DE4030796A1

DE4030796A1 - Phase controlled three=dimensional group antenna - uses acrylic concentric plates to align multiple dipoles and feeders

Info

Publication number: DE4030796A1
Application number: DE19904030796
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Ing Maschen; Otto Schlegel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1991-04-11

Abstract

The phase controlled group antennae has separate antenna elements (1) fed from perpendicular feeders (2) held in position by material with a negligable dielectric constant, radome (14) and cooling/ventilation cavity (16). The feeders (2) are axially fixed in a base plate (3). Above the plate (3) are layers of plates (4) of dielectric material so aligned as to provide bore holes (5, 6) to accomodate and fix the antenna elements (1) and the feeders (2). Pref., the diameters of the bore holes correspond to the outside diameters of the antenna elements (1) and feeders (2). USE/ADVANTAGE - Phased array system; stable and precise construction.

Description

Die Erfindung betrifft eine phasengesteuerte Gruppenantenne mit einer Vielzahl von innerhalb des Volumens einer gedachten Kugel räumlich verteilten Strahlerelementen mit senkrecht ver laufenden Speiseleitungen, bei der die Position der Strahler elemente mittels eines Materials mit einer niedrigen relativen Dielektrizitätskonstante Σ_r nahe 1 fixiert ist. Eine derartige Antenne ist aus der DE-PS 28 22 845 bekannt und wird auch als "Krähennest-Antenne" (H.Wilden: "The crow′s - Nest Radar - An Omnidirectional Phased Array System" in Proceedings of the International Radar Conference, Washington 1980, Seiten 253-258) bezeichnet.The invention relates to a phase-controlled group antenna with a plurality of radiator elements spatially distributed within the volume of an imaginary sphere with vertically running feed lines, in which the position of the radiator elements is fixed by means of a material with a low relative dielectric constant Σ _r close to 1. Such an antenna is known from DE-PS 28 22 845 and is also known as a "crow's nest antenna" (H. Wilde: "The crow’s - Nest Radar - An Omnidirectional Phased Array System" in Proceedings of the International Radar Conference, Washington 1980, pages 253-258).

Bei derartigen Antennen sind die Strahlerelemente innerhalb eines kugelförmigen Raumes von z. B. 1,5 bis 2 m Durchmesser in einer bestimmten statistischen Verteilung anzuordnen und ein schließlich der Speiseleitungen exakt zu positionieren und zu fixieren. Wenn hierzu die Stabilität der Speiseleitungen selbst nicht bereits ausreicht, können - wie in der DE-PS 28 22 845 angegeben ist - die Strahlerelemente mittels eines Materials mit einer relativen Dielektrizitätskonstante Σ_r nahe 1 in ihrer Position fixiert werden. Eine praktische Realisierung eines Antennenaufbaus mit einem stützenden Dielektrikum ist in der DE-PS 28 22 845 jedoch nicht beschrieben.In such antennas, the radiator elements are within a spherical space of z. B. 1.5 to 2 m in diameter in a certain statistical distribution and finally to position and fix the feed lines exactly. If the stability of the feed lines themselves is not sufficient for this, the radiator elements can be fixed in their position by means of a material with a relative dielectric constant Σ _r - as stated in DE-PS 28 22 845. A practical implementation of an antenna structure with a supporting dielectric is not described in DE-PS 28 22 845.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Antenne der eingangs genannten Art einen geeigneten mechanischen Aufbau anzugeben, bei dem unter Berücksichtigung der für die Wellen ausbreitung geltenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten eine exakte und stabile Positionierung der Strahlerelemente und der Speiseleitungen gewährleistet ist. The invention has for its object for an antenna a suitable mechanical structure specify, taking into account that for the waves the prevailing physical laws exact and stable positioning of the radiator elements and the feed lines are guaranteed.

Diese Aufgabe wird bei einer phasengesteuerten Gruppenantenne der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Speiseleitungen nahe ihres anschlußseitigen Endes in einer Grundplatte axial fixiert sind, daß über der Grundplatte mehrere Platten aus dem dielektrischen Material aufeinander gestapelt sind, daß die dielektrischen Platten mit zueinander fluchtenden Bohrungen versehen sind, und daß die Strahler elemente und die Speiseleitungen in den Bohrungen geführt und radial fixiert sind.This is done with a phased array antenna of the type mentioned at the outset according to the invention, that the feed lines near their connection end in a base plate are axially fixed that over the base plate several plates made of the dielectric material on top of each other are stacked that the dielectric plates with each other aligned holes are provided, and that the spotlights elements and the feed lines in the holes and are fixed radially.

Damit ist ein mechanischer Aufbau einer phasengesteuerten Grup penantenne angegeben, bei dem eine exakte und stabile Positio nierung der Strahlerelemente und der Speiseleitungen in einem aus aufeiandergestapelten Platten bestehenden stützenden Dielektrikum gewährleistet ist. Hierzu sind die dielektrischen Platten mit Bohrungen versehen, in welche die Strahlerelemente und Speiseleitungen so eingeführt werden, daß sie die richtige X-Y-Position besitzen, d. h. die radiale Positionierung und Fixierung der Strahlerelemente und der Speiseleitungen in X- und Y-Richtung eines Koordinatensystems wird schon mit dem Einführen der Strahlerelemente und der Speiseleitungen in das stützende Dielektrikum erreicht. Diese Positionierung und Fixie rung der Strahlerelemente und der Speiseleitungen ermöglicht einen weitgehend homogenen Gesamtaufbau der Antenne und ist damit im Hinblick auf die Wellenausbreitung weitgehend frei von Störstellen realisierbar.This is a mechanical construction of a phase-controlled group pen antenna specified in which an exact and stable position nation of the radiator elements and the feed lines in one supportive consisting of stacked plates Dielectric is guaranteed. For this, the dielectric Provide plates with holes in which the radiator elements and feed lines are introduced so that they have correct X-Y position, d. H. the radial positioning and fixation of the radiator elements and the feed lines in The X and Y direction of a coordinate system is already with the Introducing the radiator elements and the feed lines into the supporting dielectric reached. This positioning and fixie tion of the radiator elements and the feed lines a largely homogeneous overall structure of the antenna and is with regard to the wave propagation largely free of Impurities can be realized.

