DE2434868A1 - Zweifach zirkularpolarisierende antenne mit diagrammschwenkung durch phasensteuerung - Google Patents

Zweifach zirkularpolarisierende antenne mit diagrammschwenkung durch phasensteuerung

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DE2434868A1
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antenna
dipole
plate
phase
line
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DE2434868A
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Emmanual Joseph Perrotti
Joseph Charles Ranghelli
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International Standard Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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    • H01Q3/36Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters
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Description

  • Zweifach zirkularpolarisierende Antenne mit Diagramms chwenkung durch Phasensteuerung.
  • Stand der Technik: Die Erfindung betrifft eine Antenne, bei der in zwei parallelen Antennenebenen linear polarisierende Dipolelemente in-gedruckter Bandleiturlgstechnik auf zwei IsolierstoPfplatten derart -ange ordnet sind, daß die auf einer Platte befindlichen Dipolelemente zueinander parallel und zu den Dipolelementen auf der' anderen Platte jeweils rechtwinklig liegen; bei der die Dipolelemente, deren beide Flügel auf verschiedenen Seiten der zugehörigen, -Platte angeordnet sind, über ein ebenfalls auf der zugehörigen Platte in gedruckter Bandleitungstechnik angeordnetes symmetrisches Verteilernetz und eine darauf senkrecht stehende Koaxial leitung gespeist werden, wobei der Innenleiter mit dem einen Leiter des Verteilernetzes und der Außenleiter mit dem anderen Leiter des Verteilernetzes verbunden ist, und.bei der jeder Platte mit Dipolelementen eine in einem bestimmten Abstand dazu parallel liegende mit Masse verbundene Platte zugeordnet ist, wodurch jede Antennenebene für die von der jeweils anderen Antennenebene erzeugte oder zu empfangende Fochfrequenzstrahlung völlig durchlässig ist, Der hier eIngeführte Ausdruck gedruckte Bandleitungstechnik", der auch im folgenden verwendet wird, bezeichnet eine photogeätzte oder gearuckte symmetrische Leitung, die auf gezvenüberliegenden Seiten einer Schaltungsplatte (Isolierstoffplatte) derart aufgedruckt ist, daß beiae Leiter deckungsgleich über einander liegen. Dies unterscheidet sich von einer Streifenleitung (Stripline), die eine unstnl.r.etrische Leitung bildet und zwei an Masse liegende Platten erfordert, eine oberhalb und die andere unterhalb eines einzelnen leitenden Streifens.
  • Außerdem besteht ein Unterschied zu einer Mikrostrip-Leitung, welche aus einem leitenden Streifen oberhalb einer an Masse liegenden Platte besteht, die viel breiter als der leitende Streifen ist. Eine MiKrostrip-Leitung entspricht einer Zweidraht leitung, bei we-lcher einer der Wrähte durchdas Bild des tatsächlich vorhandenen Drahtes in der an.Masse liegenden Platte dargestellt ist. Man kann eine gedruckte Bandleitung auch als eine Mikrostrip-Leitung betrachten, bei welcher der abgebildete Draht tatsächlich vorhanden und die-an Masse liegende Platte entfernt ist.
  • Eine solche Antenne ist bekannt aus dem US-Patent 3 681 769.
  • Diese Anordnung stellt eine kompakte, leichte und billige Antenne dar. Falls man ein zirkular polarisiertes Antennendiagramm abstrahlen will, wie es z.B. für Radarantennen oft wünschenswert ist, so speist man die gekreuzten Antennenebenen mit einer relativen Phasenverschiebung von 900. Durch die zusätzliche Verwendung eines Wellentypwaridiers läßt sich die Rechts- und Links-Zirkularpolarisation gleichzeitig erzeugen.
  • Nachteilig ist dabei, daß die beiden Diagramme bezüglich ihrer Frequenz, ihrer Form und ihres Schwenkwinkels nicht voneinander unabhängig sind.
