DE2158416A1 - Antennenanordnung - Google Patents
AntennenanordnungInfo
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- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
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Description
Patentr,v/ülte Dipl.-Ing. W. Sclicrrmann Dr.-lng. R. Rüger
73 Hsslinqcn (Necknr), Ffibrikslrfißu V, l'or.tf.irh 3<f8
24. November 1971 r""lfr>"
PA 16 rüza S5W"
Tolorjrnmmo Pnlontsrhut?
rsr.llmjnnnorknr
Die Erfindung betrifft eine stur Abstrahlung eines in groben und feinen Inkrementell in auewählbare Strahllagen einsteuerbaren
Strahles eingerichtete Antennenanördnung, mit einer längs eines vorbestimmten Weges angeordneten Anzahl strahlender
Elemente, denen Mittel zur erzeugung einer vorbestimmten Anzahl von zur Abstrahlung von den strahlenden Elementen geeigneten,
eine ausgewählte Phasenverteilung aufweisenden Zwischensignalen zugeordnet sind.
Antennen, die einen Strahl, der in groben und feinen Inkrementen
in auswählbare Strahllagen einsteuerbar ist, abstrahlen können, sind in vielen Fällen zweckmäßig, insbesondere
für überwachungszwecke und Freund-Feind-Kennsysteme,
bei denen der Strahl eine Abtastung in Winkelsektoren oder über volle 360° vornimmt. Hierbei ist es notwendig, den
von der Antenne ausgesendeten Strahl (normalerweise ein breiter Fächerstrahl im Aufriß) in kontinuierlichen oder
zumindesten feinen Inkrementen im Azimut derart eine Abtastbewegung ausführen zu lassen, daß keine Strahlverzerrung
eintritt.
KLn naheliegender und häufig benutzter Meg, diesen Anforderungen
gerecht zu werden, besteht in einer mechanisch
rotierenden Antenne. Mechanische Systeme leiden jedoch unter dem Nachteil kleiner Winkelgeschwindigkeiten und einer
beschränkten Strahlbeweglichkeit (Fähigkeit, den Strahl schnell von einem Räumbereich in einen anderen Raumbereich· zu überführen)
.
Antennen mit einer elektronisch gesteuerten Abtastung überwinden zwar die Schwierigkeiten hinsichtlich der kleinen
Winkelgeschwindigkeit und der beschränkten Strahlbeweglic/ikeit
mechanischer Antennen, doch weisen sie bisher, verglichen mit mechanischen Antennen, in anderer Hinsicht
eine Reihe von Nachteilen auf. So ist ss. B. ein System vorgeschlagen worden, bei dem einseine Elemente (im weiteren
strahlende iJffnöng ö4er Apertur genannt} .einer kreisförmigen
Antehnenanotdnuiig über eine Anzahl von außen gesteuerter
Schalter durch «in Errögungssignal (im weiteren Apertuxv
erregung genannt^) angeregt werden. p*d«rch wird erreicht,
daß ein Strahl $ur von den angeregten JE lementen in einer dem
jeweiligen Fiats der Elemente innerhalb der Anordnung entsprechenden
Richtung ausgesendet wird. Sine solche Anordnung
ist für die meisten modernen Anwendungszwecke lediglich beschränkt
brauchbar, weil der von der Antennenanordnung abgestrahlte Strähl nicht wie bei einer mechanischen Antenne
eine kontinuierliche oder in feinen Inkrementen geschehende Abtastbewegung ausführt, sondern vielmehr auf eine Abtastung
in verhältnismäßig großen Winke linkreinen ten beschränkt ist, deren kleinstes, durch den Winkelabstand zwischen zwei
strahlenden Elementen der Anordnung gegeben ist.
weiterer Nachteil dieser lediglich schaltergesteuerten
Antennen mit elektronischer Abtaststeuerung liegt darin, daß zur AufrechternaItung der Amplitudenverteilung der Aperturerregung
bei der Umschaltung von einer Elementengruppe auf eine ander· zwei wenig erwünschte Verfahren verwendet werden
badorig?nal
Das erste beinhaltet die sehr unerwünschte Notwendigkeit,
alle angeregten Elemente mit einer gleichmäßigen Erregung zu versorgen, weil bei Verwendung einer nichtgleichmäßigen
Erregung die Amplitudenverteilung (und damit auch der sich ergebende Strahl) jedes Mal bei der Abstrahlung von einer
anderen Elementengruppe zerstört würde. Um aber eine gleichmäßige Erregung bei allen Strahllagen zu erzielen, ist es
notwendig, teuere» regelbare Phasenschieber zu verwenden, um damit die Antennenanordnung nach jeder Veränderung der
Strahllage neu zu fokussieren. Dies bedeutet offensichtlich eine wesentliche Beschränkung der Anwendbarkeit derartiger
Systeme, weil in einer Reihe von Fällen es notwendig ist, die strahlenden Elemente der Antennenanordnung mit einer
nicht gleichförmigen Erregung zu beaufschlagen, beispielsweise wenn gleichzeitig Summen-und Differenzstrahlungsdiagramme
abgestrahlt werden sollen. Das zweite in gleicher Weise unerwünschte Verfahren, das bei bekannten Systemen
verwendet wird und die Einspeisung von nicht gleichmäßigen Aperturerregungen in solche Antennenanordnungen gestattet,
besteht in der Verwendung der Kombination eines Phasenschiebers und eines Dämpfungsgliedes, um damit die Erregung
nach jeder Veränderung der Strahllage neu abzugleichen. Dieses Verfahren ist nämlich mit besonders großen Verlusten
behaftet, so daß der Betriebswirkungsgrad gering ist.
