EP0178638A2 - Line-fed phased array antenna - Google Patents

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EP0178638A2
EP0178638A2 EP85113087A EP85113087A EP0178638A2 EP 0178638 A2 EP0178638 A2 EP 0178638A2 EP 85113087 A EP85113087 A EP 85113087A EP 85113087 A EP85113087 A EP 85113087A EP 0178638 A2 EP0178638 A2 EP 0178638A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
line
symmetry
antenna
quadrants
phase
Prior art date
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Granted
Application number
EP85113087A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0178638B1 (en
EP0178638A3 (en
Inventor
Anton Dipl.-Ing. Brunner
Wolfgang Dr. Ing. Köthmann
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of EP0178638A3 publication Critical patent/EP0178638A3/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/02—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns providing sum and difference patterns

Definitions

  • the invention relates to a line-fed phase-controlled antenna with a multiplicity of individual radiators arranged in a symmetrical area for generating a summation diagram and a difference diagram, which is generated by the phase assignment of the individual radiators on both sides of the line of symmetry, with a transition zone between the lines along this line of symmetry antiphase amplitude assignments is provided.
  • Electronically phase-controlled antennas can be operated like conventional radar antennas, which are equipped with a primary radiator system and a parabolic reflector, to increase the accuracy of the target location and for target tracking in the so-called monopulse method, which uses a sum diagram and usually two difference diagrams for the azimuth plane and the evation plane.
  • monopulse method which uses a sum diagram and usually two difference diagrams for the azimuth plane and the evation plane.
  • line supply is often used in phase-controlled antennas, in which each of the single radiators is controlled via a line belonging to a distribution network.
  • the optimum amplitude assignment for the sum diagram over the antenna area is also effective in terms of amount for the azimuth and elevation difference diagrams, for which it is no longer optimal, but rather produces relatively high side lobes that only slowly decrease from the antenna axis direction.
  • phase interlocking results from the fact that the two lines of symmetry between the quadrants are equipped with single radiators and, in alternating order, belong to the adjacent quadrants.
  • This phase interlocking for the formation of the difference diagram contributes to the improvement of the side lobe behavior and the suppression of diagram schools in the difference diagram.
  • phase toothing used in this monopulse antenna no optimized sum, azimuth difference and elevation difference diagrams can be formed, particularly in the case of phase-controlled antenna arrangements with a large number of individual beams.
  • the object of the invention is, without such a triple distribution system and thus without the associated effort and the difficulties resulting from this additional effort to achieve a differential assignment in a line-powered, phase-fed antenna equipped with a large number of single radiators, which largely corresponds to the optimum Form (Bayliss) is adapted and has a high secondary attenuation.
  • the total assignment should keep its original optimal shape.
  • this object is achieved in that, in the same width, on both sides of the line of symmetry, of individual radiator strips running parallel to the line of symmetry, e.g. vertical columns or horizontal rows, existing transition zone, starting from each of the two edges of the transition zone up to the line of symmetry, the number of single-radiators excited in opposite phases in a strip in relation to the number of all single radiators in this strip from 0% on each edge to 50% the line of symmetry increases in the same way.
  • a suitable design of the transition zone a constant amplitude transition between the two antenna halves can be achieved, so that the optimal differential assignment can be achieved at least approximately while maintaining the optimal total assignment
  • the individual emitters excited in phase opposition are statistically distributed in the strips running parallel to the line of symmetry
  • the transition zone can also be designed in such a way that regions are provided periodically and alternately along the symmetry line, on one side and then again on the other side of the symmetry line, in which the individual radiators are excited in phase opposition.
  • the antiphase individual radiator regions advantageously have at least approximately the shape of isosceles triangles, the base lines of which coincide with the line of symmetry of the antenna surface.
  • the area portion of the opposite, opposite-phase half grows in a wedge shape and thus increases continuously.
  • the amplitude of the differential assignment diagram slowly decreases before the line of symmetry and exceeds the zero value with a finite slope at the line of symmetry.
  • the increase in the relative number of single-radiators excited in opposite phase in a strip running parallel to the line of symmetry from 0% at the edges to 50% at the line of symmetry running in the middle of the transition zone can be linear, but also non-linear.
  • the antiphase periodic individual radiator regions along the lines of symmetry can also be designed and / or distributed in such a way that no orientation errors of the azimuth and / or the axis of ejection occur.
  • each single-tracer has a certain relative amplitude, which is fixed for the sum and the difference case.
  • a phase jump of 180 ° is forced on the line of symmetry of the antenna surface, whereby a sharp minimum in the main beam direction is generated, but at the same time a very slowly falling outer diagram flank with high side lobes.
  • this differential assignment ⁇ o is shown in dash-dotted lines.
  • the assignments ⁇ and ⁇ K shown in FIG. 1 apply to a phase-controlled antenna surface of a phase-controlled monopulse antenna shown below in FIG. 2, which is designed according to the invention and is intended to produce a difference diagram in both the azimuth and the elevation plane.
  • the differential assignment must be improved both in the azimuth and in the elevation plane, that is to say a steady transition between the antiphase halves must be created both over a vertical plane of symmetry 1 and over a horizontal plane of symmetry 4 of the antenna.
  • This continuous amplitude transition between the respective antenna halves, ie between the four quadrants of a phase-controlled antenna surface can be generated according to FIG.
  • the quadrant A extends, for example, with its two triangular regions 3 beyond the line of symmetry 1, whereas the likewise triangular regions 2, which are to the left of the line of symmetry 1, belong to the quadrant B.
  • the regions 2 are thus operated in opposite phase to the individual radiators of the quadrant A and in phase with the individual radiators of the quadrant B, in comparison to the largest part of the quadrant A, although they lie to the left of the line of symmetry 1.
  • the line labeled 5 thus forms a dividing line between the two quadrants A and B.
  • the dividing line 6 runs between the quadrants A and C, the dividing line 7 between the quadrants C and D and the dividing line 8 between the quadrants B and D.
  • the curve shape A K shown in FIG. 1 can be designed and optimized by the geometric shape given to the antiphase individual radiator regions 2 and 3, which can deviate from the triangle. Such deviations are shown in the circularly encircled detail VAR in FIG. 2.
  • FIG. 3 shows how the discrete individual radiators of the phase-controlled antenna according to FIG. 2 are assigned to the individual quadrants A, B, C and D.
  • the entire antenna area according to FIG. 2 is not shown here, but only a central area thereof.
  • the individual emitters of quadrant A are represented by small vertical lines, the individual emitters of quadrant B by small crosses, the individual emitters of quadrant C by small rings and the individual emitters of quadrant D in small horizontal lines.
  • the single radiators are arranged in vertical columns and horizontal rows. In the case of summation diagram formation, all individual emitters of all four quadrants A, B, C and D are in phase or excited in the case of beam deflection with linear phase progression, so that the boundaries between quadrants A to D are ineffective.
  • the single tracers of quadrants A and C are in opposite phase to the individual radiators of quadrants B and D
  • the individual emitters of quadrants A and B are in phase opposition to the individual emitters of quadrants C and D.
  • the dividing line composed of the two parts 5 and 7 (FIG. 2) between the right and left or the dividing line composed of the two parts 6 and 8 between the upper and lower half of the antenna runs periodically, so that when the axes of symmetry approach and exceed 1 or 4 the proportion of single radiators belonging to the opposite half is growing monotonously. This fact emerges from Fig. 2.
  • FIG. 5 shows how the discrete individual radiators are assigned to a phase-controlled antenna with line feed, which is assigned in phase opposition to generate the difference diagram in two halves, and are assigned to these two halves.
  • the individual radiators in the left half are represented by small crosses (positive phase polarity) and those in the right half by small horizontal lines (negative phase polarity).
  • the transition zone Ü v extends to the left and right of a vertical line of symmetry 1 to the left and right.
  • the individual radiators are arranged in vertical columns and horizontal rows. In the case of summation diagram formation, all the individual radiators of both halves are in phase or excited in the case of beam deflection with linear phase progression, so that the boundary, ie the transition zone U v , between the two antenna halves becomes ineffective.
  • the transition zone Ü v which extends to the left and right along the line of symmetry 1 is designed such that all individual radiators in a vertical stripe have positive phase polarity along their left edge and all single radiators in a vertical stripe have negative phase polarity along their right edge. If one hikes from the left edge to the middle of the transition zone Ü v , the number of negatively phase-polarized single radiators increases in the vertical stripes (columns), whereas when moving from the right edge to the center of the transition zone, the number of positively phase-polarized single-point rays per stripe ( Column) increases. Immediately at the line of symmetry 1 there are about as many positively and negatively phase-polarized single radiators in a vertical stripe.
  • the individual emitters excited in opposite phases are statistically distributed.
  • the result is a transition zone with a statistical distribution of the single-phase emitters in opposite phases, the density of the individual emitters excited in opposite phases increasing from the two edges to the line of symmetry 1 in the middle of the transition zone U v .
  • Such a design of the transition zone Ü v results in an almost optimal differential assignment diagram.
  • this principle of static distribution can also be applied to an antenna with difference diagrams in two levels. In this case, four quadrants are provided, which are separated by transition zones along two crossed lines of symmetry.
  • FIG. 6 shows the exemplary embodiment of a feed principle for a phase-controlled monopulse antenna for difference diagrams with little lobes according to the invention.
  • the four pinned quadrants A, B, C and D are fed by vertical distribution lines V S , which each serve the individual radiators in one column of one of the quadrants A to D and in turn on four horizontal distributors V A assigned to the four quadrants A to D, V B , V C and V D can be summarized.
  • the radiator elements in the columns belong, depending on whether they are to the right or left of the zigzag dividing line 5,7, the right antenna half, consisting of the two quadrants B and D, or the left half, of the two Quadrants A and C composite antenna half.
  • these vertical distributor lines V S which run parallel to one another, are indicated by continuous, dashed or dashed lines which are each coupled only to the individual radiators belonging to their quadrant A, B, C or D.
  • the radiator couplings are indicated by cross marks on the vertical distribution lines V S.
  • the two distribution lines V S belonging to a column can be arranged back-to-back in a space-saving manner. If necessary, the two distribution lines can also be arranged on a common carrier plate in the vertically running transition zone or the carrier plate is divided into parts responsible for the right or left half, which are then fed by the distributor for quadrants A, B or C, D. .
  • the outputs a, b, c, and d of the horizontally running distributors V A , V B , V C and V D are combined in the usual manner on a monopulse comparator K to the sum channel E, azimuth difference channel ⁇ AZ and elevation difference channel ⁇ EL one arranges the horizontal distributors V A to V D more in the middle of the quadrants A to D or in the middle of the entire antenna in order to reduce the cable lengths between the individual radiators and the comparator K.
  • the assignment of the distribution lines V S to the horizontal or vertical level can be interchanged, so that the distribution lines no longer supply the columns but the rows and thus run horizontally.
  • An advantageous development of the principle according to the invention is that a correction is also made in the outer area of the differential assignment according to FIG.
  • individual radiators are also fed from the distributor of the neighboring quadrant in the outer part of quadrants A, B, C and D. Individual radiators in regions of the halves of the antenna surface which are further away from the lines of symmetry are then excited in opposite phase.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Zur Erzielung eines verbesserten Monopuls-Differenzdiagramms wird zwischen den gegenphasig belegten Hälften einer aus vielen Einzelstrahlern bestehenden phasengesteuerten Antenne entlang einer die Hälften trennenden Symmetrielinie (1) eine parallel zur Symmetriellinie nebeneinander verlaufenden Einzelstrahlerstreifen, z.B. senkrechten Spalten oder waagrechten Reihen, bestehende Übergangszone (Üv) geschaffen, in der, ausgehend von jedem Rand bis zur Symmetrielinie in der Mitte der Übergangszone, die Anzahl der jeweils gegenphasig erregten Einzelstrahler im Vergleich zur Anzahl aller in einem Streifen liegenden Einzelstrahler von 0 % an jedem Rand bis 50 % an der Symmetrielinie in gleicher Weise zunimmt. Dieses Prinzip gilt insbesondere auch für eine Monopulsantenne, die ein Differenzdiagramm sowohl für den Azimut als auch für die Elevation erzeugen soll und die aus vier jeweils paarweise gegenphasig erregten Quadranten besteht. Die Antenne nach der Erfindung ist beispielsweise zur Anwendung als Radarantenne mit Zielverfolgungseigenschaften geeignet.In order to achieve an improved monopulse difference diagram, a single-radiator strip running parallel to the symmetrical line, e.g., between the halves of a phase-controlled antenna consisting of many individual radiators and along a symmetry line (1) separating the halves, vertical columns or horizontal rows, existing transition zone (Üv) created, in which, starting from each edge up to the line of symmetry in the middle of the transition zone, the number of individual emitters excited in opposite phase compared to the number of all individual emitters lying in a strip from 0% each edge increases up to 50% on the line of symmetry in the same way. This principle applies in particular to a monopulse antenna, which is to generate a difference diagram for both the azimuth and the elevation and which consists of four quadrants excited in pairs in opposite phases. The antenna according to the invention is suitable, for example, for use as a radar antenna with tracking properties.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine leitungsgespeiste phasengesteuerte Antenne mit einer Vielzahl von in einer symmetrischen Fläche angeordneten Einzelstrahlem zur Erzeugung eines Summendiagramms und eines Differenzdiagramms, das durch gegenphasige Amplitudenbelegung der Einzelstrahler auf beiden Seiten der Symmetrielinie erzeugt wird, wobei entlang dieser Symmetrielinie noch eine Übergangszone zwischen den gegenphasigen Amplitudenbelegungen vorgesehen ist.The invention relates to a line-fed phase-controlled antenna with a multiplicity of individual radiators arranged in a symmetrical area for generating a summation diagram and a difference diagram, which is generated by the phase assignment of the individual radiators on both sides of the line of symmetry, with a transition zone between the lines along this line of symmetry antiphase amplitude assignments is provided.

