DE2422031C3 - Drehfunkfeuer zur Abstrahlung eines kardioidenförmigen Richtdiagramms - Google Patents
Drehfunkfeuer zur Abstrahlung eines kardioidenförmigen RichtdiagrammsInfo
- Publication number
- DE2422031C3 DE2422031C3 DE19742422031 DE2422031A DE2422031C3 DE 2422031 C3 DE2422031 C3 DE 2422031C3 DE 19742422031 DE19742422031 DE 19742422031 DE 2422031 A DE2422031 A DE 2422031A DE 2422031 C3 DE2422031 C3 DE 2422031C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- plate
- antenna
- shaped structure
- radiator elements
- diagram
- 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.)
- Expired
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 title claims description 27
- 230000001808 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 102100020501 TMEM120A Human genes 0.000 claims 3
- 101710024364 TMEM120A Proteins 0.000 claims 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims 2
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 claims 2
- 230000001419 dependent Effects 0.000 claims 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Description
leitende Außenstäbe 11 und ein Mittelstab 12. Die Außenstäbe 11 wirken außerdem als Direktoren und
werden daher im folgenden so genannt. Die Stäbe sind einerseits mit der Unterseite der Platte 10 und
andererseits mit dem Boden 9 leitend verbunden. Die Mittelteile 6 und 7 bzw. die Böden 8 und 9 sind bei dem
oberen tellerförmigen Gebilde 1 und bei dem unteren tellerförmigen Gebilde 2 gleich groß. Der Rand 4 ist
schmäler als der Rand 5. Der Durchmesser der Platte 10 ist größer als der Durchmesser des Bodens 8.
An der Unterseite des unteren tellerförmigen Gebildes 2 sind zwei elektrisch leitende Hohlzylinder 13
und 14 konzentrisch zu der Achse 3 angebracht. Der Durchmesser des ersten Hohlzylinders 13 ist kleiner als
der Außendurchmesser des Randes 5. Seine Höhe beträgt etwa ein Viertel der Betriebswellenlänge. Er ist
an der Unterseite des Randes 5 befestigt. Der Durchmesser des zweiten Hohlzylinders 14 ist gleich
dem Außendurchmesser des Randes 5. Seine Höhe ist kleiner als ein Viertel der Betriebswellenlänge. Die
unteren Enden der beiden Hohlzylinder 13 und 14 sind durch einen elektrisch leitenden Kreisring 15 verbunden.
Auf der der Platte 10 gegenüberliegenden Seite des Bodens 9 des unteren tellerförmigen Gebildes 2 sind
vier Strahlerelemente 16 auf einem Kreis um die Achse 3 jeweils um 90° versetzt angeordnet. Der Boden 9 dient
als Gegengewicht für die Strahlerelemente 16.
Jedem Strahlerelement 16 ist einer der vier Direktoren 11 zugeordnet. Sie befinden sich jeweils auf
den Schnittpunkten der Radialen durch die Strahlerelemente mit einem Kreis um die Achse 3. Der Mittelstab
12 dient zur Angleichung der Eingangswiderstände des Strahlersystems für die unterschiedlichen Erregungsformen
der Strahlerelemente.
Zur Messung der Phase der HF-Signale sind zu den Strahlerelementen 16 dicht benachbarte Sonden 17
vorhanden.
Nachdem im vorhergehenden Teil der mechanische Aufbau der Antenne beschrieben wurde, wird jetzt die
Funktionsweise anhand einer vereinfachten Ausführung der Antenne erläutert. Bei dieser Antenne fehlen die
Hohlzylinder 13 und 14 und die Platte 10. Die Ränder 4 und 5 sind gleich breit.
