DE69112093T2 - Antennensystem mit verstellbarer Strahlbreite und Strahlrichtung. - Google Patents

Antennensystem mit verstellbarer Strahlbreite und Strahlrichtung.

Info

Publication number
DE69112093T2
DE69112093T2 DE69112093T DE69112093T DE69112093T2 DE 69112093 T2 DE69112093 T2 DE 69112093T2 DE 69112093 T DE69112093 T DE 69112093T DE 69112093 T DE69112093 T DE 69112093T DE 69112093 T2 DE69112093 T2 DE 69112093T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
antenna system
phased array
array antenna
semiconductor
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69112093T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69112093D1 (de
Inventor
Bernard Jozef Reits
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales Nederland BV
Original Assignee
Thales Nederland BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales Nederland BV filed Critical Thales Nederland BV
Application granted granted Critical
Publication of DE69112093D1 publication Critical patent/DE69112093D1/de
Publication of DE69112093T2 publication Critical patent/DE69112093T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • H01Q3/46—Active lenses or reflecting arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0013—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective
    • H01Q15/0033—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective used for beam splitting or combining, e.g. acting as a quasi-optical multiplexer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2676—Optically controlled phased array

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Phased Array-Antennensystem, versehen mit einer Anordnung phasenschiebender Antennenelemente und licht-generierender Mittel für die Steuerung der Phasenverschiebung der Antennenelemente.
  • Die Erfindung bezieht sich im besonderen auf eine reflektierende Oberfläche eines Phased Array-Antennensystems mit einstellbaren Bündelparametern, wie Bündelbreite und Bündelrichtung.
  • Ein Phased Array-Antennensystem dieser Art ist von EP-A 0.287.44 her bekannt. In diesem bekannten System arbeiten die licht-generierenden Mittel mit Fotodetektoren zusammen, zum Erhalt von elektrischen Signalen, die wiederum die Antennenelemente steuern. Die vorliegende Erfindung bezweckt eine direkte Steuerung der Antenneneleinente mit den licht-generierenden Mitteln.
  • Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Antennen- System zumindest eine aktive elektromagnetische Strahlungsquelle und eine von der Anordnung der Antennenelemente geformte Reflektoroberfläche umfaßt, welche Reflektoroberfläche so positioniert ist, daß zumindest ein Teil der von der Strahlungsquelle generierten Strahlung empfangen wird, wobei jedes einzelne Antennenelement Teil der Reflektoroberfläche ist, und aus einer strahlungsreflektierenden Halbleiteroberfläche besteht, versehen mit zumindest zwei zusammenarbeitenden Halbleitermaterialschichten, wobei die licht-generierenden Mittel die Phase der Reflexion der jeweiligen Halbleiteroberfläche steuern, und zwar mit einer solchen Reflexion, daß zumindest ein Bündel der von der Strahlungsquelle stammenden Strahlung erhalten wird.
  • Abgesehen von dem Vorteil, daß sich die Bündelparameter innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne einstellen lassen, bietet die Erfindung die Möglichkeit, Antennensysteme mit einstellbarer Bündelbreite und Bündelrichtung für extrem kurze Wellenlängen zu entwickeln, was bisher als unmöglich galt.
  • Die Erfindung wird nun im nachfolgenden anhand von Figuren mehr in Detail beschrieben, von denen
  • Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Antennensystems mit einer Reflektoroberfläche mit parabolischer Kontur darstellt;
  • Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines Antennensystems mit einer mit Halbleiteroberflächen versehenen Reflektoroberfläche darstellt;
  • Fig. 3 einen Querschnitt einer Halbleiteroberfläche darstellt;
  • Fig. 4 eine Kombination von zwei Halbleiteroberflächen darstellt;
  • Fig. 5 eine Ausführungsform einer Reflektoroberfläche darstellt;
  • Fig. 6 eine alternative Ausführungsform einer Reflektoroberfläche darstellt;
  • Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie AA' in Fig. 6 darstellt;
  • Fig. 8 ein Antennensystem mit zwei Lasern und Ablenkungsmitteln darstellt;
  • Fig. 9 ein Antennensystem mit zwei Laser-Arrays darstellt, jedes Array mit NxM Lasern versehen.