  • Zur elektronischen Diagrammschwenkung sind bei dieser bekannten Antenne keine Mittel vorgesehen. Es sind zwar für andere-Antennenanordnungen zur Diagrammschwenkung durch Phasensteuerung Phasenschieber in gedruckter Technik, welche PIN-Dioden verwenden, bekannt. Diese haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht direkt in ein zweifach zirkular polarisierendes System und besonders nicht direkt in die Flächenstruktur integriert werden können.
  • Diese Phasenschieber müssen über äußere Kabel wie Miniatur-Koaxialkabel angeschlossen werden, wodurch eine zusätzliche frequenzabhängige Phasenverschiebung und zusätzliche Verluste entstehen. Außerdem sind die hohen Kosten derartiger Anordnungen nachteilig.
  • Aufgabe: Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die bekannte Antenne so zu verbessern, daß sie zwei in den verschiedenen Richtungen zirkular polarisierte Diagramme erzeugt, die durch Phasensteueru unabhängig voneinander schwenkbar sind, wobei die die Frequenz,Form und/oder der Sende/Empfangsmode des einen Das gramms unabhängig vom anderen Diagramm wählbar sind.
  • Lösung: Die Aufgabe wird mit den in den Patent ansprüchen angegebenen Mitteln gelöst.
  • Vorteile: Die erfindungsgemäße Antenne zeigt trotz äußerst vielfältiger Steue.rungslaöglichkeiten einen kompakten und billigen Aufbau, da die Phasenschieberanordnung ebenfalls in gedruckter Bandleitungstechnik ausgeführt und direkt in das bekannte System integriert ist.
  • Deschreibung: Die Erfindung wird nun anharia aer Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.
  • Es zeigen: Fig.l die Draufsicht auf verschiedene Ebenen einer AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Antenne; Fig.2 einen Querschnitt zu Fig.l entlang der Geraden 2-2; Fig.3 einen Querschnitt zu Fig.2 entlang der Geraden 3-3; Fig.4 einen Querschnitt zu-der in Fig.l gezeigten unteren linear polarisierenden phasengesteuerterl Antennenebene entlang der Geraden 4-4; Fig.5 eine Draufsicht einer anderen Dipolanordnung, welche statt der Dipolelemente in den beiden in Fig.l gezeigten linear polarisierenden Antennenebenen verwendet werden kann; Fig.6 einen Querschnitt zu Fig.5 entlang der,Geraden 6-6; Fig.7 einenQuerschnitt zu Fig.l entlang der Geraden 2-2, der eine andere relative Anordnung der einzelnen Isolierstoffplatten darstellt; Fig.8 einen Querschnitt zu Fig.l entlang der Geraden 2-2 mit einer anderen an Masse liegenden Platte für die obere Antennenebene; Fig.9 einen Querschnitt aus Fig.l entlang der Geraden 2-2 mit einer anderen an Masse liegenden Platte für die obere Antennenebene; Fig.lO eine schematische Darstellung der Lage. der Achse der Dipolelemente der oberen Antennenebene und. der Lage der Polarisatorachse, wobei Rechtszirkularpolarisation erzeugt wird; Fig.ll eine schematische Darstellung der Lage der Achse der Dipolelemente der unteren Antennenebene und der Lage der Polarisationsebene, wobei Linkszirkularpolarisation erzeugt wird; Fig.12 die Draufsicht einer anderen Ausführungsform einer linear polarisierenden Antennenebene mit Phasensteuerung gemäß der Erfindung.
  • In den Figuren 1-4 ist eine schichtförmige Anordnung von linear polarisierenden Antennenebenen mit Strahlschwenkung durch Phasensteuerung in gedruckter Technik zusammen mit den zugehörigen an Masse liegenden Platten und einem gemeinsamen Riarisator dargestellt Erfinaungsgemäß wird damit die Erzeugung von zwei unabhängigen Antennendiagrammen ermöglicht, von denen das eine rechts- und das andere' linkszirkular polarisiert ist.