In an sich bekannter Weise wird das in der Horizontalebene rotierende, kardioidenförmige Strahlungsdiagramm
durch Überlagerung eines Runddiagramms mit einem umlaufenden Doppelkreisdiagramm
erzeugt. Bei gleichphasiger Speisung der vier Strahlerelemente 16 ergibt sich ein nahezu ideales rundes
Horizontaldiagramm. Die Unrundheit ist für d = -?-
kleiner als 0,1 dB, wobei c/der Abstand der Strahlerelemente
und A0 die Wellenlänge im freien Raum ist. Zwei Strahlerelemente auf einem gemeinsamen Gegengewicht
und einem gegenseitigen Abstand von d < y erzeugen bei gegenphasiger Einspeisung ein Diagramm,
das in der Horizontalebene näherungsweise eine Doppelkreisrichtcharakteristik aufweist. Werden zwei
solcher orthogonal zueinander angeordnete Strahlersysteme über ein Goniometer mit sin/cos modulierter
HF-Energie gespeist, dann ergibt sich ein umlaufendes Doppelkreisdiagramm. Die einzelnen Komponenten
des Horizontaldiagramms sind in F i g. 2 gezeigt.
Die für die unterschiedlichen Erregungsformen benötigten Signale werden den vier Strahlerelementen
über ein im Unterteil der Antenne angeordnetes Speisesystem zugeführt. Um eine einwandfreie Funktion
des Gesamtsystems sicherzustellen, müssen die von der Antenne abgestrahlten HF-Signale im Fernfeld die
richtige Phasenbeziehung zueinander aufweisen (korrekte vektorielle Addition der einzelnen Feldkomponenten
in der Empfangsantenne). Hierzu müssen die auf den Strahlerelementen fließenden Ströme für das
lunddiagramm gegenüber den Strömen für die Doppelkreisdiagramme eine Phasendifferenz von 90°
ίο aufweisen.
Die Phasendifferenz wird vorteilhaft mit zu den Strahlerelementen 16 jeweils benachbarten Sonden 17
gemessen. Diese Sonden sind abgeschirmte Miniaturrahmenantennen, die nur auf das Magnetfeld der auf den
Strahlerelementen fließenden Ströme ansprechen.
Wie bereits oben erwähnt, befinden sich vor den Strahlerelementen 16 die Direktoren 11. Durch diese
Direktoren 11 wird das Runddiagramm etwas verfonnt.
Die Unrundheit ist ±0,5 dB. Hierdurch entsteht aber kein Systemfehler, sondern nur eine geringe Schwankung
des Modulationsgrades des abgestrahlten Signals.
In den nächsten Abschnitten wird die Aufgabe der Direktoren genauer beschrieben. Die ideale 3dB-Breite
von 90° bzw. die 6dB-Breite von 120° ist ohne Direktoren nur für
zu erreichen. Sind Direktoren vorhanden, kann durch den gewählten Grad der Strahlungskopplung zwischen
Strahlerelementen und Direktoren die Halbwertsbreite festgelegt werden. Die Strahlungskopplung ist proportional
zum gegenseitigen Abstand Strahlerelement-Direktor.
In der Funkbeschickung sind, wie in Fig.3a gezeigt,
Fehler vorhanden, die von Phasenfehlern im Richtdiagramm herrühren. Um diese zu kompensieren, wird die
3-dB-Breite auf einen Wert ungleich 90° festgelegt. Diese gewählte 3-dB-Breite verursacht einen Fehler
gleicher Art aber entgegengesetzter Polarität (F i g. 3b). Der Restfehler, der nach Überlagerung dieser beiden
Fehler verbleibt, ist für die Praxis vernachlässigbar (F ig. 3c).
Die Bemessung der Länge der Direktoren 11 und ihrer Abstände von den Strahlerelementen 16 ist so
vorzunehmen, daß die Halbwertsbreiten innerhalb des gewünschten Frequenzbandes angenähert konstant
bleiben. Wie bereits erwähnt, ist die Halbwertsbreite in erster Linie abhängig vom Grad der Ankopplung der
Direktoren an die Strahlerelemente. In Verbindung damit hat auch die Stromstärke auf den Direktoren
einen Einfluß auf die Halbwertsbreite. Bei konstanter Kopplung ist die Stromstärke proportional zum
Verhältnis der Direktorlänge / zur Resonanzlänge -y.
