DE2127378A1 - Kombinierte Antenne - Google Patents

Description

Unser Zeichen: T 1055

THOMSON-CSF Bd.Murat,

CH

75 Paris I6eme, Frankreich.

Kombinierte Antenne

Die Erfindung betrifft eine Antenne, welche die funktionen einer Radarantenne und einer IPF-Antenne , d.h., üer Antenne; eine3 "Freund-Feind-Erkennungssysteras" vereinigt*

Es kann nämlich vorteilhaft sein, wenn man über ΧίΤ-Abfragesysteme von Flugzeug zu Flugzeug verfügt, doch treten beim Einbau einer IFF-Antenne dann Probleme des Raumbedarfs auf.Die ideale Lage ist die Flugaeugnase, doch ist dieser Platz gewöhnlich von dar Antenne des Haupt radargeräts eingenommen.

Durch die Erfindung wird es ermöglicht, die beiden Antennen in der Flugzeugnase zusammenzufassen, wenn die Antenne des Hauptradargeräts eine umgekehrte Gassegrain-Antenne ist, die bei einer sehr viel höheren Frequenz als aie Antenne des IPP-Systems arbeitet.

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ΐ-·5ΐΪΘΩ ait sSse nisürigsEeü; irsQiisGg caä äer τ·: i-gegeüsiieo PilarisatioB abweofcselßä eit eiiieE giz fieto hioiaren Spiegsl gerichteten iioä von öieseiD reflektierten schmalen Strahlunga- äiügmsm iiüä eiaea eotgsgeagesetst gsrichteten breiten SteahisiogsöiagsafflE abstrahlen, wobei die Zeile im wessot«- liehen entlang einer Achse, die senkrecht zu Sem halb™ durchlässigen Spiegel durch die Primärquelle geht, vor aera halfbelurchlässigen Spiegel aogeordnet ist.

Unter einer ""anderen" Polarisation ist die Polarisation zu verstehen, in der sich die von der Primärquelle der Gassegrain-ÄQoränung abgestrahlten Wellen befinden; t.'snn die AotsBoe in liosarer Polarisation strahlt, ist dies Sie senkrecht dasii gerichtete lineare Pelarisatioßg tinä wene sie in zirkularer Polarisation, strahlt, ist es die entgegengesetzt gerichtete zirkuläre Polarisation.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist für eine lineare PoIirisation der hintere Spiegel aus zwei beispielsweise in einer Ebene liegenden Drahtgittern gebildet, die im Abstand von λ_Γ/4 vor einem metallischen Reflektor angebracht sind, wobei X die Wellenlänge des Radargerät ist. Das erste Gitter, das bei einem solchen Reflektor üblich ist, ist durch parallele Drähte gebildet, die um Tt/4 gegen die Polarisationsrichtung der einfallenden Welle geneigt sind, und Abstände in der Größenordnung von X /A voneinander haben. Die Drähte des zweiten Gitters liegen senkrecht zu den Drähten des ersten Gitters in Abständen in der Größenordnung von Jl ^/10, wenn X Λίβ VTellenlänge des IPF-Systems ist, die in der Größenordnung von 10 X liegt. Dieses Gitter stört die Radarwelle nicht, denn es ist für die Wellenlänge X zu weitmaschig, da die Gitterabstände der Größenordnung dieser Wellenlänge entsprechen, während es zu der Totalreflexion der Wellen des IFF-Systems beiträgt,

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin, zeigen:

Fig.1 das Prinzipschema der erfindungsgemäßen Antenne, Fig.2 eine vergrößerte Teilansicht der Antenne von Fig.1,

Fig.3 und Ά Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise und

Fig.5 ein bevorzugtes AusführungsBeispiel eines Bestandteils der Antenne von Fig.1.

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" 5,Su" iiintereo Reflektor 4₅ Die'Dipolseile ist so aüisgsfüart_s

_ΐπα atigeoränet₉ daß sie₂ je üaeh ihrer Speisung nach hinten sin sohmales Bündel I₀ abstrahlen kann, das you des 2efl3l:tcir 4 bei I^ reflektiert wird, oder oac-h 7o:ja sin breites Bündel C. Za diesem Zweck ist die Dipols.siIs zwischen der Spitze der Fiugzeugnase und der CassegrainiLaoränung angebracht» Die Gassegrain-Anordnung strahlt £as Hauptradarbündel R ab,, während die Bündel I, und G la bekannter Weise das "Abfrage bund el" bzw. das "Kontrollbündel" des IMT-Abfragesystems bilden. Diese Kombination Macht es nicht nur möglich, die Antennen der beiden Systeme In fl3r riugzeugnase unterzubringen, sondern ermöglicht es SuCh₅ äem Abfrage bündel dauernd die gleiche Richtung wie ism Radarbündel zu geben, Das Kontrollbündel kano dagegen ohne llqc-riteil feststehend bleiben, da es ein breitos Eifnöel ist j das im wesentlichen die Aufgabe hat, die S?kun~ därzipfel des Abfragebündels zu überdecken ("Side lobe Dianking")_s

