DE1265246B - Richtantennensystem fuer ein Doppler-Flugzeug-Geschwindigkeits- und -Abtriftmessgeraet - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIq

GOIs
Deutsche KL: 21 a4 - 48/63

Nummer: 1 265 246

Aktenzeichen: M 56156IX d/21 a4

Anmeldetag: 19. März 1963

Auslegetag: 4. April 1968

Die Erfindung betrifft ein Richtantennensystem für ein Doppler-Flugzeug-Geschwindigkeits- und -Abtriftmeßgerät mit mehreren Zweirichtungs-Schlitzantennen, welche in Abhängigkeit davon, an welchem Ende sie gespeist werden, eine Richtwirkung in die eine oder andere von zwei vorgegebenen Richtungen besitzen, und zwei Antennen-Speiseleitern, zwischen die die Antennen geschaltet sind, sowie einer Einrichtung zur Energieeinkopplung an den vier Ecken des Systems zur Erzeugung von vier Strahlrichtungen.

Bei derartigen als Navigationshilfe dienenden Richtantennensystemen werden hochfrequente Strahlen von einem Flugzeug in verschiedenen Abwärtsrichtungen ausgestrahlt und von der Erdoberfläche zu dem Flugzeug reflektiert, wobei die infolge der Relativbewegung des Flugzeuges zur Erdoberfläche auftretende Dopplerverschiebung der reflektierten Energie der verschiedenen Strahlen im Flugzeug dazu verwendet wird, Geschwindigkeit und/oder Abtrift zu ermitteln.

Bei bekannten Dopplernavigations-Einrichtungen wird ein mechanisch oder elektrisch arbeitender Verteilerschalter dazu verwendet, einer Anzahl von Antennen-Einspeisungspunkten abwechselnd Hochfrequenzenergie von einem Sender zuzuführen. Beispielsweise würde bei einer Dopplernavigations-Einrichtung mit vier abwärts und nach außen, und zwar nach backbord vorn, nach backbord achtern, nach steuerbord vorn und nach steuerbord achtern, gerichteten Antennen ein Verteilerschalter die Antennen nach einer vorgegebenen Zeitfolge von einem Sender einspeisen. Eine entsprechende Anordnung kann für den Empfang der vom Boden reflektierten Wellen mit der Dopplerverschiebung verwendet werden.

Ferner ist eine verbesserte Dopplernavigations-Einrichtung bekannt, die den Vorteil aufweist, daß die Anzahl der Antennen, die zur Erzielung einer gegebenen Anzahl verschieden gerichteter Strahlen erforderlich ist, um einen Faktor 2 verringert ist. Hierbei werden Hohlleiter-Schlitzantennen verwendet, von denen jede eine Richtwirkung nach einer Richtung aufweist, wenn sie mit Sender oder Empfänger an einem Ende verbunden ist, und nach einer anderen Richtung, wenn sie mit Sender oder Empfänger an ihrem anderen Ende verbunden ist. Derartige Zweirichtungs-Schlitzantennen sind also bekannt. Zur Erzielung von vier verschieden gerichteten Strahlen bei einer Dopplernavigations-Einrichtung mit Schlitzantennen wird mittels eines Verteilerschalters den Enden zumindest zweier zueinander Richtantennensystem für ein

Doppler-Flugzeug-Geschwindigkeits-und

-Abtriftmeßgerät

Anmelder:

The Marconi Company Limited, London

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore

und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,

3300 Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:

Mervyn James Crumpen, Chelmsford, Essex

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 19. März 1962,

vom 18. Februar 1963 (10 399)

paralleler Schlitzantennen in vorgegebener Zeitfolge nacheinander Sendeenergie zugeführt.

