DE2122698B2

DE2122698B2 - TACAN-Bodenantenne

Info

Publication number: DE2122698B2
Application number: DE2122698A
Authority: DE
Inventors: Gregory George Calabasas Charlton; Robert James Northridge Hanratty; Hiram Hisakatsu Venice Ohta
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1970-05-11
Filing date: 1971-05-07
Publication date: 1973-11-22
Also published as: DE2122698C3; DE2122698A1; CA928416A; FR2088493B1; ES391050A1; GB1327121A; JPS5110955B1; US3670336A; FR2088493A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine TACAN-Bodenantenne zur Erzeugung eines rotierenden neunblättrigen Strahlungsdiagramms, bei der die Rotation des Strahlungsdiagramms durch elektronische Mittel hervorgerufen wird. Die Sendeantenne besteht aus einem vertikal angeordneten Hohlzylinder mit einer Vielzahl von auf dem Zylindermantel gleichmäßig verteilten Strahlersäulen, wobei jede Strahlersäule die gleiche Anzahl von als Schützstrahler ausgebildeten Einzelstrahlet η enthält, die radial zur Achse des Hohlzylinders strahlen, bei der alle Einzelstrahler einer jeden Strahlersäule gemeinsam mit durch niederfrequente, aus zwei Modulationskomponenten bestehende Modulationsspannungen amplitudenmodulierter Hochfrequenzenergie gespeist werden und bei der sich ferner die Phasen der Modulationsspannungen für die Speisung der einzelnen Strahlersäulen um jeweils den gleichen Betrag unterscheiden. Dieses Antennensystem ist Gegenstand des Patents 1 909 205. is Bei der dort angewandten Modulationstechnik benötigt man eine sehr große Antenne (über 5 m im Durchmesser), um im ganzen TACAN-F^requenzband im vorgeschriebenen Elevaüonsbereich den bei TACAN-Betrieb geforderten Index der 135-Hz-Modulaüon zu erreichen. Eine kleinere Antenne — wie sie in der deutschen Patentschrift 1 909 205 beschrieben wird — ist nur ausreichend, wenn ein reduzierter Frequenzbereich und/oder Elevationsbereich annehmbar ist oder wenn eine größere Schwankung im Modulationsindex zulässig ist.

Eine derartige, kleinere Antenne ist bei der bekannten Modulationstechnik sehr empfindlich gegen Schwankungen oder Änderungen der Antennenpanimeter. So kann z. B. eine Änderung im elektrischen Radius der Antenne den 135-Hz-Anteil des abgestrahlten Signals bei bestimmter Elevation und bestimmten Betriebsfrequenzen bis auf Null reduzieren, oder sie kann eine Phasenverschiebung des 135-Hz-Anteils von 180" bewirken, die zu einem unzulässigen Azimutfehler führt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Antennensystem zu schaffen, das diese Nachteile des bekannten Systems vermeidet. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die den Strahlersäulen zugeführte Speisungsenergic aus verschieden modulierten Hochfrequenzsignalen zusammengesetzt ist, deren Träger eine vorgegebene Phasenverschiebung zueinander aufweisen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Einhüllende des von TACAN-Bodenantennen abgestrahlten Signals,

F i g. 2 die Erzeugung eines Signals nach F i g. 1 durch Drehung von Strahlungsdiagrammen,
{· i g. 3 die aus der Hauptanmeldung bekannte Erzeugung der rotierenden Strahlungsdiagramme,

F i g. 4 ein Modulationsdiagramm der in der Hauptanmeldung beschriebenen TACAN-Antenne,

F i g. 5 ein Zeigerdiagramm, in dem die Lage des realen und imaginären Teils des 135-Hz-Modulationsindexes bezüglich der Trägeramplitude im abgestrahlten Signal bei einer Phasenverschiebung der Hochfrequenzspannungen der Antennenspeisung von 0^ς dargestellt ist, wie es sich aus der deutschen Patentfio schrift 1 909 205 ergibt,

F i g. 6 ein Zeigerdiagramm, in dem die Lage des realen und imaginären Teils des 135-Hz-ModuIationsindexes bezüglich der Trägeramplitude im abgestrahlten Signal bei einer Phasenverschiebung der Hochfrequenzspannungen der Antennenspeisung von 45^C dargestellt ist, wie es sich bei der Erfindung ergibt.