  • Eine Antennenebene enthält eine Isolierstoffplatte 1, auf der in gedruckter Technik Dipolelemente 2 in Form zweier Abschnitte (Dipolflügel)' 3 und 4 angeordnet sind. Der Flügel 3 befindet sich auf der Oberseite 5 der Isolierstoffplatte 1, und der Flügel 4 auf der Unterseite 6 der Isolierstoffplatte 1. Wie gezeigt, enthält diese linear polarisierende Antenne. mit Phasensteuerung mehrere Paare von Dipolelementen 2, die parallel von einem in gedruckter Bandleitungstechnik ausgeführten Verteilernetz 7 gespeist werden. Dieses Verteilernetz 7 enthält verschiedene symmetrische Leitungen 8 und 9, die als gedruckte Bandleitungen angeordnet sind, und die Energieverteilung und parallele Speisung der Gruppen von Dipolelementen bewirken. Die. linear polarisierende Antennenebene auf Platte 1 ist symmetrisch in allen Quadranten ebenso wie das Verteilernetz 7. Die gedruckten Leiter der zum Verteilernetz 7 gehörenden symmetrischen Leitungen sind zwei Streifenleiter, wie z.B. Streifenleiter-lO auf der Seite 5 der Isolierstoffplatte 1 und Streifenleiter 11 auf der anderen Seite 6 der Isolirstoffplatte.l, der dem Streifenleiter 10 genau gegenüber liegt.
  • Die untere linear polarisierende Antennenebene ist ebenfalls in gedruckter Technik auf der Isolierstoffplatte. 12 angeordnet..
  • Während die Dipolelemente 2' in allen Quadranten der Isolierstoffplatte 12 symmetrisch sind, ist es nicht notwendig, daß die Dipolelemente 2' bezüglich der Dipolelemente 2 symmetrisch sind. Wie in Fig.l gezeigt, sind die Dipolelemente 2' in einer Orientierung von 900 bezüglich der Dipolelemente 2 angeordnet.
  • Diese untere auf der Isolierstoff.platte 12 befindliche Antennenebene, im folgenden auch die Antennenebene 12 genannt, wird parallel von einem in gedruckt er Bandleitungstechnik ausgeführten Verteilernetz 7' mit symmetrischen Leitungen gespeist, welches mit dem Verteilernetz 7 auf der Isolierstoffplatte 1 identisch, jedoch in einem Winkel von 900 bezüglich diesem orientiert ist.
  • Die für die untere Antennenebene 12 vorgesehene an Masse liegenaue Platte ist der Boaendes Metallgehäuses 13, während die an Masse liegende Platte für die.Antennenebene auf der Isolierstoffplatte 1 von metallischen Streifen 15 gebildet wird, welche auf einer dritten Isolierstoffplatte 14 derart. angeordnet sind, daß sie zu den auf der Isolierstoffplatte 1 befindlichen Dipolen parallel und direkt unter diesen liegen.
  • Bei der in Fig.2 gezeigten Ausführungsform liegt diese dritte Isoliers-toffplatte zwischen den beiden linear polarisierenden Antennenebenen 1 und 12. Die Antennenebene 12 muß in einem Abstand von einer Viertelwellenlänge zu der an Masse liegenden Platte 13 liegen. Ebenso muß der Abstand zwischen der Antennenebene 1 und den parallelen Leitern 15 eine Viertelwellenlänge betragen. Diese Abstände sind Sollwerte für den Betriebsfrequenzbereich der jeweiligen linear polarisierenden Antennenebene.
  • Es sollte erwähnt werden, daß die Abstände -nicht kritisch sind, da die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit im freien Raum und in den Koaxialabschnitten fast gleich ist.