Der wesentliche Nachteil dieser bekannten und vorstehend beschriebenen Anordnungen besteht darin, daß zu ihrem Betrieb Verteilerschalter unbedingt erforderlich sind. Ein Verteilerschalter, mag er auch noch so sorgfältig entworfen und gefertigt sein, neigt nämlich, wenn er Empfangssignale von einer Anzahl von Empfangssignalkanälen 'abwechselnd einem Empfänger zuführen soll, immer dazu, Störsignale im Empfänger hervorzurufen. Bei Dopplernavigations-Einrichtungen der in Frage stehenden Art ist es üblich, die aus den in einer Richtung ausgesandten und reflektierten Signale erhaltene Information mit der aus den in einer anderen Richtung ausgesandten und reflektierten Signalen abgeleiteten Information zusammenzusetzen. Infolge der endlichen Schaltzeit bei Verwendung eines Verteilerschalters ergibt sich notwendigerweise ein gewisser Zeitverzug vor dem Zusammensetzen der Information.

Es ist schließlich ein Schlitzantennensystem bekannt, das eine nach vier Richtungen zeigende Charakteristik besitzt und keine Umschalter verwendet. Die Umgehung des Umschalters wird dabei

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dadurch ermöglicht, daß die Enden der Schlitz- Aus Gründen einer einfachen Darstellung sind in

antennen des Systems jeweils über einen Speiseleiter den F i g. 2, 3 und 4 die Schlitze im Schlitzantennen-

mit verschiedenen Quellen verbunden sind. Abge- system nicht dargestellt.

sehen davon, daß bei dieser bekannten Anordnung F i g. 1 zeigt eine bekannte Antennenanordnung durch die Verwendung mehrerer Sender der Auf- 5 mit Zweirichtungs-Schlitzantennen zur Erzielung von

wand beträchtlich erhöht wird, wirkt sich bei diesem vier verschieden gerichteten Strahlen bei einer Dopp-

System die Tatsache besonders nachteilig aus, daß lernavigationshilfe-Einrichtung. Hohlleiter Gl ver-

an den jeweiligen Enden der Speiseleiter Dämpfungs- bindet einen Sender (für den Sendefall) mit einem

elemente vorgesehen werden müssen, um zu verhin- Verteilerschalter S, der durch nicht dargestellte Mit-

dern, daß durch die von der Antenne nicht abge- io tel angetrieben wird und die Sendeenergie von dem

strahlte Energie Störungen beim Betrieb der Antenne (nicht dargestellten) Sender in vorgegebener Zeit-

durch rückfließende Energie auftreten. folge abwechselnd den Hohlleitern G 2, G 3, G 4 und

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Rieht- G5 zuführt. Die Hohlleiter Gl und G3 führen zu

antennensystems der eingangs angeführten Gattung, den entgegengesetzten Enden einer Schlitzantenne

bei dem keine Verteilerschalter und Dämpfungs- 15 Al, und die HohlleiterG4 und G5 führen zu den

elemente erforderlich sind. entgegengesetzten Enden einer Schlitzantenne A 2.

Hierzu sieht die Erfindung zwei Zweig-Speise- Eine ähnliche Anordnung wird für den Empfang der leiter vor, von denen der eine ein Ende des An- von der Erde reflektierten Wellen mit der Dopplertennen-Speiseleiters mit dem entsprechenden Ende verschiebung angewandt, wobei ein nicht dargestelldes anderen Speiseleiters und der andere die ver- 20 ter Empfänger mit dem Haupthohlleiter, der dem bleibenden Enden der Antennen-Speiseleiter ver- Hohlleiter Gl in Fig. 1 entspricht, verbunden ist. bindet, sowie eine Energiezuführungseinrichtung, die Eine derartige Anordnung weist die bereits ergleichzeitig mit dem einen Ende eines jeden Zweig- läuterten Nachteile auf.
leiters gekoppelt ist. Gemäß der ein Richtantennensystem nach der Er-

Ein ähnliches Antennensystem ist zwar an sich 25 findung darstellenden F i g. 1 ist ein Haupt-Speisebekannt; dieses dient jedoch zur Summen-Differenz- leiter 1, dessen freies Ende mit einem Sender (nicht Peilung. Die vier Strahlungsdiagramme sind dem- dargestellt) verbunden ist, in zwei Zweig-Speisenach durch entsprechende Bemessung der Schlitz- leiter 3, 4 aufgeteilt, die von einem im wesentlichen antennen etwas anders ausgebildet, wie dies bekannt U-förmigen Leiter mit einem Bodenteil und zwei ist. Darüber hinaus erfolgt die Energiezuführung 30 Parallelteilen gebildet werden. Die abliegenden (Summenkanal) durch einen einzigen Zweig-Speise- Enden der Zweig-Speiseleiter 3 und 4 setzen sich leiter in der Mitte der beiden Antennen-Speiseleiter, in einen Antennen-Speiseleiter 5 fort, dessen größere und außerdem sind die einzelnen Schlitzantennen Länge in einer Ebene parallel zu der Ebene verläuft, jeweils in der Mitte reflektierend halbiert. in der die Leiter 2, 3 und 4 liegen. Der Haupt-Speise-

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des er- 35 leiter 1 tritt in die Mitte des Bodenteils ein. Ein findungsgemäßen Richtantennensystems besteht die weiterer Antennen-Speiseleiter 6, der dem Speise-Energiezuführungseinrichtung aus einem Haupt- leiter 5 ähnlich ist und parallel dazu verläuft, ver-Speiseleiter und zwei von ihm abzweigenden Speise- bindet die beiden Zweig-Speiseleiter 3 und 4 nahe der leitern. Stelle, an der diese in das Bodenteil übergehen.

Es ist offensichtlich, daß zum Senden und für den 4° Schlitzleiterantennen A bilden eine planare Anord-Empfang getrennte Antennensysteme verwendet wer- nung — in F i g. 2 sind vier derartige Antennen darden können, aber es ist auch möglich, ein einziges gestellt —, die mit dem längeren Teil der Antennen-Antennensystem für beide Zwecke zu benutzen. Bei Speiseleiter 5 und 6 koplanar ist. Die Antennen einer bevorzugten Ausführungsform eines derartigen gehen an den Stoßstellen in die Antennen-Speise-Richtantennensystems gemäß der Erfindung sind 45 leiter über und sind in bezug auf die Zweig-Speise-Empfangsgeräte über Gyratoren, die jeweils zwischen leiter 3 und 4 in gleichmäßigem Abstand und symden Enden der Speiseleiter und der jeweiligen ersten metrisch angeordnet. Die Elemente 1, 3, 4 und A Schlitzantenne angebracht sind, direkt mit den Ecken sind zueinander parallel und rechtwinklig zu Teil 2 der Antennenanordnung verbunden. und den längeren Teilen der Antennen-Speiseleiter 5

Bei diesem System stellen die Gyratoren Schalter 50 und 6.

dar, die die gesendeten von den empfangenen Signa- Bei diesem System wird die Energie vom Sender

len trennen. Im Gegensatz zu Verteilerschaltern wir- jeder Ecke der Anordnung nach Aufteilung in die

ken sie jedoch als Dauerschalter und haben während getrennten Speiseleiter zugeführt. Die Energie wird

des Betriebs der Anordnung keine Schaltperiode, so daher von der strahlenden Fläche der Anordnung in

daß die bezüglich der Schalter erwähnten Nachteile 55 vier verschiedene vorgegebene Richtungen, die ent-

nicht auftreten. sprechend bekannter Schlitzantennenpraxis bestimmt

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind, abgestrahlt.

werden im folgenden an Hand der Zeichnung erläu- F i g. 3 zeigt ein Empfangsantennensystem. Dieses

tert; in dieser zeigt weist Schlitzantennen A — es sind wieder vier An-

F i g. 1 eine vereinfachte Darstellung einer bekann- 60 tennen dargestellt — in planarer Anordnung auf, die

ten Schlitzantennenanordnung, an ihren Enden in quer verlaufende Hohlleiter 5

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Sende- und 6 einmünden. Jeder Hohlleiter 5 und 6 ist an

Richtantennensystems gemäß der Erfindung, seinen Enden durch einen von vier Abschlußdetek-

F i g. 3 ein als Empfangsanordnung verwendbares toren D abgeschlossen, wie dies analog bei einer mit

Antennensystem und 65 vier Sendern arbeitenden und Dämpfungselemente

Fig. 4 ein sowohl zum Senden als auch für den aufweisenden bekannten Sendeanordnung der Fall

Empfang geeignetes Richtantennensystem gemäß der ist. Die Ausgangsleitungen L der Detektoren werden

Erfindung. dem Empfänger zugeführt, der nicht dargestellt ist.

Nimmt man an, daß die F i g. 2 bzw. 3 ein Sendebzw, ein Empfangsantennensystem einer Dopplernavigations-Einrichtung zeigen, so ist ersichtlich, daß die in vier verschiedene Richtungen ausgesandte Energie durch die Empfangsantennenanordnung empfangen werden kann und in Abhängigkeit von der Empfangsrichtung einer der vier »Ecken« der Anordnung, welche jeweils für sich abgeschlossen sind und einen Empfangskanal aufweisen, zugeführt wird.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die sowohl zum Senden als auch zum Empfangen dient. Sie unterscheidet sich von dem System nach F i g. 2 lediglich darin, daß Gyratoren G nahe den Enden der Antennen-Speiseleiter 5 und 6 eingeführt sind. Unter Hinweis auf die vorstehenden Erläuterungen erübrigt sich eine weitere Beschreibung der Fig. 4.

Vorzugsweise sind alle Speiseleiter Hohlleiterstücke. Obgleich der Einfachheit der Beschreibung halber verschiedene Teile des hier verwendeten Speisesystems mit verschiedenen Bezeichnungen belegt sind, beispielsweise Zweig-Speiseleiter und Antennen-Speiseleiter, brauchen diese keine mechanisch getrennten Teile darzustellen, sondern bilden in der Praxis im allgemeinen ein mechanisch einheitliches Hohlleitersystem.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Richtantennensystem für ein Doppler-Flugzeug-Geschwindigkeits- und -Abtriftmeßgerät mit mehreren Zweirichtungs-Schlitzantennen, welche in Abhängigkeit davon, an welchem Ende sie gespeist werden, eine Richtwirkung in die eine oder andere von zwei vorgegebenen Richtungen besitzen, und zwei Antennen-Speiseleitern, zwischen die die Antennen geschaltet sind, sowie einer Einrichtung zur Energieeinkopplung an den vier Ecken des Systems zur Erzeugung von vier Strahlrichtungen, gekennzeichnet durch zwei Zweig-Speiseleiter (3, 4), von denen der eine ein Ende des Antennen-Speiseleiters (5) mit dem entsprechenden Ende des anderen Speiseleiters (6) und der andere die verbleibenden Enden der Antennen-Speiseleiter verbindet, und eine Energiezuführungseinrichtung (1, 2) die gleichzeitig mit dem einen Ende eines jeden Zweigleiters (3, 4) gekoppelt ist.

2. Richtantennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezuführungseinrichtung aus einem Haupt-Speiseleiter (1) und zwei von ihm abzweigenden Speiseleitern (2, 2) besteht.

3. Richtantennensystem nach Anspruch 1 oder 2, das als Sende-Empfangs-System arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsgeräte über Gyratoren (G), die jeweils zwischen den Enden der Speiseleiter (5, 6) und der jeweiligen ersten Schlitzantenne (A) angebracht sind, direkt mit den Ecken der Antennenanordnung verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 875 368;
französische Patentschriften Nr. 1 204 446,
217140;
USA.-Patentschrift Nr. 2 981948.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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