DE1036941B

DE1036941B - Richtantennenanordnung

Info

Publication number: DE1036941B
Application number: DET13732A
Authority: DE
Inventors: Rudi Manthey
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1957-06-15
Filing date: 1957-06-15
Publication date: 1958-08-21
Also published as: FR1210703A; US3032761A; GB838574A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Richtantennenanordnung zur Aussendung oder/und zum Empfang elektromagnetischer Wellen, insbesondere für Radargeräte, zur Erzeugung von. Diagrammen unterschiedlicher Bündelung.

Die erforderliche Bündelung einer Strahlung richtet sich nach der speziell zu lösenden Aufgabe. Beispielsweise ist für die Radarüberwachung eines gegebenen Raumes mittels eines Überwachungsgerätes eine geringe azimutale Bündelung von Nutzen, weil dann stets ein weiter Winkel des Raumes gleichzeitig beobachtet wird. Hingegen ist für eine gute Beobachtung eines einzelnen Objektes eine große Azimutauflösung erforderlich, die nur bei großer Bündelung möglich ist. Nun kommt es insbesondere in der Radartechnik vor, daß zwei solcher Aufgaben miteinander kombiniert werden müssen, so z. B., wenn ein Raum mit geringer Bündelung überwacht, ein gesuchter Gegenstand aufgefaßt und dieser dann gut aufgelöst werden soll. Will man nicht zwei verschiedene Antennensysteme für diese Kombination der Aufgaben verwenden, so braucht man eine Anordnung, deren Bündelung durch einen möglichst einfachen Mechanismus schnell verstellt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist. bereits eine Anordnung bekannt, bei der die Bündelung durch Veränderung des als Hornstrahler ausgebildeten Primärstrahler« variiert werden kann (Electronics, 28 [1955], 5, S. 142 und 143). In dieser vorbekannten Anordnung haben die Hohlrobrzuleitung und der Hornstrahler einen rechteckigen Querschnitt, wobei die Höhe des Hornstraihlers unverändert dieselbe wie in der Zuleitung ist und die Breite sich von der Zuleitung zur Apertur hin linear verändert. Die Breite ist durch eingelegte Wände, die mit Scharnieren am Zuleitungsende befestigt sind, veränderbar.

Diese vorbekannte Anordnung ist aber auf die Anwendung von Hornstrahler beschränkt und hat noch eine Reihe von weiteren Nachteilen. Zunächst einmal ist der Änderungsbereich der Bündelung nur klein; er reicht bei weitem nicht aus, wenn die Bündelung beispielsweise zwischen den Werten 90 und 1° verändert werden soll. Außerdem ist die Anpassung des Hornstrahlers zuileitumgsseitig und nach außen im allgemeinen nur für eine bestimmte Apertur optimal. Überdies hat diie vorbekannte Anordnung im Hornstrahler noch Nebenhohlräume, in denen leicht Resonanzen auftreten können, die das Diagramm verändern.

Gemäß einer bereits bekannten Anordnung soll der Wechsel zwischen, großer und kleiner Bündelung entweder dadurch vorgenommen werden, daß zwei Primärstrahler mit getrennten Zuleitungen vorgesehen werden, die eine verschiedene Bündelung haben und Richtantennenanordnung

Anmelder:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Rudi Manthey, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt worden

wahlweise in den Brennpunkt eines Parabolreflektors geschwenkt werden können, oder dadurch, daß zwei Primärstrahler verschiedener Bündelung dicht nebeneinander in der Brennebene nahe beim Brennpunkt des Parabolreflektors angeordnet werden. Wenn man einmal ganz von dem erheblichen Nachteil des zweiten Falles absieht, der dadurch entsteht, daß nicht beide Primärstrahler genau im Brennpunkt angeordnet werden können und dadurch notwendig unerwünscht verzerrte Diagramme erzeugen, so bleibt festzustellen, daß mit einer derartigen Anordnung die Bündelung nur innerhalb sehr enger Grenzen verändert werden kann. Außerdem lassen sich sehr scharf bündelnde Primärstrahler nur mit großem Aufwand herstellen.

Eine weitere bekannte Anordnung sieht schließlich zur Veränderung der Bündelung vor, daß Teile des Reflektors beweglich gestaltet werden, d. h. daß der Reflektor bei großer Bündelung die Fläche eines Paraboloids hat und daß Elemente dieser Paraboloidfläche zur Verminderung der Bündelung ausgeschwenkt werden. Jedoch ist es offensichtlich kompliziert und schwierig, eine Paraboloidfläche mechanisch derart veränderlich auszubilden.

Erfindungsgemäß wird eine Richtantennenanordnung zur Erzeugung von Diagrammen unterschied^ licher Bündelung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein bündelnder Reflektor vorgesehen ist und daß wenigstens «in Primärstrahler vorgesehen ist, der derart schwenkbar angeordnet ist, daß ein Antennendiagramm großer Bündelung erzeugt wird, wenn der Primärstrahler den Reflektor ausleuchtet, und ein Diagramm geringer Bündelung, wenn die elektromagnetischen Wellen vom Primärstrahler ohne

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Bündelung durch den Reflektor ausgestrahlt oder/und empfangen werden.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Änderungsmechanik einfach und gibt zu keinen Störungen i\nlaß, und es ist mögilich, z. B. eine im Primärstrahler auf 90° gebündelte Strahlung ohne weitere Bündelung auszusenden oder durch einen Parabolreflektor z. B. weiterzubündeln auf 1°.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Richtantennenanordnung, bei der die Bündelung augenblicklich von einem großen auf einen kleinen Wert oder umgekehrt verändert werden kann. Aus einem Gerät 1 (Sender oder Empfänger) kommt eine Hohlrohrleiitung2, die an der Drehvorrichtung 3 mit ihrer um die gestrichelt gezeichnete Achse drehbaren Fortsetzung verbunden ist; diese mündet wiederum in den Hornstrahler 4, der wahlweise den Reflektor 5 ausleuchtet oder direkt in die Beobachtungsrichtung (Pfeilrichtung, gestrichelt gezeichneter Hornstrahler) geschwenkt werden kann. Es ist selbstverständlich auch möglich, an Stelle des Hornstrahlers 4 einen anderen Primärstrahler, beispielsweise einen Dipol, und an Stelle der Hohlrohrzuleitung 2 eine andere bekannte Zuleitungsform, beispielsweise eine Koaxialleitung, zu verwenden.

Die Anordnung kann noch dahingehend abgewandelt werden, daß an Stelle eines schwenkbaren Primärstrählers zwei feststehende verwendet werden, die sich auf einer gemeinsamen mechanischen Halteanordnung, die auch die Zuleitungen enthält, vor dem Reflektor befinden. Der eine Primärstrahler leuchtet dann den Reflektor aus, während der andere die elektromagnetischen Wellen ohne Bündelung durch den Reflektor aussendet bzw. empfängt. Diese Anordnung ist gegenüber einer solchen mit zwei getrennten Antennen platzsparend, was sich sowohl für die Länge der Zuleitungen als auch den Raumbedarf der Antennenanordnung selbst, beispielsweise in Flugzeugen, günstig auswirkt.

In Fig. 2 sind die beiden Diagramme dargestellt, die wahlweise verwendet werden sollen. An der Stellei befindet sich das Gerät, dessen Primärstrahler ohne Reflektor das Diagramm 2 und mit Reflektor das Diagramm 3 ergibt.

Fig. 3 zeiigt eine Richtantennenanordnung in perspektivischer Darstellung mit zwei Radargeräten 6 und 7. An den Geräten 6 und 7 befinden sich die Hohlrohrzuleitungen 8 und 9, die die beiden Primärstrahler 15 und 17 speisen. An Stelle zweier Primärstrahler können auch noch mehrere vorgesehen werden. In dieser Anordnung leuchtet einer der Primärstrahler den Reflektor 18 aus und erzeugt dadurch ein Diagramm großer Bündelung, während der andere gleichzeitig direkt in die Beobachtungsrichtung gerichtet ist und ein Diagramm geringer Bündelung erzeugt. In dieser vorteilhaften Ausführungsform arbeiten die Radargeräte 6 und 7 auf verschiedenen Frequenzen, und die Primärstrahler 15 und 17 und deren Zuleitungen 8 und 9 sind auf entsprechende Frequenzbänder abgestimmt. Die beiden Strähler 15 und 17 können gleichzeitig betrieben werden, so daß gleichzeitig eine Ortung mit breitem und schmalem Diagramm möglich ist. Natürlich ist auch die wahlweise 6g Einschaltung der Radargeräte 6 und 7 und damit wahlweise eine Erzeugung schmaler oder breiter Diagramme möglich.

Mit der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Richtantennenanordnung ist es möglich, die breite und die schmale Diagrammform für die beiden vorhandenen Frequenzen zu erzeugen. Es kann also wahlweise für das Radargerät 6 ein schmales und für das Radargerät 7 ein breites Diagramm (die in Fig. 3 dargestellte Einstellung) oder auch für das Radargerät 6 ein breites und für das Radargerät 7 ein sohmales> Diagramm erzeugt werden. Eine derartige Umschaltung ist z. B. dann von Vorteil, wenn eine der beiden Radarfrequenzen beispielsweise durch einen Störsender gestört ist. In diesem Fall wird das gestörte Gerät normalerweise mit dem Diagramm großer Breite für den Überwachungsempfang eingesetzt. Nach Winkelgrobortung kann eine Winkelfeinpeilung mit dem umgeschalteten Diagramm geringer Breite erfolgen. Das andere Radargerät kann, wenn das erste z. B. mit breitem Diagramm arbeitet, mit dem komplementären Diagramm zur Rückstrahlortung dienen.

Sollen die Diagramme für die Geräte 6 und 7 ausgewechselt werden, so erfolgt ein einfacher Schwenkvorgang der Primärstrahler. Die Zuleitung 8 des Primärstrahlers 15 ist mit ihrer Fortsetzung 10 im Drehgelenk 11 schwenkbar verbunden, genauso die Zuleitung 9 des Primärstrahlers 17 mit ihrer Fortsetzung 12 im Drehgelenk 13. Beide können gleichzeitig um 180° um die gestrichelt gezeichnete Achse A-A geschwenkt werden. Da in vorliegendem Ausführungsbeispiel die Primärstrahler außerhalb des VOm Reflektor gebündelten Diagrammes liegen, um den Strahlengang nicht zu stören, müssen die Primärstrahler bei der Diagrammumschaltuing nicht nur um die Achse A-A, sondern auch um die Achse B-B geschwenkt werden. Man erreicht damit, daß das Strahlungszentrum des den Reflektor 18 ausleuchtenden Pri'märstrahlers (in der gezeigten Stellung: 15) auf das Zentrum des Reflektors 18 gerichtet ist, während der ohne weitere Bündelung betriebene Primärstrahler (in der gezeigten Stellung: 17) ein horizontal gerichtetes Diagramm erzeugt. Zur Drehung um die Achse B-B ist auf der Leitung 10 der Hornstrahler 15 abermals mit einem Drehgelenk angeschlossen, ebenso auf der Leitung 12 der Hornstrahler 17 mit einem Drehgelenk 16.

Claims

Patentansprüche:

1. Richtantennenanordnung zur Aussendung oder/und zum Empfang elektromagnetischer Wellen, insbesondere für Radangeräte, zur Erzeugung von Diagrammen unterschiedlicher Bündelung, dadurch gekennzeichnet, daß ein bündelnder Reflektor vorgesehen ist und daß wenigstens ein Primärstrahler vorgesehen ist, der derart schwenkbar angeordnet ist, daß ein Antennendiagramm großer Bündelung erzeugt wird, wenn der Primärstrahler den Reflektor ausleuchtet, und ein· Diagramm geringer Bündelung, wenn die elektromagnetischen Wellen vom Primärstrahler ohne Bündelung durch den Reflektor ausgestrahlt oder/und empfangen werden.

2. Abänderung einer Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines schwenkbar angeordneten Primärstrahlers zwei feststehende Primärstrahler vor dem bündelnden Reflektor derart angeordnet sind, daß der eine Primärstrahler den Reflektor ausleuchtet und der andere Primärstrahler die elektromagnetischen Wellen ohne Bündelung durch den Reflektor ausstrahlt oder/und empfängt.

3. Richtantennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere — vorzugsweise zwei — Primärstrahler derart schwenkbar

angeordnet sind, daß einer der Primärstrahler ein Diagramm großer Bündelung durch Ausleuchten des Reflektors und ein zweiter Primärstrahler ein Diagramm geringer Bündelung durch Ausstrahlung ohne weitere Bündelung erzeugt.

4. Richtantennenanordnung nach Anspruch 1 Ws 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär-

strahler und deren Zuleitungen auf unterschiedliche Frequenzbänder abgestimmt sind.

5. Richtantennenanordnuing nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor derart ausgebildet ist, daß der oder die Primärstrahler außerhalb der von ihm gebündelten Strahlung liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen