DE2904528C2

DE2904528C2 - Doppler-Radarvorrichtung

Info

Publication number: DE2904528C2
Application number: DE2904528A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Salfords Surrey Holford
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-02-09
Filing date: 1979-02-07
Publication date: 1982-10-14
Also published as: GB1553066A; DE2904528A1; SE7901008L; AU4405379A; IT1111023B; US4231038A; AU521941B2; IT7919946A0; FR2417119A1; FR2417119B1; JPS54129899A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Doppler-Radarvorrichtung mit einem Wellenleiterstück, das einen reflektierenden Abschluß an einem Ende und Mittel an diesem Ende zum Einführen von Mikrowellenenergie in den Wellenleiter enthält, während zwei Mischdioden innerhalb des Wellenleiters angeordnet und längs des Wellenleiters voneinander getrennt sind, wodurch zu übertragende Energie in einer Richtung entlang des Wellenleiters an den Dioden vorbei zu dem anderen Ende des Wellenleiters und von dem Ziel reflektierte Echoenergie an den Dioden vorbei in entgegengesetzter Richtung fließen kann. Eine derartige Vorrichtung ist in der britischen Patentschrift 14 82 413 beschrieben.

In einer derartigen Vorrichtung mit einem Paar Phasenquadratur-Mischdioden zur Lieferung einer Richtungsanzeige können Signalreflexionen zu Phasenfehlerproblemen führen. Derartige Reflexionen können innerhalb der Vorrichtung selber auftreten, was z. B. auf die sich bei Diodenanpassung ergebenden Schwierigkeiten und auf den reflektierenden Abschluß des Wellenleiterstücks an dem Ende, an dem Energie aus der Quelle in den Leiter angeführt wird, zurückzuführen

ίο ist

Die Erfindung bezweckt eine neue Anordnung zu schaffen, die auf einem vorherrschend reflektierenden Abschluß basiert dies im Gegensatz zu bekannten Anordnungen, bei denen die Abwesenheit einer

is wesentlichen Reflexion dem Entwurf inhärent ist: Eine derartige bekannte Anordnung ist z. B. in »Direction

Sensitive Doppler Device« von H. P. Kalmus, Proc. I. R. E. (USA), Juni 1955, S. 698-700 beschrieben. Nach der Erfindung ist eine Doppler-Radarvorrich-

tung der eingangs beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet daß die Mischdioden entlang der Achse des Wellenleiters in einem Abstand von (2n+l) λΙΑ+όλ voneinander liegen, wobei η Null oder eine positive ganze Zahl, λ die Wellenlänge bei der gewählten Betriebsfrequenz und ö ein Faktor ist der den Effekt der Dioden auf die Fortpflanzung innerhalb des Wellenleiters ausgleicht und die Vorrichtung ist weiter dadurch gekennzeichnet daß der Abstand entlang der Achse des Wellenleiters zwischen dem Abschluß und der diesem Abschluß am nächsten liegenden Mischdiode nahezu gleich (2m+1) · Λ/8 ist wobei m Null oder eine positive ganze Zahl ist

Um eine geeignete Mischenergie zu erzeugen, können die Dioden derart positioniert sein, daß sie lose mit den Signalen in dem Wellenleiter gekoppelt sind. Dadurch wird ein großer Vorteil erhalten, weil die Diodeneigenschaften selber für die Wirkung der Vorrichtung weniger bedeutend werden als wenn die Dioden fest gekoppelt sind.

Die lose Kopplung kann dadurch hergestellt werden, daß die Dioden quer zu der Achse des Leiters positioniert werden.

Der reflektierende Abschluß kann ein Kurzschluß sein, wobei eine Sonde vorgesehen ist, um Energie in den Wellenleiter einzuführen.

Auch kann der reflektierende Abschluß eine Iris sein, durch die Energie in den Wellenleiter eingeführt werden kann. Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, F i g. 2 und 3 Vektordiagramme,

F i g. 4 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 5 eine Diodenpositionierungsanordnung, F i g. 6 eine Versuchsanordnung, und F i g. 7 bis 11 im Detail eine andere Ausführungsform.

