DE1591079C - Monopulsspeiseanordnung mit mehreren Wellenformen - Google Patents

Description

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Fig. 2 eine Seitenansicht der Monopulsspeise- Die Hohlleiter 2' und Δ Ε sollen derartige Ab-

anordnung von Fig. 1, messungen aufweisen, daß sie, gegebenenfalls unter

Fig. 3 eine Oberansicht der Monopulsspeise- Berücksichtigung eines sie füllenden Materials, für

anordnung von Fig. 1, jede andere Wellenform als H₁₀ keinen Durchgang

Fig. 4 eine Stirnansicht der Monopulsspeise- 5 haben,

anordnung von Fig. 1 und Eine Drehung der Strahlungsachse senkrecht zur

Fig. 5 bis 9 Diagramme zur Erläuterung der Ε-Ebene läßt gleichzeitig die Wellenformen H₂₀ und Wirkungsweise der Monopulsspeiseanordnung von H₁₀ an der öffnung S auftreten. Die Energie Δ Η bei Fig. 1. * der WellenformH₂₀ ist eine Funktion dieses Dreh-Inder folgenden Beschreibung wird mit »Ε-Ebene« io winkeis. Sie wird von einer Kopplung am Hauptdie Ebene bezeichnet, die bei der Wellenform H₁₀ hohlleiter G aufgenommen, welche derart vorgeden elektrischen Feldvektor und die Achse des nommen wird, daß. aus diesem nur die Wellen-Hohlleiters enthält, d. h. die vertikale Symmetrie- form H₂₀ zwischen der Mündung 5 und der Trennebene des Hohlleiters, und mit »//-Ebene« wird die wand C aufgenommen wird.
dazu senkrechte Symmetrieebene bezeichnet. 15 Bei der dargestellten Ausführungsform erfolgt

Eine mit mehreren Wellenformen arbeitende diese Auskopplung ohne örtliche Unsymmetrie durch

Monopulsspeiseanordnung ist schematisch in Schräg- die Verwendung von zwei gleichen Hohlleitern g₂

ansicht in Fig. 1, in Seitenansicht in Fig. 2, in und g₂" mit den gleichen rechteckigen Querschnit-

Draufsicht in Fig. 3 und in Untersicht in Fig. 4 ten, die zu einem offenen Ring gebogen sind. Diese

dargestellt. ao beiden Hohlleiter werden mit entgegengesetzter

Sie weist im wesentlichen einen Haupthohlleiter G Phase durch die sich im Haupthohlleiter G mit der

auf, dessen öffnung S die strahlende oder empfan- Wellenform H₂₀ fortpflanzenden Wellen erregt. Der

gende Quelle bildet, je nachdem, ob es sich um die Differenzausgang eines an die beiden Hohlleiter g.,'

Aussendung oder den Empfang von elektromagne- und g₂" angekoppelten magischen T stellt das Si-

tischen Wellen handelt. Der Querschnitt des Hohl- 25 gnalzlH in der gewählten Wellenform H₁₀ wieder

leiters G ist so gewählt, daß sich in demselben die her und bildet somit den Kanal für die »Differenz

Wellenformen H₁₀, H.,_o, H₁₁ und E₁₁ fortpflanzen in der //-Ebene«. Der Summenausgang des gleichen

