DE19533032B4

DE19533032B4 - Group antenna for progressive electromagnetic waves

Info

Publication number: DE19533032B4
Application number: DE19533032A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.-Ing. Solbach
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2015-09-08
Also published as: DE19533032A1

Abstract

Gruppenantenne für fortschreitende elektromagnetische Wellen, zumindest bestehend aus
– einem Wellenleiter für die elektromagnetischen Wellen, der an einem Ende eine Anordnung zur Einspeisung der Wellen besitzt und an dem anderen Ende einen Leitungsabschluss zum reflexionsfreien Abschluss des Wellenleiters und
– mehreren Strahlern, die in vorgebbaren Abständen entlang des Wellenleiters angeordnet sind und die eine Auskopplung der in dem Wellenleiter geführten Wellen in ein umgebendes Medium ermöglichen, wobei der Wellenleiter (L) als ein Mäander um eine Mittellinie (ML) ausgebildet ist und wobei der Wellenleiter (L) die Mittellinie (ML) in vorgebbaren äquidistanten Abständen (d) kreuzt und wobei die Stirnflächen (MS) des Mäanders zu der Mittellinie (ML) einen vorgebbaren mittleren Abstand (MA) besitzen, der in Abhängigkeit von dem Ort des Strahlers um einen Wert (Δd_kn/2) korrigiert ist, so dass die von zwei benachbarten Strahlern abgestrahlten Wellen eine vorgebbare konstante Phasendifferenz besitzen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahler (S1 bis Sn)...Group antenna for progressive electromagnetic waves, consisting at least of
- An electromagnetic wave waveguide having at one end an arrangement for feeding the waves and at the other end a line termination for the reflection-free termination of the waveguide and
- A plurality of radiators, which are arranged at predetermined intervals along the waveguide and allow outcoupling of the guided in the waveguide waves in a surrounding medium, wherein the waveguide (L) is formed as a meander about a center line (ML) and wherein the waveguide (L) the center line (ML) in predetermined equidistant intervals (d) crosses and wherein the end faces (MS) of the meander to the center line (ML) have a predeterminable average distance (MA), which depends on the location of the radiator by a Value (Δd _kn / 2) is corrected, so that the waves emitted by two adjacent radiators have a predefinable constant phase difference,
characterized in that
the radiators (S1 to Sn) ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Gruppenantenne für fortschreitende elektromagnetische Wellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a group antenna for progressive electromagnetic Shafts according to the preamble of claim 1.

Insbesondere in der Radartechnik werden vielfach Sende- und/oder Empfangs-Gruppenantennen verwendet. DE 1 541 512 B und US 4,656,782 beschreiben Gruppenantennen, welche im Wesentlichen aus einer Vielzahl von Sende-/Empfangs-Strahlerelementen, die linien- oder matrixförmig angeordnet sind bestehen. Soll nun mit einer solchen Gruppenantenne ein räumlich schwenkbares, sog. Bleistift-(Sende-/Empfangs-)Richtdiagramm, das auch "Pencil-Beam" genannt wird, erzeugt werden, so ist es zweckmäßig, dass alle Strahlerelemente in
einer Ebene angeordnet sind und zueinander den gleichen Abstand haben. Die (Strahl-)Richtung, bezüglich der Normalen der Ebene, des Richtdiagramms ist dann in einfacher Weise dadurch einstellbar, daß zwischen zwei benachbarten Strahlerelementen immer dieselbe Phasendifferenz für die zu sendende oder zu empfangende Welle eingestellt wird. Durch eine (zeitabhängige) Änderung der Phasendifferenz ist eine (zeitabhängige) Schwenkung des Richtdiagramms möglich, so daß beispielsweise ein vorgebbarer Raum mit einem "Radarstrahl" abgetastet werden kann.In particular in radar technology, multiple transmit and / or receive group antennas are used. DE 1 541 512 B and US 4,656,782 describe array antennas, which consist essentially of a plurality of transmitting / receiving radiator elements which are arranged linear or matrix-shaped. If a spatially pivotable, so-called pencil (transmitting / receiving) directional diagram, which is also called "pencil beam", is to be generated with such an array antenna, then it is expedient that all radiating elements in
a plane are arranged and have the same distance to each other. The (beam) direction, with respect to the normal of the plane, of the directional diagram can then be adjusted in a simple manner by always setting the same phase difference between two adjacent radiator elements for the wave to be transmitted or received. By a (time-dependent) change in the phase difference, a (time-dependent) pivoting of the directional diagram is possible, so that, for example, a predeterminable space can be scanned with a "radar beam".

