DE2601239A1 - verfahren zur bestimmung der polarisation von elektromagnetischen wellen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Bestimmung der Polarisation elektroinagnetischen Wel-
• len Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Polarisation von an einer mit einer horizontalen und einer vert4-kalen Auskopplung versehenen Peilantenne einfallenden elektromagnetischen Wellen Es ist bekannt; zur Polarisationsbestimmung de Polarisationskomponentenmittels Amplituden und Phasenmessung festzustellen. Die Amplitudenmessung der Polarisationskomponenten ist dabei verhältnislaäßigzeitraubend, da drehbare Anordnungen verwendet werden.
• Außerdem ist eine Feststellung des Drehsinns bei zirkuleren und elliptischen Wellen durch Pegelvergleich der Signale von zwei gegensinnigen Spiralantennen erforderlich.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur schnellen Polarisatinnsbestimmung einer elektromagnetischen Welle durch eine Feilantenne ohne aufwendige Phasenmeszungen der Polarisationskomponenten zu schaffen. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß an eine Amplitudenmeßscilaltungfolgende vier Signale der Reihe nach einzeln angeschaltet werden: a) das an der horizontalen Aiz kopplung der Peilantenne abgenommene Signal, wobei das an der vertikalen Auskopplung abgenommene Signal an einen Abschlußwiderstand geführt wird, b) das an der vertikalen Auskopplung der Peilantenne abgenommene Signal, wobei das an der horizontalen Auskopplung abgenommene Signal an einen Abschlußwiderstand gefuhrt wird, c) dasjenige Signal, welches durch Differenzbildung des Signals der horizontalen Auskopplung und des um eine Viertelwellenlänge verzögerten Signals der vertikalen Auskopplung der Peilantenne gebildet wird, d) dasjenige Signal, welches durch Summierung des Signals der horizontalen Auskopplung und des um eine Viertelwellenlänge verzögerten Signals der vertikalen Auskopplung der Peilantenne gebildet wird, und daß aus den gemessenen und auf den Maximalwert normierten Amplitudenverhältnissen der Signale a bis d unter anderem entsprechend der folgenden Tabelle, in der nur die wichtigsten vorkommenden elliptischen Polarisationen berücksichtigt sind, aufdie'jeweils vorliegende Polarisationen der Welle rückgeschlossen wird:

  Signale vorliegende Polarisation

  a b c d

  1 0 1 1 horizontal

  0 1 1 i 1 vertikal

  1/72 1/72 1 0 rechtszirkular

  1/ 1/720 1 linkszirkular

  2/3 1/3 1 1/3 rechtselliptisch ( Vert Achse 32

  1/3 2/3 1 1/3 rechtselliptisch ( HVe°rt Achse = °'5)

  2/3 1/3 1/3 1 linkselllptisch (Hor Achse 2

  Vert.Achse - 2

  1/3 2/3 1/3 1 linkselliptisch (-VHe°rtAAhchse= 0'5)