BIq Dipolzeile 1 kann vorzugsweise eine Yagi-Antenne bekannte: Art sein, die in Fig.2 dargestellt ist„ Ein Dipol 11 bildet den strahlendeoHauptdipol; ihm sind ein Reflektoräipol 12 and mehrere Direktordipole 13, 14, 15, 16 zugeordnet. Bei Speisung des Dipols 11 erhält man daa schmale Bündel I__o

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Das breite Bündel C wird dadurch erhalten, öa£ ei!: ius^ts'.icu Dipol 21 gespeist wird, der vor dem Reflektor 12 33;- Yagi-Zeile angebracht ist, der dann gleichzeitig eine η Iljfl .ktorfür den Dipol 21 darstellt. Natürlich, kann öle ZeI'/? 1 auch in einer anderen, an sich bekannten V/eise ai:3.j-fUirt sein. Um die Zeichnung nicht unübersichtlich zu ώϊ.<■..-.:en,. 3ind die herkömmlichen Einrichtungen scr Speisung Csz Anordnung 1, mit denen wahlweise das Diagramm C ir<r: öa?? Diagramm I erhalten werden können, nic^vit dargestellt,

Ss soll nun die Wirkungsweise dieser kombinierten Antenne beschrieben werden.

Als Beispiel sei der häufige Fall angenommen, daß ^as Raäarbündel der Frequenz F mit vertikaler Polarisation abgestrahlt wird. In diesem Fall strahlt die Quelle 2 a it horizontaler Polarisation , und der Spiegel 3 reflektiert für die betreffende Frequenz die Wellen mit horizontaler Polarisation vollständig, während er für die Wellen mit vertikaler Polarisation vollkommen durchlässig ist. Der Reflektor 3 kann in an sich bekannter Weise durch eine Anordnung von horizontalen Drähten oder Lamellen gebildet sein, die parallel zu der Polarisationsrichtung der von der Quelle 2 abgestrahlten Wellen in gleichmässigen Abständen e,. in der Größenordnung von 1/10 der Wellenlänge X der betreffenden Welle angeordnet sind. Wenn beispielsweise die Frequenz F in der Größenordnung von 10 000 MHz liegt, ist der Abstand e.. in der Größenordnung von 3 mm„ Mach Reflexion an dem Reflektor 3 werden die von der Quelle stammenden Wellen der Frequenz F in vertikaler Polarisation von dem Spiegel 4 reflektiert, so daß sie das Buna el R bilüen. Der Spiegel 4 kann in an sich bekannter Weise durch ein Gitter aus parallelen Drähten gebildet sein, die im Winkel von 45° gegen die Horizontale geneigt sind

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äiesesi Gitter eia setaiilscae? Reflektor c^g5or Ö3r parallel sii äer G-ittejjebsois is Abstaüi a ^ 4 r flieser G-itterebeEe aogeo^fiKst ist₃ I¹Ur siis siro jsalte kaaa aas SEEbtgi'itsr £iioli sie MQitt^

äi.'j οta11isoh© S@fletter ofens stwa £e Abstaßd tgl: sii^tsr aera O-1st ©ε 11® gt©

Siissr Spiegel stört fli© Pölasisatioa äer vst; üso I ε; ügs strahlten !"felle alt άΘΐ³ ί?ϊ;3ςΗ>303 f uofl äer ^eIIe Q längs Λ* uvz^j wenig,, -weil einerseits das Drahtgitter für uiese Welleo

ü£ü" Terhältßis ©g/ A-j sehr Ti el felsiosr als i/"i 0 ist₅ and y;s:i1 aofirersaits ä/1-^ ssar 7iwl bleicsr als 1/4 Ist, Io ■A⁷I^Kliohlceit SESoheiut bei ίθί/ I?i?eqo.süz f ©iae ^IsiE^g SospooeE'ijs la it horizontaler Polarisatioßj die ύοώ. üem Spiegel 3 reflektiss*5 wird und nach mehreren Reflexionen zwischen den beiden Spiegel« 3 und 4 z-a der Bildung der Sekundärzipfel des Abfrage bund eis beiträgt.