Für den Sendefall, d.h. zur Aussendung von Radarwellen entsprechend einem Bleistift-Richtdiagramm, kann eine solche Gruppenantenne mittels fortschreitender Wellen (Travelling Wave Array) aufgebaut werden. Dabei wird ein linienförmiger Wellenleiter, der im folgenden auch Leitung genannt wird, verwendet. An dessen einem Ende, dem Leitungseingang, wird die zu sendende Welle in die Leitung eingespeist (eingekoppelt). An dem anderen Ende ist ein reflexionsfreier Leitungsabschluß, der auch Sumpf genannt wird, vorhanden. Entlang der Leitung, vorzugsweise in äquidistanten Abständen, sind die Strahlerelemente (Strahler) angeordnet, mit denen von der in der Leitung geführten Welle fortschreitend Leistung ausgekoppelt wird. Diese wird dann in das die Strahler umgebende Medium, beispielsweise Luft, abgestrahlt.For the transmission case, i.e. to send out radar waves according to a pencil standard diagram, can such a group antenna by means of progressive waves (Traveling Wave Array) are constructed. This is a line-shaped waveguide, which is also called a line in the following. On whose One end, the line input, the wave to be sent in the Line fed (coupled). At the other end is a non-reflecting line termination, also called sump, available. Along the line, preferably at equidistant intervals, are the Radiator elements (radiators) arranged with those of the in the Guided tour Wave progressively power is decoupled. This will then in which the radiator surrounding medium, such as air, emitted.

Eine solche Leitung mit äquidistant angeordneten Strahlern kann als Grundelement der Gruppenantenne betrachtet werden. Dabei werden die (Sende-)Strahler geometrisch so dimensioniert, daß sie für die verwendete Welle möglichst nahe dem Resonanzbetrieb arbeiten, d.h. daß die (Sende-) Impedanz der Strahler einen möglichst geringen Imaginäranteil besitzt. Dieses ist beispielsweise bei einer Hohlleiter-Schlitzantenne der Fall, wobei in einem Hohlleiter vorhandene Schlitze als Strahler verwendet werden. Dabei haben die Schlitze eine elektrisch wirksame Länge von ungefähr λ_o/2, wobei λ_o die Wellenlänge der Welle im Freiraum bedeutet.Such a line with equidistantly arranged radiators can be considered as a basic element of the array antenna. In this case, the (emitter) emitters are geometrically dimensioned so that they work as close as possible to the resonance mode for the shaft used, ie that the (transmission) impedance of the emitter has the smallest possible Imaginäranteil. This is the case, for example, in a waveguide slot antenna, wherein existing slots in a waveguide are used as radiators. The slots have an electrically effective length of about λ _o / 2, where λ _{o means} the wavelength of the wave in the free space.

