DE2109078C3

DE2109078C3 - Einrichtung zur Überwachung der unter einem Winkel zur Achse einer Strahleranordnung vorhandenen Fernfeldstrahlung

Info

Publication number: DE2109078C3
Application number: DE19712109078
Authority: DE
Inventors: Robin Ashley Welwyn Garden City Hertford Collins (Grossbritannien)
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1970-02-27
Filing date: 1971-02-25
Publication date: 1974-04-11
Also published as: DE2109078B2; GB1325772A; FR2081059B1; DE2109078A1; FR2081059A1

Description

Eine Methode zur Realisierung besteht darin, von Das kann aber nur bei einer symmetrischen Strahlerallen £-Werten Proben zu entnehmen und Kabel von anordnung gemacht werden.

verschiedenen Phasenlängen Φ,, Φ₂, Φ,, Φ₄ zwischen- Der Ausdruck für den dritten Faktor in Gleichung(l)

zuschalten, wobei ist: - kann auch geschrieben werden:

2π , . _Λ·^ . 2π

Φ, =

</, sin <9; Φ_% = / + — - d, sin Θ;

^₁ sin θ.

λ /IO

(/ = Länge einer Dipolhälfte.)

Die Summe dieser Werte ist dann proportional zum dritten Faktor in Gleichung (1). Wenn jedoch die Strahleranordnung aus einer größeren Anzahl von Einzelstrahlern besteht, und wenn das Fernfeld unter mehr als einem Winkel Θ simuliert werden soll, so ist es einfacher, die Phasenabstufung der einzelnen Proben durch eine Amplitudenbewertung allein zu ersetzen. ~f

E₂-E

LJ^d₁MB __e-j*i_d„ine\

Durch Zusammenfassen und Auflösen ergibt sich:

= (E₁ + £₄) cos (^ Cl₁ sin 0) + (E, + E₃) cos (~ ^₂ sin θ) + j ■ (E₁ - E_x) sin (^-

sin Θ

Das entspricht in der Tat einer Aufteilung des von der Strahleranordnung erzeugten Feldes in zwei Teile, einen Summenteil (£, -f- E₄, E₂ -\- £₃), und einen Differenzteil (£j — E₄, E₂ — E₃). Diese Aufteilung kann mit zwei 180°-Hybridringen verwirklicht werden, die in der Figur mit HRl und HRI bezeichnet sind. Die Gleichung (2) kann dann durch Amplitudenbewertung, d. h. durch Einstellung von Dämpfungsgliedern C₂, C₁ bzw. S₁, S₂, die den Hybridringen HRl und HR2 nachgeschaltet sind, realisiert werden. Die bewerteten Signale können geschrieben werden:

C₁ = cos y-p- d_x sin Θ\; C₂ = cos (-⁵¹ d₂ sin Θ]

S₁ = sin \-yd_x sin©); S₂ = sin (^d₂ sin<9)

Die bewerteten Summensignale (C₁, C₂) und die bewerteten Differenzsignale (S₁, S₂) werden anschließend in Additionsschaltungen H₁ bzw. H₂ addiert.

Ihre Ausgangssginale werden in einem weiteren Hybrid ring HR₃ addiert, derart, daß sich ein Ausgangssignal ergibt, das proprotional der im Fernfeld unter einem Winkel Θ (bzw. — Θ) vorhandenen Feldstärke ist; der Faktor/ in der Gleichung(2) bedeutet, daß eine zusätzliche Leitung der Länge A/4 (90°-Glied) im Differenzzweig notwendig ist.

Dieses System ist auf jede symmetrische Strahleranordnung anwendbar, die eine gerade Anzahl von Strahlerelementen enthält.

Es kann auch dann angewendet werden, wenn eines der Strahlerelemente auf der Symmetrieachse angeordnet ist und zu deren beiden Seiten die gleiche Anzahl von Strahlerelementen vorhanden ist, d. h.

wenn die Strahleranordnung aus einer ungeraden Anzahl von Strahlerelementen besteht. In diesem Falle trägt der Mittenstrahler jedoch nur zum Summenteil der Strahlung bei. Das bedeutet, daß die Stromprobe vom Mittenstrahler nach einer entsprechenden Amplitudenbewertung, direkt zum Summenteil addiert wild.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 glied gegeben werden, in denen die jeweiligen Am- Patentansprüche: plituden entsprechend dem Winkel (Θ) einstellbar sind, daß die gedämpften Differenzen und Summen in je

1. Einrichtung zur Überwachung der unter einem einem Additionsglied addiert werden, daß die AusWinkel zur Achse einer Strahleranordnung vor- 5 gangssignale der beiden Additionsglieder — unter handenen Fernfeldstrahlung, wobei die Strahler- Zwischenschaltung eines 90^c-Gliedes im Summenanordnung aus einer geraden Anzahl von Strahler- zweig — einem weiteren Hybridring zugeführt werden, elementen besteht, die auf einer Geraden sym- dessen Ausgangssignal dem eingestellten Winkel (Θ) metrisch zu der Achse angeordnet sind, da- proportional ist.