  • Fig. 10 einen Querschnitt einer alternativen Halbleiteroberfläche darstellt.
  • Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines Hornstrahlers 1 eines einfachen herkömmlichen Antennensystems. Der gegenüber Reflektoroberfläche 2 angeordnete Hornstrahler 1 produziert elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge λ in die Richtung der Oberfläche 2. Im Falle von Radaranwendungen, kann ebenfalls ein Empfangshorn für den Empfang von von einem Objekt reflektierten Echosignalen vorgesehen sein. Die reflektierende Oberfläche hat eine solche Kontur, daß nach Reflexion auf der Oberfläche 2 ein nahezu parallel verlaufendes oder ein schwach divergierendes Bündel 3 erhalten wird. Hierzu kann die Oberfläche beispielsweise eine im wesentlichen parabolische Kontur aufweisen, wobei der Hornstrahler in der Brennpunktebene, vorzugsweise nahe dem Brennpunkt der Kontur, angeordnet wurde.
  • Nach Reflexion beträgt die Phasendifferenz Δ = a - b zwischen den austretenden Bünde In a und b in der angegebenen Richtung gerade Δ = 0º, wodurch diese Bündel sich gegenseitig in dieser Richtung verstärken. Es wird deutlich sein, daß ein übereinstimmendes Bündel erhalten wird, wenn die Phasendifferenz Δ = a- b = ± k x 360º = 1, 2, ...) ist. Dies bedeutet, daß die Reflexionspunkte a und b über eine Distanz von ± k x 1/2λ (k = 1, 2, ...) in die Richtung des einfallenden Bündels hinsichtlich einander verschoben werden können, ohne Beeinflussung der reflektierenden Eigenschaften der Reflexionsoberfläche.
  • Dieses Prinzip fand in dem US-Patent US-A-3.978.484 Anwendung, wobei die elektromagnetischen Wellen an einem zweidimensionalen Array mechanischer, in Hohlleitern angeordneten Phasenverschieber reflektieren, und zwar so, daß eine Phasenverschiebung im austretenden Bündel erhalten wird, die weitestgehend der Phasenverschiebung im austretenden Bündel von Fig. 1 entspricht.
  • Ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung illustriert Fig. 2. Hierin ist der Hornstrahler mit Verweisungsziffer 1 angegeben. Die Reflexionsoberfläche, mit Verweisungsziffer 2 angedeutet, besteht aus einem zweidimensionalen Array aus Halbleiteroberflächen 2.i.j (i = 1, 2, ..., N; j = 1, 2, ..., M). Die Zahlen N und M sind von der jeweiligen Anwendung abhängig und werden größer sein, je nachdem die erforderliche, minimale Bündelbreite des Antennensystems in vertikaler bzw. horizontaler Richtung kleiner ist. Wie im nachfolgenden ausgeführt, können die Halbleiteroberflächen elektromagnetische Wellen mit einer Phase reflektieren, die mit Hilfe von Mitteln für das Generieren von Licht einstellbar ist, und zwar so, daß eine Phasenverschiebung im austretenden Bündel erhalten wird, die weitestgehend der Phasenverschiebung im austretenden Bündel von Fig. 1 entspricht.
  • Analog zum erwähnten US-Patent US-A- 3.978.484 kann ein Bündel mit selektierten Bündelparametern, nämlich Bündelbreite und Bündelrichtung, erhalten werden, indem die Phase der Reflexion der individuellen Halbleiteroberflächen 2.i.j (i = 1, 2, ..., N; j = 1, 2, ..., M) eingestellt wird.
  • Die Halbleiteroberflächen können, wie in Fig. 2 dargestellt, nahezu aufeinanderfolgend angeordnet werden. Es ist ebenfalls möglich, jede Halbleiteroberfläche in einen separaten Hohlleiter unterzubringen, wonach die Erfindung, zumindest äußerlich, Ähnlichkeit mit der im erwähnten US- Patentschrift beschriebenen Erfindung aufweist.
