DE2415020A1 - ANTENNA SYSTEM - Google Patents
ANTENNA SYSTEMInfo
- Publication number
- DE2415020A1 DE2415020A1 DE2415020A DE2415020A DE2415020A1 DE 2415020 A1 DE2415020 A1 DE 2415020A1 DE 2415020 A DE2415020 A DE 2415020A DE 2415020 A DE2415020 A DE 2415020A DE 2415020 A1 DE2415020 A1 DE 2415020A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- antenna system
- plane
- angle
- cylindrical
- focus axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
- G01S1/08—Systems for determining direction or position line
- G01S1/38—Systems for determining direction or position line using comparison of [1] the phase of the envelope of the change of frequency, due to Doppler effect, of the signal transmitted by an antenna moving, or appearing to move, in a cyclic path with [2] the phase of a reference signal, the frequency of this reference signal being synchronised with that of the cyclic movement, or apparent cyclic movement, of the antenna
- G01S1/40—Systems for determining direction or position line using comparison of [1] the phase of the envelope of the change of frequency, due to Doppler effect, of the signal transmitted by an antenna moving, or appearing to move, in a cyclic path with [2] the phase of a reference signal, the frequency of this reference signal being synchronised with that of the cyclic movement, or apparent cyclic movement, of the antenna the apparent movement of the antenna being produced by cyclic sequential energisation of fixed antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
- H01Q19/062—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for focusing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
- H01Q25/007—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns using two or more primary active elements in the focal region of a focusing device
Description
7300 Essüngen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 3487300 Essüngen (Neckar), Fabrikstrasse 24, Postfach 348
Telefon PA 25 naha 8t»tig.rt Phone PA 25 naha 8t "ti g. rt
^- Telegramme Patentschutz^ - Telegrams patent protection
EsslingenneckarEsslingenneckar
Telex 07256610 smruTelex 07256610 smru
Hazeltine Corporation, Greenlawn, New York 11740,USAHazeltine Corporation, Greenlawn, New York 11740, USA
Die Erfindung betrifft ein Antennensystem zur Ausstrahlung einer Vielzahl von ebenen Strahlenbündeln/ bei dem jedes Strahlenbündel in der zugehörigen Strahlungsebene einen bestimmten öffnungswinkel hat, bei dem eine Einrichtung zur zylindrischen Fokussierung der auftretenden Wellenenergie vorhanden ist und bei dem Strahlenerzeuger vorgesehen sind, welche die auftretende Wellenenergie in Richtung der Einrichtung zur zylindrischen Fokussierung abstrahlen.The invention relates to an antenna system for emitting a plurality of plane bundles of rays / in which each bundle of rays has a certain opening angle in the associated radiation plane at which a device for cylindrical There is a focus on the wave energy that occurs and are provided at the beam generator, which the occurring wave energy in the direction of the device for emit cylindrical focus.
In Funkpeilsystemen ist es allgemein üblich, die Komponenten eines Richtungsvektors auf einer Anzeige entweder in Planar-oder in Kegelkoordinaten zu messen; so ist es z.B. üblich ,die Azimuth-Richtung in Planar-Koordinaten anzuzeigen und den Elevations-Winkel in Kegelkoordinaten.In radio direction finding systems, it is common practice to display the components of a directional vector in either Measure in planar or conical coordinates; For example, it is common to show the azimuth direction in planar coordinates and the elevation angle in cone coordinates.
Wenn man also entweder Planar-oder Kegelkoordinaten in einem Funkpeilsystem mit Richtantennen benutzt, ist es erwünscht, daß der Verlauf des AntennenStrahls an das benutzte Koordinatensystem angepasst ist. Diese Maßnahme macht eine etwaige Koordinatentransformation überflüssig. Moderne Funkpeilsysteme erfordern Antennen, die eine sehr schnelle Strahlbewegung erlauben oder die mit vielen Strahlen gleichzeitig arbeiten können. Diese Eigenschaften erlauben einen schnellen Wechsel eines Strahls zwischen verschiedenen Zielen oder erlauben, daß mit der Antenne undSo if you use either planar or cone coordinates in a direction finding system with directional antennas, that's it Desired that the course of the antenna beam to the used coordinate system is adapted. This measure makes a possible coordinate transformation superfluous. Modern direction finder systems require antennas that allow a very fast beam movement or those with many Beams can work at the same time. These properties allow a jet to be changed quickly between different ones Aim or allow that with the antenna and
409842/0815 " 2 "409842/0815 " 2 "
und mehreren gleichzeitig vorhandenen Strahlen mehr als ein Ziel erfasst werden kann.and multiple beams that are present at the same time, more than one target can be detected.
Ein bekanntes Antennensystem zur Funkortung in einem Planar-Koordinaten-System ist eine mechanisch rotierende "Fächer-Strahl"-Antenne, die z.B. allgemein für Such-Radar und v/eitere Anwendungen benützt wird. Dieser Antennentyp besitzt einen speziell geformten Reflektor und Strahlerzeuger oder eine lineare Anordnung von Antennenelementen, denen Signale mit gleicher Phasenlage zugeführt werden. Jeder dieser Antennen strahlt einen einzelnen, ebenen "Fächer-Strahl" (fan beam) ab, dessen Bewegung im Raum durch mechanische Drehung der Antenne bewirkt wird.A known antenna system for radio location in a planar coordinate system is mechanical rotating "fan-beam" antenna, which is used, for example, generally for search radar and other applications. This Antenna type has a specially shaped reflector and beam generator or a linear arrangement of antenna elements, to which signals with the same phase position are fed. Each of these antennas emits a single flat "fan beam", whose movement in space is caused by mechanical rotation of the antenna will.
