DE1927146A1

DE1927146A1 - Rundstrahlantenne

Info

Publication number: DE1927146A1
Application number: DE19691927146
Authority: DE
Inventors: Joachim Hermann; Koob Dipl-Ing Karl
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1967-09-22
Filing date: 1969-05-28
Publication date: 1970-12-03
Also published as: GB1314453A; FR2043724A2; FR2043724B2

Description

Me s s er schmitt-Bö lkow Ottobrurin, 2'ß, Mai I969

Gesellschaft mit BP 8j53

beschränkter Haftung SXl Me/st M ü η c h e η

Rundstrahlantenne

Zucatz zum Patent (Patentanmeldung P Ij5 91 OO8,4)

Gegenstand des Hauptpatents DBP ..,«...... (Patentanmeldung P 15 91 0Oo,4) ist eine Rundstrahlantenne mit mehreren Einzelstrahlern, die an der Mantelfläche eines vorzugsweise zylindrischen Körpers angeordnet sind, dessen Durchmesser groß gegenüber der Betriebswellenlänge der Antenne ist. Benachbarte Einzelctrahler sind dabei jeweils senkrecht zueinander polarisiert und die Strahlungsdiagramme der Einzelstr&iiler überlappen sich jeweils im Bereich ihrer halben Leistung (^dB-Punkt).

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Mit einer derartigen Rundstrahlantenne wird insbesondere bei in der Luft- und Raumfahrt verwendeten Flugkörpern eine annähernd ideale Rundstrahleharakteristik erzielt, obwohl der Durchmesser des die Einzelstrahier tragenden Flugkörpers • groß gegenüber der Betriebsv/ellenlänge der Antenne ist. Durch die mit dem Hauptpatent angegebene senkrechte Polarisationsrichtung jeweils zueinander benachbarter Eirizelstrahler dieser Rundstrahlantemie wird vermieden, daß die von benachbarten Einzelstrahlern abgestrahlten elektromagnetischen Wellen miteinander interferieren können, wodurch eine Schwächung bzw. Auslöschung der abgestrahlten Energie in bestimmten Bereichen der Strahlungscharakteristik auftritt»

Die mit dem Hauptpatent angegebene Rundstrahlantenne weist eine sehr gute Rundstrahlcharakteristik in der durch die Einzeistrahler gegebenen Ebene auf, die entsprechend des vertikalen öffnungswinkels der von den Einzelstrahlern ausgehenden Strahlungskeulen auch noch Strahlungsanteile in gegenüber dieser Ebene einen Winkel bis zu etwa ~ oO Grad einschließenden Richtungen aufweist. In Bereiche, die außerhalb dieses vertikalen Strahlungswinkels liegen, wird dagegen nur wenig Energie abgestrahlt. Aus diesem Grund ist eine Funkverbindung in etwa senkrecht zur durch die Einzelstrahler gegebenen Ebene liegenden Richtungen mit der durch das Hauptpatent angegebenen Rundstrahlantenne nur mit erheblichem Aufwand möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit dem Hauptpatent angegebene Rundstrahlantenne so zu verbessern, daß mit ihr eine Funkverbindung in gegenüber der durch die Einzelstrahler gegebenen Ebene beliebig geneigte Richtungen in gleicher einfacher Weise möglich ist, d_eh. das Strahlungsdiagramm der Antenne einer Kugelcharakteristik möglichst nahekommt.

Bei der mit dem Hauptpatent angegebenen Rundstrahlantenne ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß

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mindestens zwei weitere Einzelstrahler vorgesehen sind, die jeweils auf der Mittelsenkrechten der durch die an der Mantelfläche angeordneten Einzelstrahler gegebenen Ebene an der Außenfläche des Körpers angeordnet und gegenüber " den ihnen jeweils benachbarten Einzelstrahlern senkrecht polarisiert sind.

Durch diese vorteilhafte Weiterbildung der mit dem Hauptpatent angegebenen Rundstrahlantenne wird eine Abstrahlung von Energie auch jeweils in die gegenüber der durch die an der Mantelfläche des Körpers angeordneten Einzelstrahler gegebenen Ebene senkrechten Richtungen erzielt. Da auch diese zusätzlich vorgesehenen Einzelstrahler gegenüber den ihnen jeweils benachbarten Einzelstrahlern, also den an der Mantelfläche des Körpers angeordneten Einzelstrahlern, senkrecht polarisiert sind, können auch zwischen den von den zusätzlichen Einzelstrahlern und den an der Mantelfläche angeordneten Einzelstrahlern abgestrahlten elektromagnetischen Wellen keine Interferenzen auftreten. Durch diese zusätzlichen Einzelstrahler wird also eine annähernd gleichmäßige Kugelcharakteristik als Strahlungsdiagramm der Antenne erzielt.

Genau wie auch bei der mit dem Hauptpatent angegebenenRund~ Strahlantenne kann auch die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Rundstrahlantenne entweder mit Horn- oder Dipolstrahlern ausgerüstet werden, wobei jeweils benachbarte Strahler senkrecht zueinander polarisiert sind. Genau wie beim Hauptpatent können aber auch elliptisch polarisierte Wendelstrahler verwendet werden, wobei jeweils benachbarte Strahler im entgegengesetzten Drehsinn polarisiert sind.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die zusätzlichen Einzelstrahler elliptisch und die an der Mantelfläche des Körpers angeordneten Einzelstrahler linear polarisiert, bzw, umgekehrt. Mit einer solchen unterschiedlichen Polarisation, d.h. einmal einer rein linearen und Ciinrna] einer aus zwei zueinander senkrecht-linear-polarisierten

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Wellen zusammengesetzten elliptischen Polarisation, läßt sich die Strahlungscharakteristik in bestimmten Grenzen beeinflussen.

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Figur 1 eine gemäß der Erfindung ausgebildete RundstrahI-antenne mit Hornstrahler·]!,

Figur 2 eine gleiche Rundstrahlantenne mit Dipolstrahlern und

Figur 3 eine Rundstrahlantenne mit Wendeistrahlern„

Die in Fig. 1 dargestellte Rundstrahlantenne weist außer den bereits im Hauptpatent beschriebenen und an der Mantelfläche eines zylindrischen Körpers 1 angeordneten Hornstrahlern 2, 3j 4 und 5 jeweils in den Zentren der Stirnseiten des Körpers 1 zusätzliche weitere Hornstrahler 6 und 7 auf. Auch bei dieser AusfUhrungsform werden die Hornstrahler so angeordnet und gespeist, daß die abgestrahlten elektromagnetischen Wellen jeweils benachbarter Hornstrahler, z.B. die der Hornstrahler 2 und 6, zueinander senkrecht polarisiert sind.. Die Polarisationsrichtungen der einzelnen Hornstrahler sind in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Rundstrahlantenne entspricht dem in Fig, 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei lediglich die Hornstrahler durch Dipolstrahler ersetzt sind. Die Dipolstrahler sind dabei gegenüber dem Körper 1 so ausgerichtet, daß jeweils benachbarte Dipolstrahler, z.B. die Strahler 2¹- und 6'·', jeweils senkrecht zueinander polarisiert sind.

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Bei der in Fig. J5 dargestellten Ausfuhrungsform der Rundstrahlantenne sind als Einzelstrahler elliptisch polarisierte Wendelstrahler vorgesehen, wobei jeweils benachbarte Einzelstrahler mit zueinander entgegengesetztem Drehsinn polarisiert sind. Da jede elliptisch polarisierte Welle sich in zwei zueinander senkrecht-linearpolarisierte Wellen zerlegen läßt, können im entgegengesetzten Drehsinn polarisierte Wendelstrahler ebenfalls als zueinander senkrecht polarisierte Strahler aufgefaßt werden. Aus diesem Grund wirken auch z.B. die von den Einzelstrahlern 2" und 6" abgegebenen elektromagnetischen Wellen als zueinander senkrecht polarisiert, obwohl in diesem Fall beide Einzelstrahler in einer gegen den Uhrzeigersinn gerichteten Drehrichtung polarisiert sind. Dabei muß jeder elliptisch polarisierte Einzelstrahler mit solcher Phase gespeist werden, daß sich in möglichst vielen Raumrichtungen orthogonale Polarisation einstellt«

Da jeweils benachbarte Einzelstrahler zueinander senkrecht polarisiert sein müssen, darf die Anzahl der insgesamt am Antennenträger vorgesehenen Einzelstrahler nur gerade sein. Die Strahlungsdiagramme der Einzelstrahler müssen sich dabei in den Punkten halber Leistung (^dB-Punkt) überlappen, da die als Summendiagramm gebildete Kugelcharakteristik des gesamten Antennensystems durch einfache Addition der Strahlungsdiagramme der Einzelstrahler gebildet wird.

Patentansprüche:

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Claims

Messerschmitt-Bölkow Ottobrunn, 2j5. Mai I969

Gesellschaft mit BP 833

beschränkter Haftung SXl Me/st München

Patentansprüche

( 1J Rundstrahlantenne mit mehreren Einzelstrahlern, die an der Mantelfläche eines vorzugsweise zylindrischen Körpers angeordnet sind, dessen Durchmesser groß gegenüber der Betriebswellenlänge der Antenne ist, wobei benachbarte Einzelstrahler jeweils senkrecht zueinander polarisiert sind und sich ihre Strahlungsdiagramme jeweils im Bereich ihrer halben Leistung (^dB-Punkt) überlappen, nach Patent ..,.. _β.. _o». (Patentanmeldung P 15 91 008.4), dadurch gekennzeichnet, daß ■mindestens zwei weitere Einzelstrahler (6, 7) vorgesehen sind, die jeweils auf der Mittelsenkrechten der durch die an der Mantelfläche angeordneten Einzelstrahler (2,^,4,5) gegebenen Ebene an der äußeren Fläche des Körpers (1) angeordnet und gegenüber den ihnen jeweils benachbarten Einzelstrahlern (z.B. 2 und 3) senkrecht polarisiert sind.
2. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Einzelstrahler (6,Y) elliptisch (oder linear) und die an der Mantelfläche des Körpers (l) angeordneten Einzelstrahler (2, 3* 4, 5) linear (oder elliptisch) polarisiert sind.

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