  • Fig. 3 zeigt den Querschnitt einer Halbleiteroberfläche 2.i.j, bestehend aus einem Abstandsstück 5, einer dünnen auf der Vorderfläche 4 aufgetragenen Schicht Halbleitermaterial und einer dünnen, auf der Rückfläche 6 aufgetragenen Schicht Halbleitermaterial. Die Schichten Halbleitermaterial haben beispielsweise eine Dicke von 100 um und können möglicherweise auf einem Substratmaterial, wie beispielsweise Glas, abgelagert sein. Das Abstandsstück 5 ist aus einem Material mit einer relativen dielektrischen Konstante von praktisch null gefertigt, wie beispielsweise Kunststoffschaum. Die Dicke des Abstandsstückes beträgt λ/4 + k.λ/2 = 0, 1, 2, ... . Wird eine derartige Halbleiteroberfläche in eine von der Strahlungsquelle generierte Strahlung mit Wellenlänge λ gebracht, ungefähr senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung der Strahlung, dann werden namentlich die beiden Schichten Halbleitermaterial, die gewöhnlich eine große relative dielektrische Konstante haben, einen Teil der Strahlung reflektieren. Mit einer vorteilhaft gewählten Distanz zwischen den Schichten werden beide Reflexionen sich gegenseitig weitgehend aufheben.
  • Wird die Vorderfläche 4 mit Photonen bestrahlt, die Elektronen im Halbleitermaterial freisetzen können, dann wird in der Vorderfläche 4 eine zusätzliche Reflexion bewerkstelligt. Im besonderen, wenn das Licht eine solche Wellenlänge hat, daß ein Lichtphoton zumindest einen freien Elektron generieren kann, wird das Licht nahezu vollständig von einer Schicht Halbleitermaterial mit einer Dicke von 100 um absorbiert und vollständig in freie Elektronen umgewandelt. Das Halbleitermaterial erhält dadurch die Eigenschaft eines Leiters und wird somit gegenüber der von der Strahlungsquelle generierten Strahlung zusätzliche Reflexion aufweisen. Weiterhin präzisiert gilt, daß signifikante Reflexion auftreten wird, wenn
  • > 2π c ε/λ
  • wobei a die Leitfähigkeit des Halbleitermaterials ist, c die Lichtgeschwindigkeit, ε die dielektrische Konstante des Halbleitermaterials und λ die Wellenlänge der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung. Indem eine geeignete Lichtstärke und damit eine geeignete Leitfähigkeit gewählt wird, wird eine signifikante Reflexion für die von der Strahlungsquelle generierten Strahlung erhalten, während für das Licht, von dem die Wellenlänge um mehrere Größenordnungen kleiner ist, nahezu keine Änderung in Reflexion auftreten wird.
  • Auf dieselbe Weise läßt sich an der Rückfläche 6 eine regelbare Reflexion bewerkstelligen, indem sie belichtet wird. Wird die Reflexion in der komplexen Ebene entlang der positiven reellen Achse auf die Vorderfläche 4 projiziert, dann wird die Reflexion entlang der negativen reellen Achse auf die Rückfläche 6 projiziert.
  • In Fig. 4 werden zwei Halbleiteroberflächen 7, 8 dargestellt, wobei jede Halbleiteroberfläche mit der in Fig. 3 dargestellten Halbleiteroberfläche identisch ist. Die Halbleiteroberfläche 7 kann wiederum Reflexionen produzieren, welche in der komplexen Ebene entlang der positiven und der negativen reellen Achsen projiziert werden. Die Halbleiteroberfläche 8 ist jedoch über einen Abstand von λ/8 in Fortpflanzungsrichtung gegenüber der von der Strahlungsquelle generierten Strahlung mit Wellenlänge λ verschoben. Dadurch werden Reflexionen an der Vorder- und Rückfläche der Halbleiteroberfläche 7 in der komplexen Ebene entlang der positiven und negativen imaginären Achse projiziert. Dies bedeutet, daß sich mittels linearer Kombination jede gewünschte Reflexion bewerkstelligen läßt, indem Vorder- und Rückfläche von 7 und Vorder- und Rückfläche von 8 mit Lichtstärken beleuchtet werden, mit denen die Projektionen der verlangten Reflexion auf die reelle und imaginären Achsen realisiert werden.
