DE2139216B2 - Richtantennenanordnung, bestehend aus einem Hauptreflektorspiegel und zwei Primärstrahlersystemen und Verfahren zur Herstellung einer dielektrischen Reflektorplatte - Google Patents
Richtantennenanordnung, bestehend aus einem Hauptreflektorspiegel und zwei Primärstrahlersystemen und Verfahren zur Herstellung einer dielektrischen ReflektorplatteInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Richtantennenanordnung, bestehend aus einem gekrümmten Hauptreflektorspiegel
und zwei mit ihren Phasenzentren in dessen Brennpunkt liegenden, im wesentlichen die
gleiche Hauptstrahlungsrichtung zur Ausleuchtung des Spiegels aufweisenden und mit unterschiedlichen
Frequenzen und zueinander senkrechten, linearen Polarisationen betriebenen Primärstrahlersystemen,
von denen das eine als Dipol oder Dipolgruppe mit Reflektor dahinter und das andere als Hornstrahler
ausgebildet ist.
Derartige Richtantennenkombinationen sind bereits als kombinierte Primär- und Sekundärradarantennensystem
bekannt, vgl. deutsche Auslegeschrift 12 00 387.
Um eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Primärstrahlersysteme zu vermindern, werden für die
beiden Systeme verschiedene Frequenzen und Polarisationen gewählt. Es wird für beide Speisesysteme ein
gemeinsamer Reflektorspiegel verwendet, in dessen Brennpunkt die Phasenzentren der beiden Systeme
liegen. Beim Strahler für Primärradar handelt es sich um einen Hornstrahler mit horizontaler Polarisation,
dessen Frequenz zumeist höher ist als die des vertikal polarisierten Sekundärradarsignals. In bekannter Weise
wird zu beiden Seiten des Hornstrahlers zur Bildung des Doppelspeisesystems ein Dipol mit einem Reflektorstab
angeordnet. Dies hat jedoch den Nachteil, daß durch den Reflektorstab nur eine geringe Rückwärtsdämpfung
erzeugt wird, wodurch Gewinn und Nebenzipfel-
■to verhalten der Antenne für Senkundärradar nicht
optimal sind. Bei einer Erweiterung zum Monopulssystem, für das häufig eine Anordnung aus mehreren
Dipolen zu empfehlen ist, ergeben sich neben ungünstigen Summen- und Differenzdiagrammen auch
Schwierigkeiten in der Halterung der Dipole und deren Reflektorstäbe. Bei Verwendung eines Blechreflektors
für die Dipole würde aber das Strahlungsdiagramm des Hornstrahlers ungünstig beeinflußt werden.
Aus der französischen Patentschrift 11 98 026 ist ein
Primär-Strahlersystem mit zwei zueinander senkrecht stehenden Dipolen bekannt. Die Strahlungen dieser
beiden Dipole werden über Polarisationsgitter, die als Reflektoren wirken und als dünne Platten ausgebildet
sind, unabhängig voneinander zum Hauptreflektor umgelenkt.
Aus der US-Patentschrift 28 20 965 ist eine als Primärstrahler einer Reflektorantenne verwendbare
Antennenanordnung bekannt, welche gleichzeitig mit zwei unterschiedlich polarisierten elektromagnetischen
Strahlungen verschiedener Frequenzen betrieben wird. Bei diesem Strahlersystem ist in der Öffnung eines
Hornstrahlers ein Polarisationsgitter eingebaut, dessen Stäbe quer zur Polarisationsrichtung der Hornstrahlerwellen
verlaufen. Vor der Hornstrahleröffnung und damit auch vor den Stäben liegt ein Dipol, der so
orientiert ist, daß die Stäbe für die von ihm abgehende Strahlung als Reflektor wirken. Das Polarisationsgitter
ist dabei als vorn Dipol unabhängiges Teil in
Hornstrahler angebracht, obwohl es mit dem Dipol eine
Funktionseinheit bildet. Zudem stört das Gitter im Strahlungsfeld des Hornstrahlers.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kombinierte Richtantennenanordnung der eingangs genannten Art
so auszubilden, daß das Strahlungsfeld des Hornstrahiers in keiner Weise gestört wird und sich trotzdem eine
ausgezeichnete Reflexionsfähigkeit der Dipol- bzw. Dipolgruppenstrahlung ergibt Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Reflektor
hinter dem Dipol bzw. der Dipolgruppe eine dünne Platte aus dielektrischem Material vorgesehen ist, in
welche in der Polarisaiionsrichtung dieses Dipols bzw. Dipolgruppe verlaufende Drähte eingelegt sind, daß an
der dielektrischen Platte des Reflektors der zugehörige Dipol bzw. die zugehörige Dipolgruppe mechanisch
befestigt ist, daß die mit den Drähten versehene dielektrische Platte eine öffnung zur Aufnahme des
Hornstrahlers aufweist und am Hornstrahler außen befestigt ist.
Durch ihre relativ geringe Dicke und den Verlauf der Drähte in Richtung der Polarisation des Dipols bzw. der
Dipolgruppe ist die Refiektorplatte für das aus dem Hornstrahler stammende, zu dem Dipol bzw. Dipolgruppe
orthogonal polarisierte Signal unwirksam. Für das Signal der betroffenen Polarisationsrichtung ist
jedoch die Wirkung gleich der eines Vollreflektors, d. h. die rückwärtige Abschirmung ist optimal.
Eine nach der Erfindung ausgebaute Richtantennanordnung erschließt die überraschende Möglichkeit, d;e
mit der Reflektorplatte versehene und mit diesem eine Funktionseinheit darstellende Dipolantenne des Primärstrahlersystems
ohne besondere Rücksichtnahme auf den Hornstrahler herzustellen, elektrisch anzupassen
und abzustimmen. Bei Einsatz der Antennenanordnung für Radarzwecke wird der Dipol bzw. die
Dipolgruppe mit dem Reflektor vorteilhaft dem Sekundärradar zugeordnet und der Hornstrahler dem
Primärradar, wobei dann der Hornstrahler für horizontale Polarisation und der Dipol bzw. die Dipolgruppe für
vertikale Polarisation ausgelegt ist.
Die dielektrische Platte bietet die Möglichkeit, die
Drähte in einem Abstand voneinander anzuordnen, der kleiner als ein Fünftel der Wellenlänge ist, ζ. Β. λ/30. Die
dielektrische Platte wird zweckmäßig in einem Abstand von etwa einer Viertelwellenlänge oder etwas weniger
hinter dem Dipol bzw. den Dipolen der Dipolgruppe angeordnet.
Durch Verformung und/oder Neigung der dielektrischen Reflektorplatte läßt sich zusätzlich die
Strahlungscharakteristik beeinflussen. Die Verwendung von unterschiedlichen Dipoltypen, z. B. auch Ganzwellendipolen,
ist möglich.
Zweckmäßig ist die dielektrische Platte zugleich Teil eines dielektrischen Radoms, durch welches das
gesamte Primärstrahlersystem umschlossen ist, so daß
es gegen mechanische und klimatische Einflüsse geschützt ist
Bei Monopulsradaranwendung wird die zur dielektrischen Platte wirkungsmäßig zugehörige Dipolgruppe
an eine Summe-Differenz-Schaltung, z. B. eine Ringhybrid,
geschaltet Dabei läßt sich die Dipolgruppe in zwei Untergruppen aufteilen, von denen die eine für das
Summendiagramm und die andere für das Differenzdiagramm geschaltet ist Es lassen sich für das Differenzdiagramm
günstige größere Dipolabstände in konstruktiv einfacher Art bei verminderter Abstrahlung in unerwjincrhtp Rir*htiincr rA
Die Erfindung wird anhand von in sieben Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen von integrierten
Doppelspeisesystemen näher erläutert Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer Rundsuchradarantenne
mit Doppelspeisesystems im Schnitt
Fig.2 bis 4 drei Seitenansichten verschiedener Dipolgruppen mit Reflektorplatte,
F i g. 5 bis 7 drei Draufsichten von integrierten Doppelspeisesystemen mit unterschiedlichen Dipolgruppen
für Monopulsradaranwendung.
Die schematisch in F i g. 1 dargestellte Rundsuchradarantennenanordnung
besteht aus einem gekrümmten Hauptreflektorspiegel 1 mit einem vertikalen
Randwinkel at, einem Hornstrahler 2 für Primärradar, dessen Phasenzenirum sich im Brennpunkt 3 des
doppelt gekrümmten Reflektorspiegels 1 befindet sowie einer Dipolgruppe 4 für das Sekundärradar, deren
Phasenzentrum sich ebenfalls im Brennpunkt 3 befindet Hinter der Dipolgruppe 4 ist eine Reflektorplatte 5 aus
dielektrischem Material mit eingelegten Drähten angeordnet Die Drähte in dieser dünn ausgebildeten
und in einem Abstand von einer Viertelwellenlänge oder weniger hinter der Ebene der Dipolgruppe 4 angeordneten
dielektrischen Platte 5 sind angenähert vertikal geführt und weisen einen Abstand von weniger als
einem Fünftel der Wellenlänge, z. B. λ/30, auf. Die Platte 5 ist zugleich ais Befestigung 42 der Dipolgruppe 4
verwendet Wegen ihrer relativ geringen Dicke und dem angenähert vertikalen Verlauf der Drähte bleibt diese
in Platte 5 für ein horizontal polarisiertes Primärradarsignal
unwirksam. Für Sekundärradar ist jedoch die Wirkung die eines Vollreflektors. Die Abschirmung
nach hinten ist optimal. Die Strahlungsdiagramme des Hornstrahlers 2 und der Dipolgruppe 4 mit Reflektorplatte
5 sind ähnlich gestaltet, damit die Randpunkte des Reflektorspiegels 1 mit ungefähr gleichen Energien
relativ zur Reflektorspiegelmitte angestrahlt werden. Die Reflektorplatte 5 ist zugleich Teil eines aus
dielektrischem Material bestehenden Radoms 6, durch welches das gesamte Primärstrahlersystem mechanisch
und klimatisch geschützt wird.