  • Um das linear polarisierte Diagramm der Antennenebene 1 in ein rechtszirkular polarisiertes und um das linear polarisierte Diagramm der Antennenebene 12 in ein linkszirkular polarisiertes umzuwandeln, ist erfindungsgemäß ein gemeinsamer Polarisator vorgesehen, welcher über den beiden Antennenebenen 1 und 12 angeordnet ist. DieserPolarisator besteht aus mehreren auseinanderliegenden Leitungen lt, welche auf eine Isolierstoffplatte 16 aufgedruckt sind. Diese Leitungen 17 sind hierWzum Zwecke-einer einfacheren Erläuterung als Mäanderleitungen dargestellt. Der Polarisator ist ein räumliches Filter mit einer Breite der Leiter, die entsprechend der gewünschten Charakteristiken der links- und rechtszirkular polarisierten Strahlung bemessen ist. Der Polarisator 17 kann außer der gezeigten MManderform viele verschiedenen Formen haben, z.B.-ein System von Metallstegen, ein .System von gedruckten geraden Leitern und Stichleitungen mit veränderlichen Dielektrizitätskonstanten* Es ist zu erwähnen, daß die Verteilernetze 7 und 7' in jedem der Streifenleiter verbreiterte und verschmälerte Stellen bei den Verzweigungspunkten haben. Diese verbreiterten und verschmälerten Stellen haben jeweils eine Länge, die der Viertel-Wellenlänge er Betri&osfrequenz der zugehdr1gen Antennenebene gleich ist, um eine reflektionafreie Energieübertragung zwischen den Leitungsabschanitten selbst und zwischen den Leitungsabschnitten und den Dipolelementen 2 und 2' -zu gewährleisten.
  • Die Abstände zwischen den Platten 1, 12 und 15 und der Platte 14 werden durch Bolzen 18, die durch die Platten 14, 1, 12 und 16 gehen, mit den geeigneten Zwischenstücken 19, 20, 21 und 22 auf den richtigen Werten gehalten. Außerdem trägt die Koaxlalleitung der nachstehend beschriebenen- Symmetrier- und Energieverteilungsanordnung zur Abstandseinhaltung zwischen den Platten bei.
  • Die Verteilemetze 7 und 7' werden von einer Anordnung gespeist,-.
  • welche als Kombination von Symmetrierglied und Energieverteiler wirkt. Das Symmetrierglied ist dabei vom dopDelseitigen Typ.
  • Die Energie wird durch ähnliche Weilenleiter 23 und 23a zu. den beiden Antennenebenen oder von diesen weggeleitet. Die Wellenleiter 23 und 23 a sind an unabhängige Sender oder Empfänger, die als 25 und 25a gezeigt sind, gekoppelt. Die Anpassung einer unsymmetrischen an eine symmetrische Leitung erfolgt gemäß dem eingangs erwähnten US-Patent 3 681763 mit mit-Hilfe ähnlicher Koaxialleitungen 26 und 26a mit Innenleitern 27 und 27a, welche durch die Platten 1 und 12 ragen und mit den Leitern 28 bzw. 28a elektrisch verbunden sind-. Die Leiter 28 und-28a verlaufen jeweils radial in zwei Richtungen von den Innenleitern 27 und 27a und sind mit den Netzwerken 7 bzw. 7' verbunden. Die äußeren Leiter 29 und 29a der Koaxialleitungen sind mechanisch tragend und in elektrischem Kontakt mit den Leitern 30 bzw. 30a, welche die in Fig.l gezeigte Anordnung haben, die breiter als die Leiter 28 und 28a und die Leiter der Verteilernetze 7 bzw. 7' sind. Auf diese Weise erfolgt ein direkter Übergang von den Wellenleitern 23 und 23a auf die symmetrischen Bandleitungen der Verteilernetze 7 bzw. 7'. Die Anordnung erspart Lötverbindungen und bewirkt eine unmittelbare Energieverteilung mit einer relativ guten Wärmeableitung durch die Leiter 30 und 3Oa, wodurch,große Leistungen in die Verteilernetze 7 und-7' eingeßpeist werden können. Die Leiter der Verteilernetze 7 und 7' und did Dipolelemente können aus Kupfer oder aus kuprarbeschichtete, material o.ä. sein Die Isolier'stoffplatten 1, 12 und 16 bestehen aus- einem verlustarmenDielektrikum, beispielsweise aus materalien, die unter den Warenzeichen Tellite, Rexillte, Z-Tron und Duroid bekannt sind.
  • Die beiden letzten Materalien sind auch noch hochtemeeraturbeständig und werden daher bevorzugt bei hohen Temperaturen angewendet.
  • Infolge der Orientierung der Dipolelemente auf den Isolierstoffplatten 1 und 12 und der Orientierung der an Masse liegenden Leiter 15 sind die Dipolelemente 2, die symmetrischen Leitungen des Ver-teilernetzes 7 und die an Masse liegenden Leiter 15 völlig durchlässig gegenüber der Strahlung von oder zu den Dipolelementen,2' auf der Isolierstoffplatte 12.
