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Antennenanordnung
Diese Erfindung betrifft eine Anordnung von Antennen, bestehend aus einem Hohlraumresonator und einer Anzahl von Schlitzstrahlern und einem Strahler zur Leistungsversorgung des Hohlraumresonators.
Es ist bereits bekannt, bei Antennenanordnungen einen Hohlraum vorzusehen, in dessen Umhüllung sich Schlitzstrahler befinden sowie ein diesen Hohlraum erregender Strahler (brit. Patentschrift Nr. 657, 482).
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass vom gemeinsamen Signaleingang zu den verschiedenen Schlitzstrahlern je eine Leitung führt, deren Länge ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge des von einem erregenden Strahler ausgestrahlten Signals ist.
Eine Ausführung der Erfindung wie sie in der V. 0. -Antennenanordnung verwendet ist, wird nun an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert : Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnittes durch die V. O. R.-Antennenanordnung und Fig. 2 zeigt die prinzipielle Arbeitsweise der Erfindung.
Fig. l zeigt einen Hohlraumresonator 1 in Form eines geraden Zylinders mit 12 senkrechten Schlitzen 2 im Mantel des Zylinders. Eine erste Gruppe von Zuführungsleitungen 3 ist an die Schlitze 2 in den Ab- greifpunkten4 und 5 angeschlossen. Eine zv'eite Gruppe von Zuführungsleitungen 6 ist in die Schlitze 2 in den Abgreifpunkten 7 und 8 angeschlossen. Das andere Ende jeder Zuführungsleitungen 3 ist an einen gemeinsamen Signaleingang 13'angeschlossen. Das andere Ende jeder Zuführungsleitung 6 ist ebenfalls in einem gemeinsamen Punkt, in der Zeichnung nicht dargestellt, zusammengeschlossen.
Der drehbare Dipol 9 kann mit Hochfrequenz über eine rotierende elektrische Verbindung gespeist werden. Der Dipol 9 sitzt in einem Schaft 11, der mit einem elektrischen Motor (nicht dargestellt) mechanisch verbunden ist.
Der Hohlraumresonator 1 ist mit einer Platte 12 versehen, deren Lage zur Grundfläche des Hohlraumes mit Hilfe von Schrauben 13 einstellbar ist.
In Fig. 2 ist der Mantel des Hohlraumresonators mit l'und ein diametral gelegenes Paar von Schlitzen mit 2 bezeichnet. Zwei der Zuführungsleitungen 3 sind als Verbindung der Schlitze 2 mit dem Signaleingang 13'dargestellt. Die Zuführungsleitungen 3 sind an die Schlitze 2 in den Abgreifpunkten 4 und 5 angeschaltet. Die zweite Gruppe der Zuführungsleitungen 6 sind in Fig. 2 nicht dargestellt. Der waagrechte, drehbare Dipol ist mit 9 bezeichnet.
Die Abmessungen des Hohlraumresonators 1 sind so gewählt, dass eine Resonanz der TE, Mode im Frequenzbereich von 108 bis 118 MHz auftritt. Die Lage der Platte 12 kann mit Hilfe der Schrauben 13 verstellt werden.
Die höheren Resonanzmoden werden durch den waagrechten Dipol 9 erregt, der auf einem vertikalen Schaft nahe der Mitte des Hohlraumresonators angeordnet ist. Der Dipol 9 wird über eine rotierende elektrische Verbindung 10 und den Schaft 11 mit Hochfrequenz gespeist und rotiert mit 1800 Umdr/min. Die Strahlungscharakteristik ist in der Form eines Achters, der sich mit derselben Winkelgeschw indigkeit dreht.
Das System dreht sich also gegenüber den Schlitzen 2 im Mantel des Hohlraumresonators.
Hochfrequenz wird ebenso von einer Signalquelle (nicht dargestellt) den Schlitzen 2 über den Si- gnaleingangl3'und dieZuführungsleitungen 3 zugeführt. Die Strahlungscharakteristik zufolge der Schlitze ist im wesentlichen eine Rundstrahlcharakteristik.
Die Kombination der Strahlung der Schlitze und des sich drehenden Dipols erzeugt eine Strahlungscharakteristik in der Form einer Kardeoide, die sich mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie der Dipol
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dreht. Diese Strahlungscharakteristik induziert in der Antenne eines entfernten Flugzeugempfängers ein
Signal mit einer Amplitudenmodulation von 30 Hz.
Eine 30 Hz-Welle wird auch als Frequenzmodulation eines 9960 Hz-Hilfsträgers übertragen, der den
Signalträger amplitudenmoduliert. Die Phase der 30 Hz-Welle, zufolge der aufeinanderfolgenden Ampli- tuden-und Frequenzmodulation, kann mit der 30 Hz-Welle, zufolge der Amplitudenmodulation des Emp- fangssignales im Empfänger, der zur Zusammenarbeit mit dem Bodenfeuer geeignet ist, verglichen wer- den. Ein Signal, dass die Peilung des Bodenfeuers in bezug auf das Flugzeug kennzeichnet, kann in be- kannter Weise durch Vergleich der Phasenlage der beiden 30 Hz-Wellen erhalten werden.
Um ständig eine gute Widerstandsanpassung des Signaleinganges an die Schlitze im ganzen Freqzenz- bereich von 108 bis 118 MHz zu erreichen, ist es notwendig, dass der Betriebszustand nahe der Resonanz ist. Der Strahlungswiderstand in der Mitte eines in Resonanz befindlichen Schlitzes in einem Hohlraum ist in der Grössenordnung von 600 bis 700 Ohm, während die Impedanz, der Zuführungsleitungen bei 50 Ohm liegt. Um Anpassung zwischen den Zuführungsleitungen und den Schlitzen zu erreichen, ist es notwendig, dass die Zuführungsleitung zum Schlitz in Abgreifpunkten angeschlossen ist, z. B. in den Punkten 4 und 5, wo die Eingangsimpedanz des Schlitzes scheinbar nur 50 Ohm ausmacht.
Jedoch unter diesen Umständen würde jeder Schlitz effektiv einen Widerstand von 600 Ohm in Serie mit dem Hohlraumresonator darstel- len, wodurch die gewünschte TE Resonanz ausgelöscht würde. Die Erfindung gibt eine Methode an, bei der die Schlitze effektiv in bezug auf die Hohlraumresonanz sich nicht in Resonanz befinden, jedoch in bezug auf den Signaleingang in Resonanz befinden.
Fig. 2 zeigt, dass die Polarität der vom sich drehenden Dipol ausgesendeten Signalspannung zu einem gegebenen Zeitpunkt und die Polarität der durch den Dipol 9 am Schlitz 2 induzierten Spannung, die gleiche Amplituden haben, jedoch in Gegenphase sind. Wenn die Zuführungsleitungen 3 dieselbe Länge haben, wird die induzierte Spannung am Signaleingang 13'auch in Gegenphase sein. Der Signaleingang wird vom Dipol 9 und vom Hohlraumresonator 1 aus als kurzgeschlossen erscheinen. Falls die elektrischen Längen der Zuführungsleitungen 3 gleichgemacht sind, d. h. ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge der Trägerfrequenz aufweisen, wird der effektive Kurzschluss auf dieAbgreifpunkte 4 und 5 übertragen.
Das hat ungefähr dieselbe Wirkung, wie ein Verkürzen der Länge der Schlitze durch die Länge des Stückes, zwischen den Abgreifpunkten 4 und 5 und dem Ende des Schlitzes. Zufolge der Leistung, die vom Signaleingang 13'zu den Schlitzen 2 zugeführt wird, sind die Schlitze scheinbar im Resonanzzustand.
Die Lage der Abgreifpunkte 4 und 5 ist bestimmt durch die Notwendigkeit der Impedanzanpassung mit den Zuführungsleitungen 3 und dadurch, dass die effektiv verlangte Länge der Schlitze nicht erreichbar ist.
Eine weitere Verkleinerung der effektiven Länge der Schlitze wird dadurch erreicht, dass die zweite Gruppe von Zuführungsleitungen 6 an die Schlitze 2 in den Abgreifpunkten 7 und 8 angeschlossen werden. Die Zuführungsleitungen 6 sind ein ganzzahliges Vielfaches einer halben Wellenlänge der Trägerfrequenz lang. Die andern Enden der Zuführungskabel 6 sind in einem gemeinsamen Punkt zusammengeschlossen, so wie bei den Zuführungsleitungen 3, nur dass dieser gemeinsame Punkt in diesemFalle nicht der Signaleingang ist.
Die vom Dipol 9 an den Abgreifpunkten 7 und 8 induzierten Spannungen sind gleich gross und in Gegenphase, so dass bei gleicher elektrischer Länge der Zuführungsleitungen 6, dadurch, dass sie ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge der Trägerfrequenz lang gemacht werden, in bezug auf den Hohlraumresonator 1, die Schlitze 2 in ihren Abgreifpunkten 7 und 8 kurzgeschlossen erscheinen.
Da die Schlitze 2 effektiv, in bezug auf den Hohlraumresonator 1, sich nicht in Resonanz befinden, werden sie in Serie mit dem Hohlraumresonator einen resonanzverstimmenden Effekt aufweisen. Dieser Effekt kann durch Veränderung der Lage der Platte 12 ausgeglichen werden. Falls nur eine Strahlung bei einer festen Trägerfrequenz gewünscht wäre, könnte die Reaktanz der Schlitze in den festen Abmessungen des Hohlraumresonators berücksichtigt werden. Es wäre dann eine in ihrer Lage im Hohlraumresonator einstellbare Platte nicht notwendig.
Die Erfindung ist nicht auf Antennensysteme beschränkt, bei denen die Form des Hohlraumresonators ein Zylinder ist.
Der verstimmende Effekt der Schlitze könnte auch durch eine Änderung der Radius des Hohlraumre-
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