Elektronisch phasengesteuerte Antennen lassen sich wie übliche Radarantennen, die mit einem Primärstrahlersystem und einem Parabolreflektor ausgestattet sind, zur Erhöhung der Genauigkeit der Zielortung und zur Zielverfolgung im sogenannten Monopulsverfahren betreiben, bei dem ein Summendiagramm und gewöhnlich zwei Differenzdiagramme für die Azimutebene und die Eievationsebene benutzt werden. Zur Ermöglichung einer flachen Bauweise und zur Optimierung der Amplitudenbelegung und damit der Nebenzipfeidämpfung im Summendiagramm wird bei phasengesteuerten Antennen häufig die Leitungsspeisung angewandt, bei der jeder der Einzeistrahler über eine zu einem Verteilernetz gehörende Leitung angesteuert wird. Damit ist die für das Summendiagramm optimale Amplitudenbelegung über die Antennenfläche betragsmäßig allerdings auch für die Azimut- und Elevationsdifferenzdiagramme wirksam, für die sie nicht mehr optimal ist, sondern relativ hohe, von der Antennen achsrichtung aus nur langsam abfallende Nebenzipfel erzeugt.Electronically phase-controlled antennas can be operated like conventional radar antennas, which are equipped with a primary radiator system and a parabolic reflector, to increase the accuracy of the target location and for target tracking in the so-called monopulse method, which uses a sum diagram and usually two difference diagrams for the azimuth plane and the evation plane. In order to enable a flat design and to optimize the amplitude assignment and thus the secondary tip attenuation in the summation diagram, line supply is often used in phase-controlled antennas, in which each of the single radiators is controlled via a line belonging to a distribution network. The optimum amplitude assignment for the sum diagram over the antenna area is also effective in terms of amount for the azimuth and elevation difference diagrams, for which it is no longer optimal, but rather produces relatively high side lobes that only slowly decrease from the antenna axis direction.