Zweckmäßigerweise ist der Durchmesser der Bohrungen in den dielektrischen Platten etwa der lichten Außenweite der Strahler elemente gewählt, wobei die Speiseleitungen in dem gesamten, in den dielektrischen Platten geführten Bereich zur radialen Fixie rung mit Hülsen aus dem dielektrischen Material versehen sind, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der Bohrungen entspricht. In diesem Fall ist zur axialen Fixierung der Speiseleitungen in der Grundplatte an den Speiseleitungen eine an einem Ende mit einem Anschlag versehene Fixierhülse angeordnet, deren Länge etwas größer ist als die Dicke der Grundplatte und deren Durch messer etwas kleiner ist als die lichte Außenweite der Strahler elemente. Wenn eine derart mit Hülsen aus dem dielektrischen Material und mit einer Fixierhülse ausgebildete Speiseleitung am anschlußseitigen Ende noch mit einem Kabelstecker entspre chenden Außendurchmessers versehen wird, ist es in vorteil hafter Weise möglich, komplett bestückte Speiseleitungen zu verarbeiten, d. h. Speiseleitungen mit Strahlerelement, Hülsen, axialer Fixierhülse und Kabelstecker zu verwenden.The diameter of the bores in the dielectric plates such as the clear outer width of the radiators elements selected, with the feed lines throughout, in the area guided to the radial plate for the radial fixie tion are provided with sleeves made of the dielectric material, whose diameter corresponds approximately to the diameter of the holes. In this case, for the axial fixation of the feed lines in of the base plate on the feed lines one at one end a stop sleeve provided, the length is slightly larger than the thickness of the base plate and its diameter knife is slightly smaller than the clear outside width of the spotlights elements. If such with sleeves from the dielectric Material and feed line formed with a fixing sleeve correspond at the connection end with a cable connector If the corresponding outer diameter is provided, it is advantageous possible to completely feed lines process, d. H. Feed lines with radiator element, sleeves, axial fixing sleeve and cable connector to be used.

Da es bei einer derartigen Bauweise mit "großen" Bohrungen zur Führung der Strahlerelemente und der Speiseleitungen insbeson dere in zentralen Bereichen der dielektrischen Platten zu Über schneidungen der Bohrungen kommen kann, ist es zweckmäßig, wenn in diesen Bereichen einige Bohrungen so ausgeführt sind, daß der Durchmesser der Bohrungen in den dielektrischen Platten im Bereich der Speiseleitungen etwa deren Durchmesser entspricht und im Bereich der Strahlerelemente und darüber etwa der lichten Außenweite der Strahlerelemente gewählt ist. In diesem Fall müssen Speiseleitungen mit Strahlerelement, jedoch ohne Hülse, Fixierhülse und Kabelstecker verwendet werden, der erst nach dem Einführen einer Speiseleitung in die Bohrung an der Speiseleitung angebracht werden kann. Die Fixierhülse zur axialen Fixierung ist in diesem Fall in der Grundplatte ange ordnet, wobei die Speiseleitung zweckmäßigerweise mit einer entsprechenden Markierung für die Fixierhülse versehen wird.Since it is in such a design with "large" holes Management of the radiator elements and the feed lines in particular over in central areas of the dielectric plates intersection of the holes, it is advisable if in these areas some holes are made so that the diameter of the holes in the dielectric plates in the Area of the feed lines approximately corresponds to their diameter and in the area of the radiator elements and above, for example, the light ones Outside width of the radiator elements is selected. In this case must feed lines with radiator element, but without Sleeve, fixing sleeve and cable connector are used, the first after inserting a feed line into the hole on the Feed line can be attached. The fixing sleeve for axial fixation is in this case in the base plate arranges, the feed line expediently with a appropriate marking for the fixing sleeve is provided.

In vorteilhafter Weise ist das dielektrische Material aufge schäumtes Acrylharz. Ein solches Material ist z. B. der unter dem Handelsnamen "Rohacell" bekannte PMI (Polymethacrylimid)- Hartschaumstoff.The dielectric material is advantageously open foamed acrylic resin. Such a material is e.g. B. the under PMI (polymethacrylimide) known by the trade name "Rohacell" - Rigid foam.

Bei einem derartigen Antennenaufbau muß auch auf die notwendige Abführung der in den Speiseleitungen aufgrund der Leitungs dämpfung entstehenden Verlustleistung geachtet werden. Einer ersten Weiterbildung der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem solchen Antennenaufbau eine möglichst wirkungsvolle Kühlung der Strahlerelemente und der Speiseleitungen sicherzustellen.With such an antenna structure must also the necessary Dissipation of in the feed lines due to the line attenuation of the power loss. One first development of the invention is therefore the Task based on such an antenna structure Effective cooling of the radiator elements and the Ensure feed lines.

Diese Aufgabe wird gemäß der ersten Weiterbildung dadurch gelöst, daß die dielektrischen Platten mit separaten, parallel und möglichst nahe zu den Strahlerbohrungen verlaufenden zweiten Bohrungen (Kühlluftbohrungen) zur Kühlluftführung versehen sind.According to the first further training, this task is thereby solved that the dielectric plates with separate, parallel and as close as possible to the emitter holes second holes (cooling air holes) for cooling air flow are provided.

