DE10103965C2 - DF - Google Patents

DF

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DE10103965C2 DE10103965A DE10103965A DE10103965C2 DE 10103965 C2 DE10103965 C2 DE 10103965C2 DE 10103965 A DE10103965 A DE 10103965A DE 10103965 A DE10103965 A DE 10103965A DE 10103965 C2 DE10103965 C2 DE 10103965C2
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    • H01Q21/26—Turnstile or like antennas comprising arrangements of three or more elongated elements disposed radially and symmetrically in a horizontal plane about a common centre

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  • Details Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Peilantenne, insbesondere ein Einfach- oder Mehrfachpeilantennensystem, die beispielsweise nach einem Adcockverfahren arbeitet, vorzugsweise zur Verwendung in Mobilsystemen unter erschwerten mechanischen und klimatischen Beanspruchungen.The invention relates to a DF antenna, in particular a single or Multiple direction finder antenna system, for example according to an Adcock method works, preferably for use in mobile systems under difficult mechanical and climatic stress.

In dem Handbuch "Funkpeiltechnik" von Rudolf Grabau und Klaus Pfaff Franckh'sche Verlagshandlung, W. Keller & Co., Stuttgart 1989, Seite 411 wird eine Peilantenne, bestehend aus einem Peilsystem gezeigt, das in klassischer Bauweise mit freistehenden Antennenarmen ausgerüstet ist.In the "Funkpeiltechnik" manual by Rudolf Grabau and Klaus Pfaff Franckh'sche Verlagshandlung, W. Keller & Co., Stuttgart 1989 , page 411, a DF antenna consisting of a DF system is shown, which is equipped in a classic design with free-standing antenna arms.

Auf der Internetseite http:/ /www.swri.org/3pubs/brochure/d16/signal/signal.htm wird eine breitbandige Peilantenne gezeigt, bestehend aus mehreren einzelnen Antennensystemen in Etagenbauweise, für mobile Anwendung. Solche Peilantennensysteme haben abhängig von dem Frequenzbereich zum Teil große räumliche Ausdehnungen. Die untere Bandgrenze von Peilantennen liegt im Bereich von beispielsweise 10 bis 20 MHz wobei der Antennendurchmesser ca. 1,2 m beträgt. Aufgrund der geforderten Breitbandigkeit der Anordnung bis zu einer oberen Grenze von 1,3 GHz müssen aufgrund der endlichen Bandbreite der einzelnen Peilantennensysteme mehrere Teilsysteme benutzt werden. Beispielsweise können Adcock Antennen verwendet werden, bei denen für den Arbeitsbereich von 20 bis 200 MHz der Durchmesser auf dem die Strahler stehen ca. 1 m beträgt. Das nächstkleinere System kann konzentrisch angeordnet werden für einen Arbeitsbereich von 200 bis 500 MHz usw. Bei den genannten Abmessungen werden derartige Systeme recht schwer und bereiten insbesondere Probleme bei der Arbeitsweise unter erschwerten mechanischen Bedingungen wie Vibration oder Schock.On the website http: / /www.swri.org/3pubs/brochure/d16/signal/signal.htm a broadband DF antenna is shown, consisting of several individual ones Multi-level antenna systems for mobile use. Such DF antenna systems have large ones depending on the frequency range spatial dimensions. The lower band limit of DF antennas lies in Range from 10 to 20 MHz, for example, the antenna diameter being approx. Is 1.2 m. Due to the required broadband arrangement up to an upper limit of 1.3 GHz due to the finite bandwidth of the individual DF antenna systems, several subsystems are used. For example, Adcock antennas can be used for which Working range from 20 to 200 MHz the diameter on which the emitters stand is about 1 m. The next smaller system can be arranged concentrically are used for a working range from 200 to 500 MHz etc. With the above Such systems become quite heavy, and are particularly difficult to prepare Problems when working under difficult mechanical conditions such as Vibration or shock.

In dem Artikel von Bayard, J.-P. R.: Analysis of Infinite Arrays of Microstrip-Fed Dipoles Printed on Protruding Dielectric Substrates and Covered with a Dielectric Radome, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 42, No. 1, Jan. 1994, S. 82-89 wird eine Multilayer-Planar-Antennenkonstruktion behandelt, wobei hier schwerpunktmäßig das Leiterdesign auf den einzelnen Schichten des Substrates oder Platinenmaterials, die Dielektrizitätseigenschaften des Materials und die Dicke der einzelnen Schichten die Hauptrolle spielen, um die geforderten Antenneneigenschaften, wie die Abstrahlcharakteristik, das Resonanzverhalten im Nutzfrequenzbereich und anderes zu erhalten.In the article by Bayard, J.-P. R .: Analysis of Infinite Arrays of Microstrip-Fed Dipoles Printed on Protruding Dielectric Substrates and Covered with a Dielectric Radome, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 42, No. Jan 1  1994, pp. 82-89 discusses a multilayer planar antenna construction, whereby here the focus is on the conductor design on the individual layers of the Substrate or circuit board material, the dielectric properties of the material and the thickness of the individual layers play the main role to the required Antenna properties, such as the radiation pattern, the resonance behavior in the Obtain useful frequency range and other.

Durch das Erweitern der Frequenzbereiche in der letzten Zeit, werden entsprechend breitbandige Peilantennen benötigt. Bei mobiler Anwendung werden immer mehr Peilantennensysteme bei beschränkten räumlichen Möglichkeiten gebraucht, die extremen mechanischen und klimatischen Anforderungen gewachsen sein müssen.By expanding the frequency ranges lately Appropriate broadband DF antennas are required. With mobile application more and more DF antenna systems with limited spatial possibilities used the extreme mechanical and climatic requirements must have grown.

Die herkömmlichen Mehrfachpeilantennensysteme beispielsweise nach dem Adcockverfahren werden häufig in Etagenbauweise übereinander ausgeführt, wobei die freistehenden Antennenarme erheblichen Belastungen insbesondere Biegemomenten am Befestigungspunkt ausgesetzt sind. Eine stärkere Dimensionierung führt unweigerlich zu höherem Antennengewicht und dadurch wiederum zum weiterem Problem bei Schock und Vibrationsbelastungen.The conventional multi-directional antenna systems, for example according to the Adcock processes are often carried out one above the other, the free-standing antenna arms in particular considerable loads Bending moments are exposed at the attachment point. A stronger one Dimensioning inevitably leads to higher antenna weight and thereby again to the further problem with shock and vibration loads.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einfach- oder Mehrfachpeilantennensystem vorzugsweise zur Verwendung in Mobilsystemen unter erschwerten mechanischen und klimatischen Beanspruchungen bereitzustellen.The invention has for its object a simple or Multiple DF antenna system, preferably for use in mobile systems under difficult mechanical and climatic stresses provide.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, in Schichtbauweise mehrere Platten parallel zueinander anzuordnen. Dabei werden vorzugsweise eine Grundplatte und im Abstand hierzu eine oder mehrere plattenförmige Versteifungselemente mittels Stützen verbunden, wobei vorzugsweise eine oder mehrere der Stützen als Antennenstrahler ausgebildet sind. The invention is based on the basic idea of several layers Arrange plates parallel to each other. Here, preferably one Base plate and at a distance from it one or more plate-shaped Stiffening elements connected by means of supports, preferably one or several of the supports are designed as antenna radiators.  

In einer bevorzugten Ausführungsform sind im gleichen Abstand von der Grundplatte eine obere und eine untere Versteifungsplatte angeordnet. Im Abstand, vorzugsweise gleichen Abstand, sind über den Umfang der Plattenanordnung mehrere Antennenstrahler angeordnet. Jeder Antennenstrahler weist eine obere und eine untere Dipolhälfte auf, die mit jeweils einem Ende im wesentlichen spiegelsymmetrisch an der Grundplatte befestigt sind. Das jeweils andere Ende der Dipolhälften ist mit der oberen bzw. unteren Versteifungsplatte verbunden. Die gesamte Antennenanordnung ist von einem Radom umgeben, der eine Unterschale und eine Oberschale aufweist, die mit der Grundplatte verbunden sind.In a preferred embodiment are at the same distance from the Base plate an upper and a lower stiffening plate arranged. in the Distance, preferably equal distance, are over the circumference of the Plate arrangement arranged several antenna radiators. Any antenna radiator has an upper and a lower dipole half, each with one end in the are attached substantially mirror-symmetrically to the base plate. That in each case other end of the dipole halves is with the upper or lower stiffening plate connected. The entire antenna arrangement is surrounded by a radome, the has a lower shell and an upper shell, with the base plate are connected.