Eine weitgehende Optimierung der Summen- und Differenz-Amplitudenbelegung kann bei Verwendung des Strahfungsspeisungsprinzips durch besondere Maßnahmen am Vierfach-Primärstrahler erreicht werden. Nachteilig ist aufgrund der Strahlungsspeisung die große Bautiefe der phasengesteuerten Antennenanordnung sowie die begrenzte Genauigkeit für das Erreichen einer Soll-Belegung, wie sie für einen maximalen Nebenzipfelpegel von z.B. -40 dB erforderlich istExtensive optimization of the sum and difference amplitude assignment can be achieved by using the radiation feed principle by special measures on the quadruple primary radiator. Disadvantages due to the radiation feed are the large installation depth of the phase-controlled antenna arrangement and the limited accuracy for achieving a target assignment, such as that required for a maximum side lobe level of e.g. -40 dB is required

Aus dem Aufsatz von H.Öttl und L.Thomanek: "Monopuls-Antenne der Bodenstation für Satellitenfunk der Deutschen Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V." in der Zeitschrift "NTZ" 1968, Heft 10, S.631-634 ist eine leitungsgespeiste phasengesteuerte Antenne mit einer Anzahl von in einer symmetrischen Fläche angeordneten Einzelstrahlem zur Erzeugung eines Summendiagramms und zweier Differenzdiagramme bekannt, die durch gegenphasige Amplitudenbelegungen der Einzeistrahier auf den beiden Seiten zweier Symmetrielinien erzeugt werden. Die beiden Symmetrielinien teilen die Antennenfläche in vier Quadranten auf. Entlang dieser Symmetrielinien ist bei der Erzeugung der Differenzdiagramme noch eine Verzahnung der gegenphasigen Amplitudenbelegungen vorgesehen. Die Verzahnung ergibt sich dadurch, daß die beiden Symmetrielinien zwischen den Quadranten mit Einzelstrahlem bestückt sind und in abwechselnder Reihenfolge zu den benachbarten Quadranten gehören. Diese Phasenverzahnung für die Differenzdiagrammbildung trägt zur Verbesserung des NebenzipfelverhaJtens und der Unterdrückung von Diagrammschultem im Differenzdiagramm bei. Mit der bei dieser Monopuls-Antenne angewandten Phasenverzahnung lassen sich allerdings keine optimierten Summen-, Azimutdifferenz- und Elevationsdifferenzdiagramme bilden, insbesondere bei phasengesteuerten Antennenanordnungen mit sehr vielen Einzelstrahlem.From the essay by H.Öttl and L.Thomanek: "Monopulse antenna of the ground station for satellite radio of the Deutsche Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V." In the magazine "NTZ" 1968, Issue 10, p.631-634, a line-fed phase-controlled antenna with a number of individual radiators arranged in a symmetrical area for generating a summation diagram and two difference diagrams is known, which is due to opposite-phase amplitude assignments of the single-tracer on both sides two lines of symmetry are generated. The two lines of symmetry divide the antenna area into four quadrants. Along these lines of symmetry, a toothing of the antiphase amplitude assignments is provided when generating the difference diagrams. The interlocking results from the fact that the two lines of symmetry between the quadrants are equipped with single radiators and, in alternating order, belong to the adjacent quadrants. This phase interlocking for the formation of the difference diagram contributes to the improvement of the side lobe behavior and the suppression of diagram schools in the difference diagram. With the phase toothing used in this monopulse antenna, however, no optimized sum, azimuth difference and elevation difference diagrams can be formed, particularly in the case of phase-controlled antenna arrangements with a large number of individual beams.

Ein Anwenden von drei getrennten Verteilersystemen für optimierte Summen-, Azimutdifferenz- und Elevationsdifferenzkanäle benötigt drei Eingänge pro Einzelstrahler mit großen Impedanz-,Verkopplungs- und Verlustproblemen.Applying three separate distribution systems for optimized sum, Azimutd i fferenz- and elevation difference channels requires three inputs per individual radiators with large impedance, Verkopplungs- and loss problems.

Aufgabe der Erfindung ist es, ohne ein solches Dreifach-Verteilersystem und damit ohne den damit verbundenen Aufwand und die sich durch diesen zusätzlichen Aufwand ergebenden Schwierigkeiten bei einer mit einer Vielzahl von Einzelstrahlem ausgestatteten, leitungsgespeisten phasengesteuerten Antenne eine Differenzbelegung zu erreichen, die weitgehend an die optimale Form (Bayliss) angepaßt ist und eine hohe Nebenzipfeldämpfung aufweist. Dabei soll die Summenbelegung ihre ursprüngliche optimale Form beibehalten.The object of the invention is, without such a triple distribution system and thus without the associated effort and the difficulties resulting from this additional effort to achieve a differential assignment in a line-powered, phase-fed antenna equipped with a large number of single radiators, which largely corresponds to the optimum Form (Bayliss) is adapted and has a high secondary attenuation. The total assignment should keep its original optimal shape.

Gemäß der Erfindung, die sich auf eine leitungsgespeiste phasengesteuerte Antenne der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der zu beiden Seiten der Symmetrielinie gleich breit ausgebildeten, aus nebeneinander parallel zur Symmetrielinie verlaufenden Einzelstrahlerstreifen, z.B. senkrechten Spalten oder waagrechten Reihen, bestehenden Übergangszone, ausgehend von jedem der beiden Ränder der Übergangszone bis zur Symmetrielinie, die Anzahl der jeweils gegenphasig erregten Einzelstrahler in einem Streifen in bezug zur Anzahl aller Einzeistrahler in diesem Streifen von 0 % an jedem Rand bis 50 % an der Symmetrielinie in gleicher Weise zunimmt. Durch geeignete Ausbildung der Übergangszone läßt sich ein stetiger Amplitudenübergang zwischen den beiden Antennenhälften erreichen, so daß sich die optimale Differenzbelegung zumindest angenähert unter Beibehaltung der optimalen Summenbelegung erreichen läßtAccording to the invention, which relates to a line-fed, phase-controlled antenna of the type mentioned at the outset, this object is achieved in that, in the same width, on both sides of the line of symmetry, of individual radiator strips running parallel to the line of symmetry, e.g. vertical columns or horizontal rows, existing transition zone, starting from each of the two edges of the transition zone up to the line of symmetry, the number of single-radiators excited in opposite phases in a strip in relation to the number of all single radiators in this strip from 0% on each edge to 50% the line of symmetry increases in the same way. With a suitable design of the transition zone, a constant amplitude transition between the two antenna halves can be achieved, so that the optimal differential assignment can be achieved at least approximately while maintaining the optimal total assignment

In vorteilhafter Weise sind die gegenphasig erregten Einzelstrahler in den parallel zur Symmetrielinie nebeneinander verlaufenden Streifen statistisch verteiltIn an advantageous manner, the individual emitters excited in phase opposition are statistically distributed in the strips running parallel to the line of symmetry

Die Übergangszone kann auch so ausgebildet werden, daß entlang der Symmetrielinie periodisch und abwechselnd einmal auf der einen Seite und dann wieder auf der anderen Seite der Symmetrielinie Bereiche vorgesehen sind, in welchen die Einzelstrahler gegenphasig erregt sind.The transition zone can also be designed in such a way that regions are provided periodically and alternately along the symmetry line, on one side and then again on the other side of the symmetry line, in which the individual radiators are excited in phase opposition.

In vorteilhafter Weise haben in diesem Fall die gegenphasigen Einzelstrahlerbereiche zumindest angenähert die Form von gleichschenkeligen Dreiecken, deren Grundlinien mit der Symmetrielinie der Antennenfläche zusammenfallen. Der Flächenanteil der gegenüberliegenden gegenphasigen Hälfte wächst in diesem fall keilförmig und damit stetig an. Die Amplitude des Differenzbelegungsdiagramms geht in diesem Fall vor der Symmetrielinie langsam zurück und überschreitet an der Symmetrielinie den Nullwert mit endlicher Steigung.In this case, the antiphase individual radiator regions advantageously have at least approximately the shape of isosceles triangles, the base lines of which coincide with the line of symmetry of the antenna surface. In this case, the area portion of the opposite, opposite-phase half grows in a wedge shape and thus increases continuously. In this case, the amplitude of the differential assignment diagram slowly decreases before the line of symmetry and exceeds the zero value with a finite slope at the line of symmetry.