  • Eine mögliche Ausführungsform einer Reflektoroberfläche zeigt Fig. 5. Jede Halbleiteroberfläche 9, identisch mit der in Fig. 3 dargestellten Halbleiteroberfläche, wurde in einem rechtwinkligen Hohlleiter 10 mit einer Länge von einigen Wellenlängen und einer Seite von ungefähr einer halben Wellenlänge positioniert. Eine Stapelung dieser mit Halbleiteroberflächen versehenen Wellenleiter bildet die Reflektoroberfläche. Um jede mögliche Phase reflektieren zu können, wurde die Hälfte der Halbleiteroberflächen um λ/8 gegenüber der anderen Hälfte verschoben, verteilt über die Reflektoroberfläche. Auf diese Weise werden beispielsweise die Halbleiteroberflächen 2.i.j (i = 1, 2, ..., N; j = 1, 2, ..., M) verschoben, vorausgesetzt i+j ist gerade.
  • Eine alternative Ausführungsform der Reflektoroberfläche wurde in Fig. 6 dargestellt. Eine Platte aus Kunststoffschaum 11, mit den Abmessungen der Reflektoroberfläche und einer Dicke von λ/4 + k.λ/2, k = 0, 1, 2, ..., wurde so konstruiert, daß Abschnitte 2.i.j (i = 1, 2, ..., N; j = 1, 2, ..., M) entstanden, wobei gilt, daß die Abschnitte 2.i.j über einen Abstand um λ/8 verschoben worden sind, wenn i+j gerade ist. Dies wird mit dem Querschnitt entlang der Linie AA' in Fig. 7 illustriert. Der Querschnitt entlang der Linie BB' ist völlig identisch. Die Vorder- und Rückseiten der einzelnen Abschnitte werden mit einer Schicht Halbleitermaterial bedeckt, resultierend in einer Reflektoroberfläche, aus Halbleiteroberflächen zusammengestellt, wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt.
  • Fig. 8 zeigt ein Antennensystem, bestehend aus einem Hornstrahler 1 und einer Reflektoroberfläche 12 wie im vorstehenden anhand von Figuren 5 oder 6 beschrieben und zwei Laser plus Ablenkmitteln zum Generieren von Licht 13, 14. Die Reflektoroberfläche 12 ist mit N x M Halbleiteroberflächen 2.i.j (i = 1, 2, ..., N; j = 1, 2, ..., M) versehen, von denen die Hälfte über einen Abstand von λ/8 verschoben ist. Angrenzende Paare von Halbleiteroberflächen - die eine Halbleiteroberfläche verschoben, die andere Halbleiteroberfläche nicht - bilden die Phasenschieber. Ein Computer berechnet für jedes Paar wie die Reflexionen an Vorder- und Rückseite beider Halbleiteroberflächen sein müssen, um ein Bündel mit gegebenen Parametern zu generieren. Beide Laser plus Ablenkmittel führen eine Rasterabtastung über die Reflektoroberfläche durch, vergleichbar damit wie ein Fernsehbild geschrieben wird. Für jede Halbleiteroberfläche, die beleuchtet wird, wird die Intensität der Laser eingestellt, zum Erhalt der gewünschten Reflexion.
  • Eine für diese Ausführungsform geeignete Kombination bildet ein Nd-Yag Laser plus ein in der Laser-Physik bekanntes acousto-optisches Ablenksystem, basierend auf der Braggschen Diffraktion, mit Halbleiteroberflächen mit Silizium als Halbleitermaterial. Wesentlich ist, daß ein vollständiges Raster geschrieben wird, und zwar in einer Zeit kürzer als die Lebensdauer freier Ladungen im verwendeten Silizium. Dies bedeutet, daß sehr reines Silizium verwendet werden muß. Da alle Ladungen an der Oberfläche des Siliziums generiert werden, ist es auch von Bedeutung, daß diese Oberfläche einer Behandlung unterzogen wird, zur Verhinderung einer Oberflächenrekombination; eine in der Halbleitertechnologie bekannte Behandlungsmethode.
  • Die in Fig. 8 dargestellten Mittel für das Generieren von Licht sind nur aufgrund des Speichereffekts des Halbleitermaterials brauchbar, in dem auch nach der Beleuchtung noch geraume Zeit freie Ladungen enthalten sein werden. Der Nachteil ist, daß dies in einem inhärent trägen Antennensystem resultiert. Ein Antennensystem mit schnell einstellbaren Bündelparametern ist realisierbar, indem ein anderes Halbleitermaterial angewendet wird, beispielsweise Silizium eines geringeren Reinheitsgrades mit einer geringeren Abklingzeit. In diesem Fall ist es notwendig, daß das Raster mit den Laser plus Ablenkmitteln schneller auf die NxM-Halbleiteroberflächen geschrieben wird. Die beschränkte Geschwindigkeit des Ablenksystems wird dann zu einem hemmenden Faktor und bildet so ein Hindernis für die richtige Funktionsweise. Eine Lösung wird erreicht, indem pro Reihe oder pro Spalte ein Laser plus eindimensionales Ablenksystem angebracht wird, mit einer auf analoge Weise durchgeführten Amplitudenmodulation. Anstelle von zwei Lasern, werden dann 2N oder 2M Laser benötigt.
  • Ein Antennensystem mit sehr schnell einstellbaren Bündelparametern zeigt Fig. 9. Die Reflektoroberfläche 12 wird von Hornstrahler 1 bestrahlt, quer durch Oberfläche 16, die für die von der Strahlungsquelle generierte Strahlung völlig transparent ist, für das Laserlicht jedoch einen guten Reflektor bildet. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen dielektrischen Spiegel handeln. Die Mittel für das Generieren von Licht 13, 14 werden von zwei Arrays mit je NxM Laser gebildet. Jede einzelne Halbleiteroberfläche 2.i.j (i = 1, 2, . .., N; j = 1, 2, ..., M) wird so von zwei Lasern beleuchtet: eine über den dielektrischen Spiegel 15 von dem licht-generierenden Mittel 13, eine über den dielektrischen Spiegel 16 von dem licht-generierenden Mittel 14. Die Reflexion an einer Halbleiteroberfläche 2.i.j ist nun einstellbar, und zwar mittels Regelung der Intensität der betreffenden Laser.
  • Für diese Ausführungsform kann als Halbleitermaterial Silizium genommen werden, mit einer infolge Verunreinigung im wesentlichen willkürlich kurzen Ladungsträger- Lebensdauer (carrier life time), was in einem im wesentlichen willkürlich schnell einstellbaren Antennensystem resultiert. Bei den Lasern kann es sich um Halbleiterlaser handeln mit einer Wellenlänge von ungefähr 1 um.
  • Es ist auch möglich, die Reflektoroberfläche, wie in Fig. 5 dargestellt, mit lichtemittierenden Mitteln oder Lasern so zu beleuchten, daß in jedem Hohlleiter beidseitig der Halbleiteroberfläche zumindest eine lichtemittierende Diode oder ein Laser montiert ist, zur Beleuchtung der Halbleiteroberfläche. Auch können die lichtemittierenden Dioden oder Laser außerhalb der Hohlleiter montiert werden, wobei das Licht über Glasfaserkabel den zugehörigen Halbleiteroberflächen zugeleitet wird.
  • In der dargestellten Ausführungsform wurden zwei dünne Schichten Halbleitermaterial verwendet. Es ist jedoch auch möglich drei oder mehr dünne Schichten anzuwenden. Der Vorteil ist, daß die Verschiebung angrenzender Halbleiteroberflächen 9, wie in den Figuren 5, 6, 7 dargestellt, nicht erforderlich ist. Fig. 10 illustriert eine Ausführungsform einer Halbleiteroberfläche mit drei Schichten Halbleitermaterial 4, 6, 17 und zwei Abstandsstücken 5. Die Abstandsstücke 5 haben eine Länge von λ/6 + k.λ/2, k = 0, 1, 2 ... . Dies bedeutet, daß Reflexionen der Schichten 4, 6, 17 in der komplexen Ebene angeordnet sein werden, und zwar in den Richtungen exp(0), exp(2/3 πi), exp(4/3 πi). Jede Reflexion kann nun auf der Basis von linearen Kombinationen produziert werden, indem die Schichten 4, 6, 17 beleuchtet werden, jede einzelne Schicht von den jeweils eigenen Mitteln für das Generieren von Licht.