Der erfindungsgemäße Aufbau hat eine hohe mechanische Stabilität und die Antennenstrahler sind gut gegen klimatische Beanspruchungen geschützt. Das erfindungsgemäße System eignet sich insbesondere für den mobile Einsatz.The structure according to the invention has high mechanical stability and Antenna radiators are well protected against climatic stress. The The system according to the invention is particularly suitable for mobile use.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below using exemplary embodiments and Drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, Fig. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the invention,

Fig. 2a eine schematische Seitenansicht einer Strahlerhälfte des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und Fig. 2a is a schematic side view of a radiator half of the embodiment of Fig. 1 in an enlarged view and

Fig. 2b eine schematische Schnittansicht einer Strahlerhälfte von Fig. 2a entlang der Linie A-B. Fig. 2b is a schematic sectional view of a radiator half of Fig. 2a along the line AB.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist einen Schichtaufbau auf, mit einer Grundplatte bzw Antennengrundplatte 1, einer unteren Versteifungsplatte 2 und einer oberen Versteifungsplatte 3. Im gleichen Winkelabstand (äquidistant) sind über den Umfang der Plattenanordnung mehrere Antennenstrahler 4 angeordnet. Jeder Antennenstrahler 4 weist eine obere und eine untere Dipolhälfte auf, die mit jeweils einem Ende an der Oberseite bzw der Unterseite der Grundplatte 1 befestigt sind. Das jeweils andere Ende der Dipolhälften ist mit der unteren bzw. oberen Versteifungsplatte 2, 3 verbunden. Die gesamte Antennenanordnung ist von einem Radom 6 umgeben.The exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 1 has a layer structure, with a base plate or antenna base plate 1 , a lower stiffening plate 2 and an upper stiffening plate 3 . A plurality of antenna radiators 4 are arranged at the same angular distance (equidistant) over the circumference of the plate arrangement. Each antenna radiator 4 has an upper and a lower dipole half, which are each fastened with one end to the top or the bottom of the base plate 1 . The respective other end of the dipole halves is connected to the lower and upper stiffening plates 2 , 3 . The entire antenna arrangement is surrounded by a radome 6 .

Erfindungsgemäß wird in hohem Maße als Grundmaterial gegebenfalls metallbeschichtetes Plattenmaterial beispielsweise Leiterplattenmaterial verwendet. In dem Beispiel weist die Grundplatte 1 (Fig. 1), die ggf elektronische Schaltungen trägt, eine Metallbeschichtung auf und die weiteren zwei oder auch mehreren parallel zu der Grundplatte 1 angeordneten Versteifungselemente 2, 3 in Plattenform, oder Plattenelemente bestehen aus dem gleichen Material ohne Metallbeschichtung. Der Zentralteil der Antenne wird durch das metallische Gehäuse 5 mit der Antennenelektronik und der Grundplatte gebildet.According to the invention, metal-coated plate material, for example circuit board material, is used to a large extent as the base material. In the example, the base plate 1 ( FIG. 1), which may carry electronic circuits, has a metal coating and the other two or more stiffening elements 2 , 3 arranged parallel to the base plate 1 in plate form, or plate elements are made of the same material without metal coating. The central part of the antenna is formed by the metallic housing 5 with the antenna electronics and the base plate.

Die Grundplatte 1 trägt die eigentlichen Antennenstrahler 4 in Dipolform, wobei jede Strahlerhälfte neben seiner elektrischen Funktion auch als mechanisches Distanzelement zum Befestigen der Versteifungselemente 2, 3 dient.The base plate 1 carries the actual antenna radiators 4 in dipole form, with each radiator half serving not only as an electrical function but also as a mechanical spacer for fastening the stiffening elements 2 , 3 .

In Fig. 2a und 2b ist eine vergrößerte Darstellung einer Strahlerhälfte der Antennenstrahler 4 von Fig. 1 gezeigt. Jede Strahlerhälfte ist aus vorzugsweise vier Einzelplatinenelementen einem Hauptelement 12, zwei seitlichen Elementen 13 und einer Kappe 14 zusammengebaut. Im einzelnen trägt das Hauptelement 12 auf gegenüberliegenden Seiten die zwei rechtwinklig zueinander angeordneten seitlichen Elemente 13, die mittels der Kappe 14 fixiert sind. Die Einzelplatinenelemente 12, 13, 14 weisen mindestens teilweise Metallbeschichtungen 17 (schraffiert dargestellt) auf. Das Hauptelement 12 ist an der Grundplatte 1 kontaktiert befestigt. Die Metallisierung 17 aller seitlichen Elemente 12 einer Strahlerhälfte sind in der Mitte (18) galvanisch verbunden (gelötet) und enden als Kontaktierung 16 zur Grundplatte 1. Die Strahlerhälften sind derart ausgeführt, dass sie zur Beeinflussung elektrischer Eigenschaften zusätzlich mit Ferritringen 15 (in dem gezeigten Beispiel zwei Ferritringe) versehen werden können. Die Metallbeschichtung 17 der Einzelplatinenelemente 12, 13, 14 bildet den elektrischen Teil des Strahlers 4. In Fig. 2a and 2b is shown a radiator half of the antenna radiator 4 of Fig. 1 is an enlarged representation. Each radiator half is preferably composed of four individual board elements, a main element 12 , two lateral elements 13 and a cap 14 . In particular, the main element 12 carries, on opposite sides, the two lateral elements 13 arranged at right angles to one another, which are fixed by means of the cap 14 . The individual board elements 12 , 13 , 14 have at least partially metal coatings 17 (shown hatched). The main element 12 is fastened in contact with the base plate 1 . The metallization 17 of all lateral elements 12 of a radiator half are galvanically connected (soldered) in the middle ( 18 ) and end as a contact 16 to the base plate 1 . The radiator halves are designed such that they can additionally be provided with ferrite rings 15 (in the example shown, two ferrite rings) in order to influence electrical properties. The metal coating 17 of the individual board elements 12 , 13 , 14 forms the electrical part of the radiator 4 .