Die Zunahme der relativen Anzahl der jeweils in einem parallel zur Symmetrielinie verlaufenden Streifen gegenphasig erregten Einzeistrahler von 0 % an den Rändern bis 50 % an der in der Mitte der Übergangszone verlaufenden Symmetriellinie kann linear, aber auch nichtlinear sein.The increase in the relative number of single-radiators excited in opposite phase in a strip running parallel to the line of symmetry from 0% at the edges to 50% at the line of symmetry running in the middle of the transition zone can be linear, but also non-linear.

Zur Erzeugung eines ersten Differenzdiagramms im Azimut und eines zweiten Differenzdiagramms in der Elevation sind eine senkrecht verlaufende und eine waagrecht verlaufende Symmetrielinie vorhanden, welche die Antennenfläche in vier Quadranten aufteilen. Zu diesen Quadranten gehören allerdings nicht diejenigen Einzelstrahler, die entlang den jeweiligen Symmetrielinienabschnitten in den Übergangszonen gegenphasig erregt sind, wogegen diejenigen Einzelstrahler dazugehören, die gleichphasig entlang den jeweiligen Symmetrielinienabschnitten in den Übergangszonen auf der anderen Seite dieser Linienabschnitte liegen. Zur Bildung des Differenzdiagramms im Azimut sind die beiden im wesentlichen links von der senkrechten Symmetrielinie liegenden Quadranten zu den beiden anderen Quadranten gegenphasig belegt, wogegen zur Bildung des Differenzdiagramms in der Elevation die beiden im wesentlichen oberhalb der waagrechten Symmetrielinie liegenden Quadranten zu den beiden anderen Quadranten gegenphasig erregt werden. Zur Erzeugung des Summendiagramms sind alle Einzeistrahier der Antennenfläche gleichphasig bzw. bei Strahlauslenkung mit einer linearen Phasenprogression erregt.To generate a first difference diagram in azimuth and a second difference diagram in elevation, there are a vertical and a horizontal symmetry line, which divide the antenna area into four quadrants. However, those quadrants do not include those single radiators that are excited in phase opposition along the respective symmetry line sections in the transition zones, whereas those single radiators belong that are in phase along the respective symmetry line sections in the transition zones on the other side of these line sections. To form the difference diagram in The two quadrants lying essentially to the left of the vertical line of symmetry are azimuthally opposed to the other two quadrants, whereas to form the difference diagram in elevation, the two quadrants lying essentially above the horizontal line of symmetry are excited in phase opposition to the other two quadrants. To generate the summation diagram, all single-tracers of the antenna area are in phase or, in the case of beam deflection, are excited with a linear phase progression.

Eventuell auftretende kleine Orientierungsfehler der Azimut- und/oder der Eievationsachse der phasengesteuerten Antenne lassen sich durch geringe axiale Verdrehung der Antenne korrigieren. Die gegenphasigen periodischen Einzelstrahlerbereiche entlang der Symmetrielinien lassen sich auch so gestalten und/oder verteilen, daß keine Orientierungsfehler der Azimut- und/oder der Eievationsachse auftreten.Small orientation errors of the azimuth and / or the axis of the phase-controlled antenna can be corrected by slight axial rotation of the antenna. The antiphase periodic individual radiator regions along the lines of symmetry can also be designed and / or distributed in such a way that no orientation errors of the azimuth and / or the axis of ejection occur.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von sechs Figuren näher erläutert. Es zeigen

  • Fig. 1 ein Summenbelegungsdiagramm und zwei verschiedene Differenzbelegungsdiagramme,
  • Fig. 2 eine Quadrantenaufteilung bei einer phasengesteuerten Antenne nach der Erfindung zur Erzeugung nebenzipfelarmer Differenzdiagramme,
  • Fig. 3 die Quadrantenzuordnung der Einzelstrahler bei einer Anordnung nach Fig. 2,
  • Fig. 4 bei einer phasengesteuerten Antenne nach der Erfindung eine Quadrantenaufteilung durch achsensymmetrische Trennlinien,
  • Fig. 5 eine Hälftenzuordnung der Einzelstrahler bei einer erfindungsgemäßen Antenne, bei der die gegenphasig erregten Einzelstrahler in der Übergangszone statistisch verteilt sind.
  • Fig. 6 ein vorteilhaftes Speisungsprinzip für eine gemäß der Erfindung ausgeführte phasengesteuerte Antenne mit vier Quadranten.
The invention is explained in more detail below with reference to six figures. Show it
  • 1 shows a total occupancy diagram and two different differential occupancy diagrams,
  • 2 shows a quadrant division in a phase-controlled antenna according to the invention for generating difference diagrams with little sidelobes,
  • 3 shows the quadrant assignment of the individual radiators in an arrangement according to FIG. 2,
  • 4 in a phase-controlled antenna according to the invention, a quadrant division by axisymmetric dividing lines,
  • 5 shows a halftone assignment of the individual radiators in the case of an antenna according to the invention, in which the single-radiators excited in phase opposition are statistically distributed in the transition zone.
  • 6 shows an advantageous feeding principle for a phase-controlled antenna with four quadrants, which is designed according to the invention.

Fig. 1 zeigt die Amplitudenbelegungen Σ, Δo und ΔKzur Erzeugung eines optimalen Summendiagramms und zweier verschiedener Differenzdiagramme in einer Ebene. Bei leitungsgespeisten phasengesteuerten Antennen weist jeder Einzeistrahier eine bestimmte relative Amplitude auf, die für den Summen- und den Differenzfall festliegt. Im Differenzfall wird an der Symmetrielinie der Antennenfläche ein Phasensprung von 180° erzwungen, wodurch zwar ein scharfes Minimum in der Hauptstrahlrichtung aber gleichzeitig eine sehr langsam abfallende äußere Diagrammflanke mit hohen Nebenzipfeln erzeugt wird. In Fig. 1 ist diese Differenzbelegung Δo strichpunktiert dargestellt Durch einen stetigen Übergang zwischen den beiden antisymmetrischen Hälften kann die Differenzbelegung weitgehend an die optimale Form (Bayliss) angeglichen werden und die Nebenzipfeldämpfung dadurch erhöht werden. Diese günstige Differenzbelegung ist in Fig. 1 mit Δk bezeichnet. Die Summenbeiegung E muß jedoch ihre ursprüngliche optimale Form beibehalten.1 shows the amplitude assignments Σ, Δ o and Δ K for generating an optimal summation diagram and two different difference diagrams in one plane. In the case of line-fed phase-controlled antennas, each single-tracer has a certain relative amplitude, which is fixed for the sum and the difference case. In the case of a difference, a phase jump of 180 ° is forced on the line of symmetry of the antenna surface, whereby a sharp minimum in the main beam direction is generated, but at the same time a very slowly falling outer diagram flank with high side lobes. In Fig. 1, this differential assignment Δ o is shown in dash-dotted lines. A constant transition between the two antisymmetric halves allows the differential assignment to be largely adapted to the optimum shape (Bayliss) and the secondary lobe attenuation thereby increased. This favorable differential assignment is denoted by Δ k in FIG. 1. However, the total deflection E must maintain its original optimal shape.