F i g. 7 ein Zeigerdiagramm, in dem die Lage de; realen und imaginären Teils des 135-Hz-Modulations-

indexes bezüglich der Trägeramplitude im absiestrahl- der mit 135 Hz amplitudenmodulierten Hochfreten Signal bei einer Phasenverschiebung der Hoch- quenzspannune.
frequenzspannungen der Antennenspeisuns %-on 90
dargestellt ist, wie es sich bei der Erfinduna ergibt

In F i si. 1 "wird die Einhüllende des von einer TACAN-Antenne abgestrahlten Signals gezeigt. Der

lß ih h

F i g. 8 Modulationsdiagramme bei Phasenverschie- s Auaenblick'swert dieser Welle .4 (rf läßt sich mathebungen von 0,45 und 90° zwischen der mit ! ^ Hz nnd matisch wie folgt ausdrücken:

Mt) = [1 + Λ/ 1 ■ cos (,„,„ · ί - φ_Λ/) + A/9 · cos 9 · (,„,„ ■ ; - Φ__Α/\] · cos »>_c · f.

Träger lS-Hz-Kornponentp 135-Hz-Komponente

Modulation Trüaer

(1)

Denn bedeutet

.ViI = Modulationsindex der 15-Hz-Komponcnte, A/9 = Modulationsindex der 135-Hz-Komponente. Ct_n = Modulationswinkelgeschwindiskeit

= 2-π-15,

Trägerwinkelgeschwindigkeit,

Zeit,

Azimut.

Aus der F i g. 1 und der vorstehenden Gleichung (1) ist ersichtlich, daß das abgestrahlte Signal aus drei verschiedenen Anteilen besteht, nämlich einem Trägerpegel, einer 15-Hz-Komponente und einer 135-Hz-Komponente einer Niederfrequenzmodulation. Wie bereits erwähnt, kann ein derartiges Signal durch Drehung eines Strahlungsdiagramms mit vielen Strahlungskeulen erzeugt werden. Die drei Teile dieses Strahlungsdiagramms sind in Fig. 2 dargestellt. Es sind dies: ein Rundstrahl-Trägerdiagramm, ein 15-Hz-Doppelkreisdiagramm und ein 135-Hz-Diagramm mit 18 Strahlungskeulen mit den mit » + « und »-« bezeichreten Hochfrequenzphasen. Bei einer Drehung der letzten zwei Anteile mit 15 Umdrehungen pro Sekunde werden die 15-Hz- und 135-Hz-Niederfrequenzkomponenten des Signals erzeugt, wie es von einer Bordempfangsstation aufgenommen wird.

Um das in Fig. 2 gezeigte Azimut-Strahlungsdiagramm zu erhalten, wird die zylindrische Antenne längs des Umfangs mit ähnlichen Amplitudenfunktionen erregt. Die drei Anteile der Erregung der Strahlersäulen längs des Umfangs, die den. drei Teilen des Strahlungsdiagramms nach F i g. 2 entsprechen, sind in Fig. 3 dargestellt und in der weiter unten stehenden Gleichung (II) mathematisch ausgedrückt. Diese Komponenten der Speisungsenergie sind eine gleichbleibende Amplituden- und Phasenerregung mit einem Träger, eine 15-Hz-Komponente und eine 135-Hz-Komponente. Die zeitliche Drehung der letzten beiden Schvringungen ist in F i g. 2 und in F i g. 3 angedeutet. Aus der Gleichung (II) ist abzuleiten, daß die Hochfrequenzphase für alle drei Anteile identisch ist und daß daraus eine einfache Niederfrequenz-Amplitudenmodulation der Strahlersäule resultiert. Ein derartiges Speisungssystem ist Stand der Technik und ist in der deutschen Patentschrift 1 909 205 beschrieben — wie bereits erwähnt. Die Nachteile dieser Modulaticnstechnik sind ebenfalls schon dargelegt worden.