Die gesamte Konstruktion ist durch den aus nichtleitendem Material gefertigten Radom 6 geschützt. Dieser Radom 6 besteht aus einer Unterschale 7 (unteres Radomteil) und einer Oberschale 8 (oberes Radomteil). Der Rand 9 der Unterschale 7 stützt die Antennengrundplatte 1. Die Unterschale 7 des Radoms ist mit einem Mittelteil 10 aus nichtleitendem Material verbunden, wobei dieses Mittelteil das Gehäuse 5 mit der Antennenelektronik trägt und die Grundplatte 1 in der Mitte stützt. Die Oberschale 8 des Radoms 6 liegt mit ihrem Rand 11 ebenfalls an der Grundplatte 1 auf und ist mit ihr und der Unterschale 7 zusammengeschraubt oder auf andere Weise verbunden.The entire construction is protected by the radome 6 made of non-conductive material. This radome 6 consists of a lower shell 7 (lower radome part) and an upper shell 8 (upper radome part). The edge 9 of the lower shell 7 supports the antenna base plate 1 . The lower shell 7 of the radome is connected to a central part 10 made of non-conductive material, this central part carrying the housing 5 with the antenna electronics and supporting the base plate 1 in the middle. The upper shell 8 of the radome 6 also lies with its edge 11 on the base plate 1 and is screwed to it and the lower shell 7 or connected in some other way.

Die Radomteile (Schalen) 7, 8 dienen als weitere Schichten ebenfalls der Versteifung der Gesamtkonstruktion. Auf diese Weise erhält man am Beispiel gemäß Fig. 1 eine fünfschichtige (Sandwich) Konstruktion, die extremen Schock- und Vibrationsanforderungen standhält und durch die geschlossene Radomform gleichzeitig die klimatischen Anforderungen erfüllt. The radome parts (shells) 7 , 8 also serve as additional layers to stiffen the overall construction. In this way, a five-layer (sandwich) construction is obtained using the example according to FIG. 1, which withstands extreme shock and vibration requirements and at the same time meets the climatic requirements due to the closed radome shape.

Bezugszeichenreference numeral

Fig.FIG.

11

, .

Fig.FIG.

22

a und a and

22

b
b

11

Grundplatte, Antennengrundplatte
Base plate, antenna base plate

22

Versteifungselement < Versteifungselemente Stiffening element <stiffening elements

22

, .

33

33

Versteifungselement < Versteifungselemente Stiffening element <stiffening elements

22

, .

33

44

Antennenstrahler, Strahler
Antenna spotlights, spotlights

55

Gehäuse
casing

66

Radom
Radom

77

Unterschale (Radom Lower shell (Radom

66

)
)

88th

Oberschale (Radom Upper shell (Radom

66

)
)

99

Rand (Unterschale Edge (lower shell

77

von Radom from Radom

66

)
)

1010

Mittelteil (Radom Middle section (Radom

66

)
)

1111

Rand (Oberschale Edge (upper shell

88th

von Radom from Radom

66

)
)

1212

Hauptelement < Einzelplatinenelemente
Main element <single board elements

1313

seitliches Element < Einzelplatinenelemente
lateral element <single board elements

1414

Kappe < Einzelplatinenelemente
Cap <single board elements

1515

Ferrite < Einzelplatinenelemente
Ferrite <single board elements

1616

Kontaktierung zur Grundplatte < Einzelplatinenelemente
Contact to the base plate <single board elements