In vielen Anwendungsfällen ist es erforderlich, wesentlich kürzere Schlitze (Strahler) zu verwenden, z.B. 0,3 bis 0,4 λ_o, die dann nicht mehr vernachlässigbare Reaktanzen besitzen. Eine Änderung der elektrischen Länge der Strahler, z.B. die Änderung der Schlitzlänge, wird benutzt, um die Auskoppelstärke bzw. die Elementamplitude einzustellen. Dieses ist erforderlich, um bei einer Gruppenantenne eine gewünschte Amplitudenbelegung einzustellen. Dabei treten dann, bei konstantem Abstand der Strahler, störende Belegungsfehler bezüglich der Phase der ausgesandten Wellen auf, so daß es erforderlich ist, an jedem Strahler eine Korrektur der störenden Phasenverschiebungen vorzunehmen. Es ist naheliegend, diese störenden Phasenverschiebungen dadurch zu beseitigen, daß jeder Strahler durch ein zugehöriges diskretes Phasenschieberelement ergänzt wird. Derartige Phasenschieberelemente sollten jedoch reflexionsfrei sein, eine dem Strahler angepaßte Frequenzabhängigkeit besitzen sowie kostengünstig herstellbar sein.In many applications, it is necessary to use much shorter slots (radiators), for example 0.3 to 0.4 λ _o , which then have no longer negligible reactances. A change in the electrical length of the radiators, such as the change in the slot length, is used to adjust the Auskoppelstärke or the element amplitude. This is necessary in order to set a desired amplitude assignment in a group antenna. In this case, then occur at a constant distance of the radiator, disturbing occupancy errors with respect to the phase of the transmitted waves, so that it is necessary to make a correction of the disturbing phase shifts at each radiator. It is obvious to eliminate these disturbing phase shifts by supplementing each radiator with an associated discrete phase shifter element. However, such phase shifter elements should be free from reflections, have a frequency dependence adapted to the radiator, and be inexpensive to produce.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäßige Gruppenantenne anzugeben, bei welcher Strahler entlang einer Linie in vorgebbaren Abständen angeordnet sind, bei welcher die Phasenverschiebung zwischen benachbarten Strahlern unabhängig von deren Abstand einstellbar ist und welche zuverlässig und kostengünstig herstellbar ist.Of the Invention is based on the object, a generic group antenna indicate at which radiator along a line in predeterminable intervals are arranged, wherein the phase shift between adjacent radiators independently is adjustable from the distance and which reliable and economical can be produced.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den weiteren Ansprüchen entnehmbar.These Task is solved by the specified in the characterizing part of claim 1 Characteristics. Advantageous embodiments and / or developments are the further claims removable.

Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, daß keine diskreten Phasenschieberelemente verwendet werden, so daß eine mechanisch robuste Anordnung kostengünstig herstellbar ist, die keinen Abgleichvorgang benötigt und die mechanisch und elektrisch zuverlässig und alterungsbeständig ist.One first advantage of the invention is that no discrete phase shifter elements be used so that a mechanically robust arrangement is inexpensive to produce, the no adjustment process needed and which is mechanically and electrically reliable and resistant to aging.

Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß eine vorgebbare Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der verwendeten Wellenlänge vorhanden ist.One second advantage is that a predefinable dependence the phase shift of the wavelength used is.

Ein dritter Vorteil besteht darin, daß eine einfache Anpassung an unterschiedliche Arten von Wellenleitern und/der Strahlern möglich ist.One third advantage is that a simple adaptation to different types of waveguides and / emitters is possible.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Further Advantages will be apparent from the following description.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert unter Bezugnahme auf schematisch dargestellte Zeichnungen. Es zeigenThe Invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments Reference to schematically illustrated drawings. Show it

1 bis 5 schematisch dargestellte Diagramme zur Erläuterung der Erfindung. 1 to 5 schematically illustrated diagrams for explaining the invention.

1a zeigt den prinzipiellen Verlauf des Auskoppelkoeffizienten AK in Abhängigkeit von der Anzahl n von Strahlern, die entlang eines Wellenleiters (Leitung) in äquidistanten Abständen angeordnet sind. Dabei ist auf der Ordinate ein willkürlicher Maßstab gewählt. 1a shows the basic course of the coupling-out coefficient AK as a function of the number n of radiators, which are arranged along a waveguide (line) at equidistant intervals. An arbitrary scale is chosen on the ordinate.

1b zeigt die zu 1a gehörende Phasenverschiebung PV. Dabei ist auf der Ordinate der Phasenwinkel φ linear in willkürlichen Einheiten aufgetragen. Die Phasenverschiebung PV der dargestellten Form kann zerlegt werden in einen Anteil mit kostanter Steigung, der zu einer Strahlschwenkung (Schwenkung des (Sende-)Richtdiagramms) führt, und einen Anteil mit quadratischer und/oder höherer Abhängigkeit vom Ort der Strahler bezüglich des Leitungs-Eingangs. Diese Anteile führen in störender Weise zu einer Verschlechterung des Richtdiagramms. Es entstehen beispielsweise eine verbreiterte Hauptkeule sowie störende Nebenzipfel. 1b shows that too 1a belonging phase shift PV. The phase angle φ is linearly plotted on the ordinate in arbitrary units. The phase shift PV of the illustrated shape can be decomposed into a portion with a constant slope, which leads to a beam swing (pivoting of the (transmission) directional diagram), and a proportion with quadratic and / or higher dependence on the location of the radiators with respect to the line input , These proportions result in a disturbing manner to a deterioration of the directional diagram. For example, a widened main lobe and annoying sidelobes arise.

