in denen die Magnetfelder entgegengesetzt gerichtet sind. Fig. 3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung.In one of its further developments, the invention provides for the use of these non-reciprocal couplers, to switch the excitation of the dielectric candle antennas (such as 18 of Fig. 2) on and off. However it should be noted that in order to achieve blocking of waves in both directions, two cavities must be provided in which the magnetic fields are directed in opposite directions. Fig. 3 illustrates an embodiment of such a device.

In dieser Figur bezeichnen 1 und 2 die öffnungen des Rechteckhohlleiters 3, die wie im Fall der Fig. 2 durch den Leiter 10 mit dem Sender 11 und dem Empfänger 12 und durch den Leiter 10' mit dem Empfänger 13 verbunden sind.In this figure, 1 and 2 designate the openings of the rectangular waveguide 3, which, as in the case of FIG through the conductor 10 to the transmitter 11 and the receiver 12 and through the conductor 10 'to the Receiver 13 are connected.

Der Rundhohlleiter 4 ist in zwei Resonanzhohlräume 21 und 22 unterteilt. Der Hohlraum 21 ist mit dem Rechteckhohlleiter 3 durch die Kopplungsschlitze 5 und 6 verbunden. Der Resonanzhohlraum 22 ist mit dem Hohlraum 21 durch drei Kopplungsschlitze 23 verbunden. Letztere sind einander gleich und so angeordnet, daß /die Platte 25, in der sie angebracht sind, eine Wiederholungsachse dritter Ordnung darstellt. Es ist hier darauf hinzuweisen, daß, um die Zirkularpolarisation zu erhalten, die Kopplung der Hohlräume -5 eine Wiederholungsachse von mindestens dritter Ordnung darstellen muß.The circular waveguide 4 is divided into two resonance cavities 21 and 22. The cavity 21 is with connected to the rectangular waveguide 3 through the coupling slots 5 and 6. The resonance cavity 22 is with connected to the cavity 21 by three coupling slots 23. The latter are equal to each other and are arranged in such a way that that / the plate 25 in which they are mounted represents a third order repeat axis. It should be pointed out here that in order to obtain the circular polarization, the coupling of the cavities -5 must represent a repetition axis of at least the third order.

Der Hohlraum 22 strahlt in die Kerzenantenne 18 mittels der drei Schlitze 27, die in der Platte 26 angebracht sind. Vier Ferritzylinder 29, die an den beidenThe cavity 22 radiates into the candle antenna 18 by means of the three slots 27 made in the plate 26 are. Four ferrite cylinders 29 attached to the two

ίο Enden der beiden Resonanzhohlräume 21 und 22 angebracht sind, befinden sich in dem Teil des magnetischen Feldes, das am stärksten ist.ίο ends of the two resonance cavities 21 and 22 are located in the part of the magnetic field that is strongest.

Zwei Zylinder 28 aus Weicheisen oder aus einem Metall von hoher magnetischer Permeabilität sind in der Mitte eines jeden Resonanzhohlraumes angebracht, und zwar in derjenigen Zone, in der das elektrische Feld sein Maximum hat. Die Verluste sind damit minimal gehalten, da die durch das variable Magnetfeld bedingten Hystereseverluste sich in dem FerritTwo cylinders 28 made of soft iron or of a metal of high magnetic permeability are shown in FIG placed in the center of each resonance cavity, namely in the zone in which the electrical Field has its maximum. The losses are kept to a minimum because of the variable magnetic field caused hysteresis losses are in the ferrite

ao und die durch das variable elektrische Feld entstehenden Leitungsverluste sich im Weicheisen nur wenig auswirken.ao and the line losses resulting from the variable electric field differ only slightly in the soft iron impact.

Die Platten 24, 25 und 26 begrenzen die Hohlräume 21 und 22. In diesen Platten, die aus einem Metall von hoher magnetischer Permeabilität bestehen, sind die Kopplungsschlitze 5, 6, 23 und 27 angebracht. Diese Platten sind nach der Außenseite der Resonanzhohlräume 21 und 22 dergestalt verlängert, daß sie einen geschlossenen Magnetkreis bilden.The plates 24, 25 and 26 delimit the cavities 21 and 22. In these plates, which are made of a metal consist of high magnetic permeability, the coupling slots 5, 6, 23 and 27 are attached. These plates are extended to the outside of the resonance cavities 21 and 22 in such a way that they form a closed magnetic circuit.

