DE1516046B1

DE1516046B1 - Anordnung zum gleichzeitigen Erzeugen mehrerer vorgegebener elektromagnetischer Wellentypen

Info

Publication number: DE1516046B1
Application number: DE1966T0030618
Authority: DE
Inventors: Heinz Prof Dipl Ing Besterda
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-03-09
Filing date: 1966-03-09
Publication date: 1975-10-09
Also published as: GB1179768A; FR1514523A

Description

für die Abmessung ä des Mehrmodehohlleiters der Apertur-Normalen ist, während die Differenzdas l,83fache der Betriebswellenlänge λ vorgesehen diagramme ungerader Funktionen desselben Winkels ist (F i g. 2). sind. Für alle drei Strahlungsdiagramme ist es hierbei

50 im Sinne einer guten Flächenausnutzung des Reflek-

tors zweckmäßig, die Aperturbelegungen aneinander

anzugleichen.

Die Erfindung macht Gebrauch von der Methode des gleichzeitigen Erzeugens mehrerer Wellentypen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum gleich- 55 unter Ausnützung der Erkenntnis, daß gerade und zeitigen Erzeugen mehrerer vorgegebener elektro- ungerade Richtdiagramme einer Aperturantenne durch magnetischer Wellentypen mit annähernd beliebig Anregen gerader bzw. ungerader Wellentypen in deren vorgegebenen gegenseitigen Amplitudenverhältnissen Apertur erzeugbar sind. Diese Methode ist Gegenstand in der Apertur eines gegebenenfalls als Hornstrahler eines im Januar 1966 erschienenen Aufsatzes von ausgebildeten Mehrmodehohlleiters, in dessen Apertur 60 S. W. Drabowitch in der Zeitschrift »The — seinen Abmessungen und der Betriebswellenlänge microwave journal«, S. 41 ff. Dieser Aufsatz faßt entsprechend — die zu erzeugenden Wellentypen die FR-PS 12 90 275 mit zugehörigem Zusatz FR-PS existenzfähig sind und in dessen seiner Apertur 82 483 inhaltlich zusammen. Im Stand der Technik gegenüberliegenden endseitigen Querschnittsebene fehlt jedoch eine Anregung zur vorteilhaften Wahl der (Übergangsebene) symmetrisch zu seiner Längsachse 65 Parameter.

Speisehohlleiter einmünden, in denen — ihren Ab- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

messungen und der Betriebswellenlänge entspre- Anordnung der eingangs genannten Art abzugeben, chend — lediglich der Grundwellentyp der zu erzeugen- in der die für die Eigenschaften einer Amplituden-

3 4

monopulsantenne entscheidenden Parameter möglichst entsprechende Variation des gegenseitigen Abstandes

gut aufeinander abgestimmt sind. der Speisehohlleiter 4 und 5 in der Übergangsebene

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, erzielbar. Dieses Amplitudenverhältnis-Variations-

daß zur optimalen Angleichung des Summen- und des prinzip ist auch auf Hohlleitermoden höheren Wellen-

^.™ ,. . . ... , , ..._t . H,_o 5 typs anwendbar. Die Verteilung der dem Mehrmode-

Differenzdiagramms em Amphtudenverhaltnis/, = -^ ^.^ _{zugef ührten Gesamte}^_{ergie auf die einzelnen} von etwa 0,5 gewählt ist und für die Abmessung a' Hohlleitermoden hängt von der Orientierung der des Mehrmodehohlleiters das l,83facheder Betriebs- Speiseleitungen zu den Feldkonfigurationen der einwellenlänge λ vorgesehen ist. zelnen Hohlleitermoden im Mehrmodehohlleiter ab.

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer An- io Diese Erkenntnis ist ausnutzbar zum gleichzeitigen Ordnung zur Erzeugung von H_mo-Wellen, während in Erzeugen eines Summen- und eines Differenzricht-F i g. 2 diesem Ausführungsbeispiel zugeordnete Feld- diagramms in der //-Ebene einer Amplitudenmonolinienbilder und jeweils darunter die entsprechenden pulsantenne.

Belegungsfunktionen dargestellt sind. Die F i g. 2a Hierbei wird das gerade Richtdiagramm mittels

und 2c stellen die Feldbilder der Moden H₁₀, H₃₀ 15 einer Anordnung nach F i g. 1 erzeugt, in deren und H₂₀ dar, wogegen die F i g. 2b und 2d die ent- Apertur die Hohlleitermoden H₁₀ und H₃₀ in der sprechenden Belegungsfunktionen zeigen. vorstehend beschriebenen Weise erzeugt werden.