  • Es ist jedoch notwendig, daß die Schicht 6 durch einer der Schichten 4 oder 17 beleuchtet wird. Dies ist möglich, indem unterschiedliche Sorten Halbleitermaterial verwendet werden.
  • In einer möglichen Ausführungsform findet für die Schichten 4 und 17 Silizium Anwendung, während für die Schicht 6 Germanium Anwendung findet. Die mit den Schichten 4 und 17 zusammenarbeitenden Mittel für das Generieren von Licht wurden auf den Bandabstand von Silizium (1.21 eV) abgestimmt. Die mit der Schicht 6 zusammenarbeitenden Mittel für das Generieren von Licht wurden auf den Bandabstand von Germanium (0,78 eV) abgestimmt. Das Licht der zuletzt genannten Sorte kann in Germanium freie Ladungen produzieren, während Silizium transparent dafür ist.

Claims (18)

1. Phased Array-Antennensystem, versehen mit einer Anordnung phasenschiebender Antennenelementen (2.i.j) und licht-generierender Mittel für die Steuerung der Phasenverschiebung der Antennenelemente, welches Antennensystem zumindest eine aktive elektromagnetische Strahlungsquelle (1) und eine von der Anordnung der Antennenelemente (2.i.j) geformte Reflektoroberfläche (2) umfaßt, welche Reflektoroberfläche so positioniert ist, daß zumindest ein Teil der von der Strahlungsquelle (1) generierten Strahlung empfangen wird, wobei jedes einzelne Antennenelement Teil der Reflektoroberfläche (2) ist, und aus einer strahlungsreflektierenden Halbleiteroberfläche (9) besteht, versehen mit zumindest zwei zusammenarbeitenden Halbleitermaterialschichten (4, 6), wobei die licht-generierenden Mittel (13, 14) die Phase der Reflexion der jeweiligen Halbleiteroberfläche steuern, und zwar mit einer solchen Reflexion, daß zumindest ein Bündel der von der Strahlungsquelle (1) stammenden Strahlung erhalten wird.
2. Phased Array-Antennensystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoroberfläche von einer in hohem Maße nahe dicht zusammengeschlossenen Anordnung phasenschiebender Antennenelemente (2.i.j) geformt wird.
3. Phased Array-Antennensystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoroberfläche (2) mit einer Anordnung von Hohlleitern (10) versehen ist, wobei die phasenschiebenden Antennenelemente (2i.j.) in den Hohlleitern (10) installiert sind.
4. Phased Array-Antennensystem gemäß den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Hälfte der Halbleiteroberflächen (2.i.j.) im wesentlichen in einer ersten Ebene und die übrigen Halbleiteroberflächen in einer zweiten Ebene positioniert sind, und daß der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Ebene λ/8 + k.λ/2 ist, k = 0, 1, 2, ..., wobei λ die Wellenlänge der von der Strahlungsquelle (1) generierten Strahlung an den Halbleiteroberflächen (2. i. j) ist.
5. Phased Array-Antennensystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halbleiteroberfläche (2.i.j) mit zwei Schichten Halbleitermaterial (4, 6) und einem Abstandsstück (5) versehen ist.
6. Phased Array-Antennensystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den zwei Schichten Halbleitermaterial (4, 6) λ/4 + k.λ/2 ist, k = 0, 1, 2, ..., wobei λ die Wellenlänge der von der Strahlungsquelle (1) generierten Strahlung in der Substanz des Abstandsstücks (5) ist.
7. Phased Array-Antennensystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Halbleitermaterial um Silikon handelt.
8. Phased Array-Antennensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halbleiteroberfläche (2.i.j) aus drei Schichten (4, 6, 17), bestehend aus Halbleitermaterial und zwei Abstandsstücken (5), aufgebaut ist.