  • Eine Phasenschieberanordnung ist für jede Antennenebene 1 und 12 vorgesehen, so daß die letzlich von den Antennenebene ausgehenden unabhängigen zirkularpolansierten USammeerfindungsgemäß unabhängig durch Phasensteuerung geschwenkt werden können.
  • Jede der linear polarisierenden Antennenebenen enthält einen oder mehrere in gedruckt er Bandleitungstechnik ausgeführte Phasenschieber vom Typ einer belasteten Leitung. Zu jedem solchen Phasenschieber gehört ein Anpassungstransformator 31 bzw. 31a, außerdem zwei in gedruckt er Bandleitungstechnik ausgeführte Stichleitungen 32 bzw. 32a, welche an gegenüberliegende Enden des Viertelwellen-Anpassungstransformators 31 bzw. 31a gekoppelt sind. Zu jeder der Stichleitungen 32 bzw. 32a ist ein ebenfalls in gedruckt er Bandleitungstechnik ausgeführtes Leitungsteil 33 bzw. 33a vorgesehen, welches als Eochfrequenzkurzschluß und bei Gleichstrom zur Vorspannung dient, und. über eine normalerweise nichtleitende Diode, beispielsweise eine PIN-Diode 34 bzw. 34a mit'dem zugehörigen Ende der Stichleitung,~verbunden ist, Die Dioden 34 bzw. 34a liegen parallel zu den Isolierstoffplatten. Wenn die Phase der an eines der Dipolelemente 2 bzw. 2' gelangenden oder von diesem kommenden-Hochfrequenzenergie verschoben werden soll, so werden die Dioden 34 bzw. 34a durch Anlegen einer Schalt spannung von der Schaltspannungsquelle über die Schaltanordnung 36 leitend gesteuert. Sind die Dioden 34 bzw. 34a.leitend, indem die Schaltspannung am zugehörigen teitungsteil 33 bzw. 33a liegt, so bildet dieses Leitungsteil den gewünschten Hochfrequenzkurzschluß für die Stichleitungen 32baJ32aund bewirkt damit eine Phasenverschiebung in einem Schritt von 450 Der Hochfrequenzkurzschluß für die Leitungsstü.cke 33 bzw. 33a wird über Durchführungskondensatoren 50 bewirkt, welche im Gehäuse 13 angeordnet sind, und über die die Gleichspannung von der Spannungsquelle 35 an die Leitungsteile 33 bzw 33a gelegt wird. Diese erfindungsgemäße Phasenschieberanordnung bewirkt eine Phasenverzögerung der an eines aer Dipolelemente 2 bzw. 2' gelangenden Energie in einem Schritt von In den Figuren 5 und 6 ist eine andere Anordnung der Dipolelemente 2 bzw. 2' gezeigt, durch welche diese ersetzt werden können.
  • Die Dipolelemente nach den Figuren 5 und 6 arbeiten auch als 180°-Phaseschieber und können so als Teil der Phasenschieberanordnung betrachtet werden Sie können getrennt oder zusammen mit den bisher beschriebenen Phasenschiebern betätigt werden.
  • Bei der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Anordnung gibt es einen ersten Dipolflügel 37 und einen zweiten Dipol1ügel 38, welche auf eine Seite einer Isolierstoffplatte 39 aufgedruckt sind. Diese Dipolflügel 37 und 38 sind über Schaltdioden, beispielsweise PIN-Dioden 40 und 41, mit dem auf der gleichen Seite befindlichen Leiter des Verteilernetzes 7 bzw. 7' verbunden.
  • Den FlogeD 37 und 38 liegen auf der anderen Seite der dielektrischen Platte 39 Flügel 42 und 43 gegenüber, welche.mit dem auf dieser Seite befindlichen Leiter des Verteilernetzes 7 bzw.