können. magischen T stellt dagegen das Signal wieder her,

Ab dem Abstand ρ von der Ebene der Öffnung welches im Haupthohlleiter G auf der Höhe der ist eine metallische Trennwand C angeordnet, welche 30 Kopplung von g₂ und g₂" in Phase an den zwei senkrecht zum transversalen elektrischen Feld E der Mündungen vorhanden wäre, d. h. in der Wellensich im Hohlleiter G fortpflanzenden Wellenformen form H₀₁. Wenn der Haupthohlleiter G auch so verläuft. Der Hohlleiter G ist dadurch in zwei gleiche bemessen ist, daß die Fortpflanzung elektromagne-Hohlleiter ^₁ und g_t' unterteilt. Die Wellenform H₁₀ tischer Wellen in der Wellenform H_0x gleichzeitig wird beim Auftrennen auf die Trennwand nicht 35 mit den Wellenformen /Z₁₀, H₂₀ und HE₁₁ erfolgen gestört, und diese Wellenform teilt sich auf die zwei kann, was stets möglich ist, so kann man darin die Hohlleiter ^₁ und g/ in zwei in Phase befindliche Wellenform H₀₁ erzeugen, indem man durch den Wellen auf, welche sich im Summenkanal Σ wieder Kanal Σ₁ einspeist. Wenn man daher den Hauptvereinigen und das unter der gleichen Bezeichnung hohlleiter G gleichzeitig in der Wellenform H₁₀ durch bekannte Bezugssignal bilden. 4° den Kanal Σ und in der Wellenform H₀₁ durch den

Im Gegensatz dazu werden die longitudinalen Kanal Σ₁ speist, kann man die Verringerung des

Komponenten des elektrischen Feldes der Wellen- Schattens der Quelle in einer Antenne mit Drehung

form HE₁₁, welche die Resultierende aus den WeI- der Polarisation nach dem in der deutschen Offen-

lenformen H_n und E₁₁ darstellt, durch die Trenn- legungsschrift 1 591 026 beschriebenen Prinzip

wand C kurzgeschlossen. Diese Störung ruft in be- 45 erzielen.

kannter Weise in den Hohlleitern ^₁ und g_t'. die Schließlich wird bemerkt, daß die gleichmäßig Erzeugung von Wellenformen H₁₀ mit entgegen- in der Ebene H aufgeteilten Wellenformen H₁₀ und gesetzter Phase hervor. Eine Unterbrechung der HE₁₁ nicht mit den Hohlleitern g₂, g₂ und g₂" ge-Trennwand C, welche in bekannter Weise durch koppelt sind, da sie durch Verformung der durch ein passendes Profil verwirklicht ist, beispielsweise 50 dieselben erzeugten Felder darin eine höhere Wellenin Treppenform, wie in F i g. 3 dargestellt, ruft eine form hervorzurufen suchen, welche keinen Durchderartige Verformung des Feldes hervor, daß eine . gang hat.

Grundwelle H₁₀ in einem seitlichen Hohlleiter Δ E Zur Erläuterung sind in den F i g. 5 bis 9 die

erregt wird, welcher in Höhe des treppen- Verteilungen des elektrischen Feldes im gleichen

förmigen Endes der Trennwände angeordnet ist 55 Hohlleiter bei den Wellenformen H₁₀ und H,_o, E_n,

und den Kanal für die »Differenz in der Ε-Ebene« H₁₁ und HE₁₁ schematisch dargestellt, wobei die

bildet. zuletzt genannte Wellenform HE₁₁ die Kombination

Eine Drehung der Strahlungsachse senkrecht zur der Wellenformen E₁₁ und H₁₁ darstellt. Die Pfeile Η-Ebene verursacht nämlich das gleichzeitige Auf- ' zeigen die Feldrichtung und die Kurven die Vertreten der beiden Wellenformen H₁₀ und HE₁₁ im 6° teilung der Feldstärke längs der Abszisse an.
Haupthohlleiter und infolgedessen die Ausbildung Um Unstetigkeiten zu vermeiden, die an alle von Wellenformen H₁₀ ungleicher Stärke in den vorhandenen Wellenformen schwierig anzupassen Hohlleitern g_t und g/. Die beschriebene Schaltung sind, sucht man in der Praxis über dessen ganze mit dem Aufbau eines magischen T, welches in der Länge des Hohlleiters G den durch die ausgenutzte Ε-Ebene zusammengeklappt ist, bildet die Summe ⁶S strahlende öffnung vorgeschriebenen konstanten und die Differenz der Wellen, welche sich in den Querschnitt beizubehalten. Dies führt dazu, den Hohlleitern g, und g_x' fortpflanzen, was die Bezeich- Hohlleiter mit einem Dielektrikum auszufüllen,
nungen Σ und AE der Ausgangskanäle rechtfertigt. Der Summenkanal 2", wird durch eine geeignete

Belastung abgeschlossen, wenn keine Verwendung der Wellenform H₀₁ vorgesehen wird.