In dieser Beschreibung wird unter einem Modulationsdiagramm folgendes verstanden: der Modulationsindex M 9 (Gleichung [I]) wird über einem Parameter P aufgetragen, der vom Radius R der zylindrischen Antenne, der Elevation f-)_el und der Trägerweller.länge λ in der folgenden Weise abhängt:

2.τ R los

F i g. 4 zeigt ein solches Diagramm, dabei ist der

Einfachheit halber für den Modulationsindex der 135-Hz-Komponente der Wert 1 angenommen worden ( 4 9 in Gleichung [II]). In der F i g. 4 sind Rechtecke eingezeichnet, die den Bereich Jer zulässigen Modulation nach den Spezifikationen für das TACAN-System wiedergeben. Der zulässige Bereich für den Parameter P entspricht einem Betrieb von 960 bis 1215MHz und einer Elevation von 0 bis 50°. Aus F i g. 4 ist weiter ersichtlich, daß eine sehr große Antenne, größer als 5 m im Durchmesser, erforderlich

ist, wenn bei der bekannten Modulationsart gleichzeitig über das Frequenzband und den Elevationsbereich der vorgeschriebene Index der i35-Hz-Modulation erreicht werden soll. Eine kleinere, in der Größe praktischere Antenne nach der deutschen Patentschrift 1 909 205 ist nur ausreichend, wenn ein reduzierter Frequenzbereich und/oder Elevationsbereich annehmbar ist oder wenn eine größere Schwankung im Modulationsindex zulässig ist, wie bereits erwähnt wurde.

Die Werte, die der Parameter P zwischen zulässigen Modulationsindex-Grenzen annehmen kann, wird als Betriebsbereich bezeichnet.

Es wird nun die Antenne nach der Erfindung beschrieben. Bei dieser wird bei einem Minimum an Vergrößerung rier Antenne gegenüber der in der deutschen Patentschrift 1 909 205 beschriebenen kleineren Antenne der Betriebsbereich des Modulationsdiagramms verbreitert. Dadurch wird die Antenne weniger empfindlich gegenüber Änderungen der An-

tennenparameter. Die Verbreiterung des Betriebsbereichs w'rd nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Hochfrequenzphase der 135-Hz-Komponente der Antennenspeisungsenergie in bezug auf die Hochfrequenzphase der 15-Hz-Komponente verschoben

wird. Daraus resultiert eine komplexe Amplituden- und Phasenmodulation des Niederfrequenzariteiles der Antenmcspeisung. Diese Technik ist verschieden von der gleichphasigen Modulationstechnik nach der deutschen Patentschrift 1 909 205. Die mathematischen Gleichungen für die Speisungsenergie der Strahlersäulen mit drei verschiedenen Phasenverschiebungen der 135-Hz-Modulationskomponente gegen die 15-Hz-Modulationskomponenle lassen sich ableiten. Die

'hasenverschiebungen sin»· nit O, 45 und 90° angeiommen. Bei einer Phasen verschiebung von 0° ergibt ich eine einfache Amplitudenmodulation, wie bei der Modulation nach dem Stand der Technik. Für diese Phasenverschiebung von 0° gibt die Gleichung (II) die Speisung der Strahlersäulen B(t) und die Gleichung (III) das resultierende abgestrahlte Signal C(i)

an.

ß(t) = [ 1 + AY cos (o,_m ■ t - Φ_ΑΡΕΗ) + /49 · cos 9 · (o>_m ■ t - Φ_ΛΡΕΚ)] ■ cos w_c.
Träger 15-Hz-Komponente 135-Hz-Komponente

Modulation Träger

Darin bedeutet

AX = Modulationskoeffizient der 15-Hz-Kompunente, /19 = Modulationskoeffizient der 135-Hz-Komponente, — Koordinate der erregten Strahlersäule.

C(i) = [1 + M1 · cos (w_mt - Φ_ΛΖ) + M9 · cos 9 (<o_mi - Φ_ΑΖ)~] · cos m_c · t.

M9' -JM9" (III)

Wie der Gleichung (III) entnommen werden kann, ist der Koeffizient JVi 9 der 135-Hz-Komponente eine komplexe Größe M9' - j · M9". Das imaginäre Glied j · M9" rührt von höheren Harmonischen der 135-Hz-Komponente der Antennenspeisungsenergie her. Auf Grund dieses imaginären Gliedes wird die Hochfrequenz-Phasenverschiebung des 135-Hz-Anteiles eine Verbreiterung des Betriebsbereiches des Modulationsdiagramms bewirken.

Für eine Phasenverschiebung von 45° geben die Gleichungen (IV) und (V) die Antennenspeisung und das resultierende abgestrahlte Signal an.

[1 + A1 ■ cos (ω_η ■ t - 0_APERft cos o>_c ■ t + [/19 · cos 9 K₁ · t - Φ_ΛΡΕΚ) cos (ω, · I + 45^Γ)]; (IV)

[1 X iCf 1 · COS (fi)_m · f — Φ_ΑΖ) + M9 ■ COS 9 (cu_m · ( — · COS ω,- ■ t.

Schließlich geben die Gleichungen (VI) und (VII) die Antennenspeisung und das abgestrahlte Signal bei einer Phasenverschiebung von 90° an

[1 + A1 · cos (ω_η ■ t - Φ_ΛΡΕΚ)] cos ω, · f + [,49 ■ cos 9 K, · ί - Φ_ΛΡΕώ cos (ω, -1 + 90°)];

[1 + M1 · cos oj_m ■ t - Φ_ΑΖ) + M9 ■ cos 9 (m_m ■ t — Φ_ΑΖβ · cos <o_c · t.

M9" + j ■ M9' (VI)

(VII)

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen ein Zeigerdiagramm der Signalanteile des abgestrahlten Signals, die zur 135-Hz-Modulation beitragen, bezüglich des Trägersignals bei Phasenverschiebungen von 0, 45 und 90 zwischen der mit 15Hz und der mit 135Hz amplitudenmodulierten Hochfrequenzspannung der Antennenspeisungsenergie. Durch die Einführung dieser Phasenverschiebungen wird die Lage des realen und des imaginären Teils des I35-Hz-Modulationsindexes bezüglich der Trägeramplitude verändert. Diese Änderungen sind ohne weiteres aus den Fig. 5, 6 und 7 ersichtlich. In Fig. 8 ist wie in Fig. 4 der 135-Hz-Modulationsindex in Abhängigkeit des Parameters P dargestellt. Das eingezeichnete Rechteck gibt die obere und untere Grenze des bei TACAN-Betrieb zulässigen Modulationsindexes und des Parameters P an für eine Antenne von etwa 2 m im Durchmesser. In F i g. 8 ist ferner der 135-Hz-Modulationsindex in Abhängigkeit des Parameters P bei Hochfrequenzphasenverschiebungen von 0. 45 und 90° aufgetragen. Man erkennt, daß für eine Phasenverschiebung von 45° der 145-Hz-Modulationsindex für jeden Parameter P innerhalb der TACAN-Grenzen ebenfalls innerhalb der zulässigen Grenzen bleibt Für Phasenverschiebungen von 0 und 90° gibt es jedoch zulässige Werte des Parameters P, für die der zugehörige 135-Hz-Modulationsindex außerhalb der erlaubten Grenzen liegt. Das bedeutet, eine verhältnismäßig kleine Antenne von etwa 2 m im Durchmesser arbeitet im genannten TACAN-Frequenzbereich von 960 bis 1215 MHz und im Elevationsbereich von 0 bis 50°, wenn man die Phase der mit 135 Hz- gegen die Phase der mit 15-Hz amplitudenmodulierten Hochfrequenzspannung um 45° verschiebt