Ziel der Erfindung ist es, eine Antennenanordnung der eingangsgenannten
Art zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Systeme vermeidet und es gestattet, den abge-^
strahlten Strahl elektronisch in groben und feinen Inkrementen in auswählbare Strahllagen einzusteuern, wobei in
einfacher Weise die Möglichkeit besteht, den strahlenden Elementen sowohl eine gleichmäßige als auch eine nichtglcichmäßige
Erregung zuzuführen oder eine Kompensation der Krümmung
des Weges, längs dessen die strahlenden Elemente ange-
209823/103 β--. ■: .
BAD ORIGINAL
— A —
ordnet sind, ohne Verwendung von Phasenschiebern zu erreichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die /uUcnnenanordnung
gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,daß die einxo]nen
Zwischensignale durch zugeordnete Kopplungsinittel in einer
vorbestimmten Anregungsordnung jeweils verschiedenen Elementen
einer ausgewählten Gruppe strahlender Elemente, unter Anregung der Abstrahlung eines Strahles von dieser 'Elementengruppe
in einer durch die Lage der Elementengruppe längs des vorbestimmten Weges und durch die Phasenverteilung der ZwisclK;nsignale
bestimmten Richtung, zugeführt werden, und daß Mittel zur Steuerung der Auswahl der Elementengruppe und der Phasenverteilung
unter Aufrechterhaltung der vorbestimmten Anregungsordnung vorgesehen sind, durch die der Strahl in verschiedene
Lagen steuerbar ist, derart, daß die Steuerung in groben Inkrementen durch die Wahl verschiedener Elementengruppen
längs des vorbestimmten Weges und die Steuerung in kleinen Inkrementen durch die Wahl unterschiedlicher
Phasenverteilungen der Zwischensignale geschieht.
. Bei der neuen Antennenanordnung wird die Anregungsordnung der strahlenden Elemente bei der Umschaltung zwischen
einzelnen Elementengruppen aufrechterhalten, so daß die Phasenschieber für die Strahlsteuerung in feinen Inkrcnienten
zur Verfügung bleiben.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften des Gegenstandes
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von erfindungsgemäßen Antennenanordnungen.
BAD ORIGINAL
— 5 —
209823/1036
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Veranschaulichung einer Anzahl
kreisförmig verteilt angeordneter strahlender Elemente einer Antennenanordnung gemäß der Erfindung
,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild und eine schematische Veranschaulichung
einer möglichen Verbindung der Zwischensignalerzeugungsmittel, der Schaltmatrix
und der strahlenden Elemente für die Ausführungsform
nach Fig. 2 und
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer möglichen Ausbildung der Steuermittel für die Ausfuhrungsform nach Fig.
In Fig. 1 ist eine Anzahl strahlender Elemente a bis a
veranschaulicht, welche längs des Umfanges eines vorbestimmten
Weges, welcher durch einen Kreis 10 angedeutet ist, unter Einhaltung eines zweckmäßigen gegenseitigen Abstandes
(z. B. eine halbe Wellenlänge) angeordnet sind. Wird eine ausgewählte Gruppe dieser strahlenden Elemente, beispielsweise
die Elemente a,, a~, a_ und a. mit einer
.'. >.τι υ rerrcgung beaufschlagt, so wird von dieser Gruppe
da Strahl abgestrahlt, der, wie noch erläutert werden
v/ird, in verschiedene Lagen gesteuert werden kann. Da der Kreis IO die Basis eines Zylinders umschließt, ist es zweckmäßig,
die Vielzahl der entsprechend Fig. 1 angeordneten strahlenden Elemente als eine zylindrische Antennenanordnung
zu bezeichnen.