  • 7' ebenfalls über Schaltdioden, beispielsweise PIN-Dioden 44 und 45 verbunden sind. Die Schaltdioden 40, 41, 44 und 45 liegen parallel zur Isolierstoffplatte 39 und sind normalerweise nichtleitend. Die Schaltanordnung 36 (Fig.2) ist an die Punkte niedrigen Widerstandes der Flügel 37, 38., 42 und 43 über Durchführungskondensatoren 50', welche im Gehäuse 13t angeordnet sind, angeschlossen. Durch Anlegen einer Schaltspannung an-die Flügel 38 und 42 werden die Dioden 41 und 44 leitend und schließen dadurch die Flügel 38 und 42 an das Verteilernetz 7 bzw. 7' an. Bei dieser Anschlußweise und damit bei der Lage der Flügel 38 und 42 auf der einen und der anderen Seite der Isolierstoffplatte 39 fließt die elektrische Energie in einer bestimmten Richtung durch die Dipolflügel 38 und 42. Um eine Phasenverschiebung von 1800 zu erhalten, wird die Schaltspannung von den Flügeln 38 und 42 abgeschaltet und an die Flügel 37 und 43. gelegt um die Schaltdioden 40 und 45 leitend zu steuern und damit die Flügel 37 und 43 an das Verteilernetz 7 bzw. 7' anzuschließen. Bei dieser Umorientierung der Dipolflügel auf jeder Seite der Isolierstoffplatte wird auch die Richtung des Energieflusses umgekehrt, und'damit die Phase um 1800 verschoben.
  • Mit diesen beiden bisher beschriebenen erfindungsgemäßen Phasenschiebern istzueine Phasenschleberanordnungmöglich, wie sie in Fig.12 gezeigt ist. Die dort gezeigte linear polarisierende phasengesteuerte Antennenebene, die in gedruckter Bandleitungstechnik ausgeführt ist, enthält ein Verteilernetzwerk 7a, welches dem in Fig.l dargesteilten Verteilernetz 7 bzw. 7' ähnlich. ist, und wird, wie bereits beschrieben, von einer Anordnung, 26a gespeist, welche als Symmetrierglied und als Erergieverteiler wirkt.
  • Die Dipolelemente 2 bzw. 2' in Fig.l sind durch die in den Figuren 5 und 6 dargestellten Dipolanordnungen, welche auch als l8O0-Phasenschieber gesteuert werden können, ersetzt. Außerdein. sind in jedem Zweig des Verteilernetzes 7a, welcher einen Dipol speist, drei der bereits beschriebenen 450 Phasenschieber 22, 22a, 22b vorgesehen, welche mit den in den Figuren 1 und 4 gezeigten in gedruckter Bandleitungstechnik ausgeführten Phasenschiebern identisch sind. Damit ist es möglich, die Phase der Hochfrequenz um 450 zu verschieben, wenn der Phasenschieber 22 betätigt wird, um 900, wenn die Phasenschieber 22 und 22a betätigt werden, und um 1350, wenn auch noc-h der Phasenschieber 22b eingeschaltet wird.
  • Außerdem kann auch noch die Dipolanordnung als 18O0-Phasenschieber verwendet werden, entweder einzeln oder zusätzlich zu den 450-Phasenschiebern, um so andere diskrete Phasenverschiebungen zu erhalten.
  • Der folgende Beschreibungsteil betrifft den schichtweisen Aufbau der ganzen Antenne; Wie bereits erwähnt, wird die- an Masse liegende Platte. fUr die Antennenebene 1 (Fig.2) durch leitende Streifen 15, gebildet, welche sich auf einer Isolierstoffplatte 14 zwischen den Antennenebenen 1 und 12 befinden. Dieser Ort der Platte 14 mit den Streifen 15 ist nicht kritisch. Die Platte 14 kann auch, wie in Fig.7 gezeigt, zwischen dem Gehäuse 13 und der Isolierstoffplatte 12 liegen.
  • Daneben gibt es noch eine weitere Anordnung der an Masse liegenden Platte für die,Antennenebene 1, welche in Fig.8 gezeigt ist. Bei dieser Anordnung fehlt die Isolierstoffplatte 14. Die an Masse liegende Platte für die Dipolelemente der.Antennenebene 1-wird durch parallele auseinanderliegende Stege 15a dargestellt, welche auf dem Gehäuse 13 direkt unterhalb der zugehörigen Dipolelemente. liegen.