Die praktische Realisierung der verbesserten Modulationstechnik wird vorzugsweise durch einen Modu-Iator im Hochfrequenzpfad vor den Strahlerelementen der Antenne erreicht wie er in Fig. 9 gezeigt ist. Ein Teil des Trägereingangssignals wird am Eingang 1 über einen Richtungskoppler 2 abgezweigt und ge-

trennt davon in einen Modulator 44 mit dem 135-Hz-Signal moduliert. Danach wird das modulierte Signal über einen Richtungskoppler 26 wieder dem ursprünglichen Leitungszug am Ausgang 27 zugeführt. Die erforderliche Phasenverschiebung zwischen dem Träger und den 135-Hz-Anteilen der Anten.nenspeisung wird mit dem Phasenschieber 38 eingestellt. Die Ubertragungsleitungslänge über die Schleife 28. 39 mit dem Modulator 44, die der Schleife 3, 19 mit dem Modulator 40 parallel liegt, kann selbst so ausgelegt werden, daß die notwendige Phasenverschiebung auftritt. In diesem Fall ist das Element 38 überflüssig.

An Hand der Fig. 9 werden die wesentlichen Elemente eines Amplitudenmodulators und seine Betriebsweise zur Erzeugung einer Speisung der Strahlersäulen mit einer Hochfrequenzphasenverschiebung von n" näher erläutert.

Das Hochfrequenzsignal für eine einzige Strahlersäule wird am Eingang 1 zugeführt und dann auf die Leitungen 3 und 28 aufgeteilt, und zwar über den Richtungskoppler 2. Ein 15-Hz-Generator 41 erzeugt ein Modulationssignal, im folgenden auch als erstes Modulationssignal bezeichnet, das dem Modulator 40 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Modulators 40 enthält die Trägerkomponente mit der 15-Hz-Modulation. Demzufolge ist ein getrenntes Zuführen eines unmodulierten Trägers überflüssig. Die Modulatorau'gangsspannung auf der Leitung 19 ist wesentlich geringer als 100% moduliert und weist daher einen entsprechenden Trägerpegel mit gleicher Wirkung auf. Ein Frequenzverdreifacher 42 wirkt als 45-IIz-Generator, der vom Generator 41 gespeist wird, um die dritte Harmonische zu erzeugen, die zusammen mit dem 15-Hz-Signal dem Träger zugeführt wird. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel werden Rechteck-Modulationssignale verwendet, und das 45-H/-Signal addiert sich zu dem 15-Hz-Signal in der Weise, daß die 15-Hz-Modulation annähernd sinusförm'2 wird, wie an Hand der Fig. 10 noch erläutert wird.

Eine 9. Harmonische des 15-Hz-Signals wird durch die Einrichtung 43 erzeugt, die ebenfalls von dem 15-Hz-Generator 41 gesteuert wird. Diese 9. Harmonische ist 135Hz, die wie das 15-Hz-Signal eine Standardmodulationsfrequenz für das TACAN-System ist. Weder diese Frequenzen noch das Frequenzverhältnis ist eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung. Diese Werte dürfen nur als Ausführungsbeispiel gewertet werden. Bei der Anwendung der Erfindung in einer TACAN-Antenne bringt die in Fig. 8 gezeigte Phasenverschiebung von « = annähernd das Optimum.

Die Modulation in der Schleife 28, 39 wird über den Modulator 44 ausgeführt, und die Phasenverschiebung von 45' wird durch den Phasenschieber bewirkt. Bei den in Betracht kommenden Hochfrequenzen (Bandmitte etwas über 1000 MHz) bewirkt schon eine kleine zusätzliche Länge im Hochfrequenzpfad 28, 39 im Vergleich zum Pfad 3,19 eine Phasenverschiebung von 45°, so daß der Phasenschieber entfallen kann, wenn schon andere Bauteile die zusätzliche Weglänge erzeugen.