209823/1036 " ~ G ~
Für die strahlenden Elemente a bis a können alle geeigneten
Arten strahlender Elemente, wie Dipole, abhängig von der jeweils gewünschten Form des von der Antennenanordnung abgestrahlten
Strahls verwendet werden. Jedes Element kann außerdem durch eine vertikale Säule strahlender Elemente ersetzt werden, so
daß sich eine Reihe von Schichten übereinanderliegender Elemente ergibt, womit die Elemente längs eines im wesentlichen
zylindrischen Weges angeordnet sind. Der von der Anordnung nach Fig. 1 abgestrahlte Strahl weist eine fächerartige Gestalt
auf, wobei der breite Teil des Fächers in der Aufrißebene, d. h. senkrecht zur Ebene der Elemente, liegt. Diese
Strahlart ist dann zweckmäßig, wenn im Azimut volle 360 abgetastet werden sollen, weil dann der Ort der einzelnen
Zielobjekte in einem großen Raumvolumen überwacht werden kann.
Wenn eine Überstreiciiung von weniger als den vollen 360° im
Azimut genügt, kann eine entsprechende Anzahl strahlender Elemente bei der Anordnung nach Fig. 1 längs des entsprechenden
Teiles des Kreises v/eggelassen werden. Viele andere Abwandlungen der strahlenden Elemente und deren spezieller Anordnung
zur Erzielung abgestrahlter Strahlen mit spezifischen Strahlcharakteristiken lassen sich ohne weiteres angeben.
So braucht z. B. der gekrüitu.iLe Weg, längs dessen die strahlenden
Elemente liegen, nicht genau kreisförmig (oder zylindrisch in dem Fall, daß Schichten von Elementen vorhanden sind) zu
sein; es ist vielmehr denkbar, ihn derart zu gestalten, daß er einem Flugzeugrumpf angepasst ist. Außerdem kann durch
Verwendung unterschiedlicher Arten strahlender Elemente oder zusätzlicher Schichten von Elementen, die ähnlich der Anordnung
nach Fig. 1 übereinander angeordnet sind, erreicht werden, daß der Fächerteil des Strahles so schmal wird, daß sich ein
bleistiftartiger Strahl ergibt.
In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des
Erfindung veran; 2 09823/ 1036
Gegenstandes.der Erfindung veranschaulicht, welche eine An-
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Ordnung 11 von 128 strahlenden Elementen aufweist, die mit
a. bis l,„o bezeichnet sind und entsprechend Fig. 1
I 1 / O .
in einer zylindrischen Anordnung untergebracht sind.
Dem Gerät nach Fig. 2 wird ein elektrisches Eingangssignal (entweder ein Impuls oder eine ungedämpfte Welle) zugeführt,
das in einem Übertrager oder in einem anderen geeigneten Signalgenerator erzeugt wird, wie er für diese Zwecke bei
üblichen Antennenanordnungen verwendet wird.
Der Block 13 enthält auf das zugeführte Eingangssignal ansprechende
Mittel zur Erzeugung einer vorbestimmten Anzahl von Zwischensignalen, die zur Abstrahlung durch die Elemente
der Anordnung 11 geeignet sind und eine bestimmte ausgewählte Phasenverteilung aufweisen. Diese Zwischensignale bilden gemeinsam
eine vollständige Aperturerregung, welche einer vorbestimmten Gruppe der strahlenden Elemente (der strahlenden
Apertur) der Anordnung 11 eingekoppelt werden kann, um damit die Abstrahlung des Strahles zu erzielen. Die Anzahl der erzeugten
Zwischensignale (in diesem Falle acht, welche auf Leitungen b. bis bQ zugeführt werden), bestimmt die Anzahl
der strahlenden Elemente in der jeweils ausgewählten Gruppe (8) und deshalb auch die Breite des sich ergebenden abgestrahlten
Strahles, weil die im folgenden noch zu beschreibenden Koppelmittel jedes Zwischensignal einem unterschiedlichen
Element der ausgewählten Gruppe einkoppeln. Wenn die ausgewählte Gruppe von Elementen beispielsweise die Elemente a
bis ag umfasst, kann das auf der Leitung b, kommende Signal
dem Element a., eingekoppelt werden, während das auf der
Leitung b2 kommende Signal dem Element a_ eingekoppelt wird
usw. Dadurch wird eine bestimmte Ordnung der Erregung der