Das kontinuierliche Magnetfeld wird durch eine Spule 30 erzeugt, in deren Mitte die Platte 25 liegt. Wenn ein Gleichstrom in der Spüle 30 fließt, sind die in den Ferritzylindern 29 erzeugten Magnetfelder gleich, jedoch von entgegengesetzter Richtung. Die Richtung der Magnetfelder ist durch die Pfeile 31 und 32 bezeichnet.The continuous magnetic field is generated by a coil 30, in the center of which the plate 25 is located. When a direct current flows in the sink 30, the magnetic fields generated in the ferrite cylinders 29 are same, but from the opposite direction. The direction of the magnetic fields is indicated by the arrows 31 and 32 denotes.

Wenn die Spule 30 von einem Strom durchflossen wird, ist der Strahler 18 vollständig vom Rechteckhohlleiter 3 abgeschnitten. Wenn kein Strom die Spule 30 durchfließt, ist der Strahler 18 mit dem Rechteckhohlleiter 3 gekoppelt. Wenn der Strom in der Spule fließt, finden die Präzessionsbewegungen der Elektronen in den Ferritzylindern 29 der Resonanzhohlräume 21 und 22 im entgegengesetzten Sinne statt, und der eine der Hohlräume wird verstimmt. Es handelt sich um die Elektronen der Ferrite des Hohlraumes 21, die eine Präzessionsbewegung im gleichen Sinne ausführen wie die Rotation des elektromagnetischen Feldes der zirkulär polarisierten Welle, die sich in diesem Hohlraum fortpflanzt.When a current flows through the coil 30, the radiator 18 is completely from the rectangular waveguide 3 cut off. When no current flows through the coil 30, the radiator 18 is with the Rectangular waveguide 3 coupled. When the current flows in the coil, the precession movements take place of the electrons in the ferrite cylinders 29 of the resonance cavities 21 and 22 in the opposite sense instead, and one of the cavities is detuned. These are the electrons of the ferrites in the cavity 21, which perform a precession movement in the same sense as the rotation of the electromagnetic Field of the circularly polarized wave that propagates in this cavity.

Für die ausgesandte Energie, die bei der öffnung 1 des Rechteckhohlleiters 3 eintritt, erscheint der Hohlraum 21 verstimmt, und diese Energie pflanzt sich fort zur öffnung 2. Da die durch isotrope Ziele verursachten Echos in dem Leiter 4 mit einem drehenden Feld ankommen, das — vom Radargerät aus betrachtet — das gleiche ist wie dasjenige der Sendewelle, finden sie den Resonanzhohlraum 22 abgestimmt und den Hohlraum 21 verstimmt, den sie daher nicht passieren können. Die von den anisotropen Zielen ausgehenden Echos enthalten in beiden Drehrichtungen polarisierte Wellen und finden entsprechend dem Sinne ihrer Polarisation den Hohlraum 21 oder den Hohlraum 2.3 verstimmt. Hieraus ergibt sich, daß, wenn die Spule 30 erregt ist, die Energie den Rundhohlleiter 4 nicht passieren kann.The cavity appears for the emitted energy that enters the opening 1 of the rectangular waveguide 3 21 out of tune, and this energy propagates to opening 2. Since the isotropic targets caused Echoes arrive in the conductor 4 with a rotating field that - viewed from the radar device - is the same as that of the transmit wave, find the resonance cavity 22 tuned and the cavity 21 detuned, which they can therefore not pass. The ones emanating from the anisotropic targets Echoes contain polarized waves in both directions of rotation and find their way accordingly their polarization detunes the cavity 21 or the cavity 2.3. It follows that if the coil 30 is excited, the energy cannot pass through the circular waveguide 4.