Nach F i g. 1 ist ein Wellenleiterstück W mit einer Mikrowellenenergie, z. B. einem Gunn-Oszillator, mittels einer Sonde P gekoppelt, die in der Nähe eines Endes des Leiters angeordnet ist, dessen Abschluß durch einen Kurzschluß gebildet wird. Das andere Ende des Wellenleiters ist derart ausgebildet, daß es mit einer Hornantenne H verbunden werden kann; auch können der Wellenleiter und die Antenne als ein Ganzes ausgebildet sein. Innerhalb des Wellenleiters befinden

sich zwei Mischdioden Da und Db, die entlang des Wellenleiters in einem Abstand B voneinander liegen. Ober den Mischdioden erzeugte Signale werden auf übliche Weise respektiven Verstärkern zugeführt und die »Richtung« des sich bewegenden Zieles wird von den relativen Phasender erzeugten und verstärkten Signale abgeleitet

Ein Abstand B für die Dioden in Fig. 1, der zum Erhalten von Quadratur-Doppelsignalen erforderlich ist, läßt sich schwerer erhalten als anscheinend der Fall ist Eine offenbar auf der Hand Hegende Lösung besteht darin, daß Dioden verwendet werden, die in einem Abstand gleich einer ungeraden Anzahl von Achtwellenlängen, d. h. (2/1+1) Λ/8, voneinander liegen, wobei π gleich Null oder einer positiven ganzen Zahl ist; davon ist bei früheren Vorschlägen ausgegangen. Bei einem Abstand gleich Λ/8 ist die Mischenergie an der Mischdiode Db über 45° verzögert und erreicht das Zielechosignal diese Diode um 45° früher. Dadurch wird ein Phasenunterschied von 90° für das Signalepaar im Vergleich zu den Signalen am Mischer Da erhalten. Wenn keine Reflexion an dem Abschluß auftreten würde, würde ein Paar Quadratur-Dopplersignale erhalten werden.

In der Praxis ist der Teil des Zielsignals, der nicht von den Dioden absorbiert wird, sehr wesentlich und wenn dieser Teil von dem Abschluß reflektiert wird, wird er teilweise wieder von den Dioden absorbiert Dies erfordert einen ganz anderen Abstand zwischen den Dioden. Untersuchungen, die zu der Erfindung geführt haben, haben ergeben, daß ein geeigneter Abstand gleich einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen, d.h. (2/7+1) /i/4, ist, während vorteilhafterweise der reflektierende Abschluß in einem Abstand gleich einer ungeraden Anzahl von Achtelwellenlängen, d.h. (2m+1) M 8, von der nächstliegenden Diode angeordnet ist wobei m auch Null oder eine positive ganze Zahl ist; dies ist sehr verschieden von den oben angegebenen Vorschlägen.

Es ist angebracht, nun einige theoretische Betrachtungen einzufügen. Es wird F i g. 1 mit den Dioden Da und Dft betrachtet, die in einem Abstand gleich /i/4, d. h. π = 0, voneinander liegen, wobei das von dem Ziel empfangene Feld annahmeweise auf die erste Diode einfällt, wobei die Reflexion am Endabschluß oder der Einfluß der Dioden auf das Feld außer Betracht gelassen wird. Beim Zeichnen des Vektordiagramms sei angenommen, daß sich das Ziel nähert und eine günstige Lage für die Vektoren nach den Fig.2 und 3 erreicht hat In diesen Diagrammen sind die Vektoren Va und Vb annahmeweise stationär, während der Winkel der anderen Vektoren von dem Zielabstand abhängig ist

In F i g. 2 eilt das Feld Vtb infolge des Zielechosignals an der Mischdiode Db um 45° gegenüber dem örtlich zugeführten Mischsignal Vb an derselben Mischdiode nach. Die Lage des reflektierenden Abschlusses ist nun derart gewählt, daß das Signal zu dem Mischer derart zurückgestrahlt wird, daß es um 90° voreilt, wie durch Vtrb dargestellt ist Das sich ergebende Summenfeld dieser zwei Vektoren ist Vttb, das zu dem örtlichen Mischsignal Vb gleichphasig ist. Da nun Vtb sowie Vtrb sich in einer der Uhrzeigerrichtung entgegengesetzten Richtung für eine weitere Annäherung des Zieles drehen werden, dreht sich der Summenvektor Vttb in gleichem Sinn, wobei, wie gefunden wurde, der Effekt des Abschlusses derart ist, daß der einzige Vektor Vttb erhalten wird.

Die Mischdiode Da ist um /i/4 weiter von der

Antenne entfernt und liegt um diesen Abstand dem reflektierenden Abschluß näher und beim. Verfolgen der Weglängen wird gefunden, daß ein ähnliches Signalepaar (Vta und Vtra, Fig.3) an der Mischdiode Da

erzeugt wird, so daß der resultierende Vektor Vtta an der Mischdiode Da zu dem resultierenden Vektor Vttb an der Mischdiode Db exakt gegenphasig ist Da die örtlich zugeführten Mischsignale Va, Vb in Phasenquadratur zu diesen Signalen an den beiden Mischdioden

ic sind, ist die Bedingung für Quadratur-Dopplersignale erfüllt In F i g. 3 drehen sich die Vektoren Vta und Vtra auch beide in einer der Uhrzeigerrichtung entgegengesetzten Richtung, wenn sich das Ziel nähert Ein Quadraturunterschied zwischen den beiden Dopplersignalen wird noch immer erhalten, wenn die Lage des Abschlusses in ganzen Schritten von ΛΙ2 verschoben wird. Dadurch werden die Mischphasen um 2 sr geändert wodurch dasselbe Diagramm erhalten wird. Der Abschluß kann auch in ganzen Schritten von /2/4 verschoben werden: Wenn er z. B. um /i/4 verschoben wird, wird der Vektor Vtrb an der Mischdiode Db um /2/2 verschoben, während das Summensignal Vttb an der Mischdiode Db vertikal nach unten verläuft Der Vektor Vtra verschiebt sich ebenfalls und die Summe Vtta an der Mischdiode Da verläuft ebenfalls vertikal nach unten. Dies führt zu Quadratur-Dopplersignalen, mit der Maßgabe, daß die Mischdiode Da, die vorher ein Signal erzeugte, das um 90° gegenüber dem von der Mischdiode Db erzeugten Signal voreilte, nun ein Signal erzeugt, das um 90° nacheilt

Wenn die durch den reflektierenden Abschluß selber herbeigeführte Phasenverschiebung /i/2 ist, ist bei idealen Dioden der zulässige Abstand zwischen dem

Abschluß und der Mischdiode Da (2m+ 1). /i/8.

Da eine physische Grenze in bezug auf den mindestzulässigen Abstand des Abschlusses von einer Diode besteht, die durch den Umfang der Hülle bestimmt wird, ist der kleinste brauchbare Abstand in der Regel 3 /2/8 von der nächstliegenden Diode Da. Bei diesem Abstand und einer /i/2-Phasenverschiebung bei der Reflexion sind die Vektorphasen gleich denen nach Fig. 2 und 3.

Für Reflexionen mit einer von /i/2 verschiedenen

Phase soll de Ebene des Reflektors verschoben werden, um den Unterschied auszugleichen.

Der Abstand zwischen den Mischdioden muß geändert werden, wenn die Absorption der Zielechosignalenergie durch die Mischer berücksichtigt wird. Dies

so kann im großen ganzen dadurch veranschaulicht werden, daß angenommen wird, daß ein durch eine Diode fließendes Signal 5% Energie verliert Der Vektor Vtrb ist dann um 15% kürzer und bewirkt, daß die Phase von Vttb um etwa 5° verzögert wird. Eine gewisse Verkürzung des Vektors Vttb tritt ebenfalls auf. An der Mischdiode Da wird Vta um 5% und Vtra um 10% verkürzt wodurch bewirkt wird, daß Vtta um etwa 1,5° voreilt. Der Summeneffekt ist eine Gesamtphasenverschiebung von 6,5° in der Quadraturmischung. Vtta und Vttb weisen auch nicht genau die gleiche Länge auf, d. h., daß ein gewisses Amplitudenungleichgewicht besteht, das aber im Vergleich zu Diodenstreuungen klein ist und leicht durch Verstärkungseinstellung mit e'nem der nachfolgenden Dopplerverstärker korrigiert werden kann.