Die Dipolgruppe 4 ist über Dipolzuleitungen 7 an ein Ringhybrid 8 zur Summen-Differenz-Bildung für Monopulspeilung
angeschaltet. Mit Σ ist der Summenausgang und mit Δ der Differenzausgang bezeichnet.
Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist zur Anpassung
des Strahlungsdiagramms für Sekundärradar eine Dipolstrahlergruppe eines integrierten Doppelprimärstrahlersystems
mit Hornstrahler 2 für Primärradar dargestellt, die aus zwei übereinander angeordneten
Dipolen 9a und 9b besteht Hinter den Dipolen 9a und 9b ist eine ebene Refiektorplatte 10 aus dielektrischem
Material mit eingelegten Drähten angeordnet.
Im Beispiel nach F i g. 3 ist zur Anpassung des Strahlungsdiagramms ein Primärstrahlersystem mit
einem Ganzwellendipol 11 vor einer ebenen Reflektorplatte
12 aus dielektrischem Material mit eingelegten Drähten angeordnet.
Fig.4 zeigt einen Dipol 13 eines Primärstrahlersystems im Abstand einer Viertelwellenlänge vor einer dielektrischen Reflektorplatte 14 mit eingeigten Drähten, die zur zusätzlichen Beeinflussung des Vertikaldiagramms geformt ist Für eine Diagrammveränderung in der horizontalen Ebene läßt sich der horizontale Abstand und die Anzahl der Dipole ändern. Fig.5 zeigt ein Anwendungsbeispiel bei Monopulsverfahren in der horizontalen Ebene. Eine aus zwei ΠιηπΙρη
Fig.4 zeigt einen Dipol 13 eines Primärstrahlersystems im Abstand einer Viertelwellenlänge vor einer dielektrischen Reflektorplatte 14 mit eingeigten Drähten, die zur zusätzlichen Beeinflussung des Vertikaldiagramms geformt ist Für eine Diagrammveränderung in der horizontalen Ebene läßt sich der horizontale Abstand und die Anzahl der Dipole ändern. Fig.5 zeigt ein Anwendungsbeispiel bei Monopulsverfahren in der horizontalen Ebene. Eine aus zwei ΠιηπΙρη
IA
ΠίηΛίσριιηη» ict an
Ringhybrid 18 zur Summen-Differenz-Bildung ange schlossen. Hinter der Dipolgruppe ist eine dielektrische
Reflektorplatte 17 mit in angenäherter Vertikalrichtung verlaufenden Drähten 19 angebracht. Mit 20 ist der
Hornstrahler bezeichnet.
In Fig.6 ist eine kompliziertere Primärstrahleranordnung
mit vier Dipolen 21, 22, 23 und 24 dargestellt, die in zwei Gruppen links und rechts des Hornstrahlers
25 aufgeteilt sind. Hinter den Dipolen 21, 22, 23 und 24 ist eine dielektrische Reflektorplatte 26 mit in
angenäherte Vertikalrichtung verlaufenden Drähten 27 angeordnet. Die Dipole 22 und 23 sind an ein Ringhybrid
28 zur Erzeugung des Summendiagramms, wobei am Anschluß 29 ein Abschlußwiderstand angeschaltet ist,
und die Dipole 21 und 24 zur Erzeugung des Differenzdiagramms an ein Ringhybrid 30 angeschlossen,
wobei am Anschluß 31 ein Abschlußwiderstand liegt.
Eine ähnliche Anordnung wie die in Fig.6 ist in
Fig.7 dargestellt. Der Unterschied besteht in der Verwendung von acht Dipolen 32 bis 39, die in zwei
Gruppen links und rechts vom Hornstrahler 43 aufgeteilt sind. Die Dipole 33 und 35 sowie 36 und 38
sind zur Summenbildung an ein Ringhybrid 40 und die Dipole 32 und 34 sowie 37 und 39 zur Differenzbildung
an ein Ringhybrid 41 angeschlossen.
Die ebene oder gebogene dielektrische Platte, z. B. 17 in Fig,5, wird beispielsweise durch Auflegen von
polyestergetränkten Glasfasergewebematten auf einer Form hergestellt, wobei die in F i g. 5 bis 7 dargestellten
Polarisationsdrähte, z.B. 19 in Fig.5, eingebettet
ίο werden. Nach Ausschneiden der Öffnung für den
Hornstrahler, in Fig.5 mit 20 bezeichnet, wird die Platte 17 durch Flansche am Hornstrahler 20 befestigt.
Außer in Rundsuchantennen mit einem länglichen, doppelt gekrümmten Reflektor läßt sich das Prinzip
nach der Erfindung auch bei Antennen mit einem einfach parabolisch gekrümmten Reflektor (z. B. Antennen
mit bleistiftförmiger Strahlungscharakteristik) anwenden. Wegen der relativ vergrößerten Fläche der
Drahtreflektorplatte ist jedoch dabei zur Vermeidung einer Aperturabdeckung eine abgesetzte (off-set)
Speisung zu empfehlen. Das Monopulspeilverfahren läßt sich in eine oder in beiden Ebenen durchführen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Richtantennenanordnung, bestehend aus einem gekrümmten Hauptreflektorspiegel und zwei mit
ihren Phasenzentren in dessen Brennpunkt liegenden, im wesentlichen die gleich Hauptstrahlungsrichtung
zur Ausleuchtung des Spiegels aufweisenden und mit unterschiedlichen Frequenzen und zueinander
senkrechten, linearen Polarisationen betriebenen Primärstrahlersystemen, von denen das eine als
Dipol oder Dipolgruppe mit Reflektor dahinter und das andere als Hornstrahler ausgebildet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß als Reflektor hinter dem Dipol bzw. der Dipolgruppe (4) eine
dünne Platte (5, 17) aus dielektrischem Material vorgesehen ist, in welche in der Polarisationrichtung
dieses Dipol bzw. dieser Dipolgruppe (4) veriaufende Drähte (19) eingelegt sind, daß an der
dielektrischen Platte (5) des Reflektors der zugehörige Dipol bzw. die zugehörige Dipolgruppe (4)
mechanisch befestigt ist, daß die mit den Drähten
(19) versehene dielektrische Platte (5) eine Öffnung
(20) zur Aufnahme des Hornstrahler (2) aufweist und am Hornstrahler (2) außen befestigt ist.
2. Richtantennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dipol bzw. die
Dipolgruppe (4) mit Reflektor (5) für Sekundärradar und der Hornstrahler (2) für Primärradar vorgesehen
ist.
3. Richtantennenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hornstrahler (2)
für horizontale Polarisation und der Dipol bzw. die Dipolgruppe (4) für vertikale Polarisation ausgelegt
ist.
4. Richtantennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drähte (19) in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der kleiner als ein
Fünftel der Wellenlänge ist.
5. Richtantennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die dielektrische Platte (5) in einem Abstand von etwa einer Viertelwellenlänge hinter dem Dipol
bzw. den Dipolen (4) der zugehörigen Dipolgruppe angeordnet ist.
6. Richtantennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die dielektrische Platte (5) zugleich Teil eines sonst drahtlosen, aus dielektrischem Material
bestehenden Radoms (6) ist, durch welches das gesamte Primärstrahlsystem umschlossen ist.
7. Richtantennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die dielektrische Platte (14) nicht eben ausgebildet ist.
8. Richtantennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die zur die elektrischen Reflektorplatte (17) zugehörige Dipolgruppe (15,16) für Monopulszwekke
an eine Summe-Differenz-Schaltung, z. B. ein Ringhybrid (18), geschaltet ist.
9. Richtantennenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dipolgruppe (21,
22, 23, 24) in zwei Untergruppen (22, 23 bzw. 21, 24) aufgeteilt ist, von denen die eine zur Bildung des
Summendiagramms und die andere zur Bildung des Differenzdiagramms vorgesehen ist.
in Vgrfahri»n "τ Herc*(a!!uncT einer bei der
Richtantennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendeten dieletriachen Reflektorplatte,
gekennzeichnet durch Auflegen einer polyestergetränkten Glasfasermatte, in die zueinander
parallel verlaufende Drähte eingebettet sind, auf eine Form.
Priority Applications (1)
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DE19712139216 DE2139216C3 (de) | 1971-08-05 | 1971-08-05 | Richtantennenanordnung, bestehend aus einem Hauptreflektorspiegel und zwei Primärstrahlersystemen und Verfahren zur Herstellung einer dielektrischen Reflektorplatte |
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DE19712139216 DE2139216C3 (de) | 1971-08-05 | 1971-08-05 | Richtantennenanordnung, bestehend aus einem Hauptreflektorspiegel und zwei Primärstrahlersystemen und Verfahren zur Herstellung einer dielektrischen Reflektorplatte |
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DE2139216A1 DE2139216A1 (de) | 1973-02-15 |
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DE2139216C3 DE2139216C3 (de) | 1980-06-12 |
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ID=5815877
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