  • Noch eine weitere Realis-ierung der an Masse liegenden Platte für die Antennenebene 1 ist in Fig.9 dargestellt. Das leitende Material der anderen Antenrienebene 12 stellt die an Masse liegende Platte für die Antennenebene 1 dar, wenn die Antennenebene 12 bei einer relativ hohen Frequenz, beispielsweise 8 Gz, und die Antennenebene 1 bei einer relativ niedrigen Frequenz, z.B. 200 MHz, betrieben wird. Diese Anordnung ist möglich, wenn das leitende Material der Platte 12 sehr dicht für die relativ hohe Frequenz der unteren Antennenebene un& für die relativ niedrige Frequenz der oberen Antennenebene ist. Wenn dies jedoch. nicht der Fall ist, dient das Gehäuse 13 als Masse für beide Antennenebenen. Das ist möglich, da der Abstand einer Viertelwellenlänge bei 8 Gffz so gering ist,-daß er für die obere Antennenebene nicht vorhanaen scheint, sodaß für diese Antennenebene praktisch auch das Gehause die Masse aarstellt.
  • Fig.10 zeigt schematisch die Erzeugung der-'rechtszirkular d.h. im Uhrzeigersinn, polarisierten Antennenstrahlung mit dem auch in Fig.l dargestellten Polarisator 17. Die Längsachse 51 des Polarisators 17 weist gegenüber der Längsachse 52 eines Dipolelements 2 einen Winkel von 450 auf. Vom Dipol--element 2 wird ein Vektor Vt-abgestrahlt. Dieser Vektor Vt wird yon dem Polarisator 17 in einen Vektor Vc und den abgestrahlten Vektor VL zerlegt. Der Vektor Vc erscheint bei der gezeigten Richtung in der z-Achse, und nach 900 ist der VektorVL um 900 nach rechts und nach weiteren 900 wieaer um 900 nach rechts gedreht. Diese 9O0-Drehung des Vektors VL, welche ein Beobachter sieht, setzt sich fort und ergibt die rechtsirkular polarisierte Strahlung..
  • Fig.ll zeigt schematisch die Erzeugung der linkszirkular, d;h. entgegen dem Uhrzeigersinn polarisierten Antennenstrahlung.
  • Die Längsachse 52a eines Dipolelements 2' ist gegenüber der Längsachse 51 des Elarisators 17 um 450 gedreht. Wenn ein Vektor Vt des elektrischen Feldes vom Dipolelement 2' erzeugt und abgestrahlt wird,. so zerlegt der Polarisator 17 diesen Vektor Vt in einen Vektor Vc und den abgestrahlten Vektor VL.
  • Der Vektor VL wird jeweils nach 900 in der Linksrichtung, å.h.
  • entgegen dem Uhrzeigersinn, um 900 gedreht.

Claims (5)

Patentansprüche
1.' Antenne, bei der in zwei parallelen Antennenebenen linear polarisierende Dipolelemente in gedruckter Bandleitungstechnik auf zwei Isolierstoffplatten derart angeordnet sind, daß die auf einer Platte befindlichen Dipolelemente zueinander parallel und zu den Dipolelementen auf der anderen Platte jeweils rechtwinklig liegen, bei der die Dipolelemente, aeren beide Flügel auf verschiedenen Seiten der zugehörigen Platte angeordnet sind, über ein ebenfalls auf der zugehörigen Platte in gedruckter Bandleitungstechnik angeordnetes symmetrisches Verteilernetz und eine darauf senkrecht stehende Koaxialleitung gespeist werden, wobei der Innenleiter mit dem einen Leiter des Verteilernetzes und der Außenleiter mit dem anderen Leiter des Verteilernetzes verbunden ist, und bei der jeder Platte mit Dirolelementen eine in einem bestimmten Abstand dazu parallel liegende mit Masse verbundene Platte zugeordnet ist, wodurch jeae Antennenebene für die von der jeweils anderen Antennenebene erzeugte oder zu empfangende HochfreQuenzstrahlung völlig durchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, aaß für jede Antennenebene eine in gedruckter Bandleitungstechnik ausgeführte Phasenschieberanordnung vorgesehen ist, deren unterschiedliche Anschaltmöglichkeiten steuerbar sind, und mit Hilfe derer eine Diagrammschwenkung durch Phasensteuerung möglich ist, und daß den beiden Antennenebenen ein auf einer dazu parallel liegenden Isolierstoffplatte (16) aufgearuckter Polarisator zugeordnet ist, der aus den linear polarisierten Diagrammen der beiden Antennenebenen zwei in den verschiedenen Richtungen zirkular nolarisierte Diagramme erzeugt.