Die Radarantenne der Fig. 4 macht von den oben beschriebenen Eigenschaften in besonderer Weise Gebrauch. Die Antenne kann sich um eine vertikale Achse 31 mittels eines drehbaren VerbindungsstückesThe radar antenna of FIG. 4 makes particular use of the properties described above. The antenna can rotate about a vertical axis 31 by means of a rotatable connector

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41 drehen. Mit 40 sind die Wellenfallen bezeichnet, Die Dauer einer vertikalen Abtastung beträgt dann: die verhindern, daß die Energie an den Verbindungs- τ = NT = V200 Sekunde.41 turn. The wave traps are denoted by 40. The duration of a vertical scan is then: They prevent the energy from being applied to the connection τ = NT = V200 seconds.

stellen der Drehvorrichtung entschlüpft. Wenn sich die Antenne während dieser Zeit um 2°set the rotating device slips. If the antenna moves 2 °

Der Sender 11 sowie der Empfänger 12 sind durch um ihre vertikale Rotationsachse31 dreht, dauert ihreThe transmitter 11 as well as the receiver 12 are rotated around their vertical axis of rotation 31, their lasts

den feststehenden Rechteckhohlleiter 32 und das dreh- 5 Umdrehung ⁹Ao Sekunde, und während einer Umdre-the fixed rectangular waveguide 32 and the rotating 5 turn ⁹ Ao second, and during one turn

bare Verbindungsstück mit der Antenne verbunden. hung erfaßt man den ganzen Himmel zwischen Hori-Bare connector connected to the antenna. one grasps the whole sky between horizons

Der andere Empfänger 13 und der reflexionsfreie Ab- zont und einer Höhe von 30° durch feste Winkel,The other receiver 13 and the reflection-free abzont and a height of 30 ° through fixed angles,

Schluß 20 sind mit der koaxialen Leitung 33 verbun- deren jeder am Scheitelpunkt 2° umfaßt.Terminals 20 are connected to the coaxial line 33, each of which is encompassed at the apex 2 °.

den, die ebenfalls fest ist. Nach einer anderen Betriebsart kann man mit demthe one that is also solid. Another operating mode can be used with the

Die Antenne enthält einen zurückgeklappten Haupt- 1° Radargerät gemäß der Erfindung einen Bereich zwi-Ieiter34, mit dem mittels der in Fig. 3 dargestellten sehen einer minimalen Reichweite (100 km z.B.) und Resonanzhohlräume eine Anzahl von kerzenförmigen einer maximalen Reichweite (150km z.B.) überdielektrischen Strahlern 18 gekoppelt ist. In Fig. 4 wachen. In diesem Falle legt man, da der Sender sind sechs dieser Strahler dargestellt. Der Leiter 34 ständig eine Wiederholungsperiode von V3000 Sekunde ist an der einen Seite mit dem Leiter 32 und an der 15 hat, an das Gitter der Röhre 43 (vgl. Fig. 5) einen anderen Seite mit der koaxialen Leitung 33 über das Impuls 45 von einigen MikroSekunden Dauer und drehbare Verbindungsstück verbunden. ¹AeOo Sekunde später einen Impuls 46 von Vsooo SekundeThe antenna contains a folded back main 1 ° radar device according to the invention an area zwi-Ieiter34, with which by means of the shown in Fig. 3 see a minimum range (100 km for example) and resonance cavities a number of candle-shaped a maximum range (150 km for example) is coupled via dielectric radiators 18. Watch in Fig. 4. In this case one places six of these emitters as the transmitter is shown. The conductor 34 continuously has a repetition period of V3000 seconds on one side with the conductor 32 and on the 15, to the grid of the tube 43 (see. Fig. 5) on the other side with the coaxial line 33 via the pulse 45 of a few microseconds duration and rotatable connector connected. ¹ AeOo second later a pulse 46 of Vsooo second

Die Strahler sind in der Brennebene eines Parabol- Dauer. Der Impuls 45 von einigen MikrosekundenThe emitters are in the focal plane of a parabolic duration. The pulse 45 of a few microseconds

spiegeis 19 angeordnet, und zwar in einer vertikalen Dauer läßt einen Sendeimpuls durchgehen, und nachmirror 19 arranged, namely in a vertical duration allows a transmission pulse to go through, and after

Ebene. Wenn jeder Strahler nach der Reflexion am 20 Ablauf der darauf folgenden Zeit von V1500 SekundeLevel. If each radiator after the reflection at the end of the following time of V1500 seconds

