SE464381B - Rymdduplex mikrobandantenn - Google Patents

Description

å4e4 381 10 15 20 25 30 35 2 ningsövergångar till varandra. Genom användning av separata mottagar- och sändarantenner, som var och en arbetar med fyra strålar, kan maximal förstärkning förverkligas för ett visst utrymme. Genom lagom rymdfördelning av antennenheterna kan en tillfredsställande isoleringsnivå uppnås. Vidare kan den föreliggande utformningen avge ett ordentligt signal/- brusförhållande, så att den lämpar sig för inbyggnad i flyg- plan som är verksamma på hög höjd med väl tilltagna effekt- nivåer.

Föredragen utföringsform Ovan angivna ändamål och fördelar med den föreliggande uppfinningen kommer att belysas närmare nedan i samband med beskrivningen, som ges under hänvisning till bifogade rit- ningar, där fig. 1 visar en sektion av en känd antennstruktur, fig. ZA visar en första hälft av antennstrukturen enligt den föreliggande uppfinningen, fig. ZB visar en andra hälft av antennstrukturen enligt den föreliggande uppfinningen och fig. 3 visar i detalj genommatningsförbindelsen såsom den användes vid den föreliggande uppfinningen.

I en typisk mikrobandsantenn av det slag som beskri- vits i samband med den angivna kända tekniken och visas i fig. 1 är en enkelmatning, betecknad med hänvisningssiffran 1, ansluten till ett flertal anordningar med brickstrålare såsom de som visas vid 2. Brickorna är halvvågsresonatorer som utsänder effekt från brickkanterna. För att styra strål- bredden, strålformen och sidolobsnivån måste den effekt- mängd som utstrålas av varje bricka vara inställd. Utstrålad effekt är proportionell mot brickkonduktansen, som är rela- terad till våglängden,linjeimpedansen samt brickbredden.

Dessa brickor är sammanbundna med faslänkar, såsom den som visas vid 3, vilka bestämmer strålvinkeln relativt enheternas axel. _ De av brickor och faslänkar utformade enheterna är anslutna till matarledningen via en tvåstegsomvandlare 4, som reglerar den mängd effekt som tas ut från mataren 1 till enheten. Mataren är utförd av en serie faslänkar 5 med in- 10 15 20 25 30 35 464 381 3 bördes lika längd som styr strålvinkeln i det plan som är vinkelrätt mot enheterna. Mataren utgör även en vandrande vågstruktur. Den effekt som är tillgänglig vid varje given punkt är lika med den totala insignaleffekten minus den effekt som avtappas av samtliga tidigare enheter. Dessa struk- turer är bredbandiga och begränsas endsat av överföringsme- diet och strålarbandbredden. I detta fall begränsar brick- strålarnas höga 0 bandbredden till ett par procent av arbets- frekvensen.

I fig. ZA och ZB avser hänvisningsbeteckningen 6 allmänt den tryckta kretsutläggningen för etsning av inter- folierade rymdduplexa antenner enligt den föreliggande upp- finningen. Såsom framgår är de udda belägna enheterna an- slutna till matarledarna 10 och 14 vid sina motsatta ändar och definierar därmed sändarantennen enligt uppfinningen.

Matarledarna 8 och 12 är anslutna medelst genomföringsklämmor, vilka kommer att beskrivas nedan, till jämnt belägna enheter och utgör därmed en separat mottagarantenn. Såväl mottagar- som sändarantennen är rymdduplex inom det område som defini- eras av den tryckta kretsen.

Betraktar man fig. ZA mer i detalj så finner man att förbindelsepunkten 16 ansluter matarledaren 10 till den första udda (den översta) enheten 17, som har första och andra stegomformare 18 och 20 vilka ansluter .matarledaren 10 till seriekopplade strålarbrickor, såsom ZZ och 24, vilka konduktivt sett åtskiljes av faslänkar 26. Den motsatta änden av den första udda enheten 17 definierar förbindelse- punkten 29, som är ansluten till sändarmatarledaren 14.

Den nedersta sändarenheten, som generellt betecknas med hän- visningstalet 27 och visas i fig. ZA, har sin vänstra ände ansluten till sändarmatarledaren 10 vid förbindelsepunkten 28. Den motsatta änden på denna enhet är ansluten till den andra sändarmatarledaren 14 i förbindelsepunkten 30 såsom visas i fig. ZB. Genom att mata sändarenergi till sändar- matarledarnas portar 1T, ZT, BT och AT genereras fyra strålar såsom indikeras i hörnen av fig. ZA och ZB. 464 381 10 15 20 25 3o 35 4 Mottagarmatarledarna 8 och 12 är orienterade paral- lellt på avstånd till deras motsvarande sändarmatarledare 10 och 14, men är avskurna från kretskortet och är fysiskt be- lägna på motsatt sida av den tryckta kretsen relativt en- heterna. Anslutningar mellan mottagarmatarledarna och mot- tagarenheterna är utförda medelst matningsgenomföringar, så- som kommer att beskrivas mer i detalj i samband med fig. 3.

Matning av mottagen energi som passerar utmed mottagarmatar- ledaren 8 uppträder vid regelbundet förlagda uttagspunk,ter såsom vid Förbindelsepunkten 32, som är ansluten till serie- kopplade tvåstegsomvandlarna 36 och 38 utmed ett första matningsband 35, som avslutas i en genommatningskontakt 34.

Såsom indikeras med streckad linje är genommatningskontakten 34 hopkopplad med genommatningskontakten 40, som bildar den vänstra änden av den översta jämna enheten 39. Den vandrande mottagna energin utmed matarledaren 8 kommer således att matas direkt med de jämna enheterna som utgör mottagaran- tennen, varvid dessa enheter interfolieras med de udda enhet- erna av sändarantennen. Liksom i Fallet med sändarantenn- enheten 17 hopkopplar Faslänkar såsom 46 och 48 de seriekopp- lade mottagarenhetsbrickorna, exempelvis 42 och 44. Enhetens 39 högra ände är hopkopplad med den andra mottagarmatar- ledaren 12 medelst respektive genommatningskontakter 52 och 50, såsom indikeras med den streckade linjen.

Liknande kopplingar mellan de fyra matarledarna och deras respektive enheter upprepas så att både mottagaran- tennen och sändarantennen är utförda med Fyra strålar.

Fig. 3 är en detaljvy av genommatningskonstruktionen.

Såsom ett exempel illustreras genommatníngskopplingen mellan kontakterna 40 och 34. erna 6 visas vända uppåt medan det ledande genommatningsbandet Planet för de interfolierade enhet- 35 är vänt nedåt samt deras respektive genommatningskontakter 40 och 34 är förlagda på avstånd från varandra. Hål 54 och 56 är upptagna i substratet "1" för antennenheterna och sub- stratet "2" för genommatningsbandet. Ett förstorat hål 60 är upptaget genom aluminiumbasplattorna "1" resp. "Z", som är anbringade på antennstrukturen och genommatningsbandet. 10 15 20 25 30 35 _17» Ch .is (N CO -Q 5 Genommatningarna fullständiggörs av ett lödstift 58 anord- nat mellan de båda etsade genommatningskontakterna 40 och 34.

Eftersom isolering mellan sändar- och mottagaran- tennerna är av primär vikt så måste försiktighet iakttagas för att nedbringa den inbördes kopplingen mellan närlig- gande anordningar. Uppenbart är att ju större avståndet är mellan enheterna (matningsavstånd) ju större är isoleringen.

För att emellertid avhålla lober av högre ordning från att utbildas så bör matningsavståndet icke väsentligt överstiga substratvåglängden (vanligen 14,75 mm). Ett normalavstånd av 15,25 mm kan väljas för att optimera isoleringen och undertrycka icke önskvärda strålar. Förutbestämda mönster kan " vid detta avstånd alstra lober av högre ordning under 25 dB.