2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieberanordnung wenigstens einen Phasenschieber enthält, daß dieser aus einem in gedruckter Bandleitungstechnik ausgeführten Viertelwellen-Annassungsransformator (31a) besteht, aus zwei Stichleitungen (32a), welche an den beiden Enden des Viertelwellen-Anpassungstransformators (31a) beginnend senkrecht dazu und parallel zueinander in gedruckt er Bandleitungstechnik angeordnet sind, aus vier normalerweise nichtleitenden Schaltdioden (34a), wobei jede mit einem anderen Leiterende der beiden Stichleitungen verbunden ist, aus vier gedruckten Leitungsteilen (32a), welche bei Hochfrequenz als Kurzschluß und bei Gleichstrom zur Vorspannung der Schaltdioden (34a) dienen und welche jeweils mit einem Ende der vier Schaltdioden (34a) verbunden sind, aus einer Schaltungsanordnung (36), die zwischen einer Schaltspannungsquelle (35) und jeden der vier gedruckten Leitungsteilen (33a) angeordnet ist und über welche die vier Schaltdioden (34a) leitend gesteuert werden können, wodurch die beiden Stichleitungen (32a) über die vier Leitungsteile (33a) hochfrequenzmäßig an Masse gelegt sind und die Hochfrequenzspannung eine bestimmte Phasenverschiebung erfährt.
3. Antenne nach Anspruch 1 oder -2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieberanordnung wenigstens eine in zwei Stufen umschaltbare Dipolanordnung enthält (Fig.5,6), wobei durch Umschalten von der einen auf die andere Stufe eine Phasenverschiebung von 1800 entsteht.
Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dalQ. die Dipolanordnung aus einem ersten (37,43) und einem zweiten Dinolelement (42,38) besteht, daß die Flügel des ersten Dipolelementes (37,43) auf verschiedenen Seiten der Isolierstoffplatte (39) angeordnet und über zwei normalerweise nichtleitende Schaltdioden (40,45) an die auf der jeweils gleichen-Seite befindlichen Leiter des Verteilernetzes (7) anschaltbar sind, daß die Flügel des zweiten Dipolelementes (42, 38) ebenfalls auf den verschiedenen Seiten der Isolierstoffplatte (39) deckungsgleich mit den auf der jeweils anderen Seite befindlichen Flügeln des ersten Dipolelements (37, 113) angeordnet und in der gleichen Weise wie diese über zwei normalerweise nichtleitende Schaltdioden (44, 41) an das Verteilernetz (7) anschaltbar sind, und aaß die das erste Dipolelement (37, 43) und die das zweite Dioolelement (42, 38) anschaltenden Schaltdioden gemeinsam leitend gesteuert werden.
5. Antenne nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Polarisator aus mehreren auseinanderlieganden m;anderförmigen Leitungen (17) besteht, deren Längsachsen parallel zueinander sind und mit den Langsrichtungen der Dinolelemente(2,2') einen Winkel von 45° bilden.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2541569A1 (de) * 1975-09-18 1977-03-31 Licentia Gmbh Frequenzabhaengiges daempfungsglied
EP0044503A1 (de) * 1980-07-17 1982-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Umpolarisiereinrichtung zur Erzeugung zirkular polarisierter elektromagnetischer Wellen
DE102010014916A1 (de) * 2010-04-14 2011-10-20 Aeromaritime Systembau Gmbh Phasengesteuerte Gruppenantenne

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