DE1227088B - Richtantennenanordnung zur Minimumpeilung - Google Patents

Description

• Richtantennenanordnung zur Minimumpeilung Die Erfindung betrifft eine Richtantennenanordnung zur Minimumpeilung mit zwei in einem Abstand angeordneten Richtantennen, die die gleiche Charakteristik aufweisen und in ein und dieselbe Richtung ausgerichtet sind.
• In der Peiltechnik ist es üblich, mit Hilfe eines Minimums des Richtdiagramms die Lage eines Senders festzustellen. Die Minimumpeilung hat den Vorteil, daß infolge des scharfen Minimums die Minimurnrichtung, d. h. die Richtung, in der der Sender liegt, genauer festgestellt werden kann. Bei der Maximumpeilung ist es oft schwierig, infolge des breiten Maximums genau den Maximalpunkt des Strahlungsdiagramms festzustellen.
• Schaltet man zwei Richtantennen zur Erzielung einer Minimumcharakteristik zusammen, so erhält man neben dem eigentlichen Hauptminimum, mit dem die Peilung durchgeführt wird, auch noch Nebenminima der Peilcharakteristik. Diese Erscheinung ist verständlicherweise störend, da man bei Erhalt eines Minimums auf dem Anzeigegerät des Peilers nicht ohne weiteres erkennen kann, ob dieses angezeigte Minimum durch das Hauptminimum oder eines der Nebenminima bewirkt wird.
• Zweck der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, um in einfacher Weise erkennen zu können, ob nun das erhaltene Minimum auf dem Anzeigegerät durch das Hauptminimum oder durch eines der Nebenminima bewirkt wird.
• Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zum eindeutigen Erkennen des Hauptminimums der durch die Gegeneinanderschaltung der beiden Antennenspannungen gebildeten Charakteristik die beiden Antennen in einem solchen Abstand angeordnet sind, daß die Phasenzentren etwa A/4 voneinander entfernt sind, um beim Abschalten der einen Antenne eine Charakteristik zu erhalten, die in Richtung des Hauptminimums der beiden Antennen ein Maximum aufweist, während die Nebenmaxima und -nullstellen mit denen der Charakteristik der beiden Antennen zusammenfallen.
• Es sind zwar Richtantennenanordnungen bekannt, mit denen sowohl eine Maximum- als auch eine Minimumpeilung durchführbar ist. Mit diesen bekannten Anordnungen ist es jedoch im Gegensatz zu der oben angegebenen Richtantennenanordnung nicht möglich, durch Umschaltung zu erkennen, ob das auf dem Anzeigegerät erhaltene Minimum von dem Hauptminimum oder einem der Nebenminima herrührt.
• An Hand der Zeichnung soll im folgenden an einem Ausführungsbeispiel das Prinzip der erfindungsgemäßen Antennenanordnung näher erläutert werden.
• Fig. 1 zeigt die Anordnung zweier schwenkbarer Richtantennen. Diese bestehen aus je einer Antennenzeile 1 und 2, in denen die einzelnen Antennen um A/2 gegeneinander versetzt sind. Da die beiden Richtantennen, also die beiden Antennenzeilen, in einem Abstand von etwa einer Viertelbetriebswellenlänge stehen sollen, wird es hier notwendig, zwischen zwei Antennen der einen Zeile je eine Antenne der anderen Zeile aufzustellen. Günstigerweise wählt man, um Kopplungen der Antennen untereinander weitgehendst auszuschalten, zwischen benachbarten Antennen einen Abstand von genau A/4. Die beiden Antennenzeilen müssen aus der gleichen Anzahl, in der Zeichnung sind es je fünf, von Antennen bestehen und außerdem betragsmäßig das gleiche Richtdiagramm besitzen. Sie müssen aber gegenphasig geschaltet sein.
• Darüber hinaus soll jede der beiden Richtantennen nur ein Hauptmaximum besitzen. Das Strahlungsmaximum in die um 1800 verdrehte Richtung kann z. B. mit Hilfe von Reflektoren unterdrückt werden.
• Ist nur eine der Richtantennen angeschaltet, so ergibt sich in kartesischen Koordinaten ein Richtdiagramm, das z. B. den in Fig. 2 mit A bezeichneten Verlauf aufweist. Das Diagramm hat ein Hauptmaximum und einige Nebenmaxima.
• Es sollen die örtlichen Empfangsfeldstärken des einen Diagramms mit , die des anderen Diagramms mit - und und mit ç der Phasenwinkel zwischen den beiden und mit p3 ihre Summe bezeichnet werden.
• Für den Betrag B von E3 erhält man B=2A(a)5in(P/2. (1) ç ist aber nicht konstant, sondern von der Lage des betrachteten Punktes zu den zwei Richtantennen abhängig. Es gilt ç = (p05ina, wenn a der Winkel zwischen der Richtung des Hauptmaximums und dem betrachteten Punkt ist. In dem vorliegenden Falle ist (Po = = 900 gleich dem Abstand der beiden Antennenzeilen zueinander, somit erhält man: B = 2A (a) sin (45° sin °a) . (2) Aus der Formel erkennt man, daß B überall dort eine Nullstelle hat, wo auch A null ist, außerdem aber noch für a = 0. Rein qualitativ ergibt sich daraus, der mit B bezeichnete, gestrichelt gezeichnete Verlauf des Richtdiagramms der Fig. 2. Mit Hilfe des neuentstandenen Minimums läßt sich eine Minimumpeilung durchführen. Hat man bei der Schwenkung der Anordnung ein Minimum gefunden, so weiß man noch nicht, in welchem der Minima man sich gerade befindet. Durch einen Umschalter läßt sich aber leicht die Richtwirkung der einen Antennenzeile abschalten. Zeigt auch das Richtdiagramrn der anderen noch eingeschalteten Antennenzeile bei derselben Einstellung einen Nullwert, so liegt man im falschen Minimum. Nur wenn für die eine Antennenzeile allein eine Empfangs spannung angezeigt wird, während die Gesamtanordnung bei dem eingestellten Winkel eine Nullstelle in ihrem Diagramm hat, ist die Peilung richtig. Es gilt somit das Kriterium: richtige Peilung nur für B = 0, A0.
• Es ist nicht unbedingt notwendig, die eine Strahlnngsrichtung mittels Reflektoren zu unterdrücken.
• Unterläßt man aber die Unterdrückung, so erhält man Mehrdeutigkeit der Peilung und muß eine Anordnung vorsehen, um die richtige Peilrichtung zu kennzeichnen.
• In F i g. 3 ist die Richtcharakteristik einer Antennenzeile, deren Einzelglieder im Abstand ;t/2 stehen und eine binomische Stromverteilung haben sollen, mit C bezeichnet. Auch hier soll eine zweite Antennenzeile - wie in F i g. 1 dargestellt - angeordnet werden und die beiden Zeilen gegenphasig geschaltet sein. Gemäß der Gleichung (2) ergibt sich eine Richtcharakteristik D mit einem Minimum bei dem Winkel 00, ein weiteres Minimum in der um 1800 verdrehten Richtung, wenn auch bei dieser Anordnung ein Reflektor angebracht ist. Bei dieser Anordnung kann man mit der oben beschriebenen umschaltbaren Anordnung ebenfalls mit Hilfe des Kriteriums D = 0, c0 die richtige Peilrichtung- fesflegen. An Stelle der binomischen Stromverteilung könnte man auch eine gleichmäßige Stromverteilung vorsehen und die Antennen entsprechend den Binomialkoeffizienten verteilen.
• Die Antennenzeilen müssen nicht in einer Ebene angeordnet sein. Es ist sogar aus Kopplungsgründen ratsam, sie verschoben gegeneinander in parallelen Ebenen anzuordnen. Die parallel verschobenen Antennenzeilen müssen dann aber entsprechend ihrer räumlichen Versetzung angeschaltet werden. In der F i g. 4 ist ein Beispiel einer solchen Anordnung angegeben. Die beiden Zeilen sind um A/2 gegeneinander verschoben. Die beiden Zeilen in der Anordnung, wie sie Fig. 1 zeigt, sind gegenphasig angeschlossen, also müssen sie in dieser Anordnung wie in Fig. 4 gleichphasig angeschlossen werden. Durch den Laufzeitunterschied erhält man dann den gleichen Effekt, wie durch die Anordnung, wie sie Fig. 1 zeigt.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Richtantennenanordnung zur Minimumpeilung mit zwei in einem Abstand angeordneten Richtantennen, die die gleiche Charakteristik aufweisen und in ein und dieselbe Richtung aus gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum eindeutigen Erkennen des Hauptminimums der durch die Gegeneinanderschaltung der beiden Antennenspannungen gebildeten Charakteristik die beiden Antennen in einem solchen Abstand angeordnet sind, daß die Phasenzentren etwa A/4 voneinander entfernt sind, um beim Abschalten der einen Antenne eine Charakteristik zu erhalten, die in Richtung des Hauptminimums der beiden Antennen ein Maximum aufweist, während die Nebenmaxima und -nullstellen mit denen der Charakteristik der beiden Antennen zusammenfallen.
2. 2. Richtantennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei an sich bekannten Antennenzeilen als Richtantennen alle Einzelantennen der beiden Antennenzeilen auf einer einzigen Geraden derart aufgestellt sind, daß jeweils zwischen zwei benachbarten, um A/2 voneinander entfernten Einzel antennen einer Antennenzeile eine Einzelantenne der anderen Antennenzeile angeordnet ist.
3. 3. Richtantennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei an sich bekannten Antennenzeilen als Richtantennen die Einzelantennen der beiden zur Erzielung des A/4-Abstandes der Phasenzentren entsprechend gegeneinander verschobenen Antennenzeilen auf zueinander parallelen Geraden aufgestellt sind, wobei der Abstand dieser Geraden voneinander A/2 ist.
4. 4. Anwendung des Prinzips zur Erkennung des Hauptminimums gemäß Anspruch 1 zur Unterscheidung zwischen dem eigentlichen Peilminimum und der um 1800 gegenüber dem Peilminimum verdreht liegende Nullstelle der durch die Gegeneinanderschaltung der beiden Antennenspannungen gebildeten Charakteristik bei Verwendung zweier Antennenzeilen, bei denen die Einzelantennen im Abstand A/2 zueinander angeordnet sind und bei denen die aus den Einzelantennen ausgekoppelten Ströme entsprechend den Binomialkoeffizienten bemessen sind und bei denen ferner durch Reflektoren das eine Empfangsmaximum unterdrückt ist.
5. 5. Anwendung des Prinzips zur Erkennung des Hauptminimums gemäß Anspruch 1 zur Unterscheidung zwischen dem eigentlichen Peilminimum und der um 1800 gegenüber dem Peilminimum verdreht liegende Nullstelle der durch die Gegeneinanderschaltung der beiden Antennenspannungen gebildeten Charakteristik bei Verwendung zweier Antennenzeilen, deren Einzelantennen den Binomialkoeffizienten entsprechende Abstände zueinander aufweisen und bei denen durch Reflektoren das eine Empfangsmaximum unterdrückt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 495925, 618777, 706661,939939,879404; französische Patentschrift Nr. 898 352; britische Patentschriften Nr. 600611, 604 772; »NTZ«, 1956, Heft 3, S. 119 bis 123; »The Journal of the IEE - PartIIIA«, 1947, S. 132 bis 153