Die durch Energieabsorption durch die Dioden oder durch einen mit Verlust behafteten Abschluß herbeigeführte Phasenverschiebung kann dadurch ausgeglichen

werden, daß die Lage der Dioden verschoben wird. Wenn eine Diode Da entlang des Leiters zu dem Abschluß hin, d. h. in F i g. 1 nach links, bewegt wird und der verbleibende Teil der Mechanik unverändert bleibt, verschiebt sich Vta in Fig.3 in der Uhrzeigerrichtung, während sich Vtra in einer der Uhrzeigerrichtung entgegengesetzten Richtung verschiebt, und zwar um gleiche Beträge. Die resultierende Phase von Vtta wird dadurch nicht verändert, wenn die Vektorlängen Vta und Vtra einander gleich sind, obgleich die Größe von Vtta zunehmen wird und dann und wann der an der Mischdiode Db näher kommen wird. Aus einer Betrachtung des Mischsignals selber (Va) geht hervor, daß sich dieses Signal in einer der Uhrzeigerrichtung entgegengesetzten Richtung um den gleichen Betrag verschiebt und einen derartigen Effekt aufweist, daß die Mischung und somit das Dopplersignal für diesen Mischer verzögert wird.

Um einen Phasenfehler von 6,5° in den Quadratur-Dopplersignalen zu korrigieren, muß sich der Mischer Da schätzungsweise um etwa 6,5 (A/360) — A/55 von dem Mischer Db ab bewegen.

Dopplersignale mit ungleichen Amplituden, z. B. infolge ungleicher Mischenergien, können dadurch korrigiert werden, daß die Lage des reflektierenden Abschlusses um einen kleinen Betrag, wie /Z/16 oder kleiner, verschoben wird.

Dadurch wird der zwischen Vtb und Vtrb eingeschlossene Winkel und auch der Winkel zwischen Vta und Vtra geändert, so daß der eine eingeschlossene Winkel zunimmt und der andere abnimmt Dadurch werden die Größen der Summenvektoren Vtta und Vttb geändert. Zu gleicher Zeit ist die Änderung des Phasenunterschiedes zwischen den zwei Dopplersignalen nur ein Effekt zweiter Ordnung für kleine Korrekturen, weil der Vektor Vtta sowie der Vektor Vttb in der gleichen Richtung verschoben werden.

Beim Entwurf einer geeigneten Vorrichtung treffen somit die folgenden Betrachtungen zu:

(a) Positionierung der Dioden entlang des Leiters, derart, daß die richtige elektrische Trennung zwischen ihnen erhalten wird, d. h, daß sie durch grundsätzlich eine ungerade Anzahl von Viertelwellenlängen voneinander getrennt werden;

(b) Positionierung der voneinander getrennten Dioden in bezug auf den Abschluß, derart, daß eine richtige Reflexionsphase erhalten wird und im großen ganzen gleiche Amplituden aufweisende Dopplersignale erzeugt werden, d. h., daß der Abschluß grundsätzlich durch eine ungerade Anzahl von AchielweÜeniängen von der nächstüegenden Diode getrennt wird.

Allem Anschein nach ist es unbedingt notwendig, die Dioden quer zu der Achse des Leiters derart zu positionieren, daß eine geeignete Mischenergie erzeugt wird.

In diesem Zusammenhang ist es wichtig, zu bemerken, daß eine derartige Querpositionierung der Mischdioden bedeutet, daß sie nur lose mit den Signalen in dem Leiter gekoppelt sind, was wieder einen wesentlichen Vorteil ergibt, weil die Probleme in bezug auf Diodenauswahl und Antennenanpassung viel weniger kritisch als in früheren Vorschlägen sind, was bedeutet, daß die Vorrichtung als solche viel besser angepaßt werden kann, sich leichter aufbauen läßt und weniger kostspielig ist