Es wird bemerkt, daß die Ausgangshohlleiter für die Signale Σ, ΔE, ΔΗ nur die Wellenform H₁₀ fortleiten sollen, was auch für die Hohlleiter^ und S₁ gilt. Die Anpassung der Impedanzen an den verschiedenen Hohlleiterverbindungen muß für jede Wellenform unabhängig gewährleistet sein. Insbesondere ordnet man immer, wenn es möglich ist, eine korrigierende Einrichtung (beispielsweise eine Blende) in einem ausschließlich für die Wellenform H₁₀ bestimmten Hohlleiter an, also in den Ausgangshohlleitern für die Signale Σ, Δ E öder Δ H.

Beispielsweise kann man die Korrekturen der Impedanzen in der nachfolgenden Weise bewirken, wobei die Reihenfolge der Vorgänge zu beachten ist:

a) Anbringen von zwei induktiven,· symmetrischen Blenden oder Stiften für die Wellenform H₂₀;

b) Anbringen einer mittleren Blende oder eines ao mittleren Stiftes für die Wellenform H₁₀;

c) Anbringen eines dünnen metallischen Plättchens senkrecht zum transversalen elektrischen Feld, welches die longitudinalen Komponenten der Wellenform HE_n abfängt. Je nach der Länge des Plättchens erhält man einen induktiven oder einen kapazitiven Blindwiderstand.

Die Abmessungen des Haupthohlleiters G (Breite a und Höhe b) werden durch die Notwendigkeit vorgeschrieben, die Fortpflanzung der Wellenformen H₀₁, H₀₂, H_n und E₁₁ zu ermöglichen und die Fortpflanzung der nächsten parasitären Wellenform auszuschalten. Gleichermaßen sollen die verschiedenen der Speisung dienenden Hohlleiter (die Kanäle Σ, Δ Ε, ΔΗ) solche Abmessungen besitzen, daß nur die verwertbaren Wellenformen sich fortpflanzen können. Beispielsweise kann man α und b so wählen, daß die ungeraden Wellenforrrien H₂₀, H_n und E_n im Hohlleiter G die gleiche Grenzwellenlänge aufweisen, so daß sich ergibt

wenn man annimmt, daß die innere Dielektrizitätskonstante gleich 1 ist, woraus folgt:

— = 0,578.
a

In der Praxis wählt man die maximale Wellenlänge^ derart, daß sie groß bltfibt gegenüber der Grenzwellenlänge l_c. Beispielsweise wählt man

= 0,8.

Andrerseits soll die minimale Wellenlänge X_1n nicht zu nahe an der Grenzwellenlänge X_C21 der unerwünschten Wellenformen H₂₁ und E₂₁ liegen, welche durch die folgende Gleichung definiert ist:

C21~ *^a_»^
j/a² + 4 b²

a =

lab

b²

45 Die Wahl von α und b erfolgt daher als Kompromiß zwischen diesen beiden Überlegungen.

Die Abmessungen / und /' hängen von der vorher getroffenen Wahl der Breite α und der Höhe b des Haupthohlleiters G ab. Die Länge /' zwischen der Erregerebene der Wellenform H₀₂ und der Ebene der Querschnittsänderungen an der Verbindungsstelle mit dem magischen T für die 2s-Ebene (dessen Hohlleiter genormte Abmessungen besitzen) liegt in der Größenordnung von λ/2. Sie wird insbesondere durch die Anpassung an die Wellenform H₀₂ bestimmt. Die Länge/ ist weniger kritisch, muß jedoch trotzdem ausreichend sein, damit die aperiodischen Wellenformen H₁₂ und E₁₂, weiche gleichzeitig mit der Wellenform H₀₂ erregt werden, an der öffnung 5, an der das nicht dargestellte Horn angeschlossen ist, ausreichend geschwächt sind (20 bis 30 db). Schließlich muß die mechanische Ausführung genügend genau sein, insbesondere, was die Symmetrie der Erregerhohlleiter und der Korrekturvorrichtungen betrifft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