Inbördes koppling är även en funktion av närliggande brickinriktning. Det har experimentellt befunnits att den största isoleringen uppnåddes när brickorna i sändarantennen ligger i linje mitt för mottagarantennens brickor. Därför kan enheternas avstånd för båda antennerna väljas att nor- malt vara 12,125 mm.

För att uppnå korrekt strålform för korrigering över vatten utnyttjar uppfinningen gamma/psi-separabla amplitud- funktioner. Eftersom antennen måste matas från fyra hörn avböjes dessa amplitudfunktioner för att ge symmetrisk strål- formning. Amplitudfunktionerna är utformade till att utstråla det mesta av insignaleffekten i antennens första hälft för att nedbringa effekten av avböjningen till ett minimum.

Enligt den ovan beskrivna uppfinningen är det uppen- bart att en interfolierad mikrobandsantenn av rymdduplextyp erhålles, vilken innefattar separata mottagar- och sändaranten- ner, som var och en omfattar fyra strålar för optimering av effektbehandlingsförmågan inom ett fixerat område med ett operativt högt S/N-förhållande. mottagar- och sändarantennerna Genom att ha var och en av genomgående anordnade i antenn- strukturens definierade område så kan full förstärkning uppnås.

Det bör inses att den föreliggande uppfinningen ej är begränsad till exakt de konstruktiva detaljer som visats och beskrivits utan uppenbara modifieringar kan lätt inses av fackmannen på området. år

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 464 381 6 PATENTKRAV

1. En med fyra strålar arbetande rymdduplex antennanord- ning omfattande ett första flertal hopkopplade strålarbrickor (2) anordnade som mikrobandenheter som utgör sändarantenn (17), varvid enheterna är fördelade över ett förutbestämt område, ett andra flertal hopkopplade strålarbrickor (2) anordnade som mikrobandenheter som utgör en varvid en- i ett folierat planförhållande med sändarantennens mikrobandenheter, mottagarantenn (18), heterna är fördelade över det förutbestämda området inter- en första matarledare (10) med ett flertal uttagspunkter för anslutning till motsvarande första ändar på en i ett plan an- ordnad första enhetsgrupp som motsvarar sändar- eller mottagar- antennens mikrobandenheter, en andra matarledare (14) med ett flertal uttagspunkter för anslutning till motsvarande andra ändar på den plana första enhetsgruppen, en tredje matarledare (8) med ett flertal uttagspunkter för anslutning till motsvar- ande första ändar på en andra grupp av sändar- eller mottagar- antennens mikrobandenheter som är anordnade i skilda plan rela- ' tivt den tredje matarledaren, samt en fjärde matarledare (12) med ett flertal uttagspunkter för anslutning till motsvarande ändar på den andra enhetsgruppen, som är anordnade i skilda plan relativt den fjärde matarledaren, varvid vardera sändar- och mottagarantennen arbetar med fyra elektromagnetiska energi- Strålfif, k ä n n e t e c k n a d av att varje ände på de mikro- bandenbeter som utgör den andra enhetsgruppen har därtill kopp- lade genommatningskontakter (40, 52), varvid de tredje och fjärde matarledarnas (8, 12) uttagspunkter har genommatníngs- kontakter (34, 50) anslutna till de förstnämnda genommatníngs- kontakterna samt av att varje genommatningskontakt (34, 50) É på de tredje och fjärde matarledarna (B, 12) uppvisar ett an- slutningsorgan för sammankoppling av denna genommatningskontakt , (40, 52) hos mikroband- enheterna som utgör den andra enhetsgruppen. med motsvarande genommatningskontakt

2. Antennanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e- t e c k n a d av att respektive anslutningsorgan är utformat som ett genommatningsstift (58) anslutet mellan mikrobanden- *å 7 464 381 heternas respektive matarledarnas kontakter (34, 40) för upp- rättande av anslutningen mellan dessa.

3. Antennanordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e- t e c k n a d av att till respektive mikrobandenhet hörande strålarbrickor (22, 24) är hopkopplade medelst faslänkar (26).

4. Antennanordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att varje matarledare (8, 10, 12, 14) omfattar en konduktiv sektion med repeterande serpentinsegment.