Die in Fig. 1 dargestellten Belegungen Σ und ΔK gelten für eine darunter in Fig. 2 dargestellte, entsprechend der Erfindung ausgebildete, phasengesteuerte Antennenfläche einer phasengesteuerten Monopulsantenne, welche ein Differenzdiagramm sowohl in der Azimut- als auch in der Elevationsebene erzeugen soll. Die Differenzbelegung muß sowohl in der Azimut- als auch in der Elevationsebene verbessert werden, d.h. es muß sowohl über eine vertikale Symmetrieebene 1 als auch über eine horizontale Symmetrieebene 4 der Antenne hinweg ein stetiger Übergang zwischen den gegenphasigen Hälften geschaffen werden. Diesen stetigen Amplitudenübergang zwischen den jeweiligen Antennenhälften, d.h. zwischen den vier Quadranten einer phasengesteuerten Antennenfläche kann man entsprechend der Fig. 2 durch einen "stetigen Flächenübergang" in zwei Übergangszonen Üv und ÜH zwischen den Quadranten A,B,C und D erzeugen. Zur Bildung des Differenzdiagramms im Azimut werden die beiden aus den Quadranten A und C bestehenden Hälften gegen die aus den beiden Quadranten B und D zusammengesetzten Hälften gegenphasig belegt. Zur Bildung des Differenzdiagramms in der Elevation wird dagegen die aus den beiden Quadranten A und B bestehende Antennenhälfte gegen die aus den beiden Quadranten C und D zusammengesetzte Antennenhälfte gegenphasig erregt.The assignments Σ and Δ K shown in FIG. 1 apply to a phase-controlled antenna surface of a phase-controlled monopulse antenna shown below in FIG. 2, which is designed according to the invention and is intended to produce a difference diagram in both the azimuth and the elevation plane. The differential assignment must be improved both in the azimuth and in the elevation plane, that is to say a steady transition between the antiphase halves must be created both over a vertical plane of symmetry 1 and over a horizontal plane of symmetry 4 of the antenna. This continuous amplitude transition between the respective antenna halves, ie between the four quadrants of a phase-controlled antenna surface, can be generated according to FIG. 2 by a "continuous surface transition" in two transition zones Ü v and Ü H between quadrants A, B, C and D. To form the difference diagram in azimuth, the two halves consisting of quadrants A and C are opposed to the halves composed of quadrants B and D. To form the difference diagram in elevation, on the other hand, the antenna half consisting of the two quadrants A and B is excited in phase opposition to the antenna half composed of the two quadrants C and D.

Der Quadrant A reicht beispielsweise mit seinen beiden dreiecksförmig ausgebildeten Bereichen 3 noch über die Symmetrielinie 1 hinweg, wogegen die ebenfalls dreiecksförmigen Bereiche 2, die links von der Symmetrielinie 1 liegen, zum Quadranten B gehören. Die Bereiche 2 werden somit im Vergleich zu dem größten Teil des Quadranten A, obwohl sie links von der Symmetrielinie 1 liegen, gegenphasig gegenüber den Einzelstrahlern des Quadranten A und gleichphasig mit den Einzelstrahlern des Quadranten B betrieben. Die mit 5 bezeichnete Linie bildet somit eine Trennlinie zwischen den beiden Quadranten A und B. Zwischen den Quadranten A und C verläuft die Trennlinie 6, zwischen den Quadranten C und D die Trennlinie 7 und zwischen den Quadranten B und D die Trennlinie 8. Die Spitzen der zickzackförmigen Trennlinien 5 und 7 begrenzen die vertikal verlaufende Übergangszone Üv und die ebenfalls zickzackförmigen Trennlinien 6 und 8 schließen mit ihren Spitzen die horizontal verlaufende Übergangszone ÜH ein. Durch den aufgrund der Dreiecksform der Bereiche 2 und 3 keilförmig und damit stetig anwachsenden Flächenteil der gegenüberliegenden gegenphasigen Hälften der Antennenfläche geht entsprechend der Kurve ΔK in Fig. 1 die Amplitude langsam zurück und überschreitet an der Symmetrielinie den Nullwert mit endlicher Steigung.The quadrant A extends, for example, with its two triangular regions 3 beyond the line of symmetry 1, whereas the likewise triangular regions 2, which are to the left of the line of symmetry 1, belong to the quadrant B. The regions 2 are thus operated in opposite phase to the individual radiators of the quadrant A and in phase with the individual radiators of the quadrant B, in comparison to the largest part of the quadrant A, although they lie to the left of the line of symmetry 1. The line labeled 5 thus forms a dividing line between the two quadrants A and B. The dividing line 6 runs between the quadrants A and C, the dividing line 7 between the quadrants C and D and the dividing line 8 between the quadrants B and D. The peaks the zigzag-shaped dividing lines 5 and 7 delimit the vertically extending transition zone U v and the likewise zigzag-shaped dividing lines 6 and 8 enclose with their tips the horizontally running transition zone Ü H. Due to the triangular shape of the areas 2 and 3 of the wedge-shaped and thus steadily growing surface part of the opposite half-phase halves of the antenna surface, the amplitude slowly decreases in accordance with the curve Δ K in FIG. 1 and exceeds the zero value with a finite slope at the line of symmetry.

Im einzelnen kann der in Fig. 1 dargestellte Kurvenverlauf AK durch die den gegenphasigen Einzelstrahlerbereichen 2 und 3 gegebene geometrische Form, die vom Dreieck abweichen kann, gestaltet und optimiert werden. Derartige Abweichungen sind in der kreisförmig umringten Einzelheit VAR in Fig. 2 dargestellt.In particular, the curve shape A K shown in FIG. 1 can be designed and optimized by the geometric shape given to the antiphase individual radiator regions 2 and 3, which can deviate from the triangle. Such deviations are shown in the circularly encircled detail VAR in FIG. 2.

Fig. 3 zeigt, wie die diskreten Einzelstrahler der phasengesteuerten Antenne nach Fig. 2 den einzelnen Quadranten A,B,C und D zugeordnet sind. Es ist hierbei nicht die gesamte Antennenfläche nach Fig. 2 dargestellt, sondern lediglich ein zentraler Bereich davon. Die Einzelstrahler des Quadranten A sind durch kleine senkrechte Striche, die Einzelstrahler des Quadranten B durch kleine Kreuze, die Einzelstrahler des Quadranten C durch kleine Ringe und die Einzelstrahler des Quadranten D in kleinen waagrechten Strichen dargestellt. Die Einzelstrahler sind in senkrechten Spalten und waagrechten Reihen angeordnet. Für den Fall der Summendiagrammbildung sind alle Einzelstrahler aller vier Quadranten A,B,C und D gleichphasig bzw. bei Strahlauslenkung mit linearer Phasenprogression erregt, so daß die Grenzen zwischen den Quadranten A bis D unwirksam sind. Im Azimut-Differenzfall sind die Einzeistrahier der Quadranten A und C gegenphasig zu den Einzelstrahlern der Quadranten B und D, im Elevations-Differenzfall die Einzelstrahler der Quadranten A und B gegenphasig zu den Einzelstrahlem der Quadranten C und D erregt. Die aus den beiden Teilen 5 und 7 (Fig. 2) zusammengesetzte Trennlinie zwischen der rechten und linken bzw. die aus den beiden Teilen 6 und 8 zusammengesetzte Trennlinie zwischen der oberen und unteren Antennenhälfte verläuft periodisch, so daß bei Annähern und Überschreiten der Symmetrieachsen 1 bzw. 4 der zur jeweils gegenüberliegenden Hälfte gehörende Einzelstrahleranteil monoton wächst. Dieser Sachverhalt geht aus Fig.2 hervor.FIG. 3 shows how the discrete individual radiators of the phase-controlled antenna according to FIG. 2 are assigned to the individual quadrants A, B, C and D. The entire antenna area according to FIG. 2 is not shown here, but only a central area thereof. The individual emitters of quadrant A are represented by small vertical lines, the individual emitters of quadrant B by small crosses, the individual emitters of quadrant C by small rings and the individual emitters of quadrant D in small horizontal lines. The single radiators are arranged in vertical columns and horizontal rows. In the case of summation diagram formation, all individual emitters of all four quadrants A, B, C and D are in phase or excited in the case of beam deflection with linear phase progression, so that the boundaries between quadrants A to D are ineffective. In the case of difference in azimuth, the single tracers of quadrants A and C are in opposite phase to the individual radiators of quadrants B and D, in the case of difference in elevation, the individual emitters of quadrants A and B are in phase opposition to the individual emitters of quadrants C and D. The dividing line composed of the two parts 5 and 7 (FIG. 2) between the right and left or the dividing line composed of the two parts 6 and 8 between the upper and lower half of the antenna runs periodically, so that when the axes of symmetry approach and exceed 1 or 4 the proportion of single radiators belonging to the opposite half is growing monotonously. This fact emerges from Fig. 2.