Spiegel 19 ein Strahlenbündel mit einem Öffnungs- kann das Echo nur von einem Ziel kommen, das min-Mirror 19 a bundle of rays with an aperture, the echo can only come from a target that is min-

winkel von a° bildet, so beträgt der Winkelabstand destens 100 km vom Radargerät entfernt ist.forms an angle of a ° , the angular distance is at least 100 km away from the radar device.

zwischen zwei benachbarten Strahlern ■— von der Erst dann und während Vsooo Sekunde können diebetween two neighboring radiators ■ - only then and during Vsooo second can the

Mitte des Spiegels aus gesehen — ebenfalls a°. Echos aus der gewünschten Entfernung ankommen.Seen from the middle of the mirror - also a °. Echoes arrive from the desired distance.

Der Rundhohlleiter, der zwei Hohlräume enthält 25 Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Signale auf und durch den jeder Strahler mit dem Leiter 34 ge- der Verzögerungsleitung ist dieselbe wie im vorherkoppelt ist, ist durch ein Rechteck 35 angedeutet. Im gehenden Falle. Die Tiefe der überwachten Zone, d. h. Innern dieses Rechtecks ist eine Spule 36 dargestellt, die Differenz zwischen der Mäximalreichweite und die nichts anderes ist wie die Schematisierung der Ma- der Minimalreichweite, darf nicht die Hälfte der Entgnetkernspule 30 der Fig. 3. Diese Spulen bilden die 30 fernung überschreiten, die die Raumwelle zwischen Induktanzen einer Verzögerungsleitung, deren Kon- zwei Sendeimpulsen zurücklegt.The circular waveguide, which contains two cavities 25 The speed of propagation of the signals and by virtue of which each radiator is coupled to conductor 34 and the delay line is the same as in the previous is indicated by a rectangle 35. In the outgoing case. The depth of the monitored zone, i.e. H. Inside this rectangle, a coil 36 is shown, the difference between the maximum range and which is nothing else than the schematic of the minimum range, must not be half of the detent core coil 30 of Fig. 3. These coils form the 30 distance exceeding the space wave between Inductances of a delay line, the con of which travels two transmission pulses.

densatoren bei 37 dargestellt sind und die mit ihrem Jedoch kann man diese Zone ·— abgesehen von derCapacitors are shown at 37 and those with their However, one can see this zone · - apart from the

Wellenwiderstand 38 abgeschlossen ist. dann erforderlich werdenden Vergrößerung derCharacteristic impedance 38 is complete. then required enlargement of the

Nach einer ersten Art der Arbeitsweise sind alle Sendestärke — um ganze Vielfache ihrer Maximal-According to a first type of working method, all transmission strengths - by whole multiples of their maximum

Spulen mit Ausnahme einer einzigen mit Strom ver- 35 tiefe hinausverlegen.With the exception of a single one, move coils deeper with electricity.

sorgt, und infolgedessen sind alle Strahler außer Der Rundhohlleiter des Richtungskopplers der einem einzigen gleichzeitig blockiert für die Sende- Fig. 3 enthält zwei Resonanzhohlräume 21 und 22 mit impulse und für die Echos, da mindestens einer seiner axialem Ferritkern. Beide Hohlräume werden durch Kopplungshohlräume für die Radar-Trägerwelle ver- kontinuierliche Magnetfelder, die in ihnen entgegenstimmt ist. Es gibt also zu einem gegebenen Zeitpunkt 40 gesetzt wirken, verstimmt, um den zirkulär polarinur einen einzigen Strahler, der sendet, und einen ein- sierten Wellen, die in den beiden möglichen Richzigen Strahler, der empfängt. tungen rotieren können, den Weg zu sperren.ensures, and as a result, all radiators except for the circular waveguide of the directional coupler a single blocked at the same time for the transmission Fig. 3 contains two resonance cavities 21 and 22 with impulses and for the echoes, as at least one of its axial ferrite core. Both cavities are through Coupling cavities for the radar carrier wave continuous magnetic fields, which are counteracted in them is. So there are at a given point in time 40 set act, out of tune, to the circularly polarinur a single radiator that transmits and a single wave that is in the two possible directions Radiator that receives. rotations can rotate to block the way.

Die Verzögerungsleitung wird durch eine Strom- Der Richtungskoppler der Fig. 6 enthält nur einenThe delay line is implemented by a power supply. The directional coupler of Figure 6 includes only one

quelle 39 über die Ringe und Bürsten eines Kollektors einzigen Resonanzhohlraum mit Ferritkern, so daßsource 39 through the rings and brushes of a collector single resonance cavity with ferrite core, so that

42 gespeist. Diese Stromquelle 39 liegt auch an einer ⁴S die Anlegung eines kontinuierlichen Magnetfeldes Elektronenröhre 43, die an ihrem Steuergitter positive an den Ferritkern den Hohlraum gleichzeitig für Impulse 44 (vgl. Fig. 5) empfängt. Wenn dem Gitter beide Rotationsrichtungen der zirkulär polarisierten der Röhre 43 ein positiver Impuls zugeleitet wird, Wellen, die ihn durchlaufen können, verstimmt.
verhält sich diese Röhre wie ein Kurzschluß, und der Der Ferritkern, der hierbei benutzt wird, ist ein Strom wird während eines kurzen Augenblickes am 50 zjdindriseher Ring, der in einef gewissen Zone die Eintritt in die Verzögerungsleitung gehindert. Ein Innenwandung des einzigen Resonanzhohlraumes bedurch das Nichtvorhandensein von Strom bedingter deckt. In dieser Zone verläuft das hochfrequente Malmpuls pflanzt sich also der Verzögerungsleitung ent- gnetfeld parallel zu der Tangentialebene der benachlang fort und entsperrt nacheinander die verschie- barten Wand des Ferritringes. Dieses hochfrequente denen Strahler, da keiner der Kopplungshohlräume 55 Magnetfeld kann als die Summe zweier Komponenten eines bestimmten Strahlers 18 mehr verstimmt ist, angesehen werden, von denen die eine senkrecht zur wenn besagter Impuls die Spule 36, die zu dem be- Achse des Ferritringes und die andere parallel zu treffenden Strahler gehört, durchläuft. dieser Achse verläuft. Man weiß, daß gemäß einer42 fed. This current source 39 is also connected to a ⁴ S the application of a continuous magnetic field electron tube 43, which at its control grid receives positive signals from the ferrite core at the same time for pulses 44 (cf. FIG. 5). If a positive pulse is fed to the grating in both directions of rotation of the circularly polarized tube 43, waves which can pass through it are detuned.
If this tube behaves like a short circuit, the ferrite core used here is a current for a brief moment on the 50-cylinder ring, which prevents entry into the delay line in a certain zone. An inner wall of the single resonance cavity due to the absence of current covers. In this zone, the high-frequency malpulse propagates along the delay line in a detented field parallel to the tangential plane of the neighboring one and successively unlocks the displaceable wall of the ferrite ring. This high-frequency which radiator, since none of the coupling cavities 55 magnetic field can be more detuned than the sum of two components of a certain radiator 18, one of which is perpendicular to the said pulse, the coil 36, which is to the axis of the ferrite ring and which belongs to the other emitter to be hit in parallel. this axis runs. You know that according to a

Wenn das Radargerät entsprechend seiner Reich- klassischen Regel die senkrecht zur Achse des Ferritweite einen Impuls mit einer Wiederholungsperiode T 60 ringes verlaufende Komponente des hochfrequenten (vgl. erste Zeile der Fig. 5) ausstrahlt, haben die der Magnetfeldes als die geometrische Summe von zwei Elektronenröhre 43 zugeleiteten Impulse 44 eine Magnetfeldern mit konstanter und gleicher Amplitude Dauer T und eine der Verzögerungszeit r der Verzö- betrachtet werden kann, die in entgegengesetztem gerungsleitung entsprechende Wiederholungsperiode. Sinne rotieren. If the radar device emits a pulse with a repetition period T 60 ring running perpendicular to the axis of the ferrite width in accordance with its classical rule, the high-frequency component (see first line of Fig. 5) has the magnetic field as the geometric sum of two electron tubes 43 supplied pulses 44 a magnetic field with constant and equal amplitude duration T and one of the delay time r of the delay can be considered, the repetition period corresponding in the opposite direction line. Rotate senses.