Hierbei wird die in den Speiseleitungen entstehende Verlustleistung durch eine gute Kühlung über die separaten Kühlluftbohrungen abgeführt. Diese Führung der Kühlluft läßt weder in den Speiseleitungen noch in dem die Speiseleitungen stützenden Dielektrikum schädliche oder die Funktion störende Materialtemperaturen entstehen. Die Ausbildung des stützenden Dielektrikums mit Strahlerbohrungen und separaten Kühlluft bohrungen erfordert zwar eine größere Anzahl von Bohrungen, ist aber im Vergleich zu einer Lösung mit direkter Kühlluft- Längsanströmung der Speiseleitungen über die Strahlerbohrungen vor allem im Hinblick auf die Einbringung der Strahlerelemente und der Speiseleitungen leichter realisierbar.Here, the resulting in the feed lines Power loss through good cooling via the separate Cooling air holes removed. This guidance of the cooling air leaves neither in the feed lines nor in which the feed lines supporting dielectric harmful or disrupting the function Material temperatures arise. The training of the supportive Dielectric with radiator bores and separate cooling air drilling requires a larger number of holes but compared to a solution with direct cooling air Longitudinal inflow of the feed lines via the radiator bores especially with regard to the insertion of the emitter elements and the feed lines easier to implement.

Bei einem derartigen Antennenaufbau sind zur Positionierung und insbesondere zur Kühlung der Strahlerelemente bzw. der Speiseleitungen Maßnahmen getroffen, die einen Eingriff in das stützende Dielektrikum darstellen, so daß dessen mechanische und elektrische Homogenität beeinträchtigt werden kann. Einer zweiten Weiterbildung der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, neben einer stabilen Positionierung und einer wirkungsvollen Kühlung der Strahlerelemente und der Speise leitungen eine homogene Struktur des stützenden Dielektrikums zu gewährleisten.With such an antenna structure for positioning and in particular for cooling the radiator elements or Measures taken to interfere with the feed lines support dielectric, so that its mechanical and electrical homogeneity can be affected. One The second development of the invention is therefore the task underlying, in addition to a stable positioning and one effective cooling of the heater elements and the food lines a homogeneous structure of the supporting dielectric to guarantee.

Diese Aufgabe wird gemäß der zweiten Weiterbildung dadurch gelöst, daß die dielektrischen Platten in den nicht mit Strahler- und Kühlluftbohrungen versehenen Bereichen derart mit weiteren Bohrungen (Homogenitätsbohrungen) ausgebildet sind, daß die mittlere Anzahl der Bohrlöcher über die gesamte Plattenfläche etwa gleich ist.According to the second further training, this task is thereby solved that the dielectric plates in the not with Areas provided with radiator and cooling air holes in this way with further holes (homogeneity holes) are that the average number of holes over the entire Plate area is approximately the same.

Hierdurch ist das durch die erforderlichen Strahlerbohrungen und vor allem durch die Kühlluftbohrungen radial inhomogen gewordene stützende Dielektrikum durch die Homogenitäts bohrungen makroskopisch homogenisiert, so daß für alle Strahlerelemente, d. h. für Strahlerelemente in den Randbe reichen der dielektrischen Platten (Randstrahler) wie auch für Strahlerelemente in den zentralen Bereichen der dielektrischen Platten (Zentralstrahler), gleiche elektrische Bedingungen geschaffen sind, da die mittlere Anzahl der Bohrlöcher überall gleich ist. Darüber hinaus bewirkt die hohe Anzahl der Bohrlöcher in besonders vorteilhafter Weise eine Absenkung der mittleren Dielektrizitätskonstante. Das stützende Dielektrikum hat somit eine elektrisch und mechanisch homogene Struktur.This is due to the required lamp holes and especially radially inhomogeneous due to the cooling air holes supported dielectric through the homogeneity holes macroscopically homogenized so that for all Radiator elements, d. H. for radiator elements in the edge areas range of dielectric plates (edge radiators) like also for radiator elements in the central areas of the dielectric plates (central radiators), same electrical Conditions are created because the average number of Drill holes is the same everywhere. In addition, the high Number of holes in a particularly advantageous manner Lowering the average dielectric constant. The supportive Dielectric therefore has an electrically and mechanically homogeneous Structure.

Wenn die Speiseleitungen z. B. mit Hülsen aus dem dielektrischen Material radial in den Strahlerbohrungen fixiert werden, so sind die Strahlerbohrungen unterhalb der Strahlerelemente mit dem dielektrischen Material weitgehend aufgefüllt. Da hierdurch die mittlere Dichte des Volumens des stützenden Dielektrikums mit steigender Höhe des Aufbaus abnimmt, ist es vorteilhaft, die Strahlerbohrungen auch oberhalb der Strahlerelemente aufzufüllen. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist daher vorgesehen, daß der Durchmesser der Strahlerbohrungen etwa der lichten Außenweite der Strahlerelemente gewählt ist, daß die Speiseleitungen in dem gesamten, in den dielektrischen Platten geführten Bereich zur radialen Fixierung mit Hülsen aus dem dielektrischen Material versehen sind, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der Strahlerbohrungen entspricht, und daß die Strahlerbohrungen oberhalb der Strahlerelemente mit Stopfen aus dem dielektrischen Material aufgefüllt sind. Damit wird auch über die Höhe des Aufbaus gleiche Materialdichte erreicht. If the feed lines e.g. B. with sleeves from the dielectric Material are fixed radially in the emitter holes, see above are the emitter holes below the emitter elements largely filled the dielectric material. Because of this the average density of the volume of the supporting dielectric decreases with increasing height of the structure, it is advantageous the emitter holes also above the emitter elements replenish. In an expedient embodiment is therefore provided that the diameter of the emitter holes approximately the clear outer width of the radiator elements is selected that the Feed lines throughout, in the dielectric plates guided area for radial fixation with sleeves from the dielectric material are provided, whose diameter is about corresponds to the diameter of the emitter holes, and that the Radiator bores above the radiator elements with plugs the dielectric material are filled. So that too same material density achieved over the height of the structure.