die Direktorlänge /wenig kürzer als die Resonanzlänge Ao/2, dann nimmt bei zunehmendem Ao das Verhältnis
d/λο ab, d. h., die Strahlungskopplung nimmt zu. Gleichzeitig wird die Differenz von Betriebswellenlänge
zu Direktorlänge größer, d. h., das Verhältnis //Ao entfernt sich vom Idealwert 0,5. Somit wird die
Stromstärke auf den Direktoren kleiner. Diese beiden Effekte, die die Halbwertsbreite beeinflussen, sind
entgegengesetzt und kompensieren sich. Dadurch bleibt die Halbwertsbreite innerhalb der interessierenden
Bandbreite von 23% näherungsweise konstant.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, das Strahlungsdiagramm in der Vertikalebene anzuheben.
Hierzu ist die Antenne im Querschnitt unsymmetrisch ausgeführt und zwar so, daß die Breite des oberen
Randes 4 kleiner ist als die Breite des unteren Randes 5.
Die Hauptstrahlrichtung ist näherungsweise senkrecht zur Verbindungslinie zwischen oberem Rand und
unterem Rand. Bei dieser Weiterbildung sind die elektrischen Weglängen auf den oberen und unteren
Innenseiten der Antenne verschieden lang. Um diesen Fehler auszugleichen ist auf dem Boden 8 des oberen
tellerförmigen Gebildes die bereits im ersten Teil der Beschreibung beschriebene leitende Platte 10 angebracht,
die für die Ausbreitung der elektromagnetischen
Wellen entlang der Innenseite des oberen tellerförmigen Gebildes als Serieninduktivität wirkt. . ..
Gemäß einer anderen Weiterbildung wird das Vertikaldiagramm unsymmetrisch gemacht, so daß die
Strahlung nach negativen Elevationswinkeln vermindert wird, wodurch die Reflexionen am Boden reduziert
werden. Hierzu dienen die bereits beschriebenen Hohlzylinder 13 und 14. Diese beiden Hohlzylinder 13
und 14 stellen elektrisch eine am Ende kurzgeschlossene Leitung der Länge A0/4 dar; sie wirken somit für das
Hochfrequenzfeld wie ein (hochohmiger) Parallelresonanzkreis. Durch diese Maßnahme erscheint der äußere
Rand des unteren tellerförmigen Gebildes glejchsam »isoliert« (Reduktion der Masseströme auf der ,Unterseite,
der Antenne). Die Folge ist ein bezüglich der Hauptstrahlrichtung unsymmetrisches Vertikaldiagramm.
Das Vertikaldiagramm der Antenne mit dieser Weiterbildung ist in Fi g..4 gezeigt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Drehfunkfeuerantenne zur Abstrahlung eines rotierenden, in der Horizontalebene kardioidenförmigen
Richtdiagramms mit vier mehrfach gespeisten Strahlerelementen, von denen Trägerenergie in
Form eines Runddiagramms und Seitenbandenergie in Form von zwei orthogonal zueinander stehenden
Doppelkreisdiagrammen abgestrahlt wird, wobei die Seitenbandenergie den Strahlerelementen von
einem Sender über ein Goniometer zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei tellerförmige,
elektrisch leitende Gebilde (1, 2), die mit den Bodenseiten gegeneinander gestellt sind, vorgesehen
sind, daß diese tellerförmigen Gebilde (1,2) an ihren 3odenseiten durch Stäbe (11, 12), von denen
mehrere (11) als Direktoren wirken, miteinander verbunden sind und daß die Strahlerelemente (16)
auf dem Boden (8, 9) des unteren tellerförmigen Gebildes (2) parallel zur Symmetrieachse (3) der
beiden tellerförmigen Gebilde (1,2) angeordnet sind.
2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Strahlerelement (16) mindestens
ein als Direktor wirkender Stab (11) zugeordnet ist.
3. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stäbe leitend sind.
4. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stäbe (11) nichtleitend sind und
daß sich im Stab (11) ein leitender Draht befindet.
5. Antenne nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Direktoren
(11) von den Strahlerelementen (16) sowie Länge und Durchmesser der Direktoren (11) so gewählt
sind, daß die durch den Grad ihrer Ankopplung an die Strahlerelemente (16) bestimmte Halbwertsbreite
der Richtdiagramme in der Horizontalebene innerhalb der Bandbreite der Antenne konstant
bleibt.
6. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (5) des unteren tellerförmigen
Gebildes (2) breiter als der Rand (4) des oberen tellerförmigen Gebildes (1) ist.
7. Antenne nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem unteren tellerförmigen
Gebilde (2) gegenüberliegenden Seite des Bodens (8) des oberen tellerförmigen Gebildes (1)
eine elektrisch leitende Platte (10) vorhanden ist, deren Durchmesser größer als der Durchmesser des
Bodens (8) des oberen tellerförmigen Gebildes (1) ist.
8. Antenne nach Anspruch 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand (5) des unteren
tellerförmigen Gebildes (2) konzentrisch eine umlaufende, oben offene elektrisch leitende Rinne
(13, 14, 15) angeordnet ist, deren innere Wandung mit dem unteren tellerförmigen Gebilde (2) verbunden
ist und deren Tiefe AO/4 beträgt, wobei AO die
Freiraumwellenlänge ist.
9. Antenne nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem der
Strahlerelemente (16) zur Phasenüberwachung eine gegen das elektrische Feld abgeschirmte Miniatursonde
(17) zur Messung des Magnetfeldes der auf dem zugehörigen Strahlerelement (16) fließenden
Ströme vorhanden ist.
Stand der Technik
Ein Drehfunkfeuer zur Abstrahlung eines rotierenden, in der Horizontalebene kardioidenförmigen Richtdiagramms
mit vier mehrfach gespeisten Strahlerelementen, von denen Trägerenergie in Form eines
Runddiagramms und Seitenbandenergie in Form von zwei orthogonal zueinander stehenden Doppelkreisdiagrammen
abgestrahlt wird, wobei die Seitenbandenergie den Strahlerelementen von einem Sender über ein
Goniometer zugeführt wird, ist mit einem mechanisch angetriebenen Goniometer aus der US-PS 27 13 163
und mit einem elektronischen Goniometer aus der DT-PS 15 91 628 bekannt.
Aufgabe
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drehfunkfeuer anzugeben, bei dem die Halbwertsbreite des Strahlungsdiagramms auf einfache Weise festgelegt werden kann,
und bei dem die Halbwertsbreite innerhalb des gewünschten Frequenzbandes angenähert konstant
bleibt.
Lösung
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Weiterbildungen sind
den Unteransprüchen zu entnehmen.
Vorteile
Das erfindungsgemäße Drehfunkfeuer läßt sich sehr breitbandig auslegen, z. B. für das ganze TACAN-Frequenzband.
Durch die neue Form der Antenne des Drehfunkfeuers kann das Richtdiagramm auch in der
Vertikalebene in die gewünschte Form gebracht werden.
Das Drehfunkfeuer ist besonders zur Abstrahlung des mit 15Hz umlaufenden TACAN-Grobdiagramms geeignet,
das insbesondere beim Sektor-TACAN-Landesystem zur Sektorfindung benötigt wird.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Darstellung der Antenne,-Fig.2 die Horizontaldiagramme der einzelnen Komponenten;
F i g. 1 eine perspektivische Darstellung der Antenne,-Fig.2 die Horizontaldiagramme der einzelnen Komponenten;
F i g. 3a den relativen Fehler in der Funkbeschickung,
verursacht durch azimutabhängige Phasenfehler in den Richtdiagrammen;
F i g. 3b den relativen Fehler in der Funkbeschickung, verursacht durch von den idealen Werten abweichende
Halbwertsbreiten;
F i g. 3c den verbleibenden Fehler bei Überlagerung der Fehler nach Fig. 3a und F ig. 3b;
F i g. 4 die Vertikaldiagramme der Antenne im freien Raum.
Es wird zunächst der mechanische Aufbau der Antenne beschrieben. Die Antenne besteht hauptsächlieh
aus zwei mit den Unterseiten gegenüberliegenden, waagrecht angeordneten, elektrisch leitenden, tellerförmigen
Gebilden 1 und 2. Ihre gemeinsame Achse ist mit 3 bezeichnet. Die tellerförmigen Gebilde 1 und 2 haben
je einen Rand 4 bzw. 5, eiifi Mittelteil 6 bzw. 7 und einen
Boden 8 bzw. 9. An der Unterseite des oberen tellerförmigen Gebildes 1. ist eine leitende Platte 10
angebracht. Zur mechanischen Verbindung der beiden tellerförmigen Gebilde 1 und 2 dienen vier
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742422031 DE2422031C3 (de) | 1974-05-07 | Drehfunkfeuer zur Abstrahlung eines kardioidenförmigen Richtdiagramms | |
GB1804575A GB1505375A (en) | 1974-05-07 | 1975-04-30 | Antenna for producing a rotating cardioid pattern |
IT2302975A IT1037867B (it) | 1974-05-07 | 1975-05-06 | Antenna omnidirezionale |
FR7514273A FR2270691B3 (de) | 1974-05-07 | 1975-05-07 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742422031 DE2422031C3 (de) | 1974-05-07 | Drehfunkfeuer zur Abstrahlung eines kardioidenförmigen Richtdiagramms |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2422031A1 DE2422031A1 (de) | 1975-11-13 |
DE2422031B2 DE2422031B2 (de) | 1977-01-13 |
DE2422031C3 true DE2422031C3 (de) | 1977-09-15 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE868630C (de) | Hochfrequenzleitung zur Ausstrahlung oder Fortleitung sehr kurzer elektrischer Wellen | |
DE2629502A1 (de) | Mehrfachrundstrahlantenne | |
DE3130350A1 (de) | Ukw - drehfunkfeuer - antenne | |
DE2316842C3 (de) | Mehrfrequenzantenne für drei Frequenzbänder | |
DE1042674B (de) | Drehfunkfeuerantenne mit verbesserter Vertikalstrahlung | |
DE2422031C3 (de) | Drehfunkfeuer zur Abstrahlung eines kardioidenförmigen Richtdiagramms | |
DE2540763C3 (de) | Kontrollantenne für den Abfragekanal eines Sekundär-Radars | |
EP0021252A1 (de) | Als Pillbox-Antenne ausgebildete Radarantenne mit integrierter IFF-Antenne | |
DE861878C (de) | Vertikalantenne, insbesondere fuer Peilsysteme nach dem Adcock-Prinzip | |
DE2422031B2 (de) | Drehfunkfeuer zur abstrahlung eines kardioidenfoermigen richtdiagramms | |
DE2736758C2 (de) | Hornantenne mit Richtcharakteristik für zirkularpolarisierte Wellen | |
DE947178C (de) | Aus einem kuenstlichen Dielektrikum bestehende Richtantenne | |
DE2821699C2 (de) | Antenne mit wenigstens zwei voneinander unabhängigen Strahlungquellen | |
DE1006910B (de) | Metallische, rohrfoermige Antenne | |
DE917611C (de) | Antennenanordnung | |
DE895316C (de) | Antennenanordnung zur Erzeugung eines Doppelachtdiagramms | |
DE920729C (de) | Verfahren und Anordnung zur Leitstrahlfuehrung, insbesondere zur Leitstrahllandung, von Luftfahrzeugen | |
DE946238C (de) | Antennenanordnung mit einem Dipolstrahler in Schmetterlingsform | |
DE2135687A1 (de) | Antenne mit linearer Polarisation | |
DE1902884C (de) | Antennensystem fur den VHF und UHF Bereich zur Richtungsbestimmung | |
DE958747C (de) | Antennenanordnung fuer ein Drehfunkfeuer | |
DE710360C (de) | Antennenanordnung | |
DE2139257C3 (de) | Rundstrahl-Sendeantenne mit von einer Mittenträgeranordnung ausgehenden Strahlerelementen | |
DE3703812A1 (de) | Antennenanordnung | |
DE1932028B2 (de) | Radargeraet mit richtantenne aus phaseneinstellbaren einzelstrahlern zur aussendung mehrerer verschieden frequenter radarsignale |