bilden und so ausgebildet sind, daß sie jeweils

Patentanspruch: bestimmte Wellenformen auskoppeln und andere

Wellenformen sperren. Bei dieser bekannten Mono-

Monopulsspeiseanordnung mit mehreren WeI- pulsspeiseanordnung ist der Haupthohlleiter so auslenformen, welche einen Haupthohlleiter, einen 5 gebildet, daß er die Wellenformen H₁₀, H₂₀, H_n »Summen«-Kanal Σ, einen Kanal für die »Diffe- und E₁₁ überträgt. An diesen Haupthohlleiter schließt renz in der Ε-Ebene« AE und einen Kanal für sich eine Verjüngung an, welche die Wellenformen die »Differenz in der //-Ebene« Δ H aufweist, H_n und E_n reflektiert. Darauf folgt ein Hohlleiterdadurch gekennzeichnet, daß der abschnitt, der die Wellenformen H₁₀ und H₂₀ über-Haupthohlleiter (C?) für die gleichzeitige Fort- 10 trägt und in eine zweite Verjüngung übergeht, welche pflanzung der Wellenformen AT₁₀ und H₀₁, H₂₀ die Wellenform H₂₀ reflektiert. Schließlich folgt ein und E₁₁ unter Ausschluß anderer Wellenformen Hohlleiterabschnitt, der nur die Wellenform H₁₀ bemessen und ausgebildet ist, daß eine metallische überträgt. An der Breitseite des Hohlleiterabschnitts Trennwand (C) den Haupthohlleiter (G) senk- zwischen den beiden Verjüngungen ist ein Koppler recht zur Richtung des elektrischen Transversal- 15 angebracht, der Energie der Wellenform H₂₀, jedoch feldes der Wellenform H₁₀ teilweise in zwei in der Wellenform H₁₀ auskoppelt. Schließlich sind gleiche Teilhohlleiter (^₁, ^₁') unterteilt, daß ein an zwei entgegengesetzten Wänden des Haupthohlmagisches T vorgesehen ist, das zwei elektro- leiters Koppler angebracht, welche Energie der magnetisch nicht gekoppelte erste Arme hat, Wellenformen H₁₁ und E₁₁ auskoppeln und über ein weiche so zusammengeklappt sind, daß sie in 20 magisches T als Summensignal bzw. Differenzsignal die Teilhohlleiter (^₁ und ^₁') münden, und das in der Wellenform H₁₀ abgeben,
zwei weitere Arme hat, von denen der eine den Eine solche Monopulsspeiseanordnung ergibt zwar

Kanal 2" und der andere den Kanal J E bilden, das gewünschte Strahlungsdiagramm mit einem und daß ein zweites magisches T vorgesehen ist, einzigen Haupthohlleiter, doch ergibt sie bei Verdas zwei elektromagnetisch nicht gekoppelte 35 wendung in Verbindung mit einem Reflektor den erste Arme hat, von denen der eine den Kanal Δ H Nachteil, daß sich der Schalter der Strahlungsquelle und der zweite einen zweiten Summenkanal Z₁ nachteilig bemerkbar macht.

bilden, und das zwei weitere, gekrümmte Arme Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer

(,gj, g-z") ^nat> welche in die beiden gegenüber- Monopulsspeiseanordnung, die eine wesentliche liegenden, bezüglich der //-Ebene symmetrischen 30 Verringerung des Quellenschattens ermöglicht.
Flächen des Haupthohlleiters in dem zwischen Bei einer Anordnung der einleitend angeführten

der Mündung (S) und der Trennwand (C) ge- Ausbildung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß legenen Teil des Haupthohlleiters münden. dadurch gelöst, daß der Haupthohlleiter für die

gleichzeitige Fortpflanzung der Wellenformen H₁₀ 35 und H₀₁, H₂₀ und E₁₁ unter Ausschluß anderer

Wellenformen bemessen und ausgebildet ist, daß eine

metallische Trennwand den Haupthohlleiter senkrecht zur Richtung des elektrischen Transversal-

Die Erfindung geht aus von einer Monopulsspeise- feldes der Wellenform H₁₀ teilweise in. zwei gleiche anordnung mit mehreren Wellenformen, welche 40 Teilhohlleiter unterteilt, daß ein magisches T voreinen Haupthohlleiter, einen »Summen «-Kanal Σ, gesehen ist, das zwei elektromagnetisch nicht geeinen Kanal für die »Differenz in der Ε-Ebene« Δ E koppelte erste Arme hat, welche so zusammen- und einen Kanal für die »Differenz in der //-Ebene« geklappt sind, daß sie in die Teilhohlleiter münden, Δ H aufweist. und das zwei weitere Arme hat, von denen der eine

Bekanntlich ermöglicht ein Monopuls-Radar- 45 den Kanals und der andere den Kanal JE bilden, system die Messung der Höhenwinkelablage und und daß ein zweites magisches T vorgesehen ist, das der Seitenwinkelablage eines Ziels in bezug auf die zwei elektromagnetisch nicht gekoppelte erste Arme Antennenachse durch Vergleich des einen bzw. des hat, von denen der eine den Kanal A H und der anderen von zwei Differenzsignalen mit einem als zweite einen zweiten Summenkanal Z₁ bilden, und Bezugssignal dienenden Summensignal durch Ampli- 50 das zwei weitere gekrümmte Arme hat, weiche in tudenvergleich oder durch Phasenvergleich. Zur die beiden gegenüberliegenden, bezüglich der Bildung der Summen- und Differenzsignale auf //-Ebene symmetrischen Flächen des Haupthohl-Grund eines einzigen Sendeimpulses weist das Emp- leiters in dem zwischen der Mündung und der fangsdiagramm der Antenne vier Keulen auf, die Trennwand gelegenen Teil des Haupthohlleiters für die Sendung sowie für die Bildung des Summen- 55 münden.

signals zu einer Keule zusammengefaßt werden, Die Wirkung der Monopulsspeiseanordnung nach

während sie für die Bildung der Differenzsignale der Erfindung beruht im wesentlichen darauf, daß paarweise ausgewertet werden. sich im Haupthohlleiter die Wellenformen H₁₀ und

Zur Vermeidung der Schwierigkeiten, die bei einer H₀₁ gleichzeitig fortpflanzen. Dies ist Voraussetzung Speisung der Monopulsantenne über vier getrennte 60 für die Verringerung des Quellenschattens bei Ver-Hohlleiter für die Erzeugung der vier Keulen des wendung der Monopulsspeiseanordnung in Verbin-Strahlungsdiagramms auftreten, ist aus der USA.- dung mit bestimmten Reflektorantennen, wie sie Patentschrift 3 274 604 bereits eine Monopulsspeise- beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift anordnung bekanntgeworden, die nur einen Haupt- 1 591026 beschrieben sind.

hohlleiter aufweist, in dem sich gleichzeitig ver- 65 An Hand der Zeichnung wird die Erfindung schiedene Wellenformen ausbreiten können und an beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
den sich Hohlleiterabschnitte anschließen, welche Fig. 1 eine Schrägansicht einer Monopulsspeise-

die Kanäle für die Summen- und Differenzsignale anordnung nach der Erfindung,