Die Erfindung beruht nun darauf, daß die Kompensation der durch die Strahler verursachten Phasenverschiebungen der in dem Wellenleiter (Leitung) geführten Leitungswelle durch eine genau ermittelte Veränderung der Abstände der Strahler vorgenommen wird. Ist beispielsweise zwischen zwei benachbarten Strahlern immer eine zu kompensierende Phasenverschiebung von 20° vorhanden, so muß der Abstand d zwischen den Strahlern in erster Näherung immer um den ersten Korrekturwert Δd = λ·20°/360° = λ/18 geändert werden, beispielsweise immer vergrößert werden. Für den Fall einer geraden Leitung ergibt sich damit, daß die Strahler nicht mehr im gleichen (Raster-)Abstand angeordnet sind, sondern in einem ständig sich vergrößernden Abstand. Dieser Zustand kann jedoch zu einer ähnlichen Verschlechterung des Richtdiagramms führen wie bei Strahlern mit konstantem Abstand und außerdem zu weiterhin störenden Phasenfehlern.The Invention is based on the fact that the compensation the phase shifts caused by the radiators in the waveguide (line) out Line wave by a precisely determined change in the distances of the Spotlight is made. For example, between two adjacent ones Emitters always have a phase shift of 20 ° to be compensated, so must the Distance d between the radiators in the first approximation always around the first Correction value Δd = λ · 20 ° / 360 ° = λ / 18, for example, always be enlarged. For the Case of a straight line results from the fact that the spotlights are no longer in the same (grid) distance are arranged, but in a constantly magnifying Distance. However, this condition can lead to a similar deterioration of the Guide diagram as with spotlights with a constant distance and also to continue disturbing phase errors.

Zu deren Beseitigung wird nun der Abstand zwischen zwei Strahlern mittels eines zusätzlichen zweiten Korrekturwertes Δd' so gewählt, daß die Position (Ort) jedes einzelnen Strahlers (Schlitzes) unter Berücksichtigung der Wellenausbreitung in der Leitung und der von dem vorhergehenden Strahler (Schlitz) verursachten Phasenverschiebung zu einer von der gewünschten Strahlrichtung abhängigen ebenen Phasenfront führt. Dieser Sachverhalt ist in 2 schematisch dargestellt.To eliminate them, the distance between two radiators is now selected by means of an additional second correction value Δd 'so that the position (location) of each individual radiator (slot) taking into account the wave propagation in the line and the phase shift caused by the previous radiator (slot) leads to a dependent of the desired beam direction planar phase front. This situation is in 2 shown schematically.

2a zeigt eine Leitung L (Wellenleiter) mit einem Leitungseingang LE, in den eine Welle W eingespeist (eingekoppelt) wird, und einem Leitungsende, an dem sich ein reflexionsfreier Leitungsabschluß LA, ein sog. Sumpf, befindet. Entlang der geradlinigen Leitung L sind Strahler S1 bis Sn in äquidistantem Abtand d angeordnet. 2a shows a line L (waveguide) with a line input LE, in which a wave W is fed (coupled), and a line end, at which a reflection-free line termination LA, a so-called. Swamp located. Along the straight line L radiators S1 to Sn are arranged in equidistant Abtand d.

2b unterscheidet sich von 2a lediglich dadurch, daß eine Phasenkorrektur erster Näherung mittels der ersten Korrekturwerte Δd_n durchgeführt wird, d.h. die Abstände zwischen den Strahlern betragen d + Δd_n, wobei Δd_n von der Position des Strahlers abhängt. 2 B differs from 2a merely in that a phase correction of the first approximation is performed by means of the first correction values Δd _n , ie the distances between the radiators are d + Δd _n , where Δd _n depends on the position of the radiator.