Elemente der Gruppe festgelegt. Die von den Zwischensignalen hervorgerufene Aperturerregung bewirkt, daß von den ausgewählten
Elementen ein Strahl abgestrahlt wird, wobei die Richtung dieses Strahles durch Veränderung der Phasenverteilung
(d. h. der fortschreitenden Phasenverschiebung zwischen einzelnen Zwischensignalen) der Zwischensignale geändert
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werden kann. Wenn z. B. angenommen wird, daß diese Ar-'-i l.urerregung
der vorher erwähnten ausgewählten Gruppe .strahlender Element (a_ bis ao) in einer bestimmten /vnregungn-Io
Ordnung (von b zu a , von b zu a etc.) eingekoppelt
werden, so hat, wie bekannt, eine lineare Variation der Phasenverteilung (in kleinen Inkremonten) die Wirkung,
daß auch die Richtung des von der Elementengruppe abgestrahlten Strahles in sehr kleinen Inkromenten verändert
wird, wodurch praktisch eine Gleichv/ertigkeit mit dem
kontinuierlichen Abtastvermögen einer mechanisch rotierenden Antenne erzielt wird, welche den von der strahlenden Öffnung
überdeckten Bereich abtastet. Die Schaltmatrix 14 der Fag. 2
weist Mittel auf, um in einer vorbestimmten Anregungsordnung die einzelnen Zwischensignale jeweils verschiedenen
Elementen in einer vorbestimmten Gruppe strahlender Elemente
einzukoppeln. Die Matrix 14 ist in der Lage, die von acht
Zwischensignalen gebildete Aperturerregung jeder belieoigen ausgewählten Gruppe von Elementen innerhalb der Anordnung 11
einzukoppeln. Die Lage des abgestrahlten Strahles ist teilweise durch die Lage der ausgewählten Gruppe in der Anordnung
11 bestimmt. Durch die Auswahl unterschiedlicher Gruppen von Elementen längs der Anordnung 11 läßt sich deshalb eine
grobe Steuerung des Strahles erzielen. Das kleinste Inkrement dieser groben Steuerung ist durch den Abstand zwischen den
einzelnen Elementen gegeben, weil,die kleinstmögliche Veränderung bei der Wahl einer neuen Gruppe der Wechsel eines
einzigen strahlenden Elementes ist. Wenn z. B. die erste ausgewählte Gruppe die Elemente a^ bis ag umfaßte, so wird,
wenn der Strahl um ein Inkrement der groben Steuerung vorbewegt werden soll, die zweite Gruppe Elemente a„ bis a„
umfassen und so weiter. Da jedoch jede beliebige Gruppe gewählt werden kann, (d. h. die zweite oder die nachfolgend
gewählte, Gruppe kann Elemente a~Q bis a.,- umfassen),
ist eine diskontinuierliche Grobsteuerung möglich, welche den erfindungsgemäß ausgebildeten Antennenanordnungen eine
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besondere Wendigkeit bei der Strahlsteuerung verleiht.
Der Block 15 veranschaulicht Mittel zur Steuerung der Auswahl der Elementengruppe und der Wahl der Phasenverteilung
unter Erhaltung der vorbestimmten Ordnung der Anregung innerhalb jeder ausgewählten Gruppe. Unter der Steuerwirkung
der Einheit 15 kann der von der Anordnung 11 gesendete Strahl in verschiedene Strahllagen gesteuert
werden, wobei die Steuerung in groben Schritten durch entsprechende Steuerung der Schaltmatrix 14 in der Weise
geschieht, daß verschiedene Elementengruppen gewählt worden, während die Steuerung in kleinen Schritten oder
tnkrementen in der Weise bewirkt wird, daß die 'Einheit
1.) im Sinne der Auswahl unterschiedlicher Phasenverteilungen für die Zwischcnsignale gesteuert wird. Die durch
ck.m iJlock 15 veranschaulichten Mittel können ein geeignet
programmier tür Digitalcomputer sein, ein speziell für diesen
i.v/ock eingerichteter Computer oder eine andere logische
Schaltung, die speziell zur Steuerung der Einheiten 13 und 14 in der Weise ausgebildet ist, daß der Strahl in
kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Inkrementen ger;Lauert werden kann. Da Antennenanordnungen der in Fr^age
υ teilenden Art für eine praktisch unbeschränkte Anzahl spezieller Anwendungsfälle Verwendung finden können,
boi denen die Anforderungen an die Strahlabtastung normalerweise unterschiedlich sind, müssen in jedem Falle
geeignete Steuermittel gewählt werden, die den speziellen Steueranforderungen, welche an die Antennenanordnung
im Einzelfall gestellt v/erden, genügen. Ein Beispiel für Steuermittel, die für eine Antennenanordnung 'der
oben beschriebenen Art geeignet sind und auf ein zugeführtes, für die Strahllage kennzeichnendes Zehn-Bit-S^euersignal
ansprechen, v/ie es von vorhandenen Freund-Fein-Kennsystemen
abgeleitet wird, ist in Blockform in Fig. 4 veranschaulicht. ' ' ■·■""■ -· ·
2 0 9 8 2 3/10 36. : . 4 ,. f Λ {l r,.. BAD original
- 10 -
- IO -
Bei der Auswahl verschiedener Elementengruppen in der'
Anordnung 11 wird die Ordnung der Anregung von Steuermitteln 15 'aufrechterhalten. Wenn so in einer ersten ausgewählten
Gruppe von Elementen a, bis ao das auf der Leitung
1 ο
b erscheinende Zwischensignal dem Element a eingekoppelt
wird, während das auf der Leitung b„ erscheinende Signal dem Element a_ zugeführt wird usw., so wird in der nächsten
ausgewählten Gruppe, etwa der Gruppe der Elemente a_ bis a__ die Leitung b. an das gleiche entsprechende Element
in dieser Gruppe, nämlich an das Element a^T angekoppelt,
während die Leitung b„ an das Element a angekoppelt wird
usw.. Diese Erhaltung der Ordnung der Anregung gestattet es, zu erreichen, daß der Matrix 14 entweder eine gleichmäßige
oder eine nichtgleichmäßige . Aperturerregung zugeführt wird, weil die Amplitudenverteilung der Aperturerregung
ebenfalls erhalten bleibt, wenn auf verschiedenen · Elementengruppen umgeschaltet wird, womit eine Hauptschwierigkeit
bekannter vergleichbarer Einrichtungen überwunden wird.
Verschiedene weitere Vorteile einer Zylinderantennenanordnung
der beschriebenen Art liegen auf der Hand, weil die bei bekannten mechanischen Abtastsystemen sich stellenden
Probleme der leichten Strahlbeweglichkeit bei einer Antennenanordnung der erfindungsgemäßen Art dadurch überwunden werden, daß der Strahl mit großer Geschwindigkeit
elektronisch in verschiedene Strahllagen gesteuert werden kann. Außerdem wird die bei bekannten Systemen bestehende
Schwierigkeit, eine Annäherung an die bei mechanischen Systemen vorhandene Möglichkeit der Steuerung in feinen
Inkrementen zu erzielen, dadurch überwunden, daß die Phasenverteilung der Zwischensignale zur Erzielung der
gewünschten Feindsteuerung verändert wird.
ZO 9 β 2.3/103 6 BAD ORIGINAL
- 11 -
Ein weiterer Vorteil der neuen Antennenanordnung ist darin begründet, daß, da eine komplette Ap-Tt.urerregimg
von den durch'den Block 13 veranschaulichten rütteln erzeugt wird, während die durch den Block 14 veranschaulichten Mittel
lediglich diese Erregung verschiedenen Elemcntengruppen oinkoppeln,
eine erforderlich werdende Kompensation der Krümmung der Antennenanordnung auf einfache und billige Weise erzielt
werden kann, was im Gegensatz zu den Verhältnissen bei einer Reihe von bekannten Systemen^steht. Ein Weg zur Kompensation
der Krümmung der Antennenanordnung ist in Fig. 2 veranschaulicht, in der die Leitungen b bis bQ,die zur Zufuhr der
Zwischensignale zu der Schalteinheit 14 benutzt werden, als übertragungsleitungen unterschiedlicher Länge ausgebildet
sein können, deren Verzögerungszeiten derart"gewählt sind, daß eine Kompensation der Zylinderkrümmung erzielt wird.
Da diese Krümmung konstant ist und die Ordnung der Anregung der strahlenden Elemente aufrechterhalten bleibt, braucht
die Länge der Leitungen b.. bis bfl, nachdem die Wahl der
entsprechenden Leitungslängen einmal getroffen ist, später
nicht mehr verändert zu werden, um eine Kompensation für alle Strahllagen zu erzielen, weil die für die Elemente
einer Gruppe (z. B. a. bis a ') die gleiche für die entsprechenden
Elemente jeder anderen ausgewählten Gruppe (z.. B. a31 bis a — ) ist.
Aufbau und Betriebsweise der in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiele.
In Fig. 3 ist in schematischer Blockdarstellung jeweils ein
Ausführungsbeispiel für die das Zwischensignal liefernden . Mittel 13 und die Schaltmatrix 14 dargestellt. Die Einheit
13 besteht hierbei aus einer Eingangshybride 16 mit zwei Ausgängen, welche an eine Verteilerschaltung 18 angeschlossen
sind. Die Verteilerschaltung 18 ist ihrerseits mit 32
elektronisch gesteuerten Phasenschiebern 19 verbunden, von
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denen in der Zeichnung lediglich acht der besseren Übersicht-·
lichkeit wegen dargestellt sind und die 32 einzelne Ausgangsleitungen
von der Einheit 13 ergeben. Auf jeder Ausgangsleitung
wird ein Zwischensignal abgegeben, was bedeutet, daß im normalen Betrieb die erwähnten ausgewählten Gruppen strahlender
Elemente aus jeweils 32 Elementen von 128 Elementen be·*
stehen. Im Betrieb wird dem Summeneingang 20 der Hybride 16 ein geeignetes Eirgangssignal zugeführt, um damit durch
gleichphasige Anregung einer ganzen von 32 Elementen gebildeten strahlenden öffnung der Antennenanordnung 11 eine
schmale Strahlungskeule zu erzielen. Ein unterschiedliches Strahlungsdiagramm kann dadurch erreicht werden, daß das
Eingangssignal dem Differenzeingang 21 der Hybride 16 zugeführt wird, so daß eine Hälfte der strahlenden Öffnung,
in diesem Falle 16 strahlende Elemente, um 180 gegenüber der anderen Hälfte phasenverschoben angeregt wird.
Die Verteilersehaltung 18 kann einen üblichen Aufbau aufweisen, der eine symmetrische gleichphasige, kontinuierlich
abnehmende Amplitudenverteilung für die den Phasenschiebern
zugeführten 32 Signale ergibt (wenn Summenstrahlungsdiagramme abgestrahlt werden). In der Verteilersehaltung können feste
Übertragungsleitungslängen (ähnlich der der Leitungen b bis bj vorgesehen sein, um damit auf einem alternativen
Weg eine Kompensation der Krümmung der Antennenanordnung zu erzielen,, wobei dann die Phasenschieber 19 für die Aufgabe
der Strahllagensteuerung bleiben. Die Phasenschieber 19 führen bei jedem Zwischensignal eine Phasenverschiebung ein,
so daß sich eine ausgewählte Phasenverteilung über die 32 Zwischensignale ergibt, welche die Richtung des von einer
ausgewählten Gruppe von 32 Elementen abgestrahlten Strahles bestimmt, wodurch die erforderliche Feinsteuerung erzielt
wird. Die von jedem Phasenschieber 19 erzeugte Phasenverschiebung wird durch Steuermittel 15 derart geregelt, daß
sich eine Reihe auswählbarer linearer Phasenverteilungen ergibt, die im vorliegenden Falle beispielsweise acht Aus-
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- 13 BAD ORIGINAL
Wahlmöglichkeiten aufweisen sollen. Jeder einzelne Phasenschieber ist zweckmäßigerweise als ein digitaler Vier-Bit-Diodenphasenschieber
(vier Eingangsleitungen steuern die Phasenverschiebung jedes Phasenschiebers) ausgebildet, der
eine Gesamt-Phasenverschiebung von 360 in Inkrementen von
jeweils 22,5 ergibt.
Die Kopplungsmittel 14 sind in Gestalt einer Schaltmatrix veranschaulicht, welche aus 80 Übertragungsschaltern 21a bis
21e und einer 32 einpolige,/vier Schaltstellungen aufweisende
Schalter enthaltenden Schalterbatterie 22 besteht. In Fig. 3a sind alternative Schaltzustände der übertragungsschalter
veranschaulicht, welche von den Steuermitteln 15 individuell angesteuert werden können, um ein spezielles Zwischensignal
einem speziellen einpoligen, vier Schaltstellungen aufweisenden
Schalter der Schalterbatterie 22 zuzuführen. Ein einfacher Anschluß der einpoligen, vier Schaltstellungen
aufweisenden Schalter der Schalterbatterie 22 gestattet es dann, die 32 Ausgänge der Übertragungsschalter mit einer
von den Steuermitteln 15 ausgeählten Gruppe von 32 strahlenden Elementen zu verbinden. Da die Aperturerregung am
Eingang der Matrix vollständig ist und lediglich auf die ausgewählte Gruppe von 32 Elementen zur Anregung der Abstrahlung
eines Strahles übertragen zu werden braucht, koppelt die Schaltmatrix die Zwischensignale den Elementen
der Antennenanordnung 11 über Wege gleicher Längen ein, wodurch sichergestellt wird, daß die von den Mitteln 13
erzeugte Aperturerregung .in der Matrix nicht verzerrt wird.