  In dieser Tabelle sind nur einige Beispiele von elliptischen Polarisationen angegeben. Die in der Tabelle aufgeführten Polarisationen lassen sich eindeutig mit dem Verfahren nach der Erfindung feststellen.
• Eine zweckmäßige Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß zur Bildung der Signale c und d eine 960-Hybridschaltung vorgesehen ist, deren erster Eingang mit der horizontalen Auskopplung und deren zweiter Eingang mit der vertikalen Auskopplung der Peilantenne verbunden ist, daß im Falle der Messung des Signals c der zweite Ausgang an eine Einrichtung für die Amplitudenmessung angeschaltet und der erste Ausgang mit einem Abschlußwiderstand versehen ist und daß im Falle der Sessung des Signals d die beiden Ausgänge der Hybridschaltung vertauscht angeschlossen sind.
• Die Hybrideingänge lassen sich ohne Auswirkungen auf die Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens auch vertauscht von den beiden Antennensignalen ansteuern.
• In vorteilhafter Weise werden Mikrowellenschalter für die Einschaltung der vger Signale eingesetzt.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in einer Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Die Figur zeigt eine Breitbandantenne 1 mit einer horizontalen Auskopplung 2 und einer vertikalen Auskopplung 3. An die beiden Auskopplungen 2 und 3 ist jeweils ein Umschalter 4 bzw. 5 mit zwei Stellungen.A und B angeschlossen. Diese beiden Schalter 4 und 5, die gleichzeitig betätigt werden, sind als mechanische bzw. elektronische Mikorwellenschalter ausgebildet. Ein Zweiwege-Umschalter 6 ist mit seinem einem Eingang mit dem Umschaltkontakt A des Umschalters 4 und mit seinem zweiten Eingang mit dem Umschaltkontakt A des Umschalters 5 verbunden. Der eine Ausgang des Zweiwege-Umschalters 6 ist an einen Abstlußwiderstand 7 geführt, während der zweite Ausgang an einen Umschaltkontakt A eines weiteren Umschalters 8 angeschlossen ist. Der Ausgangskontakt des Umschalters 8 ist mit einer Einrichtung 9 zur vergleichenden Amplitudenmessung verbunden. Die beiden Umschaltkontakte B der Mikrowellenschalter 4 und 5 sind mit den beiden Eingängen einer 90°-Hybridschaltung 10 verbunden, deren beide Ausgänge jeweils an einen Eingang eines weiteren Zweiwege-Mikrowellenschalters 11 angeschlossen sind. Während der eine Ausgang dieses Umschalters 11 an einem Abschlußwiderstand 12 liegt, ist der zweite Ausgang an den Umschaltkontakt B des Umschalters 8 geführt. Es ergeben sich bei dieser Schaltung insgesamt vier Signalausgänge, welche mit a, b, c und d bezeichnet sind. Das Signal a liegt am UmschaltkontaktA des Umschalters 4, das Signal b am Umschaltkontakt A des Umschalters 5 und die Signale c bzw. d an den beiden Ausgängen der 900 -Hybridschaltung 10. Der Umschalter 8 wird synchron mit den beiden Umschaltern 4 und 5 betätigt. Beim Durchlaufen der 90°-Hybridschaltung 10 wird die Phasenlage eines Signals um +900 bzw. -90° gedreht und zu dem Signal mit unveränderter Phasenlage addiert. Dadurch wird die horizontale und vertikale Auskopplung zur zirkularen Auskopplung umgewandelt. Gleich lange Hochfrequenzleitungen bis zur 900-Hybridschaltung 10 sind hierzu jedoch Voraussetzung.
• Die Ampiitudenmeßschaltung 9 wird nacheinander an die vier Signale a, b, c bzw. d angeschaltet. Normiert auf den Maximalwert der Spannung werden vier Amplitudenverhältnisse zur Polarisationskennung miteinander verglichen. Liegt eine der in der Tabelle angegebenenPolarisationen der elektromagnetischen Wellen vor, so ergeben sich an den vier Signalausgängen a bis d Amplitudenverhältnisse, die einen eindeutigen Rückschluß auf die vorliegende Polarisation oder auch eine andere elliptische Polarisation gewähren.
• Lediglich bei einer linearen Polarisation mit 450 gegenüber der Erdoberfläche läßt sich nicht eindeutig feststellen, ob es sich um eine positive oder negative Steigung handelt, da an allen vier Signalausgängen a bis din beiden Fällen gleiche Amplitudenverhältnisse herrschen.
• 5 Patentansprüche 1 Figur

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Bestimmung der Polarisation von an einer mit einer horizontalen und einer vertikalen Auskopplung versehenen Peilantenne einfallenden elektromagnetischen Wellen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an eine Amplitudenmeßschaltung folgende vier Signale der Reihe nach einzeln angeschaltet werden: a) das an der horizontalen Auskopplung der Peilantenne abgenommene Signal, wobei das an der vertikalen Auskopplung abgenommene Signal an einen Abschlußwiderstand geführt wird, b) das an der vertikalen Auskopplung der Peilantenne abgenommene Signal, wobei das an der horizontalen Auskopplung abgenommene Signal an einen Abschlußwiderstand geführt wird, c) dasjenige Signal, welches durch Differenzbildung des Signals der horizontalen Auskopplung und des um eine Viertelwellenlänge verzögerten Signals der vertikalen Auskopplung der Peilantenne gebildet wird, d) dasjenige Signal, welches durch Summierung des Signals der horizontalen Auskopplung und des um eine Viertelwellenlänge verzögerten Signals der vertikalen Auskopplung der Peilantenne gebildet wird, und daß aus den gemessenen und auf den Maximalwert normierten Amplitudenverhältnissen der Signale a bis d unter anderem entsprechend der folgenden Tabelle, in der nur die wichtigsten vorkommenden elliptischen Polarisationen berücksichtigt sind, auf die jeweils vorliegende Polarisation der Welle rückgeschlossen wird: Signale vorliegende Polarisation a b c d 1 0 1 1 horizontal 0 1 1 1 vertikal Y2 ff 1/ ff 1 0 rechtszirkular 1/t 1/Ü2 0 1 linkszirkular Hor. 1/3 1 i/5 rechtselliptisch Achse 2/3 1/3 1 1/3 rechtselliptisch Vert.Achse = 2 1/3 2/3 1 1/3 rechtselliptisch Hor. Achse = 0s5) i = 2/3 1/3 1/3 1 link,selliptisch (v°ertAAhche5e= 2 ) 1/3 2/3 1/3 1 linkselliptisch ( HoerrtAAhchse = 0,5) 2. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Bildung der Signale c und d eine 90°-Bybridschaltung (10) vorgesehen it, deren erster Eingang mit der horizontalen Auskopplung (2) und deren zweiter Eingang mit der vertikalen Auskopplung (3) der Peilantenne (1) verbunden ist, daß im Falle der Messung des Signals c der zweite Ausgang der Hybridschaltung (10) an eine Einrichtung (9) für die Amplitudenmessung angeschaltet und der erste Ausgang mit einem Abschlußwiderstand (12) versehen ist und daß im Falle der Messung des Signals d die beiden.Ausgänge der.Hybridschaltung (10) vertauscht angeschlossen sind.

   3. Schaltung nach Anspruch 2, g e k e n n z e i c h n e t durch die Verwendung von Mikrowellenschaltern (4, 5, 8, 6, 11) fUr die Einschaltung der vier zu messenden Signale.

   4. Schaltung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß den beiden Auskopplungen(2, 3) der Antenne (1) jeweils ein Umschalter (4, 5) nachgeschaltet ist, desen einer Kontakt (B) jeweils mit dem ersten bzw. zweiten Eingang der Hybridschaltung (10) verbunden ist und dessen zweiter Kontakt (a) an jeweils einen Eingang eines Zweiwege-Umschalters (6) geführt ist, dessen einer Ausgang mit dem AbschluBwiderstand (7) im Zusammenhang mit der Bildung der Signale a und b und dessen anderer Ausgang mit dem einen Umschaltkontakt (A) eines weiteren Umschalters (8) verbunden ist, dessen Ausgangskontakt zur Einrichtung (9) für die Amplitudennessung geführt ist und dessen zweiter Umschaltkontakt (B) mit dem einen Ausgang eines zweiten Zweiwege-Umschalters (11) verbunden ist, dessen anderer Ausgang am Abschlußwiderstand (12) für die Hybridschaltung (10) liegt und dessen beide Eingänge an die beiden Ausgänge der Hybridschaltung (10) angeschlossen sind.

   5. Schaltung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c Ii n e t , daß die tUmschalter (4, 5, 8) gleichzeitig betätigbar sind.