Bei dieser Gruppenantenne gibt es eine starke Häufung der Strahlerelemente in der Kugelmitte, was dazu führt, daß auch die mittlere Materialdichte hier höher ist als im Randbereich. Dies wirkt sich hier nur geringfügig aus. Außerdem läßt sich die notwendige mittlere Materialdichte über die Anzahl der Homogenitätsbohrungen in einfacher Weise einstellen.With this group antenna there is a strong cluster of Radiator elements in the center of the ball, which also leads to the average material density here is higher than in the edge area. This has only a minor impact here. In addition, the necessary average material density over the number of Set homogeneity holes in a simple way.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen phasengesteuer ten Gruppenantenne ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.An embodiment of a phase control according to the invention ten group antenna is in the following with reference to the drawing described.

Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau der Antenne in Seitenansicht, Fig. 1 shows the overall structure of the antenna in a side view,

Fig. 2 die Hälfte einer kreisrunden dielektrischen Platte mit Strahlerbohrungen, Fig. 2, the half of a circular dielectric plate with holes radiator,

Fig. 3 und 4 in Teilansichten im Schnitt für zwei Ausführungs formen die radiale Fixierung eines Strahlerelementes mit Speiseleitung in einer dielektrischen Platte, FIGS. 3 and 4 in partial sectional views for two execution the radial fixing form a radiating element with supply line in a dielectric plate,

Fig. 5 und 6 die entsprechenden Strahlerelemente mit Speiselei tung und Fixierungsmitteln für sich allein, Fig. 5 and 6, the respective radiating elements with Speiselei tung and fixation means itself,

Fig. 7 die Hälfte einer kreisrunden dielektrischen Platte mit Kühlluftbohrungen, Fig. 7 shows the half of a circular dielectric plate with cooling air bores,

Fig. 8 die Hälfte einer kreisrunden dielektrischen Platte mit Strahler- und Kühlluftbohrungen, Fig. 8 half a circular dielectric plate with spotlight and cooling air bores,

Fig. 9 einen Schnitt durch einen ein Strahlerelement aufweisenden Teilbereich einer dielektrischen Platte,9 shows a section having a radiating element by a partial region. Of a dielectric plate,

Fig. 10 die Hälfte einer kreisrunden dielektrischen Platte mit Abluftbohrungen, Fig. 10, the half of a circular dielectric plate with air holes,

Fig. 11 die Hälfte einer kreisrunden dielektrischen Platte mit Homogenitätsbohrungen und Fig. 11, the half of a circular dielectric plate with holes and homogeneity

Fig. 12 die Hälfte einer kreisrunden dielektrischen Platte mit Strahler-, Kühlluft-, Abluft- und Homogenitätsbohrungen. Fig. 12 half of a circular dielectric plate with radiator, cooling air, exhaust air and homogeneity holes.

Die Antenne besitzt eine Vielzahl, z. B. 2000 Stück, von Strahler elementen 1, z. B. in Form von Dipolen, die innerhalb des Volumens einer gedachten, in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Kugel, z. B. von 1,6 m im Durchmesser, räumlich verteilt sind. Die Speiselei tungen 2 der Strahlerelemente 1 bestehen z. B. aus Semi-Rigid- Kabeln, verlaufen senkrecht und sind an ihrem anschlußseitigen Ende in einer metallischen Grundplatte 3, z B. in einer Alumi niumplatte, axial fixiert. Zur Fixierung der Position der Strah lerelemente 1 und der Speiseleitungen 2 ist innerhalb einer z. B. zylindrischen Schutzhülle 14 (Radom) aus einem geeigneten dielek trischen Material ein stützendes Dielektrikum mit einer niedri gen Dielektrizitätskonstante Σ_r nahe 1 aus mehreren über der Grundplatte 3 unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Absorbers 15 aufeinander gestapelten kreisrunden Platten 4 aufgebaut. Diese dielektrischen Platten bestehen aus aufge schäumtem Acrylharz, vorzugsweise aus dem unter dem Handels namen "Rohacell" bekannten PMI (Polymethacrylimid)-Hartschaum stoff und weisen eine der Anzahl der Strahlerelemente und damit der Speiseleitungen entsprechende Anzahl zueinander fluchtender Bohrungen 5 bzw. 6 (Strahlerbohrungen) in unregelmäßiger Verteilung auf. In diesen Strahlerbohrungen sind die Strahler elemente 1 und die Speiseleitungen 2 geführt und radial fixiert. Hierzu ist der Durchmesser der Bohrungen 5 in den dielektrischen Platten 4 etwa der lichten Außenweite der Strahlerelemente 1 gewählt, wobei die Speiseleitungen 2 in dem gesamten, in den dielektrischen Platten geführten Bereich zur radialen Fixierung mit Hülsen 7 aus dem dielektrischen Material versehen sind, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der Strahlerbohrungen 5 entspricht. So ist beispielsweise bei einem Durchmesser der Strahlerbohrungen 5 von etwa 11,8 mm der Durchmesser der Strahlerelemente 1 etwa 11,5 mm und der Durchmesser der Hülsen 7 etwa 11,3 bis 11,4 mm, während die Länge der über die gesamte Länge der Speiseleitungen 2 verteilten, vor dem Einbringen in das stützende Dielektrikum auf die Speiseleitungen aufgefädelten Hülsen 7 bei einer dielektrischen Platte von etwa 65 mm Dicke etwa 100 mm ist, so daß eine Hülse 7 jeweils in zwei überein anderliegenden Platten 4 steckt. Eine derartige radiale Fixierung ist in Fig. 3 dargestellt. Die entsprechende, komplett bestückte Speiseleitung 2 mit Strahlerelement 1 ist für sich in Fig. 5 ge zeigt. Hierbei ist die an einem Ende mit dem Strahlerelement 1 und einem Griff 8 zum Herausziehen versehene Speiseleitung 2 zur radialen Fixierung mit mehreren Hülsen 7 und am anschlußseitigen Ende mit einem Kabelstecker 9 versehen, dessen Durchmesser so gewählt ist, daß die Speiseleitung 2 mit dem vorgefertigten und anmontierten Kabelstecker problemlos in die dielektrischen Platten 4 und in die Grundplatte 3 eingezogen werden kann. Schließlich ist die Speiseleitung 2 zur axialen Fixierung an der Grundplatte 3 noch mit einer ebenfalls vorgefertigten und anmon tierten Fixierhülse 10 versehen, Diese Fixierhülse 10 ist im Durchmesser etwas kleiner als die lichte Außenweite der Strahler elemente 1 und länger als die Dicke der Grundplatte 3. An einem Ende weist die Fixierhülse 10 einen Anschlag 11 auf, am anderen, aus der Grundplatte 3 herausragenden Ende ist die Fixierhülse und damit die Speiseleitung mittels eines hier nicht dargestell ten, in einer Nut 12 angeordneten Federringes an der Grundplatte gehalten.The antenna has a variety, e.g. B. 2000 pieces of radiator elements 1 , z. B. in the form of dipoles within the volume of an imaginary, dashed lines in Fig. 1, z. B. of 1.6 m in diameter, are spatially distributed. The feed lines 2 of the radiator elements 1 are made, for. B. from semi-rigid cables, run vertically and are axially fixed at their connection-side end in a metallic base plate 3 , for example in an aluminum plate. To fix the position of the Strah lerelemente 1 and the feed lines 2 is within a z. B. cylindrical protective sheath 14 (radome) made of a suitable dielectric material, a supporting dielectric with a low dielectric constant Σ _r close to 1 from several over the base plate 3 directly or with the interposition of an absorber 15 stacked circular plates 4 . These dielectric plates consist of foamed acrylic resin, preferably from the PMI (polymethacrylimide) rigid foam known under the trade name "Rohacell" and have a number of holes 5 and 6 (radiator holes) corresponding to the number of radiator elements and thus the feed lines. in an irregular distribution. In these radiator holes, the radiator elements 1 and the feed lines 2 are guided and fixed radially. For this purpose, the diameter of the bores 5 in the dielectric plates 4 is selected to be approximately the inside width of the radiator elements 1 , the feed lines 2 being provided with sleeves 7 made of the dielectric material in the entire area guided in the dielectric plates for radial fixation, the diameter thereof corresponds approximately to the diameter of the radiator bores 5 . For example, with a diameter of the emitter holes 5 of approximately 11.8 mm, the diameter of the emitter elements 1 is approximately 11.5 mm and the diameter of the sleeves 7 is approximately 11.3 to 11.4 mm, while the length of the over the entire length of the Distributed feed lines 2 , before inserting them into the supporting dielectric on the feed lines sleeves 7 with a dielectric plate of about 65 mm thickness is about 100 mm, so that a sleeve 7 is inserted in two superimposed plates 4 . Such a radial fixation is shown in Fig. 3. The corresponding, fully equipped feed line 2 with radiator element 1 is shown in Fig. 5 ge. Here is provided at one end with the radiator element 1 and a handle 8 for pulling out feed line 2 for radial fixation with several sleeves 7 and at the connection end with a cable connector 9 , the diameter of which is selected so that the feed line 2 with the prefabricated and mounted cable connector can be easily pulled into the dielectric plates 4 and 3 in the base plate. Finally, the feed line 2 for axial fixation on the base plate 3 is also provided with a likewise prefabricated and anmon-fixed fixing sleeve 10 , this fixing sleeve 10 is slightly smaller in diameter than the inside diameter of the radiator elements 1 and longer than the thickness of the base plate 3 . At one end, the fixing sleeve 10 has a stop 11 , at the other, protruding from the base plate 3 end is the fixing sleeve and thus the feed line by means of a not shown here, arranged in a groove 12 spring washer on the base plate.