Dieser Störeffekt kann gegebenenfalls durch Änderung des Aufbaus des Polarisationsspiegels unterdrückt werden« Wenn dieser Spiegel in der üblichen Weise ausgebildet ist, erzeugt er swischen den einfallenden und den reflektierten Wellen issi; Phasen unterschied <p , der ?on derFreq.uenz f der Wellen abhängt, wie in Fig.3 dargestellt ist, und der im vorliegenden Fall konstrulrfeioQsgemäß für ein zentrisch zu der Frequenz f_r - F, doll«, öse Anps,ssi2Qgsire€|!2en3 der Radarantenne liegendes IPrequerizbantl SeEi Wert It hat. Der Störeffekt dieses Spiegels auf die Strahlung äer Frequeos f hängt von dem Wert der Phasenverschiebung für £ =f ab; es ist zu erkennen, daß dieser Wert sehr klein ist.Es ist jedoch möglich, diesen Phasenunter-" soliisd bei den Kiedrigen Freqi^Eaessnoeh weiter herabzusetzen und für die Frequenz f praktisch su liull zu machen, wenn

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erfindungegemäß ein polarisationsdrehender Reflektor entsprechend der Darstellung von Fig.5 verwendet wird. Dieser enthält außer den üblichen Bestandteilen (metall! scher Reflektor 51, elektrischer Träger 52 und engmaschiges Gitter aus Drähten 53 mit Abständen in der Größenordnung von A_r/4) ein zweites Gitter aus parallelen Drähten 54-, die senkrecht zu den Gitterdrähten 53 liegen, und deren Abstände in der Größenordnung von \ ^/10 liegen, also in der Größenordnung von 10 A._r/4. Dieses zweite Gitter ist also ein weitmaschigjs Gitter für die Frequenz F und ein engaaschiges Gitter für die Frequenz f; es bleibt daher für die Welle der Frequenz F wirkungslos, ergibt dagegen eine Reflexion der IFF-WeIIe ohne Drehung der Polarisation.

Die von der Flugzeugnase gebildete Radarkuppel, die in allgemeinen durch eine einstückige dielektrische Wand gebildet ist, die an das Radar band angepaßt ist, stellt für die Wellen des IFF-Bands eine verhältnismäßig dünne Haut ,dar, die bei der Frequenz f vollkommen durehläßig ist.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere kann die Polarisation der Strahlung beliebig sein, vorausgesetzt, daß in der an sich bekannten Weise die verschiedenen Reflektoren und strahlenden Elemente entsprechend ausgeführt sind.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. 27 d7B

   Pat

   ' . c.^; S-oabiiiieste Antenne, die an swei sehr verschiedene Frsquenzen und an eins vorgegebene Polarisation angepaßt 5---"3s gekennzeichnet dareh sine-.an sich bekannte uragekilasts Cassegrs.iD.=Anoron«2iig₂ die ao dis höhere der bsiSsa Fi@qii3nsen angepaßt ist iiiid im wesentlichen eins Wellst mit anderer als .der vorgegebenen Polarisation abstrahlen— äs Primärquelle 8 einen vorderen, halbdurchlässigen Spiegels der für die Wellen reflektierend ist, die im we se nt Hohen die höhere Frequenz haben uod sich a it der anderen

   " Polarisation ausbreiten«, and einen hinteren, in Besag auf

   fixe Primärquelle, beweglichen und die gleichen Wellen ußter.Änderung ihrer Polarisation in die vorgegebene Polarisation vollständig reflektierenden Spiegel enthält, und durch eine an sich bekannte Zeile von strahlenden Elementen, welche Wellen mit der niedrigeren Frequenz und der vorgegebenen Polarisation abwechselnd mit, einem su den hinteren Spiegel gerichteten und von diesem reflektierten schoalen Strahlungsdiagratnra und ©inea entgegengesetzt gerichteten breiten Strahlungsdiagramm abstrahlen, wobei die Zeile im wesentlichen entlang einer Äohse_s die senkrecht zu dem halbdurchlässigen Spiegel durch

   h die Primärquelle geht, vor dem halbdurchlässigen Spiegel

   aogeordoet ist..

   Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Pail, daß die vorgegebene Polarisation eine lineare Polarisation ist, die Zeile aus Dipolen gebildet ist.

   3j Totalreflektor, insbesondere zur Yerwendung in einer Antenne nach Anspruch 2, der für Wellen mit einer vorgegebenen ersten Frequenz polarisations drehend aod für Wellen mit einer zweiten Frequenz, die sehr viel nieärigerer als die erste Frequenz ist, ohne Einfluß

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   ist, mit einem Gitter aus parallelen Drähten, -ler<?n Abstände in der Größenordnung vor. e inemZehntel der Wellenlänge X₇, der ersten Frequents liegen, u::d mit einer Mstalltafel, die im Abstand yjü λ^,/4-von der Gituerebene angeordnet ist« ge ken π zeichne τ durch ein zweites Gitter aus parallelen Drähten, das im wesentliohen in einer Ebene mit- des c:·; ;en Gitter liegt ani dessen Drähte senirreoht au €.y\- jenigen des ersten Gitters in Abständen angeordnetsind, die in der Größenordnung von einen} Zehni-oi der Wellenlänge der zweiten Prequens liegen,.

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