Eventuell auftretende kleine Orientierungsfehler der Azimut-/Elevationsachse lassen sich durch eine besondere Wahl der Trennlinien zwischen den Antennenhälften vermeiden. Eine Aufteilung der Quadranten A,B,C und D durch achsensymmetrische Trennlinien 5,6,7 und 8 ist in Fig.4 dargestellt.Possible small orientation errors of the azimuth / elevation axis can be avoided by a special choice of the dividing lines between the antenna halves. A division of the quadrants A, B, C and D by axisymmetric dividing lines 5, 6, 7 and 8 is shown in FIG. 4 .

Fig. 5 zeigt, wie die diskreten Einzelstrahler einer zur Erzeugung des Differenzdiagramms in zwei Hälften gegenphasig belegten, phasengesteuerten Antenne mit Leitungsspeisung diesen beiden Hälften zugeordnet sind. Die Einzelstrahler der linken Hälfte sind durch kleine Kreuze (positive Phasenpolarität) und diejenigen der rechten Hälfte durch kleine waagrechte Striche (negative Phasenpolarität) dargestellt Die Übergangszone Üverstreckt sich links und rechts einer vertikalen Symmetrielinie 1 gleich weit nach links und nach rechts. Die Einzelstrahler sind in senkrechten Spalten und waagrechten Reihen angeordnet. Für den Fall der Summendiagrammbildung sind alle Einzelstrahler beider Hälften gleichphasig bzw. bei Strahlauslenkung mit linearer Phasenprogression erregt, so daß die Grenze, d.h. die Übergangszone Üv, zwischen den beiden Antennenhälften unwirksam wird. im Differenzfall ist die sich links und rechts entlang der Symmetrielinie 1 erstreckende Übergangszone Üv so ausgebildet, daß entlang ihrem linken Rand alle Einzelstrahler in einem senkrechten Streifen positive Phasenpolarität und entlang ihrem rechten Rand alle Einzelstrahler in einem senkrecht verlaufenden Streifen negative Phasenpolarität aufweisen. Wandert man vom linken Rand in die Mitte der Übergangszone Üv, so nimmt in den senkrechten Streifen (Spalten) die Anzahl der negativ phasenpolarisierten Einzelstrahler zu, wogegen bei Wanderung vom rechten Rand in die Mitte der Übergangszone die Anzahl der positiv phasenpolarisierten Einzeistrahier pro Streifen (Spalte) zunimmt. Unmittelbar an der Symmetrielinie 1 existieren etwa genauso viele positiv wie negativ phasenpolarisierte Einzelstrahler in einem senkrechten Streifen. in den einzelnen Streifen (Spalten) sind die jeweils gegenphasig erregten Einzelstrahler statistisch verteilt. Es ergibt sich eine Übergangszone mit statistischer Verteilung der gegenphasigen Einzelstrahler, wobei die Dichte der jeweils gegenphasig erregten Einzelstrahler von den beiden Rändern bis zur Symmetrielinie 1 in der Mitte der Übergangszone Üv zunimmt. Durch eine derartige Ausbildung der Übergangszone Üv ergibt sich ein fast optimales Differenzbelegungsdiagramm. Selbstverständlich läßt sich dieses Prinzip der statischen Verteilung auch bei einer Antenne mit Differenzdiagrammen in zwei Ebenen anwenden. In diesem Fall sind vier Quadranten vorgesehen, die durch Übergangszonen entlang zweier gekreuzter Symmetrielinien getrennt sind.FIG. 5 shows how the discrete individual radiators are assigned to a phase-controlled antenna with line feed, which is assigned in phase opposition to generate the difference diagram in two halves, and are assigned to these two halves. The individual radiators in the left half are represented by small crosses (positive phase polarity) and those in the right half by small horizontal lines (negative phase polarity). The transition zone Ü v extends to the left and right of a vertical line of symmetry 1 to the left and right. The individual radiators are arranged in vertical columns and horizontal rows. In the case of summation diagram formation, all the individual radiators of both halves are in phase or excited in the case of beam deflection with linear phase progression, so that the boundary, ie the transition zone U v , between the two antenna halves becomes ineffective. in the case of a difference, the transition zone Ü v which extends to the left and right along the line of symmetry 1 is designed such that all individual radiators in a vertical stripe have positive phase polarity along their left edge and all single radiators in a vertical stripe have negative phase polarity along their right edge. If one hikes from the left edge to the middle of the transition zone Ü v , the number of negatively phase-polarized single radiators increases in the vertical stripes (columns), whereas when moving from the right edge to the center of the transition zone, the number of positively phase-polarized single-point rays per stripe ( Column) increases. Immediately at the line of symmetry 1 there are about as many positively and negatively phase-polarized single radiators in a vertical stripe. in the individual strips (columns), the individual emitters excited in opposite phases are statistically distributed. The result is a transition zone with a statistical distribution of the single-phase emitters in opposite phases, the density of the individual emitters excited in opposite phases increasing from the two edges to the line of symmetry 1 in the middle of the transition zone U v . Such a design of the transition zone Ü v results in an almost optimal differential assignment diagram. Of course, this principle of static distribution can also be applied to an antenna with difference diagrams in two levels. In this case, four quadrants are provided, which are separated by transition zones along two crossed lines of symmetry.

Fig. 6 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Speiseprinzips für eine phasengesteuerte Monopulsantenne für nebenzipfelarme Differenzdiagramme nach der Erfindung. Die Speisung der vier aufgefiederten Quadranten A,B,C und D erfolgt hierbei durch vertikale Verteilerleitungen VS, die jeweils die Einzelstrahler in einer Spalte eines der Quadranten A bis D bedienen und ihrerseits an vier den vier Quadranten A bis D zugeordneten Horizontalverteilem VA, VB, VC und VD zusammengefaßt werden. In der vertikal verlaufenden Übergangszone gehören die in den Spalten liegenden Strahlerelemente, je nach dem, ob sie rechts oder links der zickzackförmig verlaufenden Trennlinie 5,7 liegen, der rechten, aus den beiden Quadranten B und D bestehenden Antennenhälfte oder der linken, aus den beiden Quadranten A und C zusammengesetzten Antennenhälfte an. Deshalb überlappen sich die zu den verschiedenen Quadranten A,B,C und D verlaufenden Verteilerleitungen Vs im Erstreckungsbereich der Trennlinie 5,7. In diesem Erstreckungsbereich laufen dann zwei vertikale Verteilerleitungen VS pro Spalte parallel. In Fig. 6 sind diese parallel zueinander verlaufenden, vertikalen Verteilerleitungen VS durch nebeneinanderlaufende, durchgehende bzw. gestrichelte Linien angedeutet, die aber jeweils nur an die zu ihrem Quadranten A,B,C oder D gehörenden Einzelstrahler angekoppelt sind. Die Strahlerankopplungen sind durch Querstriche an den senkrechten Verteilerleitungen VS angedeutet.FIG. 6 shows the exemplary embodiment of a feed principle for a phase-controlled monopulse antenna for difference diagrams with little lobes according to the invention. The four pinned quadrants A, B, C and D are fed by vertical distribution lines V S , which each serve the individual radiators in one column of one of the quadrants A to D and in turn on four horizontal distributors V A assigned to the four quadrants A to D, V B , V C and V D can be summarized. In the vertical transition zone, the radiator elements in the columns belong, depending on whether they are to the right or left of the zigzag dividing line 5,7, the right antenna half, consisting of the two quadrants B and D, or the left half, of the two Quadrants A and C composite antenna half. Therefore, the distribution lines V s running to the various quadrants A, B, C and D overlap in the area of extension of the dividing line 5, 7. Two vertical distribution lines V S per column then run in parallel in this extension area. 6, these vertical distributor lines V S , which run parallel to one another, are indicated by continuous, dashed or dashed lines which are each coupled only to the individual radiators belonging to their quadrant A, B, C or D. The radiator couplings are indicated by cross marks on the vertical distribution lines V S.