Die Schaltmatrix kann gesteuert von den Steuermitteln 15 z. B. die 32 Zwischensignale jeweils 32 aufeinanderfolgenden
Elementen der 128 strahlenden Element der Antennanordnung
in der erwähnten Anregungsordnung einkoppeln. Es stehen deshalb 128 verschiedene Strahlgrobstellungen zur Verfügung, die
useinanderliegen
209823/10 3 8
jeweils um 2,8 auseinanderliegen. Für jede der von der
- 14 -
Matrix 14 eingestellten Stahlgroblagen gibt es acht Strahlfeinlagen, die von der Einheit .13 durch Variation der
Phasenverteilung der Zwischensignale zwischen acht verschiedenen linearen Phasenverteilungen in der beschriebenen
Weise zustandegebracht werden, so daß im Ganzen 1.024 Strahllagen zur Verfügung stehen, die jeweils
0,35 voneinander getrennt sind.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Steuermittel 15
veranschaulicht, die besonders zum Betrieb mit dem Antennensystem nach Fig. 3 geeignet ist. Bei dieser Ausführungsform
wird ein vorbestimmtes Steuersignal zur Steuerung des Zustandes der Schalter der Schaltmatrix 14 und
der Phasenschieber der Einheit 13 verwendet. Die drei kleinsten Bits (1 bis 3) geben hierbei die Information,
die notwendig ist, um festzulegen, welche der acht möglichen Phasenverteilungen ausgewählt werden, während die
Steuerung der einzelnen Phasenschieber durch logische Schaltungen 24, 25, 26 und 31 in an sich bekannter Weise
geschieht. Die nächstgrößeren fünf Bits (4 bis 8) enthalten die zur Einstellung der 80 Übertragungsschalter erforderliche
Information und in Kombination mit Bits 9 und 10 die Information, die notwendig ist, um über die logischen
Schaltungen 24, 27, 28, 29 und 31 die 32 einpoligen, vier Schaltstellungen aufweisenden Schalter einzustellen.
Die Bits 4 bis 10 geben deshalb die zur Auswahl zwischen 128 möglichen Strahllagen erforderlichen Informationen.
Da lediglich 128 verschiedene Strahllagen benutzt werden, (weil nur 128 strahlende Elemente in der Anordnung vorhanden
sind, wobei die Verwendung von 8O Übertragungsschaltern die Möglichkeit zu weit mehr Strahllagen geben würde)
ist der Einfachheit halber die dargestellte logische Schaltung zur Steuerung dieser Übertragungsschalter in Schalt-
- 15 209823/ 1038
folgen und Kombinationen eingerichtet, weil viele dieser
schalter bei jeder ausgewählten Strahllage den gleichen
Steuerbefehl erhalten»
- 16 -
20 9 8 23/1036
Claims (9)
- 215841JSPatentansprücheZur Abstrahlung eines in groben und feinen Inkrementen in auswählbare Strahllagen einsteuerbaren Strahles eingerichtete Antennenanordnung, mit einer längs eines vorbe- ■ stimmten Weges angeordneten Anzahl strahlender Elemente, denen Mittel zur Erzeugung einer vorbestimmten Anzahl von zur Abstrahlung von den strahlenden Elementen geeigneten, eine ausgewählte Phasenverteilung aufweisenden Zwischensignalen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zwischensignale durch zugeordnete Kopplungsmittel (14) in einer vorbestimmten Anregungsordnung jeweils verschiedenen Elementen Ca1 bis a ) einer ausgewählten Gruppe strahlender Elemente unter Anregung der Abstrahlung eines Strahles von dieser Elementengruppe in einer durch die Lage der Elementengruppe längs des vorbestimmten Weges (10) und durch die Phasenverteilung der Zwischensignale bestimmten Richtung zugeführt werden, und daß Mittel (15) zur Steuerung der Auswahl der Elementengruppe und der Phasenverteilung unter Aufrechterhaltung der vorbestimmten Anregungsordnung vorgesehen sind, durch die der Strahl in verschiedene Lagen steuerbar ist, derart, daß die Steuerung in groben Inkrementen durch die Wahl verschiedener Elementengruppen längs des vorbestimmten Weges und die Steuerung in kleinen Inkrementen durch die Wahl unterschiedlicher Phasenverteilungen der Zwischensignale geschieht.
- 2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den strahlenden Elementen (a. bis a ) zumindest eine eine zylindrische Anordnung bildende Schicht solcher Elemente vorhanden ist und die strahlenden Elemente eine 360° Azimutüberstreichung ergeben.- 17 -209 82 3/103 6
- 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . daß der vorbestimmte Weg (10) zumindest annäherungsweise kreisförmig ist.
- 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel (14) eine Anzahl elektronisch gesteuerter und in einer Schaltmatrix angeordneter Schalter aufweisen. *""".""
- 5. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Mittel zur Erzeugung der Zwischensignale eine vorbestimmte Anzahl | elektronisch gesteuerter Phasenschieber aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel (14) eine Anzahl elektronisch gesteuerter Schalter (2la bis 2In) aufweisen und durch die Steuermittel (15) der jeweilige Schaltzustand dieser Schalter (21a*bis 2ln) und der Betrag, der von jedem Phasenschieber (19) hervorgerufenen Phasenverschiebung steuerbar sind.
- 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (15) auf ein zugeführtes vorbestimmtes Steuersignal für die Strahllage ansprechende logische Schaltungen (24 bis 31) aufweisen, durch die der Schaltzustand der Schalter (21a bis 2ln) und die von jedem Phasenschieber(19) hervorgerufene Phasenverschiebung unter Auswahl einer bestimmten Elementengruppe und einer bestimmten Phasenverteilung entsprechend der durch das Steuersignal bestimmten Strahllage einstellbar sind.
- 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (13) zur Erzeugung der Zwischensignale eine Anzahl von übertragungsleitungen unterschiedlicher Länge auf-"1 ει ei ο η weisen, durch die die Phase eines/der Zwischensignale zur Kompensation der Krümmung des zylindrischen Weges (10) um einen vorbestimmten Betrag veränderbar ist.209 823/1036- 18 --■„-. 2158418-
- 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß die strahlenden Elemente (a. bis a.) eine Anzahl jeweils eine kreisringförmige Anordnung der Elemente aufweisender Schichten solcher Elemente auweisen.
- 9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlenden Elemente (a bis a ) gleichmäßig längs des Umfanges eines zumindest näherungsweise zylindrischen Weges angeordnet sind und zumindest eine Schicht kreisförmig angeordneter Elemente aufweisen und eine 360 Azimutüberdeckung ergeben und daß die Mittel (13) zur Erzeugung der Zwischensignale eine Verteilerschaltung (18) sowie eine vorbestimmte Anzahl von der Verteilerschaltung(18) gespeisten elektronisch gesteuerten Phasenschiebern(19) aufweisen und die Mittel (13) zur Erzeugung der Zwischensignale eine Anzahl von übertragungsleitungen unterschiedlicher Länge aufweisen, durch die jeweils die Phasenlage der einzelnen Zwischensignale zur Kompensation der Krümmung des zylindrischen Weges jeweils um einen bestimmten Betrag veränderbar ist.209823/1036
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US4316192A (en) * | 1979-11-01 | 1982-02-16 | The Bendix Corporation | Beam forming network for butler matrix fed circular array |
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US5257031A (en) * | 1984-07-09 | 1993-10-26 | Selenia Industrie Elettroniche Associate S.P.A. | Multibeam antenna which can provide different beam positions according to the angular sector of interest |
EP0271778A3 (de) * | 1986-12-04 | 1990-02-07 | International Standard Electric Corporation | 360 Grad abtastende Radarantenne gebildet von einem Feld von auf einem halben Kreiszylinder angeordneten Elementen |
US4924235A (en) * | 1987-02-13 | 1990-05-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Holographic radar |
US4819000A (en) * | 1987-08-10 | 1989-04-04 | Micronav Ltd. | Scanning antenna having amplitude and phase distribution diversity |
US5457465A (en) * | 1987-09-01 | 1995-10-10 | Ball Corporation | Conformal switched beam array antenna |
GB2356096B (en) * | 1991-03-12 | 2001-08-15 | Siemens Plessey Electronic | Method of operating a radar antenna system |
US6768456B1 (en) * | 1992-09-11 | 2004-07-27 | Ball Aerospace & Technologies Corp. | Electronically agile dual beam antenna system |
US5543807A (en) * | 1992-11-25 | 1996-08-06 | Loral Corporation | Electronic commutation switch for cylindrical array antennas |
US5684491A (en) * | 1995-01-27 | 1997-11-04 | Hazeltine Corporation | High gain antenna systems for cellular use |
US5995056A (en) * | 1997-09-18 | 1999-11-30 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Wide band tem fed phased array reflector antenna |
US6677688B2 (en) * | 2000-06-07 | 2004-01-13 | Tyco Electronics Corporation | Scalable N×M, RF switching matrix architecture |
US6421005B1 (en) * | 2000-08-09 | 2002-07-16 | Lucent Technologies Inc. | Adaptive antenna system and method |
BG64659B1 (bg) * | 2001-06-14 | 2005-10-31 | Skygate International Technology N.V. | Метод за сканиране на антенна решетка и фазорегулиращо устройство за осъществяването му |
US6831601B1 (en) * | 2003-02-05 | 2004-12-14 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Circular array scanning with sum and difference excitation |
US20090017910A1 (en) * | 2007-06-22 | 2009-01-15 | Broadcom Corporation | Position and motion tracking of an object |
US20090231186A1 (en) * | 2008-02-06 | 2009-09-17 | Raysat Broadcasting Corp. | Compact electronically-steerable mobile satellite antenna system |
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