Um insbesondere in zentralen Bereichen der dielektrischen Platten 4, also in Bereichen mit einer im Vergleich zu den Randbereichen größeren Häufung von Strahlerbohrungen für die Strahlerelemente und für die Speiseleitungen Überschneidungen der Strahlerbohrungen 5 zu vermeiden, sind einige Strahler bohrungen 6 kleiner, d. h. - wie in Fig. 4 dargestellt - so ausgeführt, daß ihr Durchmesser im Bereich der Speiseleitungen 2 etwa deren Durchmesser entspricht und im Bereich der Strahler elemente 1 und darüber etwa der lichten Außenweite der Strahler elemente gewählt ist. Dabei ist der Durchmesser der kleineren Strahlerbohrungen 6 bei einem Durchmesser der Speiseleitungen von etwa 2,2 mm mit etwa 2,4 mm gewählt, wobei bei einer Stückzahl von z. B. 2000 Strahlerelementen etwa 200 kleinere Strahlerbohrungen 6 in den zentralen Bereichen der dielektri schen Platten 4 und etwa 1800 größere Strahlerbohrungen 5 im Gesamtbereich der dielektrischen Platten vorgesehen werden. In diesem Fall der kleineren Strahlerbohrungen 6 werden die Speise leitungen 2 - wie in Fig. 6 dargestellt - ohne Hülse 7, Fixierhülse 10 und Kabelstecker 9 verwendet, wobei der Kabelstecker erst nach dem Einführen einer Speiseleitung an dieser angebracht werden kann. Aus diesem Grund ist in Fig. 6 der Kabelstecker 9 strichpunktiert eingezeichnet. Die in Fig. 6 nicht dargestellte Fixierhülse 10 zur axialen Fixierung ist hier an der Grundplatte 3 angeordnet, wobei die Speiseleitung 2 in diesem Fall mit einer entsprechenden Z-Markierung 13 für die Fixierhülse versehen wird, so daß die Strahlerelemente und die Speiseleitungen in der Höhe fest einstellbar sind. Dies ist un abhängig von der zuvor beschriebenen X-, Y-Positionierung.In order to avoid overlapping of the radiator holes 5 in particular in central areas of the dielectric plates 4 , i.e. in areas with a greater number of radiator holes for the radiator elements and for the feed lines compared to the peripheral areas, some radiator holes 6 are smaller, i.e. - as in FIG shown. 4 - designed so that its diameter in the area of the feed lines 2 corresponds approximately to the diameter of and elements in the region of the emitter 1 and above about the clear external width of the emitter is selected elements. The diameter of the smaller emitter holes 6 is chosen with a diameter of the feed lines of about 2.2 mm with about 2.4 mm, with a quantity of z. B. 2000 radiator elements about 200 smaller radiator holes 6 are provided in the central areas of the dielectric plates 4 and about 1800 larger radiator holes 5 in the entire area of the dielectric plates. In this case, the smaller radiator bores 6 , the feed lines 2 - as shown in Fig. 6 - without sleeve 7 , fixing sleeve 10 and cable connector 9 are used, the cable connector can only be attached to this after inserting a feed line. For this reason, the cable connector 9 is shown in dash-dot lines in FIG. 6. The fixing sleeve 10 ( not shown in FIG. 6) for axial fixing is arranged here on the base plate 3 , the feed line 2 being provided in this case with a corresponding Z mark 13 for the fixing sleeve, so that the radiator elements and the feed lines are at a height are permanently adjustable. This is independent of the X, Y positioning described above.

Dieser Aufbau einer phasengesteuerten "Krähennest-Antenne" ge währleistet unter Berücksichtigung der für die Wellenausbreitung geltenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten eine exakte und sta bile Positionierung der Strahlerelemente und der Speiseleitungen.This construction of a phase-controlled "crow's nest antenna" ge ensures that the wave propagation is taken into account applicable physical laws an exact and sta bile positioning of the radiator elements and the feed lines.

Die Kühlluft zur Kühlung der Strahlerelemente 1 und der Speise leitungen 2 wird über die Grundplatte 3 von unten her dem stützenden Dielektrikum zugeleitet. Zur Kühlluftführung sind die dielektrischen Platten 4 mit separaten, parallel und möglichst nahe zu den Strahlerbohrungen 5 verlaufenden zweiten Bohrungen 17 (Kühlluftbohrungen) versehen (Fig. 7, 8 und 9). Dabei sind die Anzahl der Kühlluftbohrungen 17 und deren Durchmesser in Abhän gigkeit von der abzuführenden Wärmeleistung und von der Dichte der Strahlerbohrungen 5, 6 gewählt. Hier liegt der Durchmesser der Kühlluftbohrungen 17 bei etwa 8 mm, wobei zur Erzielung einer möglichst wirkungsvollen Wärmeabfuhr die Kühlluftbohrungen in Form eines Kranzes um eine oder mehrere Strahlerbohrungen 5, 6 herum angeordnet sind. Diese von den Kühlluftbohrungen gebilde ten Kränze sind unregelmäßig geformt, und/oder gehen ineinander über und/oder sind an einer Seite offen. Die Anordnung der Kühl luftbohrungen 17 für sich ist in Fig. 7 in einer Plattenhälfte dargestellt. Fig. 8 dagegen zeigt die Plattenhälfte mit Strahler bohrungen 5 und Kühlluftbohrungen 17. The cooling air for cooling the radiator elements 1 and the feed lines 2 is fed via the base plate 3 from below to the supporting dielectric. To the cooling air guide, the dielectric plates 4 with separate, parallel, and as close as possible to the radiator extending bores 5 second bores 17 (cooling air holes) are provided (Fig. 7, 8 and 9). The number of cooling air bores 17 and their diameter are selected as a function of the heat output to be dissipated and of the density of the radiator bores 5 , 6 . Here, the diameter of the cooling air bores 17 is approximately 8 mm, the cooling air bores being arranged in the form of a ring around one or more radiator bores 5 , 6 in order to achieve the most effective possible heat dissipation. These wreaths formed by the cooling air holes are irregularly shaped, and / or merge into one another and / or are open on one side. The arrangement of the cooling air holes 17 is shown in Fig. 7 in a plate half. Fig. 8 shows the plate half with radiator holes 5 and cooling air holes 17th

Um die Kühlluft über die Grundplatte zuleiten zu können, ist die Grundplatte 3 in derselben Weise wie die dielektrische Platte 4 mit Kühlluftbohrungen versehen. Die Kühlluft strömt in den die Strahlerbohrungen 5 umgebenden Kühlluftbohrungen 17 nach oben in eine Abluftkammer 16, die über dem Strahlerelementehaufen zwi schen den oberen, eine Halbkugel bildenden dielektrischen Platten 4 und der entsprechend geformten Schutzhaube 14 gebildet ist. Von dieser Abluftkammer weg führen entlang der Innenwandung des zylindrischen Bereiches der Schutzhaube 14 Kanäle zur Abluft rückführung nach unten. Diese Kanäle sind - wie in Fig. 10 zu sehen ist - als in dem Randbereich der dielektrischen Platten 4 angeordnete, zueinander fluchtende Abluftbohrungen 20 ausge bildet.In order to be able to supply the cooling air via the base plate, the base plate 3 is provided with cooling air bores in the same way as the dielectric plate 4 . The cooling air flows in the cooling air holes 17 surrounding the radiator bores 5 upwards into an exhaust air chamber 16 which is formed over the radiator elements between the upper, hemispherical dielectric plates 4 and the correspondingly shaped protective hood 14 . From this exhaust air chamber 14 channels lead to the exhaust air return down along the inner wall of the cylindrical area of the protective hood. These channels are - as can be seen in Fig. 10 - as in the edge region of the dielectric plates 4 arranged, mutually aligned exhaust bores 20 forms out.

Dieser Aufbau einer phasengesteuerten "Krähennest-Antenne" stellt durch definierte Kühlluftführungen in separaten, den Strahler bohrungen nahe benachbarten Kühlluftbohrungen eine wirkungsvolle Wärmeableitung sicher.This construction of a phase-controlled "crow's nest antenna" provides through defined cooling air ducts in separate radiators holes close to adjacent cooling air holes is an effective Heat dissipation safely.

Schließlich sind die dielektrischen Platten 4 in den nicht mit Strahlerbohrungen 5 und Kühlluftbohrungen 17 sowie ggf. mit Abluftbohrungen versehenen Bereichen noch mit weiteren, aus fertigungstechnischen Gründen hier zueinander fluchtenden Bohrungen (Homogenitätsbohrungen 30) ausgebildet (Fig. 11), so daß - wie aus Fig. 12 ersichtlich ist - die mittlere Anzahl der Bohrlöcher über die gesamte Plattenfläche etwa gleich ist. Dieser Aufbau einer phasengesteuerten "Krähennest-Antenne" gewährleistet infolge der Ausbildung mit Homogenitätsbohrungen eine homogene Struktur des stützenden Dielektrikums.Finally, the dielectric plates 4 in the areas not provided with radiator bores 5 and cooling air bores 17 and, if appropriate, with exhaust air bores are also formed with further bores (homogeneity bores 30 ) that are aligned with one another for manufacturing reasons ( FIG. 11), so that - as shown in FIG . 12 is visible - the average number of the holes is over the entire plate area about equal. This construction of a phase-controlled "crow's nest antenna" ensures a homogeneous structure of the supporting dielectric due to the formation with homogeneity bores.

Claims

1. Phasengesteuerte Gruppenantenne mit einer Vielzahl von innerhalb des Volumens einer gedachten Kugel räumlich verteil ten Strahlerelementen mit senkrecht verlaufenden Speiseleitun gen, bei der die Position der Strahlerelemente mittels eines Materials mit einer niedrigen relativen Dielektrizitätskonstante Σ_r nahe 1 fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitungen (2) nahe ihres anschlußseitigen Endes in einer Grundplatte (3) axial fixiert sind, daß über der Grund platte (3) mehrere Platten (4) aus dem dielektrischen Material aufeinandergestapelt sind, daß die dielektrischen Platten (4) mit zueinander fluchtenden ersten Bohrungen (5, 6) (Strahler bohrungen) versehen sind, und daß die Strahlerelemente (1) und die Speiseleitungen (2) in den ersten Bohrungen (5, 6) geführt und radial fixiert sind.1. Phase-controlled group antenna with a plurality of spatially distributed within the volume of an imaginary sphere radiating elements with vertical feed lines, in which the position of the radiating elements is fixed by means of a material with a low relative dielectric constant Σ _r close to 1, characterized in that the Feed lines ( 2 ) near their connection-side end in a base plate ( 3 ) are axially fixed, that over the base plate ( 3 ) several plates ( 4 ) of the dielectric material are stacked on top of each other, that the dielectric plates ( 4 ) with mutually aligned first bores ( 5 , 6 ) (radiator holes) are provided, and that the radiator elements ( 1 ) and the feed lines ( 2 ) in the first holes ( 5 , 6 ) are guided and fixed radially.

2. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Strahlerbohrungen (6) in den dielektri schen Platten (4) im Bereich der Speiseleitungen (2) etwa deren Durchmesser entspricht und im Bereich der Strahlerelemente (1) und darüber etwa der lichten Außenweite der Strahlerelemente gewählt ist.2. Phase-controlled group antenna according to claim 1, characterized in that the diameter of the radiator bores ( 6 ) in the dielectri's plates ( 4 ) in the region of the feed lines ( 2 ) corresponds approximately to their diameter and in the region of the radiator elements ( 1 ) and above approximately clear outer width of the radiator elements is selected.

3. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Strahlerbohrungen (5) in den dielektri schen Platten (4) etwa der lichten Außenweite der Strahler elemente (1) gewählt ist, und daß die Speiseleitungen (2) in dem gesamten, in den dielektrischen Platten (4) geführten Bereich zur radialen Fixierung mit Hülsen (7) aus dem dielektri schen Material versehen sind, deren Durchmesser etwa dem Durch messer der Strahlerbohrungen (5) entspricht. 3. phase-controlled group antenna according to claim 1, characterized in that the diameter of the radiator bores ( 5 ) in the dielectri's plates ( 4 ) approximately the clear outer width of the radiator elements ( 1 ) is selected, and that the feed lines ( 2 ) throughout , In the dielectric plates ( 4 ) guided area for radial fixation with sleeves ( 7 ) are made of the dielectric's material, the diameter of which corresponds approximately to the diameter of the radiator bores ( 5 ).

4. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Fixierung der Speiseleitungen (1) in der Grund platte (3) entweder an den Speiseleitungen (2) oder in der Grundplatte (3) eine an einem Ende mit einem Anschlag (11) ver sehene Fixierhülse (10) angeordnet ist, deren Länge etwas größer ist als die Dicke der Grundplatte (3) und deren Durch messer etwas kleiner ist als die lichte Außenweite der Strahler elemente (1).4. phase-controlled group antenna according to claim 1 or 2, characterized in that for the axial fixation of the feed lines ( 1 ) in the base plate ( 3 ) either on the feed lines ( 2 ) or in the base plate ( 3 ) one at one end with a stop ( 11 ) ver seen fixing sleeve ( 10 ) is arranged, the length of which is slightly greater than the thickness of the base plate ( 3 ) and the diameter of which is somewhat smaller than the inside diameter of the radiator elements ( 1 ).

5. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierhülse (10) an einem aus der Grundplatte (3) herausragenden Ende mittels eines Federringes an der Grundplatte gehalten ist.5. Phase-controlled group antenna according to claim 4, characterized in that the fixing sleeve ( 10 ) is held on one of the base plate ( 3 ) projecting end by means of a spring ring on the base plate.

6. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material aufgeschäumtes Acrylharz ist.6. Phase controlled group antenna according to one of the previously outgoing claims, characterized, that the dielectric material is foamed acrylic resin.

7. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Platten (4) mit separaten, parallel und möglichst nahe zu den Strahlerbohrungen (5) verlaufenden zweiten Bohrungen (17) (Kühlluftbohrungen) zur Kühlluft führung versehen sind.7. phase-controlled group antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the dielectric plates ( 4 ) with separate, parallel and as close as possible to the radiator bores ( 5 ) extending second bores ( 17 ) (cooling air bores) for cooling air are provided.

8. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kühlluftbohrungen (17) und deren Durchmesser in Abhängigkeit von der abzuführenden Wärmeleistung und von der Dichte der Strahlerbohrungen (5) gewählt sind.8. phase-controlled group antenna according to claim 7, characterized in that the number of cooling air bores ( 17 ) and their diameter are selected depending on the heat output to be dissipated and on the density of the radiator bores ( 5 ).

9. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl luftbohrungen (17) in Form eines Kranzes um eine oder mehrere Strahlerbohrungen (5) herum angeordnet sind. 9. phase-controlled group antenna according to claim 7 or 8, characterized in that the cooling air bores ( 17 ) in the form of a ring are arranged around one or more radiator bores ( 5 ).

10. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Kühlluftbohrungen (17) gebildeten Kränze unregelmäßig geformt sind, und/oder ineinander übergehen und/oder an einer Seite offen sind.10. Phase-controlled group antenna according to claim 9, characterized in that the rings formed by the cooling air bores ( 17 ) are irregularly shaped, and / or merge into one another and / or are open on one side.

11. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kühlluftbohrungen (17) bei etwa 8 mm liegt.11. Phase-controlled group antenna according to one of claims 7 to 10, characterized in that the diameter of the cooling air bores ( 17 ) is approximately 8 mm.

12. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (3) in derselben Weise wie die dielektrischen Platten (4) mit Kühlluftbohrungen versehen ist.12. Phase-controlled array antenna according to one of claims 7 to 11, characterized in that the base plate ( 3 ) is provided in the same manner as the dielectric plates ( 4 ) with cooling air holes.

13. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den oberen, eine Halbkugel bildenden dielektrischen Platten (4) und einer Schutzhaube (14) (Radom) aus dielektri schem Material eine Abluftkammer (16) gebildet ist und von dieser Abluftkammer weg und entlang der Innenwandung eines zylindrischen Bereiches der Schutzhaube (14) führende Kanäle zur Ablaufrück führung vorgesehen sind.13. Phase-controlled group antenna according to one of the preceding claims, characterized in that between the upper, a hemispherical dielectric plates ( 4 ) and a protective hood ( 14 ) (radome) of dielectric material, an exhaust air chamber ( 16 ) is formed and by this Exhaust chamber away and along the inner wall of a cylindrical region of the protective hood ( 14 ) leading channels for drain return are provided.

14. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle zur Abluftrückführung als in den Randbereichen der dielektrischen Platten (4) angeordnete, zueinander fluchtende Abluftbohrungen (20) ausgebildet sind. 14. Phase-controlled group antenna according to claim 13, characterized in that the channels for exhaust air return are designed as aligned in the edge regions of the dielectric plates ( 4 ), mutually aligned exhaust bores ( 20 ).

15. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die di elektrischen Platten (4) in den nicht mit Strahler- und Kühlluft bohrungen (5 bzw. 17) versehenen Bereichen derart mit weiteren Bohrungen (30) (Homogenitätsbohrungen) ausgebildet sind, daß die mittlere Anzahl der Bohrlöcher über die gesamte Plattenfläche etwa gleich ist.15. Phase-controlled group antenna according to one of claims 7 to 14, characterized in that the di electric plates ( 4 ) in the bores not provided with radiator and cooling air bores ( 5 or 17 ) are provided with such bores ( 30 ) (homogeneity bores) are formed so that the average number of holes is approximately the same over the entire plate surface.

16. Phasengesteuerte Gruppenantenne nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch messer der Strahlerbohrungen (5) etwa der lichten Außenweite der Strahlerelemente (1) gewählt ist, daß die Speiseleitungen (2) in dem gesamten, in den dielektrischen Platten (4) geführten Bereich zur radialen Fixierung mit Hülsen (7) aus dem dielektrischen Material versehen sind, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der Strahlerbohrungen (5) entspricht, und daß die Strahler bohrungen (5) oberhalb der Strahlerelemente (1) mit Stopfen aus dem dielektrischen Material aufgefüllt sind.16. Phase-controlled group antenna according to claim 15, characterized in that the diameter of the radiator bores ( 5 ) is chosen approximately the inside width of the radiator elements ( 1 ) that the feed lines ( 2 ) in the whole, in the dielectric plates ( 4 ) guided area are made of the dielectric material to the radial fixation with sleeves (7) whose diameter corresponds approximately to the diameter of the radiating holes (5), and in that the radiator holes (5) above the radiator elements (1) with a stopper of the dielectric material filled are .