Das Signal am Ausgang 27 ist das über den Richtungskoppler 26 zusammengeführte Signal aus dem 15-Hz-modulierten Anteil der Leitung 19 und dem 135-Hz-modulierten und phasenverschobenen Anteil auf der Leitung 39.

In F i g. 10 ist ein Modulator gezeigt, wie er in F i g. eingesetzt werden kann. Der Eingang 1 und der Ausgang 27 sind der Eingang und der Ausgang der Richtungskoppler 2 und 26.

Der 15-Hz-Modulator enthält die PIN-Dioden 10 und 14. In diesem Modulator werden zwei Dioden verwendet, um einen Ausgleichseffekt zu erreichen, da es erwünscht ist, die Hochfrequenzreflexionen möglichst klein zu halten, die die einwandfreie Betriebsweise der Einrichtung stören könnten. An die Eingänge 9 und 9a wird das 15-Hz-Modulationssignal des Generators 41 gelegt. Der Modulator für das 15-Hz-Signal enthält Induktivitäten 6, 12, 13 und 16, Widerstände 11 und 15 und einen inneren Richtungskoppler 7. Die Kondensatoren 4 und 18 sind so bemessen, daß die Hochfrequenzenergie nahezu ohne Verluste von der Leitung 3 auf die Leitung 5 und von der Leitung 17 auf die Leitung 19 gelangen kann. Für die Modulationssignale stellen diese Kondensatoren aber eine Unterbrechung dar. Das umgekehrte Verhalten gilt für die Induktivitäten 6 und 13. Demzufolge werden die 15-Mz-Modulationssignale vom Eingang 9 über die Induktivität 6 der PIN-Diode 14 zugeführt, über den Richtungskoppler 7 sind die Leitungen 5 und 8 miteinander verbunden. Die Induktivität 16 liefert für die PIN-Diode 14 bei den Modulationsfrequenzen das Bezugspotential. Nur der Widerstand 15 fuhrt im wesentlichen die Hochfrequenzströme, die die Diode 14 passieren. Der Wert des Widerstandes 15 ist so gewählt, daß er den Modulationsgrad des Hochfrequenzsignals festlegt, das bei einer Durchschaltung der Diode 14 den Richtungskoppler 7 passiert.

Die PIN-Diode 10 (auf der anderen Seite des abgeglichenen Modulators) wird durch das 15-Hz-Modulationssignal am Eingang 9a gesteuert. Dieses Signal gelangt über die Induktivität 13 und den leitenden Arm des Richtungskopplers 7 zur Diode 10. Die Induktivität 12 und der Widerstand 11 arbeiten in der gleichen Weise wie die Induktivität 16 vnd der Widerstand 15.

Es soll in Erinnerung gebracht werden, daß die Verwendung von rechteckförmigen Modulationssignalen am geeignetsten ist, da die PIN-Dioden nur als Schalter arbeiten. Die mit dem 15-Hz-Signal modulierte Hochfrequenzenergie steht auf der Leitung 17 an und wird über den Trennkondensator 18 auf die Leitung 19 durchgelassen, wo sie über einen weiteren Modulator mit der Diode 20, dem Widerstand 21 und den Induktivitäten 22 und 46 noch einmal moduliert wird. Dieser Modulationsvorgang ist vergleichbar mit der Arbeitsweise einer Seite des abgeglichenen 15-Hz-Modulators, d.h. der Widerstand21, die Induktivitäten 22 und 46 arbeiten in derselben Weise wie der Widerstand 11 und die Induktivitäten 12 und 13. Ein 45-Hz-Signal (dritte Harmonische von 15Hz) wird dem bereits mit 15 Hz modulierten Signal zugeführt. Dieses Modulationssignal mit 45 Hz wird über den Frequenzverdreifacher42 (Fig. 9) und den 15-Hz-Generator 41 abgeleitet Die Kondensatoren 18 und stellen die hochfrequenzmäßige Kopplung und die niederfrequente Entkopplung der Modulatoren sicher. Die Wellenform B der F i g, 10 zeigt die Umhüllungskurve des daraus resultierenden, modulierten Signals. Dieses Signal ist an die Sinusform angenähert. Dadurch wird im Signal, das am Ausgang 27 erscheint, der Anteil der Harmonischen herabgesetzt.

Die Richtungskoppler 2 und 26 haben jeweils eine Dämpfung von ungefähr 6 dB, um eine entsprechende Verteilung der Hochfrequenzenergie in den 15-Hz-

m innen

und den 135-Hz-Modulationspfad vorzunehmen, die auf den Leitungen 3 bzw. 28 beginnen.

Nach der Betrachtung des 15-Hz-Modulationsvorganges wird nun der Modulationsvorgang im 135-Hz-Kanal erörtert.

Der Richtungskoppler 2 stellt die Hochfrequenzquelle in der Schleife 28, 39 dar. Der Richtungskoppler 26 Rihrt die modulierten 15-Hz- und 135-Hz-Signale zusammen. Die Modulatorelemente in der Schleife 28. 39 bilden wiederum einen abgeglichenen Modulator. Diesmal sind jedoch die Kathoden der PIN-Dioden 33 und 34 direkt geerdet und nicht über RL-Elemente geführt, wie die PIN-Dioden 10 und 14. Die Ströme in den Dioden 33 und 34 auf Grund der rechteckförmigen 135-Hz-Signale an den Eingängen 45 und 45 α sind daher nur durch den Durchlaßwiderstand der Dioden und den Widerstand und den Blindwiderstand der Induktivitäten 31 und 36 bestimmt. Die Induktivitäten 31 und 36 arbeiten — wie leicht zu verstehen ist — als Sperren für die Hochfrequenzpotentiale auf den Leitungen 30 und 35. Dieser Stromkreis ist im wesentlichen also ein 180°-Phasenschiebc; und erzeugt die bei C in F i g. 10 gezeigte Modulationsumhüllungskurve. Der Richtungskoppler 32 stellt die Verbindung für das Modulationssignal vom Anschluß 45 zur Diode 34 und vom Anschluß 45a zur Diode 33 her. Die Trennkondensatoren 29 und 37 übernehmen dieselben Funktionen wie die Kondensatoren 4,18 und 25, d. h. sie lassen die Hochfrequenzsignale durch und sperren die Niederficqucnzsignale.

Wie im Zusammenhang mit der Fig. 9 erläutert wurde, wird die sogenannte a-Phasenantennenspeisung durch die Einführung einer Hochfrequenzphasenverschiebung zwischen den mit 15-Hz- und mit 135-Hz-Signalen modulierten Energien erreicht. In Fig. 10 stellt das Element 38 eine verhältnismäßig kleine übertragungsleitung dar, die ausreicht, um die erforderliche Phasenverschiebung auf Grund dieser Leitungsänderung zu bewirken. Dieses Element 38 ist in F i g. 9 als Block dargestellt. Es ist weiterhin möglich, bei einem TACAN-System den optimalen Wert für diese Phasenverschiebung über das gesamte Frequenzband automatisch zu erhalten, wenn man die Länge der übertragungsleitung 38 entsprechend wählt. So kann die Phasenverschiebung für 960 MHz auf 0° und bei 1215 MHz auf 45° ohne zusätzlichen Stromkreis eingestellt werden.

Das Ausgangssignal 27 kann direkt zur Speisung einer bestimmten Strahlersäule einer Zylinderantenne ausgenutzt werden. Bei der Anordnung nach der deutschen Patentschrift 1 909 205 kann der Modulator309 in Fig. 3 direkt durch einen Modulator nach Fig. 10 der Erfindung ersetzt werden.

