-
"Speisesystem für mehrstrahlige Antennen" Französische Priorität
vom 10. April 1968 aus der französischen Patentanmeldung Tier. 147 614 (Seine) Die
Erfindung betrifft ein Speisesystem für mehrstrahlige Antennen mit einem Parabolreflektor,
der einem Netz von Strahlerelementen zugeordnet ist, insbesondere ein von einem
einzigen Speiseleiter ausgehendes Speisesystem für nichtselektive mehrstrahlitze
Antennen.
-
In allgemeinen besitzen diese Antennen ein Sammelsystem, das durch
einen Reflektor oder eine Zielanordnung gebildet ist, und ein Speisesystem, das
aus einem Netz von identischen strahlenden Elementarquellen besteht, das in der
Brennebene des Sammelsystems angeordnet ist. Diese Quellen werden derart gespeist,
daß beim Senden eine einzige Strahlungskeule erhalten wird, die einen bestimmten
Winkelbereich bedeckt, und daß beim Empfang mehrere Strahlungskeulen erhalten werden,
von denen Jeweils nur ein Teil dieses Winkelbereichs interessiert und die sich gegenseitig
überschneiden.
-
Man erhält so Winkel-Feinmessungen durch Amplitudenvergleich zwischen
den durch zwei benachbarte Keulen eMpfangenen Echos.
-
In verschiedenen mehrstrahligen Antennensystemen werden die Strahl
lerelemente von einem einzigen Leiter gespeist, der die Energie zwischen die verschiedenen
Elemente legt. Der Wert Jedes Kopplungskoeffizienten
ist gewählt
in Abhängigkeit vom Verlaui- der Amplitude und der Phase, die man zu erhalten wünscht.
Um das Senden vom Emfang zu trennen, sind Ferrit-Zirkulatoren oder Duplexer mit
Röhren oder Dioden in Jedem Kanal angeordnet, der an den Strahlerementen endet.
In den Empfangskanälen am Ausgang der Trennschaltungen ermöglichen Empfangseelemente,
beispielsweise ein magisches T (angepaßte Differentialverzweigung), d1ever-Schiedenen
Empfangskeulen umzuformen.
-
Indessen bestent ein bedeutender Nachteil dieser Speisesysteme in
der Verwendung von Trennelementen wie Duplexern. Dies führt tatsäöhlieh zu kostspieligen
Systemen mit großem Raumbédarf.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Speisesystem der eingangs
genannten Ärt zu schaffen, das einfach aufgebaut ist Und nur einen geringen Raumbedarf
aufweist. Diese Aufgabe ist bei dem hier vorgeschlagenen Speisesystem vor allem
dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß ein einziger Speiseleiter das Netz von Strahlerelementen
über Koppler speist und dass Hochfrequenz verbindungsschaltugen verschiedene jeweils
von einem Koppler kommende Empfang-skanäle miteinander kombinieren und so dier verschiedenen
Empfangskeulen bilden.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform des sesystems besteht darin, daß
die Strahlerelemente über Phasenschieber Jeweils an einen Kanal des entsprechenden
geschlossen sind, von dem ein Kanal mit dem entsprechenden Empfangskanal verbunden
ist, während seine beiden anderen Kanale einen Teil des Speiseleiters bilden.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisesystems
besteht darin, daß die sind. Diese sind gegeneinander geschaltet.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisesystem
besteht darin, daß die Phasenschieber nichtreziproke Phasenschieber sind.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisesystems
besteht darin, daß ein Empfänger mit ebener Bedeckung an den Speiseleiter angeschlossen
ist und daß die Phasenschieber reziproke Phasenschieber sind.
-
Weitere llerkmale und durch sie erzielte Vorteile gehen aus der Beschreibung
der Zeichnung hervor, in der eine beispielsweise gewählte AusführungsForm des erfindungsgemäßen
Speisesystems schematisch veranschaulicht ist. Es zeigen: Fig. 1 ein Prinzipschema
eines bisher verwendeten Speisesystems und Fig. 2 ein Prinzipschema eines erfindung'sgemäßen
Speisesystems.
-
Das in fig 1 dargestellte System weist eine Hochfrequenz-Speiseleitung
4 mit heispielsweise Rechteck-Cuerschnitt auf, auf der Hochfrequentz-Kopplungselemente
51 ... 51 ... 5n in einer Anzahl verteilt sind, die der Anzahl der Strahlerelemente
11 ... li ... in des Netzes entspricht. Diese Koppler besitzen regelmERige Abstände
lEngs der Speiseleitung 4, de im allgemeinen gleich dem Abstand sind, der' zwei
benachbarte Strahlerelemente 11 und li+1 voneinander trennt. Sie sind im allgemeinen
ein magisches T oder auch Richtkoppler, wenn man es wünscht, das Stehwellenverhältnis
zu verringern und die Übertragungseigenschaften zu verbessern. Das Ende des Leiters
4 ist durch einen Abschlußwiderstand 6 angepaßt. Die von Jedem Koppler 51 abgeleitete
Energie wird Jeweils über Duplexer 3i an Phasenschieber 21 Ubertragen. Jeder Phasenschieber
ist mit einem Strahlerelement li verbunden. Ein derartiges etz ist im allgemeinen
einem Parabolreflektor 7 zugeordnet. Beim Empfang wird alle Energie durch die Duplexer
3i zu den Emfangskanälen Ri gerichtet, die dann mit
Verbindungselementen,
wie beispielsweise einem magischen T, mit -einander kombiniert werden, um die gewünschten
Empfangskeulen zu erhalten.
-
Die Verwendung von Duplexern führt zu umfangreichen, raumbedürftigen
und kostspieligen Systemen. Wenn man wünscht, in einem solchen System einen Emfäger
mit ebener Bedecküng zu verwenden, ist es außerdem nötig, die verschiedenen Empfangskanäle
Ri untereinander derart zu kombinieren, daß gesemte Empfangskeule erhalten wird.
Im allgemeinen ist diese Wiederherstellung der Empfangskeule nicht genau, denn sie
wird durch die aufgrund~ der Optimierung der verschiedenen Empfangskeulen zurückzuführenden
Verluste berührt. Außerdem ruft ein auf einem der Emfangskanäle Ri auftretender
Fehler ein schlechtes Arbeiten des Empfängers hervor.
-
Wenn der verwendete Reflektor 7 ein Parabolreflektor ist, d.h. wenn
man sehr unterschiedliche Sende- und Empfangskeulen zu erhalten wünscht, kann man
erfindungsgemäß das Prinzipschema eines derartigen Systems vereinfachen,2indem daraus
die Duplexer 3ifortgelassen werden. Tatsächlich weisen in diesen Systemen die Richtkoppler
51 einen nicht benutzten ihrer vier Kanäle auf. In' i dem in Fig. 2 dargestellten
erfindungsgemäßen System wird dieser Kanal als Empfangskanal Ri verwndet. Beim-Senden
ist die -B-etriebsweise -dieses- Systems etwa die gleiche wie die des in Fig. 1
dargestellten Systems', denn der Anteil der zu den Empfangskanälen RI tis Rn gekoppelten
Energie ist aufgrund- der Richtw'irkung der Koppelemente 51 bis 5n sehr gering.
Letztere weisen Kopplungskoeffizienten auf, deren Wert in Abhängigkeit von dem gewünschten
Amplitudenverlauf im Sendediagramm gewählt ist. In' einem -derartigen System ist
ein Schutz der verschiedenen Empfäager durch TR-Röhren (Empfäan-g ersperr-Röhre»n
d gegebenenfalls durch Dioden ausreichend.
-
Demgegenüber ist beim Empfang die Betriebsweise des in Fig. 2 dargestellten
erfindungsgemäßen Systems unterschiedlich gegenüber der Betriebsweise des in Fig.
1 dargestellten Systems. Die von der Antenne unter einem gegebenen ilöhenwinkel
empfangene Wellenebene eines Echos wird durch den Parabolreflektor 7 oder ein äquivalentes
Sammelelement gesammelt. Der Ablenkungsfleck (Brennpunkt) ist um den entsprechenden
Punkt des Strahlernetzes zentriert. Dadurch ist es ermöglicht, so nur einige Strahlerelemente,
wie 11, zu bestrahlen, ohne die Gesamtheit des Netzes zu bestrahlen. Der Hauptteil
der empfangenen Energie wird durch die Richtkoppler 51 bis 5n zu den entsprechenden
Empfangskanälen R1 bis Rn gerichtet. Der verbleibende Teil wird durch die gleichen
Richtkoppler dann zur Speiseleitung 4 gekoppelt, wenn die verwendeten Phasenschieber
21 bis 2n reziprok sind. Dadurch wird es ermöglicht, so die Speiseleitung 4 unmittelbar
mit einem Empfänger 4 mit ebener Bedeckung zu verbinden. Dessen Betrieb ist unabhängig
von den verschiedenen Empfangs kanälen R1 bis Rn. Letztere werden miteinander durch
Verbindungselemente 8, beispielsweise durch Abschlußwiderstände 6 angepaßte magische
T, um an den Ausgängen S1, S2 die gewünschten Empfangskeulen zu erhalten. Ein AusfUhrungsbeispiel
einer derartigen Kombination ist durch das Prinzipschema der Fig. 2 dargestellt.
-
Wenn man die in der Ebene des Netzes relativ bedeutenden Sekundärkeulen
zu beseitigen wünscht, kann eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems verwendet
werden, bei der nichtreziproke i Phasenschieber 21 bis 2n verwendet werden, die
es ermöglichen, beim Empfang die in dem Speiseleiter 4 eingekoppelte Energie zu
beseitigen, wodurch dann die Möglichkeit ausgeschlossen wird, den Empfänger R mit
ebener Bedeckung zu verwenden, Jedoch bessere Eingenschaften des Systems erricht
werden.
-
In dem Fall, daß die Strahlerelemente 1i Wendeln sind, die eine zirkular
polarisierte Strahlung ermöglichen, sind Phasenschieber 21, die zum Erhalten einer
einzigen Sendekeule aus den Elementarkeulen
Jedes Strahlers verwendet
wurden, nicht mehr nötig, Tatsächlich genügt es dann, der Wendel eine passende Ausrichtung
um ihre Achse zu geben, um eine gewünschte Phasenverschiebung zu erhalten.