DE1963037C - Antenne mit schwenkbarer Rieht charakteristik, bestehend aus einer Pnmorquelle und einem reflektierenden Gitter - Google Patents

Description

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Demgegenüber wurde bereits eine Antenne der einleitend angegebenen Gattung vorgeschlagen (deutsche Offenle-Hingsschnft 1 954 964), bei der jeder Strahler des Cutters zwei über einen Phasenschieber verbundene Eingänge au.weist und elektromagnetische Wellen zweier verschiedener Polarisationsrichtungen aufzunehmen und abzustrahlen vermag. Jeder dieser S.rahler strahlt eine mit einer bestimmten Polarisation ankommende Welle mit dazu symmetrischer Polarisation wieder ab. Von einer derartigen Antenne geht die Erfindung aus.

Ein sich bei diesen Antennen häufig stellendes Problem besteht darin, zu vermeiden, daß die die einfallende Welle liefernde Primärquelle einen Teil der von der Antenne bestrichenen Raumzone abdeckt. Außerdem ist bekanntlich bei den das Reflektorgitter bildenden Strahlern die Winkelöffnung der Hauptkeule, ihres Strahlungsdiagramms umgekehrt propoi · tional der Abmessung dieser Strahler und hängt von den Richtungen ab, in die das Richtdiagramm der .Antenne zeigen können soll. Wenn man die Primärquelle gegenüber dem Gitter verschiebt, damit die Hauptkeule des Strahlungsdiagramms der Stranler gleichzeitig die Richtung, unter der diese Strahler die Primärquelle sehen, und einen Teil des Bereichs umfaßt, der von der Antenne bestrichen werden soll, ist es daher gewöhnlich notwendig, Strahler kleiner Abmessungen zu verwenden, was zu einer hohen Anzahl von Strahlern und demzufolge zu höheren Herstellungskosten der Antenne führt.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Antenne der eingangs genannten Art zu schaffen, die es gestattet, ohne hohen Aufwand an Strahlern die Primärquelle außerhalb des von der schwenkbaren Richtcharakteristik überstrichencn Raumbereiches anzuordnen.

Diese Aufgabe ist bei der hier vorgeschlagenen Antenne erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strahler des Gitters jeweils zwei voneinander unabhängige, je einem Strahlereingang zugeordnete Strahlungsdiagramme besitzen, von denen das eine in Richtung der Primärquelle zeigt und das andere in

Richtung des von der Antenne überstreichbaren HF-Schaltungsmatrix 7, z. B. eine Raumbereiches weist. gruppenweise .^^^"S^ voneinander

Hierdurch wird es möglich, die Primärquelle mit ein und demselben outer men rc außerhalb des mit der schwenkbaren Richtcharakteri- unabhängige Strahlungsdiagramme gebildet werden stik erfaßbaren Raumbereiches anzuordnen und so 5 können. Λπ,.^ηρη Ansfiih-

Abschattungen dieses Raumbereiches durch die Pri- Bei diesen be.den zuvor beschncbenen Aa uh

märquelle sowie störende Reflexionen an der Pri- rungsformen s.nd die Strahler 3 nu ^n einer einzigen märquelle zu vermeiden, ohne daß dazu eine auf Ko- Polarisationsrichtung empf indl ich. Ubgi eierι α e λ sten des Antennengewinns gehende Verbreiterung des zahl der Strahlerelemente 4 dabe ««t .rhcWich ge Strahlungsdiagramms der das Gitter bildenden Strah- i. genüber bisher bekannten de^raJ'B^e" ^¹™"™ *?^r ler notwendig wäre. ringert wird, werden zumindest ^Phas^^nsch'?^b.^{er 5}/JJl

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Antenne gespart, und man erzielt eine y;ute Richtw.rKung zeichnet sich dadurch aus, daß die Strahler elektro- die so aufgebaute Antenne

magnetische Schwingungen nur einer einzigen Polari- Die F i g. 4 bis 6 stellen Strahler 3 dar,,die tür zwei

sationsrichtung abgeben oder aufnehmen können. 15 zueinander senkrechte Polarisauonsrichtungen emp-Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der An- findlich sind und bei denen die Strah lungsdiagramrm. tenne besteht darin, daß die Strahler elektromagnet·.- für jede der beiden Polansat.nnsnchtungen versch.eschc Schwingungen in zwei aufeinander senkrecht den sind. Bei der in F 1 g. 1 wicdergegc Denen.^u ru stehenden Polarisationsrichtunoen abgeben oder auf- rungsform besteht der Stehler i aus_ einen 1 r nehmen können. ^ » strahler 4, der von einem quadratischen H h^

In der Zeichnung ist eine Antenne der crf.ndungs- gespeist wird, der zwei ^8™^ £ !^' S₁J_n"^ gemäß vorgeschlagenen Art in mehreren beispiels- jeder nur für eine der be.den Folansauonsr.ctitungen weise gewählten Ausführungsformen schematisch empfindlich ist. Die be.den Eingänge sind über den veranschaulicht. Es zeigt Phasenschiebers verbunden. Vor dem Horns rah-

Fig. 1 das Prinzipschema einer Antenne gemäß 25 ler 4 ist ein Prisma angeordnet, das au* dreieck gen. der Frfindung, einander und zur Hornstrahleiachse paraHe en leiten-

Fig. 2 eine Ausführungsform eines Strahlers des den Platten 8 gebildet ist. Dieses Pnsma hat die Wi-Gittcrs de Antenne der Fig. 1, kung, Wellen mit zu den Platten 8 paralleler Polaris.

Fig.3 eine zweite Ausführungsform eines Strahlers, tionsrichtung abzulenken, wahrend es weiitn Fig.4 eine dritte Ausführungsform dieses Strahlers, 30 dazu senkrechter Polarisalioiisnchtung nicm oecin-Fi g. 5 eine Vorderansicht 'einer vierten Ausfüh- flußt. wodurch die beiden voneinander verschiede en rungsform eines Strahlers und " Strahlungsdiagramme D₁ und /), dcfiniert sincJ 1 Jiesc

F i g. 6 eine Seitenansicht des Strahlers der F i g. 5, Ausiührungsforin hat den besonderen Vorteil nur bei dem die beiden Leistungsverteiler voneinander eine geringe Anzahl an Strahlern diesen I yps.zu ogetrcnntsind. 35 nötigen, deren Abmessungen beträchtlich se.n kon-

Die in Fig. 1 dargestellte Antenne besitzt eine Pri- nen. «„,hipri Iv

märe, !eile 1 sowie ein Rcflektorgitter 2, das aus ne- Eine weitere Ausiühruiigsform der Stahler J hc-

beneinander angeordneten Strahlern 3 besteht, die je- steht darin, ein Güter kleiner ^Si^rankrc'^"'^c *" weils voneinander unabhängige Slrahlungsdiagramme verwenden, die ebenfalls fur /wc. ^uemande scnK-besitzen, die jeweils einem Eingang dieser Strahler 40 rechte Polarisationsrichtuiigen empfindlich siiiajczugcordnet sind. Das erste Strahlungsdiagramm D, der Polarisationsrichtung entspricht ein l-^c«^tun^^VLrwird dazu benutzt, um die von der Primärquelle 1 teiler, der diese Strahlerelement«: unter h.nh.i. t in_b kommende Energie aufzunehmen, während das einer Phasenlage verbindet, die das dieser ™urisazweiie Strahlungsdiagramm /λ, der von der Antenne tionsrichtung zugehörige Strahlungsdiagramm in die bestrichenen Raumzone entspricht. Ein in Fig. i 45 gewählte Richtung zeigen.IaDt ,wobei .J"" ^der P^" nicht dargestellter, jedoch in den sonstigen Zeich- senschieber 5 zwischen die be.den Leistungsvertuler nungsfiguren mit der Bezugsziffer 5 versehener Pha- geschaltet ist. Ein solcher Strahier ist in den 1 g senschieber verbindet die beiden Eingänge jedes und 6 in einer Ausführung* orm dargcslcl t. bei der Strahlers 3 miteinander. Es lassen sich verschiedene die Leistungsverteiler als durch D.elek r.kun geMöglichkeiten für die Ausbildung der Strahler 3 in ν trennte Bandleiter ausgebildet sind Fi g-⁵J^¹P¹ ^ Betracht z'ehcn, die mindestens zwei voneinander un- Draufsicht auf ein Gitter 3 dreier Paare 4 gekreuzte abhängige Strahlungsdiagramme besitzen, gemäß de Dipole AC und BD. Gemäß dsr eine Se.tenan ch nen diese Strahler elektromagnetische Schwingungen des Strahlers 3 darstellender, h . g. 6 s.nd die über entweder nu, einer einzigen Polarisatior.srichtung den Phasenschieber 5 untereinander verbundenen oder in zwei aufeinander senkrecht stehenden Polari- 55 b;:J;:: '. -tungsverte.ler 9 zwecks besseren Versationsrichtungen abgeben oder aufnehmen können. ständnis der Zeichnung voneinander getrennt darpe-

Bei einer ersten, in Fig. 2 wiedergegebenen Aus·· stellt, während sie in Wirklichkeit übereinander Ieführuiigsform besteht jeder Strahler 3 aus einer clek- gen. Der mäanderförm.ge Verlauf der Leitungen der tromagnctischen Linse 6 üblicher Bauweise, hinter Verteiler 9 dient zur Einstellung der Phascnverscli.eder zwei über den Phasenschieber S zusammengc- 60 bung zwischen Dipolen ein und derselben Polansaschaltcte Strahlcrclemente 4 liegen, die derart ausge- tionsrichtnig wie auch der Halbwcllenleitungcn 10, richtet sinu. daß die betreffenden Strahlungsdia- welche die Anschlußklemmen A und C oder I) und υ gramme mit'dcr Richtungen f), und ü„ der Primär- verbinden und den symmetrisch/unsymmetrischen welle bzw der reflektierten Welle der'Antenne zu- Übergang zwischen den Dipolen und den Bandleitern sammenfallcn. 65 bewirken. Eine solche Ausfü'lirungsform erweist sich

Bei einer w(./.cren, in Fig. 3 veranschaulichten insbesondere deshalb als voileilhall, weil ihr Rnuni-Ausführungsform besteht der Strahler 3 aus einem bedarf gering ist und sie ohne Schwierigkeit die Ver-Gitter kleiner Slrahlcrelemente 4, die über eine wciulung gedruckter Schaltkreise ermöglicht.

Hier/u 1 Blatt Zcic!u".iiii;en

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Anienne mit schwenkbarer Richtcharakteristik, bestehend aus einer Primärquelle und aus einem reflektierenden Gitter nebeneinander angeordneter Strahler, von denen jeder zwei Eingänge aufweist, die beide über einen Phasenschieber untereinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß dL· Strahler (3) des Gitters (2) jeweils zwei voneinander unabhängige, je einem Strahlereingang zugeordnete Strahlungsdiagramme (D₁, D,) besitzen, von denen das eine (D₁) in Richtung der Primärquelle (1) zeigt und das andere (D.,) in Richtung des von der Antenne überstreichbaren Raumbereiches weist.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler (3) elektromagnetische Schwingungen nur einer einzigen Polarisationsrichtung abgcoen oder aufnehmen können.

3. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler (3) elektromagnetische Schwingungen in zwei aufeinander senkrecht stehenden Polarisatiortsrichtungen abgeben oder aufnehmen können.

4. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler (3) jeweils aus einer elektromagnetischen Linse (6) und zwei diese ausleuchtenden Strahlerelementen (4) bestehen, die die beider über den Phasenschieber (5) verbundenen Strahlereingänge darstellen (F i g. 2).

5. Antenne nach Ansprucn L, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler (3) jeweils aus einem Gitter kleiner Strahlerelemente (4) bestehen, die über eine HF-Schaltungsmatrix (7) gruppenweise zu den zwei Strahlereingängen zusammengeschaltet sind (Fig. 3).

6. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler (3) jeweils aus einem Hornstrahler (4) bestehen, der durch einen quadratischen Hohlleiter gespeist ist, dpr die beider. Strahlereingätige aufweist, von denen jeder nur für eine der beiden Polarisationsrichtungen, empfindlich ist, und daß vor dem Hornstrahler ein aus dreieckigen, einander und zur Hornstrah'ierachse parallelen, leitenden Platten (8) gebildetes Prisma angeordnet ist, das die senkrecht zu den Platten polarisierten Wellen nicht beeinflußt, jedoch die parallel zu den Platten polarisierten Wellen ablenkt (Fig. 4).

7. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler (3) jeweils aus einem Gitter aus Wellen zweier verschiedener Polarisatiensnehtungen verarbeitenden Strahlerelementen (4) bestehen, die für die beiden Polarisationsrichtungen empfindlich sind und für jede Polarisa· tionsrichtuiig einen eigenen Ausgang haben, daß die zu einer Polarisationsrichtung gehörigen Ausgänge aller Strahlerelemente jeweils mit einer solchen Phase über einen Leistungsverteiler (9) zu einem Strahlereingang zusammengeschaltet sind, oo daß sich für diesen Strahlereingang das diesem zugeordnete Strahlungsdiagramm ergibt (Fig. 5,6).

8. Antenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerelemente (4) als gekreuzte Dipole (A, ß, C, D) und die Leistungsverteiler (9) als Bandleiter ausgebildet sind.

Die Erfindung betrifft eine Antenne nut schwenkbarer Richtcharakteristik, bestehend aus einer Primärquelle und aus einem reflektierenden Gitter nebeneinander angeordneter Strahler, von denen jeder zwei Eingänge aufweist, die beide über einen Phasenschieber untereinander verbunden sind.

Bekannt sind Antennen mit elektrisch schwenkbarer Richtcharakteristik, deren reflektierende. Gitter aus einer Matrix von Strahlern besteht die von einer Primärquelle gespeist werden. Die Phasenverschiebungen zwischen den einzelnen Strahlern werden so geregelt daß die in den Raum abgestrahlte Welle eine Übene Welle ist, deren gleichphasige Ebenen eine gewählte Richtung haben. Die Schwenkung der Richtcharakteristik wird somit dadurch erzielt daß man durch elektrische Steuerung die Werte der Phasenverschiebungen zwischen den verschiedenen Strahlern des Gitters derart ändert, daß die Richtung der Ebene der austretenden Welle geändert wird.

Bei den bisher bekannten Antennen dieser Bauau besitzt jeder der Strahler des Reflektorgitters, enteisene !'F-Leitung (z. B. Koaxialkabel oder Hohlleiter) d.e ein einstellbares Kurzschlußelement ent hält Mit letzterem läßt sich die Phase des von dem lellektierenden Gitter zurückgestrahlten Signais