Ein Modulator nach F i g. 10 wird für jede Strahlersäule einer Zylinderantenne benötigt Die Modulationsfrequenzen, die den Modulatoren der Strahlersäulen zugeführt werden, sind gegeneinander phasenverschoben, um ein rotierendes Strahlungsdiagramm zu erhalten. Die Modulationssignale müssen genau so vorbehandelt werden, wie in den Fig. 5 und 6 der deutschen Patentschrift 1 909 205 gezeigt ist. Lediglich die Mischung der 15-Hz- und 135-Hz-Modulationssignale am Punkt 606 der F i g. 6 wird — wie in Verbindung mit den F i g. 9 und 10 der Erfindung erläutert wurde - anders ausgeführt.
Der Modulationsstromkreis nach Fig. 10 verwen-

jü det P'N-Diodcn. Andere Ausbildungen mit anderen Elementen sind möglich.

Die Zylinderantenne verwendet Dipol-Zeilen oder andere Strahler, z. B. gegeneinander versetzte, offene Hohlleiter-Strahler.

Koaxialleitungen oder Hohlleiter können als Hochfrequenz-Übertragungsleitungen eingesetzt werden.

Die Mikrowellen-Koppler 2,7,26 und 32 können in Hohlleiter-Technik aufgebaut werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. TACAN-Bodenantenne zur Erzeugung eines rotierenden neunblättrigen Strahlungsdiagramms, bei der die Rotation des Strahlungsdiagramms durch elektronische Mittel hervorgerufen wird, mit einem vertikal angeordneten Hohlzylinder mit einer Vielzahl von auf dem Zylindermantel gleichmäßig verteilten Strahlersäulen, wobei jede Strahlersäule die gleiche Anzahl von als Schützstrahler ausgebildeten Einzelstrahlern enthält, die radial zur Achse des Hohlzylinders einer jeden Strahlersäule gemeinsam mit durch niederfrequente, aus zwei Modulationskomponenten bestehenden Modulationsspannungen amplitudenmoduücrter Hochfrequenzenergie gespeist werden und bei der sich ferner die Phasen der Modulationsspannungen für die Sp^sung der einzelnen Strahlersäulen um jeweils den gleichen Betrag unterscheiden, nach Patent 1 909 205, dad u rch gekennzeichnet, daß die den Strahlersäulen zugeführte Speisungsenergie aus verschieden modulierten Hochfrequenzsignalen zusammengesetzt ist, deren Träger eine vorgegebene Phasenverschiebung zueinander aufzeigen.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Hochfrequenzenergie vor der Modulation auf mehrere Pfade aufzuteilen, daß in einem ersten Pfad in einem ersten Modul .tor (40) ein erster Teil der Hochfrequenzenergie mit einer ersten Modulationsfrequenz moduliert wir., daß in einem zweiten Pfad in einem zweiten Modulator (44) ein zweiter Teil der Hochfrequenzenergie mit einer zweiten Modulationsfrequenz, die ein ganzzahliges Vielfaches der ersten Modulationsfrequenz ist, moduliert wird, daß in dem zweiten Pfad die Phase der über den zweiten Modulator geleiteten Hochfrequenzenergie um einen vorgegebenen Betrag verschoben wird und daß die Signale am Ausgang der beiden Pfade zusammengeführt die Speisungsenergie für eine Strahlersäule bilden.

3. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung des zweiten Hochfrequenzanteiles nach der Modulation mit der zweiten Modulationsfrequenz ausgeführt wird.

4. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzenergie über einen Richtungskoppler (2) in zwei Teile aufgeteilt wird und daß diese zwei Hochfrequenzteile nach ihrer Modulation mit den zwei Modulationsfrequenzen und der Phasenverschiebung des Hochfrequenzteiles, der mit der zweiten Modulationsfrequenz moduliert ist, über einen weiteren Richtungskoppler (26) zusammengeführt werden.

5. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung im zweiten Pfad 45° beträgt.