9. Phased Array-Antennensystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Schichten (4, 6, 17) Halbleitermaterial λ/6 + k.λ/2 ist, k = 0, 1, 2, . .., wobei λ die Wellenlänge der von der Strahlungsquelle (1) generierten Strahlung in der Substanz des Abstandsstücks (5) ist.
10. Phased Array-Antennensystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial mit einer anti-reflektierenden Beschichtung für das Licht der licht-generierenden Mittel (13, 14) versehen ist.
11. Phased Array-Antennensystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtgenerierenden Mittel (13, 14) mit zumindest einem Laser versehen sind.
12. Phased Array-Antennensystem gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Laser um einen Nd-Yag- Laser handelt.
13. Phased Array-Antennensystem gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Laser um einen Halbleiter-Laser handelt.
14. Phased Array-Antennensystem gemäß den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die licht-generierenden Mittel (13, 14) mit zumindest einer licht-emittierenden Diode versehen sind.
15. Phased Array-Antennensystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der licht-generierenden Mittel (13, 14) den Halbleiteroberflächen über eine Faseroptik den Halbleiteroberflächen zugeleitet wird.
16. Phased Array-Antennensystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der aktiven Strahlungsquelle (1) generierte Strahlung aus Mikrowellenenergie besteht.
17. Phased Array-Antennensystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtgenerierenden Mittel (13, 14) nur Infrarotstrahlung generieren.
18. Die Verwendung eines Phased Array-Antennensystems gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Computer die licht-generierenden Mittel (13, 14) steuert, und zwar so, daß die Reflexionen an den Halbleiteroberflächen (2.i.j) von zumindest einem Teil der von der aktiven Strahlungsquelle (1) generierten Strahlung zumindest ein Radarbündel mit einstellbarer Vorrichtung und einstellbarer Bündelbreite erzeugen.
DE69112093T 1990-02-16 1991-02-05 Antennensystem mit verstellbarer Strahlbreite und Strahlrichtung. Expired - Fee Related DE69112093T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9000369A NL9000369A (nl) 1990-02-16 1990-02-16 Antennesysteem met variabele bundelbreedte en bundelorientatie.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69112093D1 DE69112093D1 (de) 1995-09-21
DE69112093T2 true DE69112093T2 (de) 1996-03-21

Family

ID=19856608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69112093T Expired - Fee Related DE69112093T2 (de) 1990-02-16 1991-02-05 Antennensystem mit verstellbarer Strahlbreite und Strahlrichtung.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5084707A (de)
EP (1) EP0442562B1 (de)
JP (1) JPH04215306A (de)
AU (1) AU638546B2 (de)
CA (1) CA2035599C (de)
DE (1) DE69112093T2 (de)
NL (1) NL9000369A (de)
NO (1) NO910595L (de)
TR (1) TR24873A (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5360973A (en) * 1990-02-22 1994-11-01 Innova Laboratories, Inc. Millimeter wave beam deflector
NL9001477A (nl) * 1990-06-28 1992-01-16 Hollandse Signaalapparaten Bv Microgolf vectormodulator en inrichting voor het aanpassen van een microgolfbelasting.
FR2678112B1 (fr) * 1991-06-18 1993-12-03 Thomson Csf Antenne hyperfrequence a balayage optoelectronique.
NL9400863A (nl) * 1994-05-26 1996-01-02 Hollandse Signaalapparaten Bv Instelbare microgolfantenne.