Dem Mehrmodehohlleiter 3 (Fig. 1) mit den Das in der Ebene der magnetischen Feldvektoren,

Innenabmessungen a' ■ b · c wird zum gleichzeitigen d. h. in der //-Ebene, hierbei gleichzeitig erforderliche Erzeugen der Hohlleitermoden vom Typ H₁₀ und H₃₀, 20 ungerade Richtdiagramm wird dadurch erzeugt, daß die in üblicher Darstellungsweise (ausgezogen: elek- in der Apertur der Antenne in der //-Ebene ein trische Feldlinien, gestrichelt: magnetische Feldlinien) Hohlleitermode vom Typ H₂₀ angeregt wird, dessen einzeln und bei gegenseitiger Überlagerung in F i g. 2 bekanntes Feldlinienbild mit der dazugehörigen BeIegezeigt sind, über die beiden zueinander benachbarten gung in F i g. 2 (c) bzw. 2 (d) gezeigt ist. Bei einer Speisehohlleiter 4 und 5 mit den jeweiligen Innen- 25 Anordnung nach F i g. 1 wird hierzu in den Mehrabmessungen a· bin der Übergangsebene gleichphasig modehohlleiter 3 über die Speisehohlleiter 4 und 5 und amplitudengleich elektromagnetische Energie die Energie in Form des Wellentyps H₁₀ amplitudenzugeführt, in denen selbst durch entsprechende Wahl gleich, jedoch gegenphasig eingespeist,
von u und b bei der Betriebswellenlänge nur der Durch Wahl des Amplitudenverhältnisses der in der

//₁₀-Typ existenzfähig ist, während die Abmessungen 30 Apertur der Antenne gleichzeitig erzeugten Hohlleiter- d und b des Mehrmodehohlleiters derart in Abhängig- moden vom Typ H₁₀ und H₃₀ ist es durch die Erfindung keit von der Betriebswellenlänge gewählt sind, daß in möglich, in der //-Ebene eine Angleichung des Summenihm die gewünschten Hohlleitermoden H₁₀ und /Z₃₀ und Differenzdiagramms durchzuführen, nämlich gleichzeitig und in Kombination existenzfähig sind. durch Wahl eines entsprechenden gegenseitigen Ab-

In der Übergangsebene der Speisehohlleiter 4 und 5 35 Standes der Speisehohlleiter in der //-Ebene. Beispielseinerseits sowie des Mehrmodehohlleiters 3 anderer- weise ergeben in der in F i g. 4 gezeigten Position I seits werden zwar zusätzlich unerwünschte Hohlleiter- angeordnete Speisehohlleiter eine bezogen auf den moden weiterer Typen theoretisch unendlich großer //₁₀-Hohlleitermode gegenphasige /^„-Erregung, wäh-Anzahl erzeugt, die aber wegen ihrer mangelnden rend bei Anordnung der Speisehohlleiter in Position II Existenzfähigkeit im Hinblick auf die erwähnten 40 eine gleichphasige Erregung erfolgt, wodurch ein gewählten Abmessungen des Mehrmodehohlleiters in nahezu beliebiges Amplitudenverhältnis durch Wahl diesem schnell abklingen und in seiner Apertur daher des gegenseitigen Abstandes der Speisehohlleiter nicht existenzfähig sind. erzielbar ist.

Die Speisehohlleiter 4 und 5 münden symmetrisch F i g. 3 zeigt für eine Anordnung nach Fig. 1,

zur Längsachse des Mehrmodehohlleiters 3 in die 45 daß diese Angleichung optimal bei einem Amplituden-Übergangsebene ein und sind dort so ausgerichtet, daß _verhältnis H* _{von etwa 0} 5 _{erfolgt) wenn die} eine durch ihre dortige eigenen Langsachsen ver- ^r H₁₀

laufende Ebene, die gleichzeitig senkrecht durch die Abmessung a' (F i g. 1) das l,83fache der Betriebs-Übergangsebene der Speisehohlleiter und des Mehr- wellenlänge λ beträgt. Dann ist nämlich die Aperturmodehohlleiters verläuft, mit der Ebene des Magnet- 50 randbelegung von —10 dB des durch den //₂₀-Hohlfeldes des im Mehrmodehohlleiter anregbaren H₁₀- leitermode erzeugten ungeraden Richtdiagramms an-Wellentyps übereinstimmt. genähert gleich der des geraden Richtdiagramms, das

Das in der Apertur des Mehrmodehohlleitersj eweils durch die kombinierten H₁₀- und //3,,-Hohlleitermoden gewünschte Amplitudenverhältnis H₁₀JH₃₀ ist durch erzeugt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

I 2

den Wellentypen existenzfähig ist, wobei zum gleich-Patentanspruch: zeitigen Erzeugen von mindestens zwei i/_ni₀-Wellen-

typen mit m = 1, 2, 3, 4 im Mehrmodehohlleiter ein

Anordnung zum gleichzeitigen Erzeugen meh- erster und ein zweiter Speisehohlleiter vorgesehen rerer vorgegebener elektromagnetischer Wellen- 5 sind, die lagemäßig so in den Mehrmodehohlleiter typen mit annähernd beliebig vorgegebenen gegen- einmünden, daß einerseits bezüglich ihrer Ausrichtung seitigen Amplitudenverhältnissen in der Apertur eine durch die Längsachsen der Speisehohlleiter und eines gegebenenfalls als Hornstrahler ausgebildeten senkrecht durch die endseitige Querschnittsebene des Mehrmodehohlleiters, in dessen Apertur — seinen Mehrmodehohlleiters verlaufende Ebene mit der Abmessungen und der Betriebswellenlänge ent- io Ebene des Magnetfeldes des im Mehrmodehohlleiter sprechend — die zu erzeugenden Wellentypen anregbaren //₁₀-Wellentyps übereinstimmt und daß existenzfähig sind und in dessen seiner Apertur andererseits bezüglich ihres gegenseitigen Abstandes gegenüberliegenden endseitigen Querschnittsebene in der Ebene des Magnetfeldes des im Mehrmode-(Übergangsebene) symmetrisch zu seiner Längs- hohlleiters anregbaren H₁₀-Wellentyps dieser Abstand achse Speisehohlleiter einmünden, in denen — ihren 15 in Abhängigkeit von dem jeweils vorgegebenen gegen-Abmessungen und der Betriebswellenlänge ent- seitigen Amplitudenverhältnis der mindestens zwei sprechend — lediglich der Grundwellentyp der zu gleichzeitig zu erzeugenden H_m<rWellentypen gewählt erzeugenden Wellentypen existenzfähig ist, wobei ist und daß Mittel zum Anregen des H₁₀-Wellentyps zum gleichzeitigen Erzeugen von mindestens zwei in den zwei Speisehohlleitern mit derartiger Amplitude H_mo-Wellentypen mit m — 1, 2, 3, 4 im Mehrmode- 20 und Phase vorgesehen sind, daß die Einspeisung der hohlleiter ein erster und ein zweiter Speisehohl- elektromagnetischen Energie in den Mehrmodehohlleiter vorgesehen sind, die lagemäßig so in den leiter amplitudengleich und für m — 1, 3 gleichphasig, Mehrmodehohlleiter einmünden, daß einerseits für m = 2, 4 jedoch gegenphasig erfolgt, bezüglich ihrer Ausrichtung eine durch die Längs- Bekanntlich steht bei einer Aperturantenne die

achsen der Speisehohlleiter und senkrecht durch 25 Belegung, d. h. die Verteilung des elektromagnedie endseitige Querschnittsebene des Mehrmode- tischen Feldes in der Apertur, in direktem Zusammenhohlleiters verlaufende Ebene mit der Ebene des hang mit dem Richtdiagramm der Antenne. Diese Magnetfeldes des im Mehrmodehohlleiter anreg- Belegung kann aus sich gegenseitig überlagernden baren .ΗΊο-Wellentyps übereinstimmt und daß Feldverteilungen unterschiedlicher, in der Apertur andererseits ihr gegenseitiger Abstand in der 30 existierenderWellentypen zusammengesetzt sein. Durch Ebene des Magnetfeldes des im Mehrmodehohl- Wahl einer entsprechenden Belegung ist mit einer leiter anregbaren //₁₀-WelIentyps in Abhängigkeit derartigen Antenne theoretisch somit jedes beliebig von dem jeweils vorgegebenen gegenseitigen Am- geformte Richtdiagramm erzeugbar, plitudenverhältnis der mindestens zwei gleichzeitig Eine Amplituden-Monopulsantenne besitzt zweck-

zu erzeugenden //'_mo-Wellentypen gewählt ist, und 35 mäßigerweise einen allen drei Richtdiagrammen, die daß Mittel zum Anregen des /JjQ-Wellentyps in bei der Anwendung des Summe-Differenz-Prinzips den zwei Speisehohlleitern mit derartiger Ampli- zum räumlichen Peilen bekanntlich erforderlich sind, tude und Phase vorgesehen sind, daß die Ein- gemeinsam zugeordneten einzigen bündelnden Reflekspeisung der elektromagnetischen Energie in den tor. Diese drei Richtdiagramme setzen sich aus einem Mehrmodehohlleiter amplitudengleich und für 40 sogenannten Summendiagramm und zwei Differenz- m = 1, 3 gleichphasig, für m — 2, 4 jedoch gegen- diagrammen (je ein Differenzdiagramm in jeder der phasig erfolgt, dadurch gekennzeich- zwei erforderlichen, winkelmäßig gegeneinander vern e t, daß zur optimalen Angleichung des Summen- setzten Meßebenen) zusammen. Das Summendiagramm und des Differenzdiagramms ein Amplituden- wird häufig auch als gerades Diagramm im Gegensatz ve,M„„_is ,= Ä- etwa 0,5 gewählt ist u„d