Im Fall eines Radargerätes mit einer Reichweite 65 Mindestens eines dieser rotierenden Magnetfelder von 50km kann man z.B. setzen: ist mit der Präzessionsbewegung der durch sie erIn the case of a radar device with a range of 65 at least one of these rotating magnetic fields from 50km one can for example set: is with the precession movement that through it

zeugten magnetischen Momente gekoppelt, wenn derwitnessed magnetic moments coupled when the

Anzahl der Strahler , JV = 15 Ferritring sich in einem kontinuierlichen axialen Ma-Number of emitters, JV = 15 Ferrite ring is in a continuous axial dimension

α 2° gnetfeld befindet, dessen Intensität so einreguliert ist,α 2 ° magnetic field is located, the intensity of which is regulated in such a way that

T V3000 Sekunde 70 daß sie sich in der Nähe der Eisenresonanz befindet. T V3000 second 70 that it is close to the iron resonance.

Hierdurch entsteht eine zusätzliche magnetische Energie, und die Resonanz des einzigen verwendeten Hohlraumes kann nur auftreten bei einer Frequenz, die unterhalb der Größe der Resonanzfrequenz liegt, die beim Fehlen des kontinuierlichen Magnetfeldes zu beobachten ist. Wenn man also den Ferritring des einzigen vorhandenen Hohlraumes der Einwirkung eines kontinuierlichen Magnetfeldes aussetzt, kann der Hohlraum von keiner zirkulär polarisierten Welle mit der Sendefrequenz des Radargerätes durchlaufen werden, ganz gleich, wie diese rotiert.This creates additional magnetic energy and the resonance of the only cavity used can only occur at a frequency that is below the magnitude of the resonance frequency, which can be observed in the absence of the continuous magnetic field. So if you have the ferrite ring of the only exposing the existing cavity to the action of a continuous magnetic field, the No circularly polarized wave at the transmission frequency of the radar device can pass through the cavity, no matter how it rotates.

In Fig. 6 sind 1 und 2, wie in der Fig. 3, die Öffnungen des Rechteckhohlleiters 3, der durch die Öffnung 1 mit dem Sender und dem ersten Empfänger des Radargerätes und durch die Öffnung 2 mit dem zweiten Empfänger verbunden ist. Der Rechteckhohlleiter 3 ist durch ein System von Schlitzen 5 und 6 mit dem Rundhohlleiterabschnitt 4 verbunden. Dieser Rundhohlleiterabschnitt bildet einen zylindrischen Hohlraum, der durch die obere Seite des Rechteckhohlleiters 3 und durch ein Metallblech 48 begrenzt wird, das in seiner Mitte ein rundes Loch 49 aufweist. Der Hohlraum 4 besitzt eine Umbördelung 59, in die die dielektrische Kerze 18 eingesetzt ist. 7 ist eine metallische Impedanzanpassungsplatte, die in dem Rechteckhohlleiter 3 unterhalb des Längsschlitzes 6 angeordnet ist. Das Kopplungssystem 5, 6, 7 ist das gleiche wie in der Fig. 1.In Fig. 6, 1 and 2, as in Fig. 3, the openings of the rectangular waveguide 3, which passes through the opening 1 with the transmitter and the first receiver of the radar device and through the opening 2 with the second receiver is connected. The rectangular waveguide 3 is formed by a system of slots 5 and 6 connected to the circular waveguide section 4. This circular waveguide section forms a cylindrical one Cavity bounded by the upper side of the rectangular waveguide 3 and by a metal sheet 48 which has a round hole 49 in its center. The cavity 4 has a flange 59, in which the dielectric candle 18 is inserted. 7 is a metallic impedance matching plate shown in FIG the rectangular waveguide 3 is arranged below the longitudinal slot 6. The coupling system 5, 6, 7 is the same as in FIG. 1.

Die Länge des Hohlraumes 4 — gemessen in der Achsrichtung — ist so, daß er mit der Frequenz der ganzen Welle schwingt. Der Resonanzhohlraum 4 ist innen etwa in seinem mittleren Teil durch einen Ferritring 47 ausgefüttert. Außerdem liegt um diesen gleichen mittleren Teil außen herum ein mit dem Hohlraum koaxialer Ferritbehälter 50, in dessen Innenaussparung sich eine Spule 51 befindet. An die beiden Zuleitungen 52 der Spule 51 kann ein Gleichstrom angelegt werden. Die Schnittflächen und die sichtbaren Teile der Ferritorgane sind der Deutlichkeit halber gepunktet dargestellt. Die hochfrequenten Ströme auf den Wandungen des mittleren Teiles des Hohlraumes 4 verlaufen im wesentlichen parallel zur Achse des Hohlraumes. Der Ring 47 ist durch Schlitze 53 unterbrochen, die die Hochfrequenzströme nicht stören, jedoch die Foucaultschen Ströme, die während des Einschaltens des Gleichstromes in der Spule 51 entstehen würden, verhindern.The length of the cavity 4 - measured in the axial direction - is such that it corresponds to the frequency of the whole wave swings. The resonance cavity 4 is inside approximately in its central part by a Ferrite ring 47 lined. In addition, there is a with the outside around this same central part Cavity of coaxial ferrite container 50, in the inner recess of which a coil 51 is located. To the A direct current can be applied to both leads 52 of the coil 51. The cut surfaces and the Visible parts of the ferrite organs are shown dotted for the sake of clarity. The high-frequency ones Currents on the walls of the central part of the cavity 4 run essentially parallel to the Axis of the cavity. The ring 47 is interrupted by slots 53 which do not carry the high frequency currents interfere, but the Foucault currents, which during the switching on of the direct current in the coil 51 would prevent.

Die Abstimmung des Hohlraumes 4 auf die Sendefrequenz des Radargerätes erfolgt bei stromloser Spule 51 durch Anbringen der Polythenstäbchen 54. Wenn diese Abstimmung erreicht ist, werden die Wellen, die durch die Öffnung 1 des Rechteckhohlleiters 3 eintreten, in Form einer zirkulär polarisierten Welle durch die dielektrische Kerze 18 in den Raum gestrahlt, und die Echowellen passieren ebenfalls den Hohlraum 4 und treten durch die Öffnung 1 oder die Öffnung 2 — je nach dem Richtungsinn ihrer Zirkularpolarisation — aus.The tuning of the cavity 4 to the transmission frequency of the radar device takes place when there is no current Coil 51 by attaching the polythene rods 54. When this coordination is achieved, the Waves entering through the opening 1 of the rectangular waveguide 3, in the form of a circularly polarized one Wave is radiated into the room through the dielectric candle 18, and the echo waves also pass through the Cavity 4 and pass through opening 1 or opening 2 - depending on the direction of their circular polarization - the end.

Wenn die Spule 51 unter Strom gesetzt wird, wird der Ferritring 47 durch ein kontinuierliches axiales Magnetfeld erregt. In der Nähe des Ringes verlaufen die durch den Pfeil 55 dargestellten Hochfrequenzströme axial. Das hochfrequente, durch den Pfeil 56 dargestellte Magnetfeld verläuft senkrecht zur Achse des Hohlraumes 4 und parallel zu seiner Wandung. Dieses hochfrequente Magnetfeld 56 kann in zwei entgegengesetzt rotierende Felder mit konstanter Amplitude zerlegt werden, wie sie durch die Pfeile 57 und 58 dargestellt sind. Beide Magnetfelder verlaufen senkrecht zur Achse. Mindestens eines der rotierenden Felder 57 oder 58 ist mit der natürlichen Präzession der durch das kontinuierliche Magnetfeld erzeugten magnetischen Momente gekoppelt. Dadurch erhöht sich die magnetische Energie in dem Hohlraum 4, und es entsteht eine Verstimmung dieses Hohlraumes. Er läßt nunmehr keine elektromagnetische Energie mehr passieren, weder in Senderichtung noch in Empfangsrichtung, ganz gleich, welchen Drehsinn die Polarisation hat.When the coil 51 is energized, the ferrite ring 47 is through a continuous axial Magnetic field excited. The high-frequency currents shown by arrow 55 run in the vicinity of the ring axial. The high-frequency magnetic field shown by arrow 56 runs perpendicular to the axis of the Cavity 4 and parallel to its wall. This high-frequency magnetic field 56 can be opposed in two rotating fields with constant amplitude are decomposed, as indicated by the arrows 57 and 58 are shown. Both magnetic fields are perpendicular to the axis. At least one of the rotating Fields 57 or 58 is with the natural precession of that generated by the continuous magnetic field magnetic moments coupled. This increases the magnetic energy in the cavity 4, and this creates a detuning of this cavity. He now no longer leaves any electromagnetic energy happen, neither in the direction of transmission nor in the direction of reception, regardless of the direction of rotation of the polarization Has.

So kann ein einziger zylindrischer Resonanzhohlraum die Echos sowohl von isotropen als auch von anisotropen Hindernissen blockieren.Thus, a single cylindrical resonance cavity can receive the echoes from both isotropic and from block anisotropic obstacles.

Es ist selbstverständlich möglich, in der Antenne der Fig. 4 die Koppler 35 gemäß der Fig. 3 durch Koppler mit einem einzigen Resonanzhohlraum gemäß Fig. 6 zu ersetzen.It is of course possible to use the coupler 35 according to FIG. 3 in the antenna of FIG. 4 Replace couplers with a single resonance cavity as shown in FIG.

Claims

Patent claims:

1. Radar device with circularly polarized radiation to differentiate between isotropic and anisotropic Aiming, characterized in that a directional coupler for directional Conversion of plane polarized waves into circularly polarized waves and vice versa with a the middle of the broad side of a rectangular waveguide (3) attached round waveguide (4) and two separate, mutually perpendicular coupling slots (5, 6) on both sides of the plane of symmetry of the rectangular waveguide a radar device is connected such that the primary radiator (18) of an antenna for circularly polarized waves on the circular waveguide (4), while the transmitter (11) and a receiver (12) with one connection (1) of the rectangular waveguide (3), a second receiver (13) but with the other connection (2) of the rectangular waveguide (3) in the sense of a separate display of the clockwise and counter-clockwise Circular polarization components of the received radiation is connected.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the primary radiator (18) from consists of a dielectric stem radiator, which via slots (27) with the cylindrical, on the Transmitter carrier frequency tuned resonance cavity of the circular waveguide (4) is connected.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the cylindrical resonance cavity (4) of two coupled resonance cavities that are matched to the transmitter carrier frequency (21, 22), which are connected to one another by slots (23), that furthermore in the axis of the resonance cavities (21, 22) ferrite cores (29) are arranged through parallel to Axis optionally applicable magnetic fields, possibly a detuning of the resonance frequency cause the resonance cavities (21, 22) with respect to the transmitter carrier frequency, and that the magnetic field (31) in the one resonance cavity (22) opposite to that (32) in the other resonance cavity (21) extending is directed. ■

4. Arrangement according to claim 2, characterized in that on the inner wall of the cylindrical resonance cavity (4) a ferrite ring (47) is arranged, which is under the action a continuous magnetic field parallel to the axis of the resonance cavity (55) can be placed so that the resonance cavity is circular for both directions of rotation polarized waves is detuned.

909 757,360

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the with the Transmitter (11) and the receivers (12, 13) connected rectangular waveguide (34) with several Magnetically individually lockable circular waveguides (4) with attached primary radiators (18) is that converge in a fan shape towards the center of a reflector (19) that for the radiation in free space is a divergent one that can be switched on alternately in its parts Fan bundle results.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that that the magnetic locking devices at individual points of a delay chain are connected in such a way that the individual radiators are released one after the other.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that when using magnetically influenced Ferrite cores (29, 47) whose coil winding

lungs (30, 36, 51) form the inductances of the delay line.

8. The method of operating the arrangement according to claim 7, characterized in that a DC voltage continuously applied to the delay line is interrupted so briefly, that the blanking pulse running over the delay line each has a radiator for the The duration of the running time to be measured.

Considered publications:
French Patent No. 1,079,880;
Electronics, 27 (March 1954), pp. 158-160;
Transactions of the Institute of Radio Engineers, Professional Group on Microwave Theory and Techniques, MTT 3 (January 1955), pp. 10 to 15.

Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1 016 783.

For this purpose 2 sheets of drawings