DE2330654B2

DE2330654B2 - Strahlerzeile, bei der das keulenförmige Strahlungsdiagramm durch Frequenzänderung schwenkbar ist

Info

Publication number: DE2330654B2
Application number: DE2330654A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Thomas Canoga Park Calif. Nemit (V.St.A.)
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1972-06-19
Filing date: 1973-06-15
Publication date: 1980-07-03
Also published as: FR2189891A1; DE2330654C3; AU5696273A; GB1433022A; US3740751A; IT989163B; FR2189891B1; JPS506257A; DE2330654A1; JPS528217B2

Description

Stand der Techn'k

Die Erfindung betrifft eine Strahlerzeile wie im Oberbegriff des Anspruchs I angegeben. Eine derartige Strahlerzeile ist aus »Microwave Scanning Antennas« von R. C. Hansen, Academic Press, New York, Band II,', A i-ray Systems, Seiten 136 -140 bekannt.

Dieser Literaturstelle ist zu entnehmen, wie bei einer Strahlerzeile der Maximalabstand der Strahler gewählt werden muß, damit in einem vorgegebenen Bereich nur die gewünschte Anzahl Strahlungskeulen vorhanden ist. Bei größeren Abständen entstehen sekundäre Hauptkeulen.

Eine weitere Strahlerzeile, bestehend aus einem Hohlleiter mit Schlitzstrahlern, ist aus der US-PS 83 511 bekannt. Bei dieser Strahlerzeile sind aktiven Schlitzstrahlern passive Schlitzstrahler benachbart. Benachbarte aktive und passive Schlitzstrahler bilden jeweils einen Strahler.

Aufgabe

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strahlerzeile der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch dann, wenn der gewählte Abstand zwischen den Strahlern mehr als eine sogenannte sekundäre Hauptkeule zuläßt, tatsächlich nur eine solche Hauptkeule aufweist.

Lösung

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Kennzeichen des Anspruchs I angegebenen Mitteln. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen /u eni nehmen.

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Vorteile

Der Abstand zwischen den Strahlern kann größer als bei bekannten Strahlerzeilen gewählt werden. Bei Schlitzstrahlern werden wegen der fehlenden sekundären Hauptkeulen die Konduktanzen der Schlitze nicht mehr von der Strahlrichtung und damit von der Frequenz beeinflußt Dadurch wird die Anregung der einzelnen Schlitze weniger gedämpft und der Wirkungsgrad der Antenne verbessert

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert

Es zeigt

F i g. 1 einen Hohlleiter mit Schlitzstrahlern nach dem Stand der Technik;

Fig.2 einen Hohiieiier mit Doppeischiitzstrahiern nach der Erfindung.

Bei dem nachfolgend beschriebenen Stand der Technik und bei dem Ausführungsbeispiel für die Erfindung sind als Strahler Schlitzstrahler vorgesehen.

F i g. 1 zeigt einen Hohlleiter mit einer Breite A mit einfachen Schlitzstruhlern nach dem Stand der Technik, die einen festen Abstand S voneinander haben und Winkel mit dem Betrage mit derQuerschnittsfläche des Hohlleiters bilder. Bei benachbarten Schlitzstrahlern liegt dieser Winkel im entgegengesetzten Sinn zu der Querschnittsfläche. Daraus ergeben sich unterschiedliche Phasen für' die Wellen, Jie von benachbarten Schlitzstrahlern abgestrahlt wer den.

In Fi g. 2 ist der neue Hohlleiter mit Schlitzstrahlern, die aus benachbarten Einzelschlitzstrahlern bestehen, dargestellt.

Ein Schlitzstrahler br-;teht aus zwei benachbarten Einzelschlitzstrahlern (1, 2\ die parallel zueinander angeordnet sind, einen Abstand Si voneinander haben und um einen Winkel mit dem Betrag θ gegen die Querschniusfläche des Hohlleiters geneigt sind. Die Mitten benachbarter Schlitzstrahler (5, 6) oder — was dasselbe ist — entsprechende Einzelschlitzstrahler (3,4) benachbarter Schlitzstrahler (5,6) haben einen Abstand S2 voneinander. Benachbarte Schlitzstrahler sind in entgegengesetztem Sinn gegen die Querschnittsfläche des Hohlleiters geneigt.

Der Abstand S2 ergibt sich in bekannter Weise aus Überlegungen über die zu erzielende Strahlschwenkung. Der Abstand Si wird so gewählt, daß die sekundären Hauptkeulen, die bei dem bekannten Hohlleiter mit Schlitzstrahlern — der im übrigen dieselben Abmessungen wie der neue Hohlleiter mit Schlitzstrahlern, die aus Einzelschlilzen bestehen, hat — entstehen, zum Verschwinden gebracht werden. Das Strahlungsdiagramm g(u) für einen Schlitzstrahler mit Einzelschlitzen, bei dem die Einzelschlitze gleichstark angeregt werden, wird durch

= cos

ii)

beschrieben. Hierbei ist

u = sin'P('/> = Raumwinkel); k_f - Wellenkonstante im Hohlleiter I lohMciterwellenlängc);

= 2.T/?.g;

h, = Wellenkonstante im freien Raum (=2^Mo; A₀ und das Maximum der sekundären Hauptkeule Wellenlänge im freien Raum).

Aus der Geometrie der Hohlleiteranordnung folgt: (.'(«m+t) = ^COS("2S~ ⁷¹J

= kg - .7/S2

k₀

= k„ -

3.t/S₂

10

15

u_m = Sinus des Winkels der Hauptstrahlrichtung

(Hauptkeule):
u_m+l = Sinus des Winkels der sekundären Hauptkeule.

Das Maximum der Strahlungskeule in Hauptstrahl- m richtung ergibt sich damit zu:

Um die sekundäre Hauptkeule vollständig zum Verschwinden zu bringen, muß man daher

S, = Sa/3

wählen.

Breite und Tiefe der einzelnen Schlitze in dem Hohlleiter werden nach bekannten Kriterien bestimmt

Hohlleiter mit Doppelschlitzstrahlern sind die einfachste und billigste Ausfühningsform, um sekundäre Hauptkeulen zum Verschwinden zu bringen. Zu diesem Zweck kann man jedoch auch Hohlleiter mit Mehrfachschlitzstrahlern verwenden, die aus mehr als zwei Schlitzstrahlern bestehen.

Die Erfindung kann auf andere A ien von Strahlern und andere Arten von Wellenleitern angewendet werden. Zum Beispiel kann man als Wellenleiter eine Koaxialleitung mit Dielektrikum und als Strahler Dipole verwenden,die an bestimmten Stellen an die Koaxialleitung gekoppelt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. StrahlerzeiJe, bei der das keulenförmige Strahlungsdiagramm durch eine Frequenzänderung schwenkbar ist, bestehend aus mehreren an eine Wellenleitung angekoppelten Strahlern, deren Abstand im gesamten Frequenzbereich mindestens gleich einer halben Wellenlänge der abgestrahlten elektromagnetischen Welle ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Strahler (1, 2) aus mindestens zwei benachbarten, an die Wellenleitung angekoppelten Einzelstrahlern (1, 2) besteht, deren gegenseitiger Abstand (S2) so gewählt ist, daß die aufgrund des gegenseitigen Abstands der Strahler an und für sich auftretenden sekundären Hauptkeulen zum Verschwinden gebracht sind.

2. Strahlerzeile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (S 1) der Einzelstrahler (1, 2) ungefähr ein Drittel des Abstandes (S 2) zwischen den Strahlern ist, wobei der letztgenannte Abstand (52) nicht größer als eine Wellenlänge ist.

3. Strahlerzeile nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler Schlitze in einer Schmalseite eines rechteckigem Hohlleiters sind.

4. Strahlerzeile nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler Dipole sind, die an eine Koaxialleitung angekoppelt sind.