Bei Ausführung der Verteilerleitungen Vs in Triplate-oder Microstriptechnik lassen sich die beiden zu einer Spalte gehörigen Verteilerleitungen VS platzsparend Rücken-an-Rücken zueinander anordnen. Gegebenenfalls lassen sich die beiden Verteilerleitungen in der vertikal verlaufenden Übergangszone auch auf einer gemeinsamen Trägerplatte anordnen oder die Trägerplatte ist aufgeteilt auf für die rechte bzw. linke Hälfte zuständige Teile, die dann vom Verteiler für die Quadranten A,B bzw. C,D gespeist werden. Die Ausgänge a,b,c, und d der horizontal verlaufenden Verteiler VA, VB, VC und VD werden in der üblichen Weise an einem Monopulskomparator K zum Summenkanal E, Azimutdifferenzkanal ΔAZ und Elevationsdifferenzkanal ΔEL zusammengefaßt In zweckmäßiger Weise wird man die horizontal verlaufenden Verteiler VA bis VD mehr in der Mitte der Quadranten A bis D oder in der Mitte der gesamten Antenne anordnen, um die Leitungslängen zwischen den Einzelstrahlem und dem Komparator K zu reduzieren.When the distribution lines V s are designed using triplate or microstrip technology, the two distribution lines V S belonging to a column can be arranged back-to-back in a space-saving manner. If necessary, the two distribution lines can also be arranged on a common carrier plate in the vertically running transition zone or the carrier plate is divided into parts responsible for the right or left half, which are then fed by the distributor for quadrants A, B or C, D. . The outputs a, b, c, and d of the horizontally running distributors V A , V B , V C and V D are combined in the usual manner on a monopulse comparator K to the sum channel E, azimuth difference channel Δ AZ and elevation difference channel Δ EL one arranges the horizontal distributors V A to V D more in the middle of the quadrants A to D or in the middle of the entire antenna in order to reduce the cable lengths between the individual radiators and the comparator K.

Die Zuordnung der Verteilerleitungen VS zur horizontalen oder vertikalen Ebene läßt sich vertauschen, so daß die Verteilerleitungen nicht mehr die Spalten sondern die Reihen versorgen und somit horizontal verlaufen.The assignment of the distribution lines V S to the horizontal or vertical level can be interchanged, so that the distribution lines no longer supply the columns but the rows and thus run horizontally.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Prinzips nach der Erfindung besteht darin, daß auch im äußeren Bereich der Differenzbelegung nach Fig.1 eine Korrektur vorgenommen wird. Dazu werden auch im äußeren Teil der Quadranten A,B,C und D Einzelstrahler vom Verteiler des Nachbarquadranten gespeist. Es werden dann auch Einzelstrahler in von den Symmetrielinien weiter entfernt liegenden Bereichen der Hälften der Antennenfläche gegenphasig erregt.An advantageous development of the principle according to the invention is that a correction is also made in the outer area of the differential assignment according to FIG. For this purpose, individual radiators are also fed from the distributor of the neighboring quadrant in the outer part of quadrants A, B, C and D. Individual radiators in regions of the halves of the antenna surface which are further away from the lines of symmetry are then excited in opposite phase.

Claims (16)

1. Leitungsgespeiste phasengesteuerte Antenne mit einer Vielzahl von in einer symmetrischen Fläche angeordneten Einzelstrahlem zur Erzeugung eines Summendiagramms und eines Differenzdiagramms, das durch gegenphasige Amplitudenbelegung der Einzelstrahier auf beiden Seiten der Symmetrielinie erzeugt wird, wobei entlang dieser Symmetrielinie noch eine Übergangszone zwischen den gegenphasigen Amplitudenbelegungen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der zu beiden Seiten der Symmetrielinie (1) gleich breit ausgebildeten, aus nebeneinander parallel zur Symmetrielinie verlaufenden Einzelstrahlerstreifen, z.B. senkrechten Spalten oder waagrechten Reihen, bestehenden Übergangszone (Ü v), ausgehend von jedem der beiden Ränder der Übergangszone bis zur Symmetrielinie, die Anzahl der jeweils gegenphasig erregten Einzelstrahler in einem Streifen in Bezug zur Anzahl aller Einzefstrahler in diesem Streifen von 0 % an jedem Rand bis 50 % an der Symmetrielinie in gieicner Weise zunimmt.1. Line-fed phase-controlled antenna with a multiplicity of individual radiators arranged in a symmetrical area for generating a summation diagram and a difference diagram, which is generated by the phase opposition of the individual radiators on both sides of the line of symmetry, a transition zone being provided along the line of symmetry between the phase oppositions , characterized in that the transition zone (Ü v ), which is of equal width on both sides of the symmetry line (1) and consists of single radiator strips running parallel to the symmetry line, e.g. vertical columns or horizontal rows, starting from each of the two edges of the transition zone to to the line of symmetry, the number of each excited in phase opposition Single emitters in a strip in relation to the number of all single emitters in this strip increases from 0% on each edge to 50% on the line of symmetry in a similar manner. 2. Antenne nacn Ansprucn 1, dadurch geKennzeiChnet. daß die gegenohasig erregten Einzelstrahler in den parallel zu Symmetrielinie (1) verlaufenden Streifen statistisch verteilt sind.2. Antenna according to claim 1, characterized thereby. that the single emitters excited in the opposite direction are statistically distributed in the strips running parallel to the line of symmetry (1). 3. Antenne nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet. daß die Übergangszone (Uv) derart ausgebildet ist. daß entlang der Symmetnelinie (1) periodisch und abwechseind einmai auf der einen Seite und dann wieder auf der anderen Seite der Symmetrielinie Bereiche (2.3) vorgesenen sind, in weichen die Einzelstrahler gegenphasig oeiegt sind.3. Antenna according to claim 1. characterized. that the transition zone (U v ) is formed in such a way. that along the symmetry line (1), periodically and alternately, areas (2.3) are provided on one side and then again on the other side of the symmetry line, in which the individual radiators are located in opposite phases. 4. Antenne nach Anspruch 3. dadurcn gekennzeichnet. daß die Bereiche (2.3) zumindest angenahert die Form von gleichschenkeligen Dreiecken haoen. deren Grundlinien mit der Symmetrielinie (1) zusammenfallen.4. Antenna according to claim 3. dadurcn marked. that the areas (2.3) at least approximate the shape of isosceles triangles. whose base lines coincide with the line of symmetry (1). 5. Antenne nacn einem der Anspruche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet daß die Zunahme des Anteils der jeweils in einem parallel zur Symmetrielinie (1) verlaufenden Streifen gegenphasig erregten Einzelstranier von 0 % an den Rändern bis 50 % an der Symmetrielinie linear ist.5. Antenna nacn one of claims 1 to 3, characterized in that the increase in the proportion of each in a parallel to the line of symmetry (1) extending stripes antiphase single stray from 0% at the edges to 50% on the line of symmetry is linear. 6. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet. daß die Zunahme des Anteils der jeweils in einem parallel zur Symmetrielinie (1) venauienden Streifen gegenphasig erregten Einzelstrahler von 0 % an den Rändern bis 50 % an der Symmetrielinie nichtlinear ist.6. Antenna according to one of claims 1 to 3, characterized. that the increase in the proportion of the individual radiators excited in phase opposition in a strip running parallel to the line of symmetry (1) from 0% at the edges to 50% at the line of symmetry is non-linear. 7. Antenne nach einem der vorhergenenden Ansprucne. dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines ersten Differenzdiagramms im Azimut und eines zweiten Differenzdiagramms in der ElevatIon eine senkrecht verlaufende (1) bzw. eine waagrecht verlaufende Symmetrielinie (4) vomanden sind, welche die Antennenfläche in vier Quadranten (A,B,C,D) aufteilen, zu denen allerdings jeweils nicht dielenigen Einzelstrahler gehoren, die entlang den jeweiligen Symmetrielinienabschnitten in den Ubergangszonen Uv, UH) auf der anderen Seite dieser Linienabschnitte liegen, daß zur Bildung des Differenzdiagramms im Azimut die belden im wesentlichen links von der senkrechten Symmetrielinie (1) liegenden Quadranten (A.C) zu den betden anderen Quadranten (B.D) und zur Bildung des Differenzdiagramms in der Elevation die beiden im wesentlichen oberhalb der waagrechten Symmetrielinie liegenden Quadranten (A.B) zu den beiden anderen Quadranten (C.D) gegenohasig erregt sind, und daß zur Erzeugung des Summendiagramms alle Einzelstrahler der Antennenfläche gleichphasig bzw. bei Strahlaustenkung mit einer linearen Phasenprogression erregt sind.7. Antenna according to one of the preceding claims. characterized in that to produce a first difference diagram in azimuth and a second difference diagram in elevation, a perpendicular (1) or a horizontally running symmetry line (4) is removed, which divides the antenna area into four quadrants (A, B, C, D ), which, however, do not include the single radiators that lie along the respective symmetry line sections in the transition zones U v , U H ) on the other side of these line sections, so that to form the difference diagram in azimuth, the belden essentially to the left of the vertical symmetry line (1) lying quadrants (AC) to the other quadrants (BD) and to form the difference diagram in the elevation the two quadrants (AB) lying essentially above the horizontal line of symmetry to the other two quadrants (CD) are excited in opposition, and that to generate the sum diagram, all individual radiators of the antenna area are in phase ig or are excited with a linear phase progression in the case of beam deflection. 8. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprucne. dadurch gekennzeichnet, daß auftretende kleine Orientierungsfehler der Azimut- und/oder der Elevationsachse durch eine gennge axiale Ausnchtungsanderung der Antennenfläche komgiert sind.8. Antenna according to one of the preceding claims. characterized in that occurring small orientation errors of the azimuth and / or the elevation axis are combined by a narrow axial change in the alignment of the antenna surface. 9. Antenne nach Ansoruch 3 und evtl. einem der Ansprucne 4 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die gegenphasigen. penodischen Einzelstrahlerbereiche (2.3) entlang der Symmetrielinien (1) so geformt und/oder verteilt sind, daß keine Orientierungsfehler der Azimut und/oder der Elevationsachse auftreten.9. antenna according to Ansoruch 3 and possibly one of claims 4 to 8, characterized in that the antiphase. penodic single radiator areas (2.3) along the lines of symmetry (1) are shaped and / or distributed in such a way that no orientation errors of the azimuth and / or the elevation axis occur. 10. Antenne nach einem der vomergehenden Anspruche. edoch onne Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß bei Anordnung der Einzelstrahler in Reinen und Spalten für den Fall der Aufteilung der Antennenfläche in zwei Hälften für jede dieser Hälften vertikal venaufenae Vertellerteitungen vorgesenen sind, die jeweils eine Soalte einer Hälfte versorgen und ihrerseits an zwei aen oeiaen Haiften zugeordneten Horizontalverteilern zusammengefaßt sina.10. Antenna according to one of the preceding claims. edoch onne claim 7, characterized in that when the individual radiators are arranged in rows and columns, in the event of the antenna area being divided into two halves, vertically veneered distributor lines are provided for each of these halves, each supplying one column of one half and in turn on two open halves assigned horizontal distributors summarized sina. Antenne nach einem der Ansorucne 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet. daß bei Anordnung der Einzeistrahler in Reinen und Spalten für den Fall der im Ansorucn 7 definieren Aufteilung der Antennenfläche in vier Quadranten (A.B.C.D) für jeden Quadranten vertikal verlaufende Verteierleizungen (VS) vorgesehen sind. die jeweils eine Spalte eines Quadranten versorgen und ihrerseits an vier den vier Quadranten zugeordneten Horizontalverteilern (VA, Vs , Vc. VS) zusammengefaßt sind. die sich paarweise überlappen, und zwar in der Übergangszone zu beiden Seiten der senKrecnten Symmetrielinie (1).Antenna according to one of Ansorucne 1 to 9 characterized. that in the arrangement of the single radiators in rows and columns for the case of the division of the antenna area defined in Ansorucn 7 into four quadrants (ABCD), vertically extending Verteierleizungen (V S ) are provided for each quadrant. which each supply one column of a quadrant and are in turn grouped together at four horizontal distributors (V A , V s , V c . V S ) assigned to the four quadrants. that overlap in pairs, in the transition zone on both sides of the normal line of symmetry (1). 12. Antenne nach einem der Ansorucne 10 und 11. dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausführung der Verteilereitungen (Vs) in Triptate- oder Microstriptechnik die beiden zu einer Spatte gehörenden Verteilerleitungen Rücken an RücKen zueinander angeordnet sind.12. Antenna according to one of the Ansorucne 10 and 11. characterized in that when the distribution lines (V s ) are implemented in triptate or microstrip technology, the two distribution lines belonging to a column are arranged back to back to one another. 3. Antenne nach einem der Ansorucne 10 und 11. dadurch gekennzeichnet. daß bei Ausführung der Verteilerleitungen (VS) in Streifenleitertechnik die Verteilerleitungen aui einer gemeinsamen Trägerolatte angeordnet sind.3. Antenna according to one of Ansorucne 10 and 11 characterized. that when the distribution lines (V S ) are implemented using stripline technology, the distribution lines are arranged on a common support batten. 14 Antenne nach einem der Ansorucne 10 und 11. dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausführung der Verteilereitungen (Vs) in Streifenleitertechnik die in der vertikalen Ubergangszone verlaufenden Verteilerieltungen auf einer in zwei Hälften aufgeteilten Tragerblatte angeordnet sind. wobei die eine Hälfte der Tragerplatte für die Verteileneitungen fur die linke Hälfte der Antennenfläche (Quadranten A oder C) und die andere Hälfte der Tragerplatte für die verteileneitungen für die rechte Hälfte (Quadranten B oder D) der Antennenfläche zuständig ist.14 Antenna according to one of Ansorucne 10 and 11. characterized in that when the distribution lines (V s ) are implemented using stripline technology, the distribution directions running in the vertical transition zone are arranged on a carrier sheet divided into two halves. where one half of the support plate is responsible for the distribution lines for the left half of the antenna area (quadrants A or C) and the other half of the support plate for the distribution lines for the right half (quadrants B or D) of the antenna area. 15. Antenne nach einem der Anspruche 10 bis 14. dadurch gekennzeichnet, daß die Vertelierleitungen nicht die Soalten, sondern die Reihen versorgen und somit horizontal verlaufen, so daß die in den Ansprüchen 12 bis 14 angegeoene Zuordnung der Trägerplatten nicht die vertikalen Sparen. sondern die horizontal verlaufenden Reihen betrifft.15. Antenna according to one of claims 10 to 14, characterized in that the Vertelierleitung not supply the Soalten, but the rows and thus run horizontally, so that the indicated in claims 12 to 14 assignment of the carrier plates not the vertical savings. but concerns the horizontal rows. 16. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, daß zur KorreKtur ces Differenzdiagramms in äußeren Winkelbereichen aucn in von der Symmetrielinie bzw. von den Symmetrielinien (14) weiter entfernt liegenden Bereichen der Halften oder Quadranten (A.B.C.D) der Antennenfläcne eine gegenonasige Erregung von dort angeordneten Einzeistraniern vorgesenen ist16. Antenna according to one of the preceding claims. characterized in that for the correction of the difference diagram in outer angular regions also in regions of the halves or quadrants (A.B.C.D) of the antenna surfaces which are further away from the line of symmetry or from the lines of symmetry (A.B.C.D) an anti-nasal excitation is provided by one-way trains arranged there
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