durch gekennzeichnet, daß aus jedem io Die Erfindung hat den Vorteil, daß keine zusätzliche der Strahlerelemente (El, El, £3, £4) Strom- Antenne erforderlich ist und daß der Winkel, unter proben entnommen werden, daß die Stromproben dem die Fernfeldstrahlung überwacht werden soll, jeweils zweier entsprechender Strahlerelemente leicht eingestellt werden kann.
(El, EA bzw. El, £3) links und rechts der Sym- Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung ermetrieachseje einem 180°-Hybridring (/i/? 1, HRl) 15 läutert, in der als Ausführungsbeispiel eine aus vier ^zugeführt werden, an deren Ausgängen die DiRe- Dipolen bestehende, symmetrisch zu einer Achse renzen und Summen der Stromproben auftreten, angeordnete Strahleranordnung zusammen mit den daß die Differenzen und Summen einzeln auf je ein notwendigen Summen- bzw. Differenznetzwerken und Dämpfungsglied (Cl, Cl, Sl, Sl) gegeben werden, Dämpfungsgliedern dargestellt ist.
in denen die jeweiligen Amplituden entsprechend 20 Die lineare Strahleranordnung (Antennenzeile) gedem Winkel (Θ) einstellbar sind, daß die ge- maß der einzigen Figur besteht aus vier Dipolen El, dämpften Differenzen und Summen in je einem El, £3 und £4; durch diese Bezugszeichen sind auch Additionsglied (Hl, Hl) addiert werden, daß die die Hochfrequenzspannungen auf den einzelnen Di-Ausgangssignale der beiden Additionsglieder— un- polen versinnbildlicht. Im allgemeinen sind die Werte ter Zwischenschaltung eines 90°-Gliedes im Sum- 25 für die einzelnen £'s komplexe Zahlen, und jede von menzweig — einem weiteren Hybridring (HR3) ihnen kann die Summe mehrerer Hochfrequenzzugeführt werden, dessen Ausgangssignal dem ein- spannungen verschiedener Frequenzen darstellen, gestellten Winkel (0) proportional ist. ohne daß die Allgemeingültigkeit der Aussagen ein-

2. Einrichtung nach Anspruch 1, für eine un- geschränkt zu werden braucht, es sei denn, die gerade Anzahl von Strahlerelementen, wobei die 30 Frequenzen liegen so weit auseinander, daß die Symmetrieachse durch das mittlere Strahler- Genauigkeit des Systems als Resultat der eingeelement verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die schränkten Bandbreite der einzelnen aufeinanderdem mittleren Strahlerelement entnommene Strom- folgenden Anordnungen begrenzt ist.

probe einem Dämpfungsglied und anschließend Die auf die Dipole folgenden Anordnungen sind

dem Summenzweig zugeführt wird. 35 Kombinier- und Bewertungseinrichtungen, die im

Laufe der weiteren Beschreibung noch erläutert werden.

Die unter einem Winkel© in bezug auf die·horizontale Mittelsenkrechte auf der Antennenzeile (Sym-40 metrieachse) in einem Aufpunkt P im Fernfeld auf-

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Über- tretende Spannung V kann geschrieben werden:

wachung, der unter einem Winkel zur Achse einer . _{2jf 2π}

Strahleranordnung vorhandenen Fernfeldstrahlung, V=A<B-\E_le'~*~^d'^sia*+E₂eⁱ~i~''-^!>iae

wobei die Strahleranordnung aus einer geraden An- \
zahl von Strahlerelementen besteht, die auf einer 45

zahl von Strahlerelementen besteht, die auf einer 45

Geraden symmetrisch zu der Achse angeordnet sind. , _{E e}—J^r^d'^siae _l /t _e~^J^r^d<^sine j_ \ (n

Bei Funklandesystemen, z. B. dem I LS-System, ist ^{3 4} J ^v '
eine Überwachung der Leitstrahlsender bzw. der

Strahlungsdiagramme erforderlich, um Unglücksfälle Der erste Faktor A in diesem Ausdruck hängt

beim Ausfall der Sender zu verhindern. Bisher wurden 50 allein von der Entfernung des Aufpunktes P von der

derartige Strahlungsdiagramme dadurch überwacht, Mitte M der Antennenzeile ab; der zweite Faktor B

daß man unter einem bestimmten Winkel zur Antennen- hängt nur vom Winkel θ ab; dieser Winkel entspricht

achse eine Empfangsantenne aufstellte und die von einem Winkel im Polardiagramm eines Einzelstrahlers;

dieser aufgenommene Feldstärke auswertete. Dies ist im dritten Faktor bedeuten </, und d_t die jeweiligen

wegen der zusätzlichen Antenne und wegen der 55 Abstände der Mitten der Dipole E₁ und £₄ bzw. £₂

erforderlichen Leitungen zum Überwachungsort nach- und E₃ von der Symmetrieachse; bei einer symme-

teilig. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine trischen Anordnung sind die Abstände von E₁ und E₄

Überwachungseinrichtung anzugeben, bei der keine sowie von,£₂ und E₃ von der Symmetrieachse einander

von der Sendeantenne abgesetzte Empfangsantenne gleich, abgesehen vom Vorzeichen, das auf der einen

erforderlich ist. . 60 Seite (beispielsweise auf der linken) positiv und auf

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch der anderen negativ ist; λ bedeutet die Wellenlänge

gelöst, daß aus jedem der Strahlerelemente Strom- der ausgesendeten Strahlung.

proben entnommen werden, daß die Stromproben Der dritte Faktor in Gleichung (1), d. h., der Auszweier entsprechender Strahlerelemente links und rechts druck in der Klammer enthält alle Terme, die den der Symmetrieachse je einem 180°-Hybridring zu- 65 Wert von V bei Änderungen von £ bestimmen. Dieser geführt werden, an deren Ausgängen die Differenzen Faktor muß also reproduziert werden, um bei und Summen der Stromproben auftreten, daß die Änderungen von E den Wert für das jeweilige V zu Differenzen und Summen einzeln auf je ein Dämpfungs- bestimmen.