Bekannte Antennen mit mehrfachen Fächer-Strahlen besitzen eine lineare Anordnung von Antennenelemcnten, bei denen diese Strahlen durch Änderung der Phasenlage der jedem Element zugeführten Energie erzeugt werden. Ein andere Mehrfachfächerstrahlsystem ist ein Parabolspiegel mit einem großen Seitenverhältnis sowie mehreren Strahlquellen. Beide Systeme erzeugen kegelförmige Strahlenbündel.Known antennas with multiple fan beams have a linear arrangement of antenna elements in which these Rays are generated by changing the phase position of the energy supplied to each element. Another multiple fan beam system is a parabolic mirror with a large aspect ratio and multiple beam sources. Both Systems produce cone-shaped beams.
Eine kreisförmige Anordnung von Antennenelementen ist in der Lage, eine Vielzahl von ebenen Fächer-Strahlen zu erzeugen. Ein solches Antennensystem erfordert allerdings eine große Zahl von Elementen und einen sehr komplizierten Schaltungsaufbau,um eine genaue Funkortung zu ermöglichen. A circular array of antenna elements is shown in FIG Able to produce a multitude of plane fan rays. However, such an antenna system requires a large number of elements and a very complicated circuit structure to enable accurate radio location.
In einem Artikel von R.N. Ässaly und L.J. Ricordi, dessen Titel "A Theoretical Study of A Multo-Elenient Scanning Feed System For A Parabolic Cylinder" lautet und der in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, VoI AP-14,Nr. September 1966, erschienen ist, haben sich die Autoren mitIn an article by R.N. Ässaly and L.J. Ricordi, whose Title "A Theoretical Study of A Multo-Elenient Scanning Feed System For A Parabolic Cylinder "and which is described in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, VoI AP-14, No. September 1966, published, the authors have come up with
409842/Q815 -3-409842 / Q815 -3-
dem Betrieb eines zylindrisch geformten Reflektors mit mehreren Strahlquellen im Rahmen der Ausstrahlung von Mehrfachstrahlen befasst. Allerdings setzen die Autoren .in ihrem Artikel eine Strahlquelle und einen Reflektor von unendlicher Länge in Pachtung der Fokus-Achse voraus, wobei sie eine Analyse in zwei Dimensionen durchführen, ohne zwischen ebenen und kegelförmigen Strahlen zu unterscheiden. Außerdem enthält die Analyse keinen Hinweis auf den Verlauf einer in der Praxis verfügbaren Antenne, die im dreidimensionalen Raum arbeitet.the operation of a cylindrically shaped reflector with several beam sources within the scope of the emission of Multiple beams deals. However, the authors use a beam source and a reflector in their article of infinite length in tenancy of the focus axis ahead, performing an analysis in two dimensions, without distinguishing between plane and conical rays. In addition, the analysis does not contain any reference to the course of an antenna available in practice that works in three-dimensional space.
Es ist Zweck der vorliegenden Ei:findung, ein Antennensystem der eingangs genannten Art vorzustellen, das ohne großen technischen Aufwand herstellbar ist und das einen sicheren Betrieb erlaubt.It is the purpose of the present invention to create an antenna system of the type mentioned above, which can be produced without great technical effort and which is safe Operation allowed.
In diesem Rahmen besteht die Aufgabe der Erfindung darin, den Aufbau eines Antennensystem anzugeben, mit dem gleichzeitig mehrere ebene Strahlenbündel in einen bestimmten Teil des Raumes abgestrahlt werden können.In this context, the object of the invention is to specify the structure of an antenna system, with which several flat bundles of rays can be emitted into a certain part of the room at the same time.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zylindrisch fokussierende Einrichtung eine strahlende Oberfläche hat, deren axiale Länge die Öffnungsweite eines Winkels bildet, der durch die gedachte Verbindung der Endpunkte der axialen Länge mit einem Bezugspunkt auf der Fokus-Achse entsteht, daß dieser Winkel gleich dem Öffnungswinkel eines ebenen Strahlungsbunaels ist, daß der Strahlerzeuger eine der Anzahl der vorgesehenen, ebenen Strahlungsbündel entsprechende Anzahl von Strahlbildern abgibt, daß das Phasenzentrum jedes Strahlbildes an einem anderen Punkt in der Nähe des auf der Fokus-Achse liegenden Bezugspunktes angeordnet ist, daß jedes Strahlbild so auf die fokussierende Einrichtung fällt,In accordance with the invention, this object is achieved in that the cylindrical focusing device has a radiating surface, the axial length of which forms the opening width of an angle formed by the imaginary Connection of the end points of the axial length with a reference point on the focus axis results in this angle equal to the opening angle of a plane beam of radiation is that the beam generator has a number of corresponding to the number of planar radiation beams provided Beam images emits that the phase center of each beam image is at a different point near the one on the Focal axis lying reference point is arranged that each beam image falls on the focusing device,
409842/0815409842/0815
daß, bezogen auf eine zur Fokus-Achse senkrechte Ebene, ein jedem Strahlbild zugeordnetes, ebenes Strahlungsbündel auftritt, welches einen zugehörigen Öffnungswinkel hat.that, based on a plane perpendicular to the focus axis, a plane radiation beam associated with each beam pattern occurs, which has an associated opening angle Has.
Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dient die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten ' Zeichnungen, der ebenso wie den Patentansprüchen weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung entnommen werden können.The following description serves to explain the present invention in conjunction with the attached ' Drawings, from which further details and advantages of the invention can be found, as well as the claims can.
Fig. 1 zeigt ein Antennensystem in schematischer Darstellung,Fig. 1 shows an antenna system in a schematic representation,
Fig. 2 zeigt die abgestrahlten ebenen Strahlungsbündel einer Antenne nach Fig. 1,Fig. 2 shows the radiated plane radiation bundles of an antenna according to Fig. 1,
Fig. 3 und 4 zeigen v/eitere Ausführungsbeispiele der Erfindung.3 and 4 show further exemplary embodiments of the invention.
Das Antennensystem nach Fig. 1 enthält Mittel zur zylindrischen Fokussierung der auftretenden Wellenenergie, d.h. einen parabolischen, zylindrischen Reflektor 10 sowie Strahler, welche dies Strahlbilder auf die Fokussiereinrichtung abstrahlen. Hier handelt es sich um die drei Hornstrahler 11a, 11b und 11c. Der Reflektor 10 hat eine Fokus-Achse 12 und eine Achslänge 13, und zwar so, daß die Achslänge 13 sich über einen Winkel 14 erstreckt, bezogen auf einen Punkt 15 auf der Fokus-Achse 12.The antenna system according to FIG. 1 contains means for cylindrical focusing of the wave energy occurring, i.e. a parabolic, cylindrical reflector 10 and emitters which beam images onto the focusing device radiate. These are the three Horn radiators 11a, 11b and 11c. The reflector 10 has a focus axis 12 and an axis length 13, in such a way that the axis length 13 extends over an angle 14, based to a point 15 on the focus axis 12.
Die Hornstrahler 11 gemäß der Anordnung in Fig. 1 befinden sich in der Nähe des Punktes 15 auf der Fokus-Achse 12 und sind gegeneinander um einen Winkel 16 versetzt angeordnet, wobei sie in einer Ebene 17 liegen, die senkrechtThe horn radiators 11 are located according to the arrangement in FIG. 1 are in the vicinity of the point 15 on the focus axis 12 and are offset from one another by an angle 16, where they lie in a plane 17 which is perpendicular
409847/0815409847/0815
auf der Fokus-Achse 12 steht, und zwar bezogen auf einen Mittelpunkt 18 des Reflektors 10. Die Höhe 19 des Reflektors 10 sowie der Abstand der Fokus-Achse sind in üblicher Weise gewählt,und zwar unter den Gesichtspunkten der gewünschten Strahlöffnung in der zur Fokus-Achse senkrechten Ebene 17 und der Strahlcharakteristik der Hornstrahler 11. Die Länge 13 des Reflektors 10 ist so gewählt, daß der Winkel 14 genau dem gewünschten Öffnungswinkel der ebenen Strahlungsbündel entspricht, unter dem jeder der Strahler in seiner Ebene strahlt. Die Anzahl der Hornstrahler eines Antennensystems gemäß Fig. 1 wird entsprechend der Anzahl der gewünschten ebenen Strahlungsbündel gewählt. Die Hornstrahler 11 können beliebiger Art sein, vorausgesetzt sie erzeugen ein dem Reflektor 10 entsprechend v/irksames Strahlungsbild.Auch andere Strahler als die gezeigten Hornstrahler 11 können gewählt werden, uns zwar sind solche Strahler hinreichend bekannt. Beispielsweise seien Dipole und Spiralen als solche bekannten Strahler genannt.stands on the focus axis 12, specifically in relation to a center point 18 of the reflector 10. The height 19 of the Reflector 10 and the distance from the focus axis are selected in the usual way, namely from the point of view the desired beam opening in the axis to the focus vertical plane 17 and the beam characteristics of the horn antenna 11. The length 13 of the reflector 10 is so chosen that the angle 14 is exactly the desired Aperture angle corresponds to the plane radiation beam, below which each of the emitters shines in its own plane. The number of horn radiators of an antenna system according to FIG. 1 is chosen according to the number of plane radiation bundles desired. The horn antenna 11 can be of any type provided that they produce a radiation image that is effective corresponding to the reflector 10. Also other radiators than the horn radiators 11 shown can be selected, we are well aware of such emitters. For example, dipoles and spirals are known as such Called emitters.
Es ist offensichtlich, daß jedes Strahlungsbild der gezeigten Hornstrahler ein Strahlungsphasenzentrum an einem anderen Ort im Raum hat. Unter dem Begriff Strahlungsphasenzentrum" soll der Punkt verstanden werden, von dem aus sphärisch auseinanderstrebende Wellen auszugehen scheinen.It is obvious that each radiation image of the horn antennas shown has a radiation phase center at another Place in the room. The term radiation phase center "should be understood to mean the point from which spherically diverging waves seem to emanate.
Andere Mittel zur Anstrahlung des Reflektors 10 mit der notwendigen Zahl von Strahlungsbildern sind möglich. Eines davon ist in der US-Patantschrift 3 710 380 beschrieben, bei dem eine Anordnung von Strahlungselementen in der entsprechenden Weise vorhanden ist.Other means of illuminating the reflector 10 with the necessary number of radiation images are possible. One of which is described in US Pat. No. 3,710,380, in which there is an arrangement of radiating elements in the corresponding manner.