F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform einer Mikrowellenmischvorrichtung nach der Erfindung mit einem rechteckigen Wellenleiterstück W mit einer Mikrowellenenergiequelle S, die wieder ein Gunn-Oszillator sein kann, an einem Ende: Beim Betrieb liefert die Quelle S Energie über eine Iris Ein einer Blende G an ein Antennenhorn H. Nun tritt Signalreflexion an der Iris auf. Zwischen der Iris und dem Horn liegen zwei Mischdioden Dd und Db, die wieder entlang des Wellenleiters in einem Abstand B voneinander liegen, während auch die Dioden gegen die Achse L des Wellenleiters verschoben sind, um ihre Energieabsorption auf einem niedrigen Pegel von z. B. 0,5 mW zu halten. So würde mit einer Energiequelle mit 10 mW nur ein Zwanzigstel von den Dioden abgefangen werden, während bei Anwendung von Reziprozität nur ein Zwanzigstel der Antennensignalenergie von jeder Diode absorbiert werden würde, mit der Maßgabe, daß die verbleibende Energie wieder von der Iris reflektiert wird und bei ihrer Rückkehr das Feld in der Nähe der Dioden ändern wird. Bei einem Abstand zwischen der Iris und der nächstüegenden Diode von einer ungeraden Anzahl von Achtelwellenlängen, wie oben für den Abschluß beschrieben wurde, läßt sich erwarten, daß die Signalenergieabsorption auf das Zweifache des Bruchteiles von '/20 des obenstehenden Beispiels zunimmt Mit anderen Worten: Jede Diode wird etwa ein Zehntel der in die Antenne eingeführten Signalenergie absorbieren. Die Iris fliegt in F i g. 4 in einem Abstand A von der nächstliegenden Mischdiode Da. Wenn dieser Abstand im Vergleich zu einer Leiterwellenlänge klein ist, scheint dieser Abstand nicht mit der einfachen Wellenleitertheorie in Übereinstimmung zu sein, weil die Länge für einen Wellenlängentyp einer zu erzeugenden Welle ungenügend ist Bei Versuchen zur Prüfung der theoretischen Vorhersagen wurde die Iris mit einer Phasenverschiebungsvorrichtung auf einen Abstand von mehreren Halbwellenlängen gebracht, so daß der Abstand zwischen den Dioden zunächst unter idealeren Bedingungen ausgewertet werden konnte. Eine genaue Lage für die Iris wurde später bestimmt

Jede Diode D war vom Typ BAV 46 und wurde in einer Aussparung R in der Wand des Wellenleiters angebracht wie in F i g. 5 dargestellt ist
Die Versuchsanordnung ist schematisch in Fig.6 gezeigt Zwei Wellenleiterabschnitte mit je einer Diode werden durch eine Aussparung F voneinander getrennt Eine gut angepaßte Hornantenne H ist an einem Ende des Gebildes angeordnet und auf ein sich bewegendes Ziel gerichtet Das andere Ende des Wellenleiters dient zur Aufnahme einer 12-mW-Gunn-Energiequelle 5, die von einer einstellbaren PhasenverschiehiiTigsvorrichtung PS durch eine Blende G mit einer Iris ^getrennt ist Ein theoretischer Abstand zwischen den Dioden von A/4 + Al 55 bei 10,59 GHz ist 9,67 mm. Dabei wird jedoch eine etwaige Wellenstörung außer Betracht gelassen, die durch die keramische Umhüllung herbeigeführt werden kann, in der jede Diode untergebracht ist und die einen Durchmesser von 5,8 mm und eine Wandstärke von 1,2 mm bei einer Dielektrizitätskonstante von etwa 10 aufweist Der Gesamtabstand entlang des Leiters zwischen den Dioden kann durch den Ausdruck (2n+l) λl^ + öA dargestellt werdea wobei δ ein Faktor ist, der die Phasenverschiebung es darstellt die teilweise durch die Diodenenergieabsorption des Echosignals und teilweise durch den Effekt der Diodenumhüllung herbeigeführt wird. In der Praxis kann sich ö von Null bis zu 0,08 ändern, aber liegt in der

Regel zwischen 0,03 und 0,05.

Diodenabstände von 9, 10 und 10,8 mm werden verglichen. Die Qualität der Mischung wird auf geeignete Weise dadurch ausgewertet, daß eine Lissajousche Figur betrachtet wird, die dadurch abgeleitet wird, daß das Ausgangssignal einer Diode an die X-Platten und das andere an die Y-Platten eines Oszilloskops angelegt wird. Vergleichsweise sind andere Lissajousche Figuren verfügbar, die einen bekannten Phasenfehler von 0°, 5°, 10° und 15° aufweisen.

Als dreißig Diodenproben sind zwei ausgewählt, die als Durchschnittsdioden in bezug auf die erzeugte Lissajousche Figur und auch in bezug auf die Kapazität, die 0,3 pF, bei 1 MHz mit einem Kapazitätsmesser vom modell Böonion 72 B gemessen, beträgt, zu betrachten sind, wobei diese zwei Dioden zur Bestimmung der Effekte verschiedener Abstände benutzt werden.