2c zeigt den Fall, daß eine vollständige Kompensation durchgeführt wird, d.h. es werden zusätzlich die zweiten Korrekturwerte Δd ' / n berücksichtigt, die ebenfalls von der Position des Strahlers abhängen. Zwischen zwei Strahlern ist dann der kompensierte Abstand d_komp(n) vorhanden. 2c shows the case that a complete compensation is carried out, ie in addition the second correction values Δd '/ n are taken into account, which also depend on the position of the radiator. Between two radiators then the compensated distance d _komp (n) is present.

Die Ermittlung des kompensierten Abstandes d_komp(n) wird anhand der 5 erläutert. Diese zeigt eine Leitung L mit äquidistanten Strahlern S1, S2 usw. In der Leitung wird eine eingespeiste Welle W mit der Wellenlänge λ_g geführt. Die Welle wird ausgekoppelt mittels der Strahler in ein diese umgebendes Medium, z.B. Luft. Die Welle hat dort die zugehörige Wellenlänge λ₀. Es ist eine Phasenverschiebung vorhanden, so daß ein Bleistift-Richtdiagramm in der Strahlrichtung ST entsteht, d.h. die zugehörige ebene Wellenfront steht senkrecht auf dieser Richtung. Die Strahlrichtung ST ist um den Winkel θ bezüglich der Normalen N geneigt. Dann ist der äquidistante Abstand d ermittelbar gemäß der Formel d = 1/(1/λg + sinθ·1/λ0) (1) The determination of the compensated distance d _komp (n) is based on the 5 explained. This shows a line L with equidistant radiators S1, S2, etc. In the line, a fed wave W is guided with the wavelength λ _g . The wave is decoupled by means of the radiator in a surrounding medium, eg air. The wave has the associated wavelength λ _{0 there} . There is a phase shift, so that a pencil radiation pattern in the beam direction ST is formed, ie the associated planar wavefront is perpendicular to this direction. The beam direction ST is inclined by the angle θ with respect to the normal N. Then the equidistant distance d can be determined according to the formula d = 1 / (1 / λ G + sin θ · 1 / λ 0 ) (1)

Wird nun die anhand der 1b ermittelte Phasendifferenz Δφ_n zwischen dem Strahler Sn und dem Strahler S(n + 1) berücksichtigt, so ist der zwischen diesen vorhandene, kompensierte Abstand d_komp(n) ermittelbar gemäß der Formel dkomp(n) = (1 + Δφn/360°)/(1/λg + sinθ·1/λ0) (2). Will now be based on the 1b If the determined phase difference Δφ _n between the radiator Sn and the radiator S (n + 1) is taken into account, then the compensated distance d _komp (n) existing _therebetween can be determined according to the formula d comp (n) = (1 + Δφ n / 360 °) / (1 / λ G + sin θ · 1 / λ 0 ) (2).

Die Differenz Δd_kn zwischen dem ursprünglichen äquidistanten Abstand d und dem kompensierten Abstand d_komp(n) kann dargestellt werden als Summe des ersten Korrekturwertes Δd_n und des zweiten Korrekturwertes Δd ' / n gemäß der Formel Δdkn = dkomp(n) – d = = (Δφn/360°)/(1/λg + sinθ·1/λ0) = = Δdn + Δd'n (3)mit Δdkn = (Δφn/360°)/(1/λg). The difference Δd _kn between the original equidistant distance d and the compensated distance d _komp (n) can be represented as the sum of the first correction value Δd _n and the second correction value Δd '/ n according to the formula .DELTA.d kn = d comp (n) - d = = (Δφ n / 360 °) / (1 / λ G + sin θ · 1 / λ 0 ) = = Δd n + Δd ' n (3) With .DELTA.d kn = (Δφ n / 360 °) / (1 / λ G ).