1717

Metallbeschichtung < Einzelplatinenelemente
Metal coating <single board elements

1818

galvanische Verbindung
galvanic connection

Claims (11)

1. Einfach- oder Mehrfachantennenpeilsystem beispielsweise nach dem Adcock-Verfahren zur Verwendung vorzugsweise in Mobilsystemen unter erschwerter mechanischer und klimatischer Beanspruchung, wobei eine Antennenkonstruktion mehrere Antennenstrahler (4) aufweist, dadurch gek­ ennzeichnet, dass die Antennenkonstruktion mehrere im Abstand voneinander angeordnete Platten (1, 2, 3) aufweist, die aus einem isolierendem, zum Teil metallbeschichteten Plattenmaterial ausgeführt sind, und die mit den Antennenstrahlern (4) derart verbunden sind, dass die Antennenstrahler (4) mechanisch als Stützen und Abstandhalter dienen.1. Single or multiple antenna direction finder system, for example according to the Adcock method, for use preferably in mobile systems under difficult mechanical and climatic stress, wherein an antenna construction has several antenna radiators ( 4 ), characterized in that the antenna construction has a plurality of plates ( 1 , 2 , 3 ) which are made of an insulating, partly metal-coated plate material and which are connected to the antenna radiators ( 4 ) in such a way that the antenna radiators ( 4 ) serve mechanically as supports and spacers. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Platten als ein Zentralteil der Antennenkonstruktion eine Grundplatte (1) bildet, an der ein Gehäuse (5) mit der Antennenelektronik befestigt ist.2. System according to claim 1, characterized in that one of the plates as a central part of the antenna construction forms a base plate ( 1 ) on which a housing ( 5 ) with the antenna electronics is attached. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu der Grundplatte (1) eine Platte (2) unterhalb und eine Platte (3) oberhalb davon angeordnet sind, die als Versteifungselemente dienen.3. System according to claim 2, characterized in that parallel to the base plate ( 1 ) a plate ( 2 ) below and a plate ( 3 ) above it are arranged, which serve as stiffening elements. 4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstrahler (4) jeweils zwei Dipolhälften aufweisen, die identisch sind und zueinander verdreht in die Grundplatte (1) eingesetzt sind.4. System according to claim 2 or 3, characterized in that the antenna radiators ( 4 ) each have two dipole halves, which are identical and are rotated relative to each other in the base plate ( 1 ). 5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstrahler (4) in Dipolform aus einzelnen, ineinander passenden, kreuzweise angeordneten Teilen (12, 13, 14) erstellt werden, die zum Teil aus metallbeschichtetem Material (17) bestehen. 5. System according to one of claims 1 to 4, characterized in that the antenna radiators ( 4 ) in dipole form from individual, mating, crosswise arranged parts ( 12 , 13 , 14 ) are created, some of which are made of metal-coated material ( 17 ) consist. 6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Radomteile (7, 8), die als weitere Schichten zur Erhöhung der Festigkeit dienen.6. System according to one of claims 1 to 5, characterized by radome parts ( 7 , 8 ) which serve as further layers to increase the strength. 7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Plattenmaterial Leiterplattenmaterial benutzt wird.7. System according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that printed circuit board material is used as the board material. 8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (1) in der Mitte eine Ausnehmung aufweist, in der das Gehäuse (5) angeordnet ist.8. System according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the base plate ( 1 ) has a recess in the middle in which the housing ( 5 ) is arranged. 9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Radom (7, 8) ein Mittelteil (10) aufweist, an dem die Grundplatte (1) im Bereich ihrer Mitte und/oder das Gehäuse (5) angeordnet ist bzw. sind.9. System according to one of claims 1 to 8, characterized in that the radome ( 7 , 8 ) has a central part ( 10 ) on which the base plate ( 1 ) in the region of its center and / or the housing ( 5 ) is arranged or are. 10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelteil (10) ein unteres Radomteil (7) trägt, dessen Rand (9) die Grundplatte (1) stützt.10. System according to claim 9, characterized in that the central part ( 10 ) carries a lower radome part ( 7 ), the edge ( 9 ) of which supports the base plate ( 1 ). 11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberes Radomteil (8) mit seinem Rand (11) auf der Grundplatte (1) aufliegt und vorzugsweise mit dem Rand (9) des unteren Radomteils (7) vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung verbunden ist.11. System according to claim 10, characterized in that an upper radome part ( 8 ) rests with its edge ( 11 ) on the base plate ( 1 ) and is preferably connected to the edge ( 9 ) of the lower radome part ( 7 ) preferably by means of a screw connection ,
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