Die Diodengleichvorspannung beträgt typisch 250 bis 300 mV bei Überbrückung durch einen Widerstand von 1 kfi, der einen selbstvorspannenden Strom liefert. Alle Versuche sind auf dieser Basis durchgeführt.

Zwei der Abstände 10,0 und 10,8 mm ergeben Resultate mit Phasenfehlern von in der Regel nicht mehr als 10° nicht nur mit den beiden ausgewählten Dioden, sondern auch mit anderen Diodenpaaren, und es läßt sich schließen, daß der ideale Abstand in der Nähe von 10 mm liegt. Mehrere Diodenpaare mit einem gegenseitigen Abstand von 10 mm erzeugen Signale mit einem Fehler von weniger als 5° und es wurde gefunden, daß 80% der Proben brauchbar ist, wenn die Toleranz auf ±10° gesetzt wird. Da eine Viertelwellenlänge nahezu 9 mm ist, beträgt der zusätzliche Abstand, der zum Ausgleichen der Phasenverschiebungen benutzt wird, die wesentlichen durch die Diodenenergieabsorption und durch die Umhüllungen der Dioden herbeigeführt werden, etwa 1 mm bei einem gegenseitigen Diodenabstand von 10 mm und etwa 1,8 mm bei einem gegenseitigen Diodenabstand von 10,8 mm, wobei Mittelwerte für den Faktor rf von 0,028 (annahmeweise 0,03) bzw. 0,056 (annahmeweise 0,06) erzielt werden. Da theoretisch 9 mm einer Phase von 90° entspricht, stellt eine Änderung des Abstandes von 1 mm 10° dar.

Die Abstände von 10 mm und 10,8 mm werden dazu benutzt, den optimalen Abstand zwischen der Iris und der Diode Da zu finden, wenn diese Iris den Dioden nahe liegt Für einen gegenseitigen Diodenabstand von 10 mm ist dieser Abstand, wie gefunden wurde, 14,5 mm, während dieser Abstand bei einem gegenseitigen Diodenabstand von 10,8 mm, wie gefunden wurde, 13,8 mm beträgt Bei den dreißig verwendeten Diodenproben wird bei dem gegenseitigen Abstand von 10,8 mm bei nahe liegender Iris ein kleinerer Phasenfehler erhalten, während dies bei weiter entfernter Iris bei dem gegenseitigen Abstand von 10 mm der Fall ist

Die erwähnten Abstände sind entlang der Achse des Wellenleiters gemessen, wobei laterale Verschiebung nicht berücksichtigt wird Der Wert 3 vZ/8 beträgt, in Wellenlängen des Leiters ausgedrückt, 13,52 mm, aber dieser Wert läßt sich wegen des lateralen Abstandes über den Leiter und der sich ergebenden kurzen Abstände, die leicht zu Ungenauigkeit der Messungen führen, schwer mit den obengenannten Abständen von 14,5 und 13,8 mm vergleichen. Auch werden, wie oben bemerkt wurde, kleine Abweichungen von dem Idealzustand ungleiche Amplituden aufweisende Dopplersignale ausgleichen.

In der vorliegenden Beschreibung wurde von rechteckigen Wellenleitern ausgegangen, aber es leuchtet ein, daß auch anders gestaltete Wellenleiter angewendet werden können. Wenn die Größen und Formen von Wellenleitern geändert werden, ändert sich die Wellenlänge in dem Leiter, wobei der Entwurf dem verwendeten Leiter angepaßt werden kann.

Bei Betrachtung der in den F i g. 7 bis 11 gezeigten Ausführungsform zeigt F i g. 7 im Detail die Weise, in der jede der Dioden D innerhalb einer Aussparung R in der Wand des Wellenleiters W angeordnet ist, die in dieser Ausführungsform in einem Metallblock /gebildet wird. Nach Fig. 7 paßt eine untere Klemme der Diode in eine Bohrung M im unteren Teil des Blocks / während die andere obere Diodenklemme sich in einer Bohrung N erstreckt. Eine Drosselspule Q umschließt eng diese obere Klemme, aber ist gegen direkte Verbindung mit der Wand der Bohrung N durch einen nicht dargestellten isolierenden Überzug isoliert. Die Drosselspule weist einen oberen Teil Tauf, der als eine Klemme zum Anschluß an eine externe Verstärker- und Anzeigerschaltung dient, wobei die Drossel mittels einer Drosselfixierschraube t/aus Isoliermaterial, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), fest in der Bohrung N gehalten wird. F i g. 8 und 9 zeigen in Draufsicht bzw. in Endansicht den Block /, ohne daß die Dioden montiert sind, wobei die Endfläche A'des Blocks die Fläche ist, die mit der nicht dargestellten Energiequelle verbunden ist.

Fig. 10 zeigt das Gebilde des Blocks / mit den Drosselklemmen 7"und der Energiequelle 5, die in dieser Ausführungsform ein Gunn-Oszillator aus der von Microwave Associates vertriebenen MA-86651-Serie ist.

F i g. 11 zeigt die Endfläche des Oszillators, die mit der Fläche A'des Blocks zusammenfällt und die eine Iris Fin einer Blende G aufweist: Die Iris kann selbstverständlich eine von der dargestellten Form verschiedene Form aufweisen, vorausgesetzt, daß die Energiequelle als ein reflektierender Abschluß für empfangene darauf einfallende Energie wirkt

In dieser Ausführungsform beträgt der Abstand B (siehe F i g. 6 und 8) 10,8 mm und beträgt der Abstand A (siehe Fig.6) 13,8mm. Die Betriebsfrequenz ist 10,587 GHz mit einer Wellenlänge des Leiters von nahezu 36 mm, so daß der Ausdruck für B, d. h. (2/7+ 1). A/4 + OA, nun /Z/4 + 0,05 λ wird, wobei π gleich Null ist: Der Ausdruck für A, d. \i{2m+\). λ IS, wird 3/Z/8, wobei m gleich 1 ist

Im Rahmen der Erfindung können selbstverständlich zur Anpassung an besondere Umstände verschiedene Abänderungen vorgenommen werden. Zum Beispiel kann die Iris E eine andere Form, z. B. eine Kreisform oder eine Rechteckform, aufweisen, während ein anderer Typ oder eine andere Anordnung für die Dioden Anwendung finden kann.

Obgleich die Dioden auf je einer Seite des Wellenleiters dargestellt sind, um einer symmetrischen Konfiguration nahe zu kommen, ist dieses Merkmal nicht wesentlich und unter gewissen Bedingungen, z. B. wenn es wegen mechanischer Betrachtungen erwünscht ist, können sich die Dioden beide auf derselben Seite des Wellenleiters befindea

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Doppler-Radarvorrichtung mit einem Wellenleiterstück, das einen reflektierenden Abschluß an einem Ende und Mittel an diesem Ende zur Einführung von Mikrowellenenergie in den Wellenleiter enthält, während zwei Mischdioden in einem gewissen Abstand voneinander innerhalb des Wellenleiters liegen, wodurch zu übertragende Energie in einer Richtung entlang des Wellenleiters an den Dioden vorbei zu dem anderen Ende des Wellenleiters und von einem Ziel reflektierte Echoenergie an den Dioden vorbei in der entgegengesetzten Richtung fließen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischdioden entlang der Achse des Wellenleiters in einem Abstand (2/7+1) Λ/4 + όΑ voneinander liegen, wobei π Null oder eine positive ganze Zahl, λ die Wellenlänge bei einer gewählten Betriebsfrequenz und rf ein Faktor ist, der den Effekt der Dioden auf die Fortpflanzung innerhalb des Wellenleiters ausgleicht, während die Vorrichtung weiter dadurch gekennzeichnet ist, daß der Abstand entlang der Achse des Wellenleiters zwischen dem Abschluß und der diesem Abschluß am nächsten liegenden Mischdiode nahezu gleich (2m+1). /i/8 ist, wobei m Null oder eine positive ganze Zahl ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden derart positioniert sind, daß sie lose mit den Signalen in dem Wellenleiter gekoppelt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden quer zu der Achse des Wellenleiters positioniert sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß durch einen Kurzschluß gebildet wird und eine Sonde vorgesehen ist, um Energie in den Wellenleiter einzuführen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß eine Iris ist, durch die Energie in den Wellenleiter eingeführt werden kann.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß δ nicht größer als 0,08 ist

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß m = 2 ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß η = 0 ist.