Wie erwähnt, ist die Anordnung in Fig. 1 so gewählt, daß die Hornstrahler 11 in einer Ebene 17 liegen, die durch die Mitte des Reflektors 10 geht und die senkrecht auf derAs mentioned, the arrangement in Fig. 1 is chosen so that the horn antenna 11 are in a plane 17 through the Center of the reflector 10 and the perpendicular to the
409847/0815 - 6 -409847/0815 - 6 -
Fokus-Achse 12 steht. Abweichend davon können die Ausgangspunkte der Strahlen auch seitwärts dieser Mitte liegen. Diese Anordnung wird man dann vorsehen, wenn in einem System eine asymmetrische Strahlverteilung gefordert wird. Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, daß die Strahlungserzeuger in einer Ebene 17 liegen, soweit sie nur den erforderlichen gegenseitigen Versatzwinkel 16 in . der Ebene 17 besitzen.Focus axis 12 is at a standstill. Notwithstanding this, the starting points of the rays can also be sideways from this center lie. This arrangement will be provided when an asymmetrical beam distribution is required in a system will. It is also not absolutely necessary for the radiation generators to lie in a plane 17, provided that they are only the required mutual offset angle 16 in. of level 17.
Die Wirkungsweise der Antenne gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 verdeutlicht. Wenn der Reflektor 10 durch das Strahlungsbild jedes der Hornstrahler 11 getroffen wird, entsteht ein entsprechendes, ebenes Strahlungsbündel 20, das in einer Richtung abgestrahlt wird, die jeweils einem Hornstrahler 11 fest zugeordnet ist, wenn dieses in einer Ebene 17 senkrecht zur Fokus-Achse 12 angeordnet ist. Jedes der so abgestrahlten ebenen Strahlungsbündel 20a,brc hat einen gewünschten Öffnungswinkel 21 in äer Ebene des Strahls,und zwar bestimmt durch den Winkel 14 und die Achslänge 13. des Reflektors 10 nach Fig. 1 Diese ebenen Strahlungsbündel 20, die durch ein Antennensystem nachFig. 1 abgestrahlt werden, sind für die Anwendung in einem Funkpeilsystem mit Planac-Koordinaten geeignet.The mode of operation of the antenna according to FIG. 1 is illustrated in FIG. When the reflector 10 is hit by the radiation image of each horn antenna 11, a corresponding, flat beam 20 is created, which is emitted in a direction that is permanently assigned to a horn antenna 11 when this is in a plane 17 perpendicular to the focus axis 12 is arranged. Each of the planar radiation bundles 20a, b r c emitted in this way has a desired opening angle 21 in the plane of the beam, namely determined by the angle 14 and the axial length 13 of the reflector 10 according to FIG afterFig. 1 are suitable for use in a radio direction finder system with Planac coordinates.
Bei anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der in Fig. 1 gezeigte Reflektor durch jede andere aus einer Vielzahl von Anordnungen ersetzt werden, die geeignet sind, » eine vorhandene Wellenenergie zylindrisch zu fokussieren, einschließlich aktiver Sende-Linsen. Derartige Einrichtungen zur zylindrischen Fokussierung haben einen Fokussiereffekt, der zur Aussuchung einer vorhandenen Wellenenergie in im wesentlichen einer Ebene führt, die in der Ausbreitungsrichtung liegt. Dabei tritt in der zu vorstehend genannten Ebene rechtvrinkligen Ebene der Aus-In other embodiments of the present invention, the reflector shown in FIG be replaced by any other of a variety of arrangements that are capable of »one focus existing wave energy cylindrically, including active transmitting lenses. Such facilities for cylindrical focusing have a focusing effect that is used to search for an existing one Wave energy leads in essentially one plane which lies in the direction of propagation. This occurs in the above-mentioned level right-angled level of the
409842/0815 "7 409842/0815 " 7
breitungsrichtung kein nennenswerter Fokussiereffekt auf. Die Ebene des fokussierten Strahlungsimndels liegt rechtwinklig zur Fokus-Achse der fokussierenden Einrichtung.direction of spread no noteworthy focusing effect on. The plane of the focused radiation center lies at right angles to the focus axis of the focusing device.
Daraus ergibt sich, daß sphärisch auseinanderstrebende Wellen, die von einer Punktquelle in der Nähe der Fokus-Achse erzeugt werden, durch die zylindrisch fokussierende Einrichtung zu sich zylindrisch ausbreitenden Wellen umgewandelt werden, als ob sie von einem Linienstrahler stammten.It follows that spherically diverging waves emanate from a point source near the focus axis are generated by the cylindrical focusing device to form cylindrically propagating waves converted as if they came from a line array.
Der Parabol-Reflektor 10 in Fig. 1 hat nur eine Fokus-Achse. 12. Eine durchlässige, zylindrisch fokussierende Einrichtung, wie z.B. eine dielektrische Linse, hat zwei Fokus-Achsen, jeweils eine auf jeder Seite der Linse. Eine kreissymmetrisch, zylindrisch fokussierende Einrichtung, wie z.B. ein kreiszylindrischer Reflektor oder eine zylindrische Luneberg-Linse, hat eine unendliche Zähl von Fokus-Achsen wegen der Kreissymmetrie.The parabolic reflector 10 in FIG. 1 has only one focus axis. 12. A permeable, cylindrical focusing device, such as a dielectric lens, has two axes of focus, one on each side of the lens. A circularly symmetrical, cylindrical focusing device, such as a circular cylindrical reflector or a cylindrical Luneberg lens, has an infinite number of focus axes because of the circular symmetry.
Wenn eine zylindrisch fokussierende Einrichtung mehr als eine Fokus-Achse besitzt, so kann ein Punkt auf irgendeiner der Fokus-Achsen als Bezugspunkt für die Anordnung des erforderlichen Strahlerzeugers benutzt v/erden. Die erforderliche Achslänge einer solchen zylindrisch fokussierenden Einrichtung, an der die Wellenenergie abgestrahlt werden soll, die ihrerseits an der gewählten Fokus-Achse erzeugt wird, muß so groß sein, daß sich vom Bezugspunkt auf der Fokus-Achse aus gesehen der notwendige Strahlungswinkel ergibt.If a cylindrical focusing device has more than one focus axis, a point on any of the Use the focus axes as a reference point for the arrangement of the required beam generator. The required Axial length of such a cylindrical focusing device on which the wave energy is radiated , which in turn is generated on the selected focus axis, must be so large that it extends from the reference point on the From the focus axis, the necessary radiation angle results.
Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, bei der die zylindrisch fokussierende Einrichtung durchlässig ist und eine zylindrische Luneberg-Linse 22 ist. Die bekannteste Form einer Luneberg-Linse ist ein sphärischer3 shows an embodiment of the present invention in which the cylindrical focusing device is transparent and is a cylindrical Luneberg lens 22. The best-known shape of a Luneberg lens is a spherical one
409842/0815 *" 8 "409842/0815 * " 8 "
Körper aus einem Material, dessenBody made of a material whose
Ausbreitungsgeschv/indigkeit eine Funktion des Radius ist, auf dem das Material liegt, so daß die vorhandene Wellenenergie auf einen Punkt der Oberfläche der Kugelanordnung fokussiert wird, der dem Entstehungspunkt der Energie diametral gegenüberliegt.The speed of propagation is a function of the radius on which the material lies, so that the wave energy present is focused on a point on the surface of the spherical arrangement which is diametrically opposite the point of origin of the energy opposite.
Die zylindrische Luneberg-Linse 22 arbeitet so, daß die auftretende ebene Wellenenergie auf eine axiale Linie auf der Oberfläche fokussiert wird, die der Erzeugenden diametral gegenüberliegt. Die zylindrische Luneberg-Linse hat also die Eigenschaft, daß wegen ihrer Kreissymmetrie die auftretende Wellenenergie zylindrisch fokussiert wird, und dies hinsichtlich einer unendlichen Zahl von Fokus-Achsen.The cylindrical Luneberg lens 22 works so that the occurring plane wave energy is focused on an axial line on the surface, that of the generating diametrically opposite. The cylindrical Luneberg lens has the property that because of its circular symmetry the occurring wave energy is focused cylindrically, and this in terms of an infinite number of Focus axes.
In der Ausführung nach Fig. 3 sind die Hornstrahler 11a, 11b und 11c auf der Oberfläche der Linse 22 in der Nähe einer bestimmten Fokus-Achse 12' angeordnet.Die Kornstrahler 11 sind gegeneinander um einen Winkel 16' in einer Ebene 17 versetzt, und zwar von dem Mittelpunkt 18 der Linse 22 aus gesehen, wobei die Ebene 17 rechtwinklig zu der Fokus-Achse 12'· verläuft. Die Linse 22 hat eine axiale Länge 13'; dadurchIn the embodiment according to FIG. 3, the horn radiators 11a, 11b and 11c on the surface of the lens 22 near a specific focus axis 12 'arranged. The grain emitters 11 are mutually at an angle 16 'in a plane 17 offset from the center point 18 of the lens 22 seen from, wherein the plane 17 runs at right angles to the focus axis 12 '·. The lens 22 has an axial length 13 '; through this
ergibt sich auf der Oberfläche,diametral gegenüber der Fokus-Achse 12',und zwar gesehen von einem Punkt in der Nähe der Hornstrahler 11 aus, ein Winkel,der dem gewünschten Strahlungsv/inkel entspricht.arises on the surface, diametrically opposite the Focus axis 12 ', seen from a point in the Close the horn antenna 11 at an angle that corresponds to the corresponds to the desired angle of radiation.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausbildung der vorliegenden Erfindung, bei der die zylindrisch fokussierende Einrichtung eine solche mit einer durchlässigen Richtstruktur 26 ist. Die Einrichtung 26 besteht aus einer bestimmten Anordnung von Empfangselementen 23, welche die von dem Hornstrahler 11 erzeugten Strahlungsbilder aufnehmen. Weiterhin sind phasenschiebende Elemente 24 zur Phasenänderuhg der durch jedes der Elemente 23 empfangenen Strahlung vorhanden,Fig. 4 shows a further embodiment of the present invention in which the cylindrical focusing device is a is one with a permeable straightening structure 26. The device 26 consists of a certain arrangement of Receiving elements 23, which the horn antenna 11 record generated radiation images. Furthermore, phase-shifting elements 24 are used to change the phase each of the elements 23 received radiation is present,
409847/0815409847/0815
an die sich eine Anordnung von strahlenden Elementen 25 zur Aussendung der phasenverschobenen Strahlungsenergie anschließt. Die phasenverschiebenden Elemente 24 verursachen einen jeweils festgelegten Betrag der Phasenverschiebung für jedes der Elemente 23, so daß die Struktur die Funktion der zylindrischen Fokussierung der vorhandenen Wellenenergie erfüllt. Als phasenverschiebende Einrichtungen können alle bekannten Anordnungen gewählt werden, wie z.B. Übertragungsleitungen veränderlicher Länge oder Übertragungsleitungen mit unterschiedlicher Dielektrizitätszahl. Die Elemente 23 und 25 der Anordnung können in bekannter Weise ausgeführt werden, z.B. als Dipole, Hörner oder Spiralen.to which an arrangement of radiating elements 25 for emitting the phase-shifted radiant energy connects. The phase shifting elements 24 cause a respectively fixed amount of phase shift for each of the elements 23, so that the structure fulfills the function of cylindrical focusing of the existing wave energy. As phase shifting devices all known arrangements can be chosen, such as transmission lines more variable Length or transmission lines with different dielectric constant. Elements 23 and 25 of the arrangement can be implemented in a known manner, e.g. as dipoles, horns or spirals.
Es ist offensichtlich, daß die bekannten, phasenverschiebenden Elemente 24 nach Fig. "4 auch aus-reflektierenden Phasenschiebern bestehen können, die eine Rückstrahlung über die erste Anordnung mit den Elementen 23 verursachen; in diesem Fall ist die Anordnung mit den Elementen 25 nicht erforderlich. Das Ergebnis ist eine reflektierende Anordnung mit zylindrischer Fokussierung.It is obvious that the known, phase-shifting elements 24 of FIG. "4 also out-reflective phase shifters may exist, which cause a retroreflection via the first arrangement with the elements 23; in this In this case, the arrangement with the elements 25 is not required. The result is a reflective arrangement with cylindrical focusing.
In den vorstehenden Erläuterungen wurde stets davon ausgegangen, daß es sich bei den beschriebenen Anordnungen um Sendeantennen handelt, aber es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß aufgrund der bekannten Eigenschaften und Gesetze die vorliegende Erfindung auch auf Empfangsantennen anwendbar ist. Dementsprechend sei im Zusammenhang mit dem Wortlaut der Patentansprüche darauf hingewiesen, daß sich die Erfindung sowohl auf Sende- als auch auf Empfangsantennen bezieht.In the above explanations, it was always assumed that the arrangements described to transmit antennas, but it is expressly pointed out that due to the known Properties and laws the present invention is also applicable to receiving antennas. Accordingly it should be noted in connection with the wording of the claims that the invention relates to both Transmitting as well as receiving antennas.
Eine Antenne gemäß vorliegender Erfindung kann sowohl mit einem getasteten als auch mit einem Vielfachstrahl betrieben werden. Eine getastete Antenne erhält man dann, wenn dasAn antenna according to the present invention can operate with both a scanned beam and a multiple beam will. You get a keyed antenna if that
409842/0815 _10_409842/0815 _ 10 _
Phasenzentrum des Strahlers bewegt wird oder durch sequentielle Anschaltung der vorhandenen Strahlquellen an den Sender oder Empfänger.Phase center of the radiator is moved or by sequential connection of the existing beam sources to the sender or receiver.
ι
Es gibt Konstruktionsmerkmale für jede Antenne, die jedem Fachmann geläufig sind, sei es, daß es sich um bekannte
Antennen handelt, sei es im Zusammenhang mit Antennensystemen gemäß der Erfindung. Verschiedene Gesichtspunkte in Bezug
auf Apertur-Größe-und -Verlauf, auf die Art der Speisung und räumliche Anordnung können für die einzelne, konkrete
Ausführung des erfindungsgemäßen Antennensystems berücksichtigt
werden. Dies hängt z.B. davon ab, wie groß die Anschaltung des zu bestrahlenen Raumes ist, welche
Polarisation gewünscht wird, wie groß die Zahl der notwendigen Strahlenbündel ist und wie die Ausrichtung
der Antenne in Bezug auf diese Strahlenbündel aussehen soll. ι
There are design features for each antenna which are familiar to any person skilled in the art, whether it is known antennas or in connection with antenna systems according to the invention. Various aspects with regard to the aperture size and course, the type of feed and spatial arrangement can be taken into account for the individual, specific embodiment of the antenna system according to the invention. This depends, for example, on how large the connection of the room to be irradiated is, which polarization is desired, how large the number of necessary beam bundles is and how the antenna should be aligned with respect to this beam bundle.
- 11-- 11-
409842/0815409842/0815
Claims (11)
von ebenen Strahlenbündeln, bei dem jedes Strahlenbündel in der zugehörigen Strahlungsebene einen bestimmten Öffnungswinkel hat, bei dem eine Einrichtung zur zylindrischen Fokussierung der auftretenden Wellenenergie vorhanden ist und bei dem Strahlenerzeuger vorgesehen sind, welche die auftretende Wellenenergie in Richtung der Einrichtung zur zylindrischen Fokussierung abstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrisch fokussierende Einrichtung (10) eine strahlende Oberfläche hat, deren axiale Länge (13) die Öffnungsweite eines Winkels (14) bildet, der durch die gedachte Verbindung der Endpunkte der axialen Länge (13) mit einem Bezugspunkt (15) auf der Fokus-Achse (12) entsteht, daß dieser Winkel (14) gleich dem Öffnungswinkel (21) eines ebenen Strahlungsbündels (20) ist, daß der Strahlerzeuger (11) eine der Anzahl der vorgesehenen, ebenen Strahlungsbündel (20) entsprechende Anzahl von Strahlbildern abgibt, daß das Phasenzentrum jedes Strahlbildes an einem anderen Punkt in der Nähe des auf der Fokus-Achse (12) liegenden Bezugspunktes (15) angeordnet ist, daß jedes Strahlbild so auf die fokussierende Einrichtung (10) fällt, daß, bezogen auf eine zur Fokus-Achse (12) senkrechte Ebene (17), ein jedem Strahlbild zugeordnetes, ebenes Strahlungsbündel (20) auftritt, welches einen zugehörigen öffnungswinkel (21) hat. (Fig. 1, Fig. 2).1. ) Antenna system for broadcasting a variety - ~ J
of plane bundles of rays, in which each bundle of rays in the associated radiation plane has a certain opening angle, at which a device for cylindrical focusing of the wave energy is provided and in the case of the beam generator, which radiate the wave energy in the direction of the device for cylindrical focusing, thereby characterized in that the cylindrical focusing device (10) has a radiating surface, the axial length (13) of which forms the opening width of an angle (14) which is created by the imaginary connection of the end points of the axial length (13) with a reference point (15) the focus axis (12) results in this angle (14) being equal to the opening angle (21) of a plane radiation beam (20) so that the beam generator (11) has a number of beam images corresponding to the number of planar radiation beams (20) provided indicates that the phase center of each beam image is at a different point in the vicinity e of the reference point (15) lying on the focus axis (12) is arranged so that each beam image falls on the focusing device (10) in such a way that, based on a plane (17) perpendicular to the focus axis (12) flat radiation bundle (20) associated with each beam pattern occurs, which has an associated aperture angle (21). (Fig. 1, Fig. 2).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US347505A US3881178A (en) | 1973-04-03 | 1973-04-03 | Antenna system for radiating multiple planar beams |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2415020A1 true DE2415020A1 (en) | 1974-10-17 |
Family
ID=23363971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2415020A Withdrawn DE2415020A1 (en) | 1973-04-03 | 1974-03-28 | ANTENNA SYSTEM |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3881178A (en) |
| JP (2) | JPS49131359A (en) |
| BR (1) | BR7402610D0 (en) |
| CA (1) | CA991742A (en) |
| CS (1) | CS187412B2 (en) |
| DD (1) | DD110956A5 (en) |
| DE (1) | DE2415020A1 (en) |
| FR (1) | FR2224888B1 (en) |
| GB (1) | GB1425142A (en) |
| IL (1) | IL44496A (en) |
| IT (1) | IT1010886B (en) |
| NL (1) | NL7404187A (en) |
| PL (1) | PL94574B1 (en) |
| SE (1) | SE394924B (en) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4041501A (en) * | 1975-07-10 | 1977-08-09 | Hazeltine Corporation | Limited scan array antenna systems with sharp cutoff of element pattern |
| DE2632615C3 (en) * | 1976-07-20 | 1979-08-30 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Satellite communication system |
| US4439773A (en) * | 1982-01-11 | 1984-03-27 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Compact scanning beam antenna feed arrangement |
| US4482897A (en) * | 1982-06-28 | 1984-11-13 | At&T Bell Laboratories | Multibeam segmented reflector antennas |
| JPS59174830U (en) * | 1983-05-11 | 1984-11-22 | 福山 隆吉 | Moxibustion device |
| ES1008936Y (en) * | 1989-01-31 | 1989-12-16 | Televes S.A. | SUPPORT FOR MULTISATELLITE PARABOLIC ANTENNA FEEDERS. |
| FR2681982B1 (en) * | 1991-09-26 | 1993-11-19 | Alcatel Espace | ELECTRONIC SCANNING ANTENNA. |
| FR2719948B1 (en) * | 1994-05-10 | 1996-07-19 | Dassault Electronique | Multi-beam antenna for receiving microwaves from several satellites. |
| US5995056A (en) * | 1997-09-18 | 1999-11-30 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Wide band tem fed phased array reflector antenna |
| EP1014484B1 (en) * | 1998-12-24 | 2003-05-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna with displaceable radiator and dielectric lens |
| US6208312B1 (en) * | 2000-03-15 | 2001-03-27 | Harry J. Gould | Multi-feed multi-band antenna |
| FI20070774L (en) * | 2007-10-16 | 2009-04-17 | Teknillinen Korkeakoulu | Anti-reflection lens |
| DE102008011350A1 (en) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Loeffler Technology Gmbh | Apparatus and method for real-time detection of electromagnetic THz radiation |
| US8558734B1 (en) * | 2009-07-22 | 2013-10-15 | Gregory Hubert Piesinger | Three dimensional radar antenna method and apparatus |
| RU2688949C1 (en) | 2018-08-24 | 2019-05-23 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Millimeter range antenna and antenna control method |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2437281A (en) * | 1944-07-19 | 1948-03-09 | Sperry Corp | High-frequency radiant energy apparatus |
| NL83707C (en) * | 1948-12-29 | |||
| US3016531A (en) * | 1955-03-14 | 1962-01-09 | Sperry Rand Corp | Antenna distribution system |
| US3267472A (en) * | 1960-07-20 | 1966-08-16 | Litton Systems Inc | Variable aperture antenna system |
| US3170158A (en) * | 1963-05-08 | 1965-02-16 | Rotman Walter | Multiple beam radar antenna system |
| US3317912A (en) * | 1963-07-29 | 1967-05-02 | Kenneth S Kelleher | Plural concentric parabolic antenna for omnidirectional coverage |
| US3341151A (en) * | 1965-07-23 | 1967-09-12 | Kampinsky Abe | Apparatus providing a directive field pattern and attitude sensing of a spin stabilized satellite |
| FR1460030A (en) * | 1965-10-14 | 1966-06-17 | Thomson Houston Comp Francaise | Developments in electronic scanning antennas |
| US3414904A (en) * | 1966-05-16 | 1968-12-03 | Hughes Aircraft Co | Multiple reflector antenna |
| US3406401A (en) * | 1966-08-25 | 1968-10-15 | Bell Telephone Labor Inc | Communication satellite system |
| US3775769A (en) * | 1971-10-04 | 1973-11-27 | Raytheon Co | Phased array system |
-
1973
- 1973-04-03 US US347505A patent/US3881178A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-02-13 GB GB650574A patent/GB1425142A/en not_active Expired
- 1974-02-14 CA CA192,580A patent/CA991742A/en not_active Expired
- 1974-03-06 SE SE7402999A patent/SE394924B/en unknown
- 1974-03-26 IL IL44496A patent/IL44496A/en unknown
- 1974-03-27 NL NL7404187A patent/NL7404187A/xx not_active Application Discontinuation
- 1974-03-28 FR FR7410815A patent/FR2224888B1/fr not_active Expired
- 1974-03-28 DE DE2415020A patent/DE2415020A1/en not_active Withdrawn
- 1974-04-01 JP JP49036865A patent/JPS49131359A/ja active Pending
- 1974-04-01 DD DD177598A patent/DD110956A5/xx unknown
- 1974-04-02 BR BR2610/74A patent/BR7402610D0/en unknown
- 1974-04-02 PL PL1974170021A patent/PL94574B1/en unknown
- 1974-04-02 IT IT42614/74A patent/IT1010886B/en active
- 1974-04-03 CS CS742399A patent/CS187412B2/en unknown
-
1982
- 1982-06-11 JP JP1982087317U patent/JPS586410U/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU6569074A (en) | 1975-08-21 |
| CA991742A (en) | 1976-06-22 |
| NL7404187A (en) | 1974-10-07 |
| GB1425142A (en) | 1976-02-18 |
| FR2224888B1 (en) | 1980-04-25 |
| PL94574B1 (en) | 1977-08-31 |
| IL44496A (en) | 1976-10-31 |
| IL44496A0 (en) | 1974-06-30 |
| CS187412B2 (en) | 1979-01-31 |
| DD110956A5 (en) | 1975-01-12 |
| IT1010886B (en) | 1977-01-20 |
| JPS586410U (en) | 1983-01-17 |
| SE394924B (en) | 1977-07-18 |
| FR2224888A1 (en) | 1974-10-31 |
| US3881178A (en) | 1975-04-29 |
| JPS49131359A (en) | 1974-12-17 |
| BR7402610D0 (en) | 1974-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2262495C2 (en) | Antenna system with directional diagram that can be swiveled over a large solid angle range | |
| DE2311439C2 (en) | Two reflector antenna rotatable about an azimuth axis and an elevation axis | |
| EP0027643B1 (en) | Directional antenna arrangement for a jammer tracking a target equipped with radar | |
| DE2415020A1 (en) | ANTENNA SYSTEM | |
| DE2421494A1 (en) | ANTENNA DEVICE | |
| DE2239228C3 (en) | Antenna with a toric main reflector | |
| DE2244724A1 (en) | CONTROL DEVICE FOR AN ANTENNA LINE FOR GENERATING ELECTRONICALLY SWIVELING RADIATION DIAGRAMS | |
| DE60022137T2 (en) | Conical resistor reflector in conjunction with densely packed feed elements for cellular satellite beam coverage | |
| EP0028836B1 (en) | Antenna arrangement for an omnidirectional search radar for target location with height detection | |
| EP3701280B1 (en) | Radar sensor having a plurality of main beam directions | |
| DE977749C (en) | Antenna system with electronic deflection | |
| DE2335792A1 (en) | RADIO NAVIGATION, IN PARTICULAR LANDING SYSTEM | |
| DE2821699C2 (en) | Antenna with at least two independent radiation sources | |
| DE2127518A1 (en) | Antenna with toroidal reflector | |
| DE1075682B (en) | Antenna arrangement especially for radio telephone connections between two stations | |
| DE3218950A1 (en) | HIGHEST FREQUENCY PRIMARY SOURCE FOR AN ANTENNA WITH CONICAL RADIATION AND ANTENNA WITH SUCH A PRIMARY SOURCE | |
| DE2533179C3 (en) | Panoramic radar antenna with height detection | |
| DE2624398C2 (en) | Phased antenna system | |
| DE2348156C2 (en) | Satellite antenna | |
| DE3608413C2 (en) | ||
| DE754559C (en) | Arrangement for directional transmission or reception of ultra-high frequency electromagnetic oscillations | |
| DE662457C (en) | Antenna arrangement for the emission of two or more unidirectional radiation | |
| DE723423C (en) | Arrangement to compensate the horizontally polarized component in the transmission or reception field of a vertical antenna | |
| DE2605870C2 (en) | Phased antenna system for wide-angle scanning | |
| DE1591633C3 (en) | Radar omnidirectional antenna |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |