DE2454528A1

DE2454528A1 - Richtantenne mit rotationssymmetrischem strahlungsdiagramm fuer einen geschoss- oder raketenzuender

Info

Publication number: DE2454528A1
Application number: DE19742454528
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Phys Dr R Keydel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1974-11-16
Filing date: 1974-11-16
Publication date: 1976-05-20
Also published as: US4037540A

Description

LICENTIA
Patent-Verwaltungs-GmbH 6000 Frankfurt (Main) 70, Theodor-Stern-Kai 1

Ulm (Donau), I5. Nov. 1974-

PT-UL/ScnzAä

UL 7 Vi 24

"Richtantenne mit rotationssymmetrischem Strahlungsdiagramm für einen Geschoß- oder Raketenzünder"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Richtantenne mit rotationssymmetrischem Strahlungsdiagramm für den mit elektromagnetischen Wellen insbesondere nach dem Rückstrahlprinzip arbeitenden Annäherungs- oder Abstandszünder eines Geschoßes oder einer Rakete.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Richtantenne dieser Art anzugeben, bei der der Platzbedarf im Vergleich zum Stand der Technik gering und auch bei einem Drallgeschoß das Strahlungsdiagramm der idealen Rundcharakteristik möglichst weitgehend angenähert ist. Schräg nach vorn und senkrecht zur Geschoß- bzw. Raketenlängsachse soll innerhalb dieser Charake·-

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ristik eine ausreichende Strahlungsleistung erzielbar sein·

Die Erfindung besteht bei einer Richtantenne der einleitend genannten Art darin, daß als Antenne ein mit der Geschoß- bzw. Raketenlängsachse koaxialer Rundschlitz vorgesehen ist, dessen Anregung über einen im Zünder vorgesehenen Leitungs- oder Hohlraumresonator erfolgt·

Die erfindungsgemäße Antenne ist vorzugsweise als magnetische Resonatorantenne dimensioniert· Ihr Resonator ist zwecknäßigerweise zylindrisch oder kegelförmig ausgebildet.

Bei Anregung der Antenne nach der Erfindung mit der Grundwelle ergibt sich ein Strahlungsdiagramm, das in Flugrichtung des Geschoßes bzw· der Rakete eine Nullstelle ausweist· Diese läßt sich vorteilhaft dadurch beseitigen, daß man die Antenne mit einem Höheren Wellentyp anregt.

Der Erfindung, ihren vorteilhaften Ausführungsformen und ihren Weiterbildungen liegen folgende Überlegungen zugrunde:

Ebenso wie man einen stromdurchflossenen Ring zum Strahlen anregen und als Antenne benutzen kann, so kann man auch einen kreisringförmigen schmalen Schlitz rund um ein Geschoß oder eine Rakete als Antenne verwenden· Nach dem Babinetsehen Prinzip sind beide Anordnungen komplementär zueinander. Grundsätzlich haben

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derartige Antennen bezüglich Polarisation, Rotationssynaetrie uns Signal/Clutterverhältnis die gleichen Daten. Die ßotationssyopietrie ■ des Richtdiagramms einer magnetischen Schleife ist gegenüber dem einer elektrischen Schleife verbessert, weil nichts, insbesondere keine Zuleitung, die Symmetrie störesn muß· Diese

Aussage gilt für jeden Idealfall einer magnetischen Kreisschleife . auf einem unendlich gut leitenden und unendlich langen Zylinder. \

Diese Verhältnisse liegen bei einer Antenne der erfindungsgemäßen ; Art aber nicht vor· Man kann zwar die Oberfläche des Geschosses, insbesondere seiner Spitze, oder einer Rakete (natürlich mit Ausnahme des strahlenden Schlitzes) metallisieren, doch dann hat man immer noch keinen unendlich langen Zylinder, sondern in guter Näherung einen unendlich langen Kegel·

Rundschlitze in Kegeln sind in der Mikrowellentechnik an sich bekannt

(vgl. l.Ii.Bailin und S. Silver

Exterior Electromagnetic Boundary Value Problems for Spheres an Cones

IRE-Trans. AP 1956 pp. 5-16

D.G. Pridmore-Brown and G.E. Stewart
Radiation from Slot Antennas on Cones
The Aerospace Corporation
Air Force Report No» SAMSO-!ER-71-77)

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In Fig. 1 ist das Eichtdiagramm eines Rundschlitzes gezeigt, das in λ/2-Äbstand von der Kegelspitze auf dem Kegel angebracht ist. Zum Vergleich ist ein sinusförmiges Fernfeld mit eir:.c:«2^ri:c:inet. Wenn es gelingt, einen solchen Rundschlitz anzuregen, ergibt rieh damit eine vorteilhafte Lösung der der Erfindung- zuei-und·? Li'■■=■<; η den Aufgabe. Die Anregung eines solchen Rundschlitzes erfolgt It Sinne der Erfindung über einen Resonator, und zwar entweder einen Leitungsresonator oder einen Hohlraumresonator· In den Pipruren 2a bis 3b sind verschiedene Möglichkeiten der Anregung einer Antenne nach der Erfindung bei einem Geschoß dargestellt, ohne daß dadurch die Erfindung auf diese gezeigten Möglichkeiten beschränkt werden soll. Der Schlitz wird zweckmäßigerweise als ; Resonatorantenne betrieben. ■

Aus den Figuren 2a bis 3t> ist ersichtlich, daß man vorteilhaft mit zylindrischen oder mit kegelförmigen Resonatoren arbeiter. kann. Der Betriebsfrequenz einer derartigen Anordnung ist nach unten im wesentlichen nur durch Kopplung an den Gescho£körper und durch die Verluste des den Resonator ausfüllenden Dilektri eine Grenze gesetzt. Wegen des mit kleiner werdenden Umfang sich verringernden Strahlungswiderstandes spielt in diesem Zusammenhang der Schlitzumfang noch eine gewisse Rolle. Im gezeigten Beispielsfall ist der maximale Schlitzumfang S__„ gernä3 den Abbildungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung im Maßstab 1 : 1 zeigen, gegeben durch

r η ο ο ο ι / η « /. ? BAD ORIGINAL

1 NACHQEREICHT

Aktz.: P 24 54 528.6 - 5 - Ulm, I7. Nov. 1975

PT-UL/Schz/hä

= ^D ' ^{π cm} S = 4,7 cm bei D = 1,5 cm

IiLeLX.

Bei einer Forderung S = ητ errechnet sich daraus die maximale Wellenlänge

Dem entspricht eine Frequenz von

^fmin

Fach oben sind frequenzmäßig der Anwendbarkeit der Erfindung praktisch nur durch die Anregbarkeit der Schlitze Grenzen gesetzt, d. h. der Bau einer derartigen Ringschlitzantenne ist mindestens von 1,6 GHz ab bis 4 GHz möglich; geht man von der Bedingung S = jr ^i dann erweitert sich der Frequenzbereich entsprechend. Die Breitbandigkext hängt von der Güte der Resonatoren ab. Es läßt sich in der Praxis zumindest eine Breitbandigkeit von 3 % gegen die Mttenfrequenz erreichen.

Die in Richtung der Kegelspitze auftretende Fullstelle des Diagramms läßt sich dadurch beseitigen, daß man im Resonator nicht die Grundxirelle, sondern höhere Wellentypen anregt.

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Claims

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Patentansprüche

(λ. ) Richtantenne mit rotationssymmetrischem Strahlungsdiagramm für den mit elektromagnetischen Wellen insbesondere nach dem Rückstrahlprinzip arbeitenden Annäherungs- oder Abstandszünder eines Geschoßes oder einer Rakete, dadurch gekennzeichnet, daß als Antenne ein mit der Geschoß- bzw. Raketenlangsach.se koaxialer Rundschlitz vorgesehen ist, dessen Anregung über einen im Zünder vorgesehenen Leitungs- oder Hohlraumresonator erfolgt.
2. Richtantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal sie als Resonatorantenne dimensioniert ist.
3· Richtantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator zylindrisch oder kegelförmig ausgebildet ist.
4·. Richtantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3» gekennzeichnet durch eine Anregung der Antenne nicht im Grundmode, sondern nit einem höheren Wellentyp·
5· Richtantenne nach Anspruch 3 mit einem Leitungsresonator, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator zwischen der Spitze des Geschoßes bzw. der Rakete und dem Rundschlitz angeordnet ist, daß seine Hauptachse mit der Längsachse des Geschoßes bzw. der

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Rakete zusammenfällt und daß die Ankopplung des Zünders an de-i Resonator an den dem Rundschlitz gegenüberliegenden Ende des Resonators (z. B. in der Geschoß-Spitze) galvanisch oder kapazitiv erfolgt.
6. Richtantenne nach Anspruch 3 mit einem Hohlraumresonator, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator zwischen der Spitze des Geschoßes bzw. der Rakete und dem Rundschlitz angeordnet ist, daß seine Hauptachse mit der Längsachse des GeschoSes bz^-. ic ν Rakete zusammenfällt und daß die Ankopplung des Zünders an den Resonator an dem dem Rundschlitz benachbarten Ende des Resonators beispielsweise mittels eines Koppelstiftes erfolgt.

7· Richtantenne nach Anspruch 5 oder 6 mit einem kegelförmig ausgebildeten Leitungs- bzw. Hohlraumresonator, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator überwiegend das Bauvolumen zwischen der Spitze des Geschoßes bzw. der Rakete und dem Rundschlitz einnimmt.

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