Es ist ersichtlich, daß der die Strahlrichtung bestimmende Winkel θ lediglich in dem zweiten Korrekturwert Δd ' / n vorhanden ist. Dieser zweite Korrekturwert ist bei einem Winkel θ = 0° vernachlässigbar.It it can be seen that the the beam direction determining angle θ is present only in the second correction value Δd '/ n is. This second correction value is negligible at an angle θ = 0 °.

Anhand der 3 wird nun ein Ausführungsbeispiel erläutert, mit dem in vorteilhafter Weise immer ein äquidistanter Abstand d, bei gleichzeitig durchgeführter vollständiger Phasenkompensation, erreicht wird. Dabei wird eine Leitung L (Wellenleiter) verwendet, die als rechteckförmiger Mäander um eine strichpunktiert dargestellte Mittellinie ML angeordnet ist. Die Strahler S1 bis Sn sind jeweils auf einem Schnittpunkt des Mäanders mit der Mittellinie ML angeordnet. Die Schnittpunkte, und damit die Strahler, haben den äquidistanten Abstand d.Based on 3 Now, an embodiment will be explained with the advantageously always an equidistant distance d, at the same time carried out complete phase compensation, is achieved. In this case, a line L (waveguide) is used, which is arranged as a rectangular meander around a dash-dot center line ML. The radiators S1 to Sn are respectively disposed at an intersection of the meander with the center line ML. The intersections, and thus the radiators, have the equidistant distance d.

3a zeigt ein der 2a entsprechendes Beispiel, bei dem keine Phasenkompensation vorhanden ist. Dabei ist der Mäander symmetrisch bezüglich der Mittellinie ML angeordnet und beiderseits durch die gestrichelt dargestellten Begrenzungslinien BE begrenzt. Diese haben von der Mittellinie ML einen Abstand MA, der in einem weiten Bereich nahezu beliebig wählbar ist. 3a shows one of 2a corresponding example in which no phase compensation is present. In this case, the meander is arranged symmetrically with respect to the center line ML and limited on both sides by the dashed lines shown boundary lines BE. These have a distance MA from the center line ML, which can be selected almost arbitrarily over a wide range.

3b unterscheidet sich von demjenigen der 3a dadurch, daß zusätzlich die anhand der 2c erläuterte Phasenkompensation durchgeführt wird. Diese wird erreicht durch eine von der Position (Ort) der Strahler S1 bis Sn abhängigen Änderung des Abstandes der zugehörigen Stirnflächen MS des Mäanders von den Begrenzungslinien BE. Dieser Abstand der Stirnflächen MS hat den Wert Δd_kn/2, wobei Δd_kn entsprechend Formel (3) ermittelt wird. 3b is different from the one of 3a in that in addition the basis of the 2c explained phase compensation is performed. This is achieved by a change of the distance of the associated end faces MS of the meander from the boundary lines BE depending on the position (location) of the radiators S1 to Sn. This distance of the end faces MS has the value Δd _kn / 2, where Δd _{kn is determined} according to formula (3).

4 zeigt unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Leitungen (Wellenleitern) sowie Strahlern, die für eine Herstellung einer Gruppenantenne entsprechend 3 geeignet sind. 4 shows different embodiments of lines (waveguides) and radiators, which correspond to a production of a group antenna 3 are suitable.

4a zeigt einen an die zu führende Welle mit der Wellenlänge λ_g angepaßten Hohlleiter HO, der beispielsweise einen rechteckförmigen Querschnitt besitzt. In der Wandung des Hohlleiters HO befindet sich mindestens ein Schlitz S (Strahler), welcher beispielsweise eine elektrische Länge von ungefähr λ_o/2 besitzt, wobei λ_o die Freiraum-Wellenlänge bedeutet. Ein solcher Hohlleiter kann nun vorzugsweise entsprechend 3b geformt werden, wobei die Schlitze S in äquidistantem Abstand d entlang der Mittellinie ML angeordnet sind. 4a shows a waveguide HO adapted to the wave to be guided with the wavelength λ _g , which for example has a rectangular cross-section. In the wall of the waveguide HO is at least one slot S (radiator), which has, for example, an electrical length of about λ _o / 2, where λ _{o means} the free space wavelength. Such a waveguide can now preferably accordingly 3b are formed, wherein the slots S are arranged at equidistant distance d along the center line ML.

4b zeigt eine Leitung (Wellenleiter), die als sog. Microstrip-Leitung ausgebildet ist. Diese besteht aus einer elektrisch leitenden Grundplatte mit einem darauf ganzflächig aufgebrachten dielektrischen Substrat DI. Auf diesem befindet sich ein streifenförmiger elektrischer Leiter MI. Senkrecht und symmetrisch zu diesem ist nun in der Grundplatte mindestens ein Schlitz S als Strahler an geordnet. Mit einer solchen Microstrip-Leitung ist die entsprechend 3b beschriebene Anordnung beispielsweise als sog. gedruckte Schaltung hochgenau herstellbar. 4b shows a line (waveguide), which is designed as a so-called microstrip line. This consists of an electrically conductive base plate with a dielectric substrate DI applied over its entire area. On this is a strip-shaped electrical conductor MI. Vertical and symmetrical to this is now in the base plate at least one slot S arranged as a radiator. With such a microstrip line is the corresponding 3b described arrangement, for example, as so-called. Printed circuit produced highly accurate.

4c zeigt eine metallische Grundplatte GP, auf der ein dielektrischer Stab DL, z.B. mit rechteckförmigem Querschnitt, als Leitung (Wellenleiter) angebracht ist. Als Strahler wird mindestens ein Metallstreifen MST verwendet, der auf dem Stab DL angebracht ist. Alternativ dazu ist es möglich, in der Grundplatte GP unterhalb des Stabes DL mindestens einen nicht durch den Stab DL hindurchgehenden Durchbruch SA anzubringen, der auch Sackloch genannt wird. Dieser Durchbruch SA ist dann ebenfalls ein Strahler. Die Strahler haben ebenfalls eine elektrische Länge von beispielsweise ungefähr λ/2. Die beschriebene mäanderförmige Struktur des dielektrischen Wellenleiters ist beispielsweise mechanisch herstellbar, z.B. durch einen Fräsvorgang. 4c shows a metallic base plate GP, on which a dielectric rod DL, for example with a rectangular cross-section, as a line (waveguide) is mounted. As a radiator, at least one metal strip MST is used, which is mounted on the rod DL. Alternatively, it is possible to mount in the base plate GP below the bar DL at least one opening SA which does not pass through the bar DL and which is also called a blind hole. This breakthrough SA is then also a radiator. The radiators also have an electrical length of, for example, about λ / 2. The described meander-shaped structure of the dielectric waveguide can be produced mechanically, for example by a milling process.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sinngemäß auf weitere anwendbar. So ist es beispielsweise möglich, einen anderen Typ eines Wellenleiters zu wählen, sofern dieses aus elektrischen Gründen erforderlich ist.The Invention is not limited to the described embodiments, but mutatis mutandis to more applicable. For example, it is possible to have another type of one Waveguide to choose if this is necessary for electrical reasons.

Claims

Gruppenantenne für fortschreitende elektromagnetische Wellen, zumindest bestehend aus – einem Wellenleiter für die elektromagnetischen Wellen, der an einem Ende eine Anordnung zur Einspeisung der Wellen besitzt und an dem anderen Ende einen Leitungsabschluss zum reflexionsfreien Abschluss des Wellenleiters und – mehreren Strahlern, die in vorgebbaren Abständen entlang des Wellenleiters angeordnet sind und die eine Auskopplung der in dem Wellenleiter geführten Wellen in ein umgebendes Medium ermöglichen, wobei der Wellenleiter (L) als ein Mäander um eine Mittellinie (ML) ausgebildet ist und wobei der Wellenleiter (L) die Mittellinie (ML) in vorgebbaren äquidistanten Abständen (d) kreuzt und wobei die Stirnflächen (MS) des Mäanders zu der Mittellinie (ML) einen vorgebbaren mittleren Abstand (MA) besitzen, der in Abhängigkeit von dem Ort des Strahlers um einen Wert (Δd_kn/2) korrigiert ist, so dass die von zwei benachbarten Strahlern abgestrahlten Wellen eine vorgebbare konstante Phasendifferenz besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahler (S1 bis Sn) auf dem Wellenleiter (L) entlang der Mittellinie (ML) angeordnet sind und dass der der mittlere Abstand (MA) der Stirnflächen (MS) korrigiert wird um den Wert (Δd_kn/2) gemäß der Formel Δdkn = (Δφn/360°)/(1/λg + sinΘ·1/λ0),wobei Δφ_n = von dem Ort des Strahlers abhängige Phasendifferenz λ_g = Wellenlänge der in dem Wellenleiter geführten Welle λ₀ = Wellenlänge der abgestrahlten Welle Θ = Winkel der abgestrahlten Welle bedeuten.Electromagnetic wave propagating antenna array, comprising - an electromagnetic wave waveguide having at one end an arrangement for feeding in the waves and at the other end a line termination for the reflection-free termination of the waveguide and - a plurality of radiators arranged at predeterminable intervals the waveguide are arranged and allow a coupling out of the guided in the waveguide waves in a surrounding medium, wherein the waveguide (L) is formed as a meander about a center line (ML) and wherein the waveguide (L) the center line (ML) in predetermined equidistant distances (d) and wherein the end faces (MS) of the meander to the center line (ML) have a predeterminable average distance (MA), which is corrected in dependence on the location of the radiator by a value (Δd _kn / 2) , so that the waves emitted by two adjacent radiators have a predeterminable k own constant phase difference, characterized in that the radiators (S1 to Sn) on the waveguide (L) along the center line (ML) are arranged and that the mean distance (MA) of the end faces (MS) is corrected by the value (.DELTA.d _kn / 2) according to the formula .DELTA.d kn = (Δφ n / 360 °) / (1 / λ G + sinΘ · 1 / λ 0 ) where Δφ _n = phase difference dependent on the location of the radiator λ _g = wavelength of the wave guided in the waveguide λ ₀ = wavelength of the radiated wave Θ = angle of the radiated wave.

Gruppenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (d) der Strahler (S1 bis Sn) entlang der Mittellinie (ML) in Abhängigkeit von dem zu bildenden Richtdiagramm gewählt ist.Antenna according to Claim 1, characterized that the Distance (d) of the radiators (S1 to Sn) along the center line (ML) dependent on is selected from the to be formed directional diagram.

Gruppenantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abstand (MA) der Stirnflächen (MS) in Abhängigkeit von der zwischen zwei benachbarten Strahlern einzustellenden konstanten Phasendifferenz gewählt ist. Antenna according to Claim 1 or 2, characterized that the mean distance (MA) of the end faces (MS) in dependence from the constant to be set between two adjacent radiators Phase difference selected is.

Gruppenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (L) als Hohlleiter ausgebildet ist mit einem an die zu führende Welle angepassten Querschnitt und dass die Strahler als Schlitzstrahler ausgebildet sind mit einer von der Antennenbelegung abhängigen elektrischen Länge.Group antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the waveguide (L) is designed as a waveguide is with one to the leading Shaft adapted cross-section and that the radiators as slot radiators are formed with a dependent of the antenna occupancy electrical Length.

Gruppenantenne nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (L) als Microstrip-Leiter ausgebildet ist mit einem an die zu führende Welle angepassten Querschnitt und dass die Strahler als Schlitzstrahler ausgebildet sind.Group antenna according to one of claims 1-3, characterized in that the waveguide (L) as a microstrip conductor is formed with a matched to the shaft to be cut cross section and that the radiators are designed as slot radiators.

Gruppenantenne nach einem Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (L) als dielektrischer Wellenleiter ausgebildet ist und dass die Strahler als Schlitzstrahler ausgebildet sind.Antenna according to one of claims 1-3, characterized in that the waveguide (L) is designed as a dielectric waveguide is and that the radiators are designed as a slot radiator.

Gruppenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung als Radarantenne.Group antenna according to one of the preceding claims Use as a radar antenna.

Gruppenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung als Radarantenne mit einem bleistiftförmigen Richtdiagramm.Group antenna according to one of the preceding claims Use as a radar antenna with a pencil-shaped directional diagram.