DE69523976T2 (de) * 1994-04-29 2002-05-29 Thales Nederland B.V., Hengelo Mikrowellenantenne mit einstellbarer Strahlungscharakteristik
US5428360A (en) * 1994-06-28 1995-06-27 Northrop Grumman Corporation Measurement of radar cross section reduction
US5680142A (en) * 1995-11-07 1997-10-21 Smith; David Anthony Communication system and method utilizing an antenna having adaptive characteristics
US5835058A (en) * 1997-07-02 1998-11-10 Trw Inc. Adaptive reflector constellation for space-based antennas
US6621459B2 (en) 2001-02-02 2003-09-16 Raytheon Company Plasma controlled antenna
IL176000A (en) 2006-05-30 2013-01-31 Kilolambda Tech Ltd Optically driven antenna
GB0706301D0 (en) 2007-03-30 2007-05-09 E2V Tech Uk Ltd Reflective means
US10084239B2 (en) 2015-03-16 2018-09-25 Vadum, Inc. RF diffractive element with dynamically writable sub-wavelength pattern spatial definition

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1090728B (de) * 1956-02-08 1960-10-13 Telefunken Gmbh Anordnung zur Veraenderung des Rueckstrahlvermoegens von Reflektoren fuer ultrakurze Wellen, vorzugsweise des Zentimetergebietes, mit Hilfe einer optischen Lichtquelle
US3979750A (en) * 1975-06-20 1976-09-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Optical pump power distribution feed
FR2597621A1 (fr) * 1986-04-22 1987-10-23 Thomson Csf Reseau d'elements diffusants d'energie electromagnetique a commande optique
FR2614136B1 (fr) * 1987-04-14 1989-06-09 Thomson Csf Dispositif de commande optique d'une antenne a balayage
US4929956A (en) * 1988-09-10 1990-05-29 Hughes Aircraft Company Optical beam former for high frequency antenna arrays

Also Published As

Publication number Publication date
NO910595L (no) 1991-08-19
NO910595D0 (no) 1991-02-14
AU7101491A (en) 1991-08-22
JPH04215306A (ja) 1992-08-06
CA2035599A1 (en) 1991-08-17
AU638546B2 (en) 1993-07-01
TR24873A (tr) 1992-07-01
DE69112093D1 (de) 1995-09-21
NL9000369A (nl) 1991-09-16
CA2035599C (en) 1994-08-23
EP0442562B1 (de) 1995-08-16
EP0442562A1 (de) 1991-08-21
US5084707A (en) 1992-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69220716T2 (de) Optischer Strahlformer mit Zeitverzögerung für eine phasengesteuerte Gruppenantenne
DE69223076T2 (de) Verfahren zur Strahlsteuerung in einem durch fein unterteilte Öffnungen adressierten optischen Strahlablenker
DE112007000457B4 (de) Kohärenter Faser-Strahlvereiniger mit optischem Beugungselement
DE69311344T2 (de) Optische strahlungsvorrichtungen
DE3852296T2 (de) Beugungsgitter und Herstellungsverfahren dafür.
DE69126793T2 (de) Optische anordnung
DE69221751T2 (de) Optischer Strahlablenker mit Adressierung durch unterteilte Öffnungen
DE3882715T2 (de) Elektro-optische wellenleitervorrichtung.
DE68911338T2 (de) Fenster für eine Flüssigkristallzelle.
DE69220021T2 (de) Lichtstrahlsteuerung durch eine Vorrichtung mit einer deformierbaren Membran
DE69736322T2 (de) Optische vorrichtung zum verarbeiten einer optischen welle
DE69112093T2 (de) Antennensystem mit verstellbarer Strahlbreite und Strahlrichtung.
DE1541725A1 (de) Magisches Tee mit Gitter
DE60006261T2 (de) Asymmetrische reflexionsanordnung zur addition von hochleistungslaserstrahlen
DE2808035A1 (de) Polarisator fuer hoechstfrequenzwellen
DE69126887T2 (de) Signalweglenkungsvorrichtung
DE112014001152T5 (de) Laserelement und Laservorrichtung
DE2540159A1 (de) Diodenlaser mit integriertem gitter- ausgangskoppler
DE3872032T2 (de) Vorrichtung zur optischen steuerung einer abtastantenne.
DE69527448T2 (de) Apparat zum Aussenden eines Laserabtaststrahles
DE3851623T2 (de) Phasengesteuerter lichtablenker.
DE19846532C1 (de) Einrichtung zur Strahlformung eines Laserstrahls und Hochleistungs-Diodenlaser mit einer solchen Einrichtung
DE69810509T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur räumlichen Aufspaltung der Frequenzkomponenten einfallender optischer Strahlung
DE1956747C3 (de) Verfahren zum optischen Abtasten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE68923335T2 (de) Verfahren zur Realisierung eines ebenen, uniformen Bildes einer Laserdioden-Anordnung.

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee