DE2460624A1 - Richtantennensystem mit nachfuehreinrichtung - Google Patents

Richtantennensystem mit nachfuehreinrichtung

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DE2460624A1 DE19742460624 DE2460624A DE2460624A1 DE 2460624 A1 DE2460624 A1 DE 2460624A1 DE 19742460624 DE19742460624 DE 19742460624 DE 2460624 A DE2460624 A DE 2460624A DE 2460624 A1 DE2460624 A1 DE 2460624A1
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Description

Dr.-Ing, Horst WUnnenberg München, den 20. Dezember 1974 Dr. Alan Walter Rudge Wittelsbacherplatz 2
Seite 1 Γναοηοερε,οητΙ VPA 74/8656
Richtantennensystem mit Nachführeinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Richtantennensystem mit Nachführeinrichtung für Senden und/oder Empfang sehr kurzer elektromagnetischer Wellen, bestehend aus mehreren Peilantennen und wenigstens einer NutζSignalantenne, bei dem zur Gewinnung der Steuersignale für die Nachführeinrichtung die Peilantennen mit einer Auswerteschaltung zur Ermittlung der Lagefehlersignale in Verbindung stehen.
Richtantennensysteme mit Nachführeinrichtung finden beispielsweise bei der Bahnverfolgung von Raumflugkörpern und als Bordsysteme bei Nachrichtensatelliten Anwendung. Wie beispielsweise die Literaturstelle Merrill I. Skolnik: "Radar Handbook", McGraw-Hill Book Comp., New York 1970, Kapitel 21 auweist, gibt es verschiedene Peilsysteme,
mit deren Hilfe die erforderlichen Steuersignale für die Nachführeinrichtung gewonnen werden können. Im wesentlichen handelt es sich dabei um das konische Abtastsystem, das Strahluraschaltsystem, das Monopulssystem und das Interferometersystem.
Bei der zukünftigen Entwicklung von Nachrichtensatelliten, insbesondere Fernseh-Rundfunksatelliten, besteht der
Wunsch, die Versorgung mit Programmen territorial eng
zu begrenzen, um verschiedene Sprachräume getrennt ausleuchten zu können, ohne daß sich die hierfür erforderlichen verschiedenen Sender'empfangsseitig gegenseitig stören. Dies bedeutet, daß die Satelliten mit sehr scharf
VPA 21/11 178 Jae/Shy.
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SL -
♦a.
bündelnden Antennen, also relativ großen Antennen ausgerüstet werden müssen, deren Ausrichtung auf ein bestimmtes Versorgungsgebiet nicht mehr durch die LageStabilität des Satelliten selbst gewährleistet werden kann. Sofern die Ausrichtung einer solchen Sendeantenne nicht von der Erde aus überwacht v/erden soll, was einen großen technischen Aufwand bedeutet, muß im Satelliten selbst neben der eigentlichen Nachführeinrichtung ein Peilantennensystem untergebracht werden, das die erforderliche Nachführung der Antenne mit der gewünschten hohen Genauigkeit ermöglicht. Wie sich zeigt, stellen die genannten bekannten Peilsysteme gerade für diesen Anwendungsfall keine optimale Lösung dar. Das Interferometersystem ermöglicht zwar eine sehr hohe Genauigkeit, ist aber vom technischen Aufwand her gesehen, praktisch auf Bodenstationen beschränkt. Das Monopulssystem würde sich an sich für eine Anwendung bei einem Nachrichtensatelliten anbieten, da sein technischer Aufwand und sein Gewicht relativ gering sind. Für den in Betracht kommenden Bereich von Öffnungswinkeln, die bei 0,5 bis 2 Grad liegen, läßt sich ein Monopulssystem jedoch insbesondere dann nicht optimal auslegen, wenn es mit der Nutzsignalantenne integriert sein soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Richtantennensystem mit Nachführeinrichtung eine weitere Lösung anzugeben, die bei hoher Meßgenauigkeit, großer Empfindlichkeit und einem relativ großen Arbeitsbereich mit einem geringen, gewichtsparenden Aufwand auskommt und sich insbesondere für seine Verwendung in einem Nachrichtensatelliten eignet.
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Ausgehend von einem Richtantennensystem mit Nachführeinrichtung für Senden und/oder Empfang sehr kurzer elektromagnetischer Wellen, bestehend aus mehreren Peilantennen und wenigstens einer NutzSignalantenne, bei dem zur Gewinnung der Steuersignale für die Nachführeinrichtung die Peilantennen mit einer Auswerteschaltung zur Ermittlung der Lagefehlersignale in Verbindung stehen, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Peilantennen jeweils aus einem Primärstrahler und einem Sekundärstrahler bestehen, von denen der Sekundärstrahler ein Ausschnitt aus einem Reflektor mit paraboloidförmiger Kontur ist und vom Primärstrahler, der sich hierbei im Brennpunkt der paraboloidförmigen Kontur des Reflektorausschnitts befindet, von der Seite her angestrahlt ist (Offsetbeam-Antenne), daß ferner sämtliche Peilantennen konstruktiv zu einer Einheit zusammengefügt sind und mit ihren Antennenstrahlen einen gemeinsamen Peilstrahl erzeugen, und daß die Reflektoranordnung und die Primärstrahleranordnung des Peilantennensystems in sich starr ausgebildet sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit Hilfe einer Peilantennenkonfiguration, bei der .die Antennenstrahlen der einzelnen Peilantennen zu einem gemeinsamen Peilstrahl vereinigt werden, die Möglichkeit gegeben ist, wie bei einem Interferometer die Ablagefehler aus der Phasendifferenz zwischen den verschiedenen Antennenstrahlen zu ermitteln, also eine hohe Meßgenauigkeit sicherzustellen, ohne daß hierdurch der bei einem Interferometer übliche hohe Geräteaufwand für die Meßwertauswertung erforderlich ist. Vielmehr kann das hier in außerordentlich vorteilhafter Weise dadurch geschehen, daß ähnlich einem Monopulssystem durch Bilden von Summen- und Differenzsignalkanälen die Lagefehlersignale erhalten werden.
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Zweckmäßig besteht die Auswerteschaltung aus passiven Mikrowellenbauteilen, die mit der Primärstrahleranordnung des Peilantennensystems konstruktiv zu einer in sich starren Baueinheit vereinigt sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Peilantennensystem mit der NutzSignalantenne integriert, zumal ja die Nachführeinrichtung sowieso auf das Peilantennensystem und die Nutzsignalantenne gleichzeitig einwirken muß.
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn zum Empfang des Peilsignals eine weitere feststehende Einzelantenne mit relativ großer Halbwertsbreite ihres Strahlungsdiagramms vorgesehen ist, die ein dem Summensignal der Antennen des Peilantennensystems gleichwertiges Signal abgibt. Dabei sind die Frequenzen des Nutzsignals und des Peilsignals eng benachbart (<1O % der Nutzsignalfr.equenz).
Zweckmäßig setzt sich das Peilantennensystem aus einer geraden Anzahl von gleichen Peilantennen zusammen. Da im allgemeinen bei gegebenem Standort der Nutzsignalantenne für ihre Nachführung eine Drehung um zwei zueinander senkrecht ausgerichtete Drehachsen ausreicht, und sich auch die Lagefehlersignale für eine Drehachse mit Hilfe der· Strahlen von zwei Peilantennen ermitteln läßt, besteht eine besonders bevorzugte Ausführung des Peilantennensystems darin, daß es sich aus vier gleichen Peilantennen zusammensetzt, denen paarweise eine Symmetrieachse gemeinsam ist. Die Symmetrieachsen der beiden Peilantennenpaare stehen dabei aufeinander senkrecht und die Primärstrahleranordnung befindet sich im Schnittpunkt der beiden Symmetrieachsen.
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Für diese besonders "bevorzugte.Ausführungsform weist die Auswerteschaltung in vorteilhafter Weise einen ersten, einen zweiten und einen dritten Hybridkoppler mit jeweils zv/ei Eingängen und zwei Ausgängen und drei 9O°-Phasenschiebern auf. Jeweils ein Primärstrahlerpaar des Peilantennensystems ist mit den beiden Eingängen des ersten und. des zweiten Hybridkopplers verbunden, und zwar einer der Primärstrahler eines Primärstrahlerpaares unmittelbar und der andere über einen 9O°-Phasenschieber, Außerdem sind die Summenausgänge des ersten und des zweiten Hybridkopplers mit den Eingängen des dritten Hybridkopplers verbunden, und zwar einmal unmittelbar und einmal über einen 9O°-Phasenschieber. Dabei stehen an den beiden Differenzausgängen des ersten und des zweiten Hybridkopplers die Lagefehlersignale an, während am Summenausgang des dritten Hybridkopplers das Summensignal der vier Peilairtennen des Peilantennensystems abnehmbar- ist.
Wird von einer Integration des Peilantennensystems mit der Nutzsignalantenne Gebrauch gemacht und steht zum Empfang des Peilsignals eine weitere Einzelantenne zur Verfügung, dann kann unter Verzicht auf einen·Diplexer der Summenausgang des dritten Hybridkopplers mit einer Sende- oder einer Sende- und. "Smpfangseinrichtung für das Nutzsignal in Verbindung stehen. Um in diesem Falle ein Kriterium für das Vorzeichen der Lagefehlersignale zu erhalten, ist es sinnvoll, im Leitungszug zwischen den vier Eingängen des ersten und des zweiten Hybridkopplers und den Primärstrahlern des Peilantennensystems jeweils einen in seiner Phase umschaltbaren Phasenschieber einzufügen»
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An Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert v/erden. In der Zeichnung bedeuten:
Fig. 1 ein Peilantennenpaar nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Auswerteschaltung für ein Peilantennenpaar nach Fig. 1,
Fig. 3 ein aus vier Peilantennen zusammengesetztes Peilantennensystem nach der Erfindung,
Fig. 4 eine Auswerteschaltung für das Peilantennensystem nach Fig. 3,
Fig. 5 eine Variante der Ausv/erteschaltung nach Fig. 4, unter Berücksichtigung einer weiteren Einzelantenne zum Empfang des Peilsignals.
Das Peilantennenpaar nach Fig. 1 besteht aus zwei Antennen Al und A2 mit den Reflektoren R1 und R2 und den diese Reflektoren seitlich anstrahlenden Primärerregern F1 und F2. Die Reflektoren R1 und R2 stellen .jeweils nur den Aus~ schnitt aus einem Reflektor mit paraboloidförmiger Kontur mit den Scheiteln si und s2 dar. Die Primärerreger F1 und F2 sind dabei jeweils im nicht näher bezeichneten Brennpunkt dieser paraboloidförmigen Kontur angeordnet. Die von den Primärerregern F1 unf F2 ausgehende, an den Reflektoren R1 und R2 reflektierte Strahlung ist in der Ebene E jeweils eine ebene Welle. Beide Wellen sind parallel zueinander ausgerichtet. Der Vorteil dieser sogenannten Offsetbeam-Antennen besteht darin, daß keine Anteile der an den Reflektoren R1 und R2 reflektierten Strahlung zu den Primärstrahlern zurückgelangen. Es findet also keine Abschattung der reflektierten Strahlung durch die Primärstrahlerkonfiguration statt. Dadurch werden nicht nur
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Strahlenverluste vermieden, sondern es wird hierdurch auch eine Auslegung der Antenne für extrem niedrige Nebenzipfel ermöglicht. Auch Überkopplungen zwischen den Antennen können leicht dadurch unterbunden werden, daß die Primärstrahler für eine scharfe Bündelung ausgelegt werden. Die hierdurch bedingten relativ großen Abmessungen der Primärstrahler sind unerheblich, da sie durch ihre seitliche Anordnung zu den Reflektoren nicht im Strahlungsfeld der an den Reflektoren reflektierten Strahlung liegen.
Die bei solchen Offsetbeam-Antennen durch die vorhandene Unsymmetrie hervorgerufene Neigung zur Erzeugung von Strahlanteilen mit orthogonal polarisierten elektrischen Feldern läßt sich durch geeignete Bemessung der Reflektoren und der Primärstrahler weitgehend unterdrücken. Somit sind solche Antennen einer brennpunktgespeisten symmetrischen Reflektorantenne oder einer Cassegrain-Antenne mindestens ebenbürtig. ·
Mit dem Peilantennenpaar nach Fig. 1 läßt sich ein Lagefehlersignal für eine Drehachse mit einer Auswerteschaltung nach Fig. 2 erzeugen. Diese Drehachse verläuft dabei senkrecht zur Zeichenebene und ist symmetrisch zu den beiden Peilantennen ausgerichtet. Die Auswerteschaltung besteht im wesentlichen aus dem Hybridkoppler H1 mit den beiden Eingängen el und e2 und den beiden Ausgängen al und a2. Dabei ist der Ausgang des Primärstrahlers F1 mit dem Eingang el über.den 90°-Phasenschieber P1 und der Ausgang des Primärstrahlers F2 unmittelbar mit dem Eingang e2 verbunden. Die zwischen den beiden Antennenstrahlen der Peilantennen A1 und A2 bei einem Lagefehler auftretende Phasendifferenz steht am Ausgang a2 des Hybridkopplers
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H1 in Form des Differenzsignals S Δ 1,2 an. Das für die Normierung dieses Differenzsignals erforderliche Summensignal SJET 1,2 steht am Ausgang al des Hybridkopplers H1 an.
Das Peilantennensystem nach der Erfindung stellt ein Nullindikatorsystem dar. Die erreichbare Nulltiefe ist abhängig von der Amplitudengleichheit, die hinsichtlich der Auswertesohaltung in einander zugeordneten Signalzweigen erreicht werden kann. Es handelt sich also um ein Peilantennensystem, das sich auf minimales Differenzsignal einregelt.
Unter der Annahme, daß Signale mit gleicher Amplitude von einem Primärstrahler erzeugt werden können, ergibt sich für das Differenzsignal S.Afür kleine Ausrichtfehler die Beziehung
2.&ΪΙ ■ (1)
die Phasendifferenz zwischen den von den beiden PrimärStrahlern empfangenen Signalen ist.
Die Phasendifferenz, die durch den Richtfehler Q der nachzuführenden Antenne erzeugt ist, ergibt sich durch die Beziehung
L . sin 9 2.T
Hierin bedeuten L den Abstand gegenüberliegender Strahl mittelpunkte und λ die elektrische Wellenlänge.
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Im Falle einer Vierstrahlanordnung kann L ~ D/2 mit dem Abstand D zwischen den Außenrändern der Reflektoren einander gegenüberstehender Antennen gesetzt werden, so daß
sin 9 ♦ 2.ΤΪ
Δί/ =,D/2 —^- (3)
Aus Gleichung (3) laßt sich das Signal in den Differenzkanälen berechnen, und zwar zu
sin
τ/ίΓ. 9 ' (4)
Hierin bedeutet G der rechnerische Antennengewinn einer Einzelantenne.
Die Spannung am Ausgang eines Differenzkanals ist somit proportional der Wurzel aus dem Antennengewinn und dem Ausrichtfehlerwinkel.
Weil beim Peilantennensystem praktisch keine gegeneinander versetzten Strahlkeulen verwendet werden, ergibt sich die maximale Empfindlichkeit im Bereich der Strahlachse.
Eindeutige Ergebnisse können hier für den Bereich
I AT? I < f (5) '
erreicht v/erden, Dies entspricht einem Bereich des Sinus des Ausrichtfehlers von

sin 9 :5 w; (6)
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- το - -
Mit anderen Worten ergibt sich für das Maximum eines eindeutigen Ausrichtfehlers die Beziehung
θ ,nax -6 i 0.41 O0 (7)
wobei θ die Halbv/ertsbroite der auszurichtenden Antenne be-ο — - ■ ....... . -
deutet.
Ein Peilantennensystera für die Gewinnung von Lagefehlersignalen in zwei zueinander senkrechten Achsen ist in Aufsicht in Fig. 3 dargestellt. Das System v/eist Symmetrie sowohl in der waagerechten X-Achse als auch in der senkrechten Y-Achse- auf. Die vier Peilantennen mit den Reflektoren R1 bis R4 und den PrimärStrahlern F1 bis F4 sind untereinander gleich. Das Primärstrahlersystem F1234 ist dabei im Schnittpunkt der beiden Symmetrieachsen X und Y angeordnet» Bei der Ausführungsform in Fig. 3 ist ange-. nommen, daß die beiden Peilantennen A1 und A2, die zur X-Achse symmetrisch sind, das eine_Antennenpaar und die Peilantennen A3 und A4, die symmetrisch zur Y-Achse angeordnet sind, das zweite Antennenpaar für die Auswerteschaltung angeben. Dabei ist das Antennenpaar A1, A2 für Ablagen um die X-Achse und das Antennenpaar A3, A4 für Ablagen um die Y-Achse empfindlich. Bei Zusammenfassung der Peilantennen A1, A4 einerseits und A3, A2 andererseits jeweils zu einem Antennenpaar ergibt sich eine Lageempfindlichkeib des Peilantennensystems um Drehachsen, die hierbei unter 45° zur X- und zur Y-Achse verlaufen, Entsprechendes gilt bei Zusammenfassen der Peilantennen A1, A3 und A2, A4 zu jeweils einem Antennenpaar.
Die dom Peilantennensystem nach Fig. 3 zugehörige, aus passiven Mikrowellenschaltungen aufgebaute Auswerteschal-
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tung ist in Fig. 4 angegeben. Wie Fig. 4 erkennen läßt, entspricht die Auswerteschaltung für das zweite Antennenpaar A3, A4 der für das' Antennenpaar A1, A2 nach Fig. 2. Der ^^-Phasenschieber im Verbindungsweg zwischen dem Ausgang des PrimärStrahlers F3 und dem Eingang el des zweiten Hybridkopplers H2 ist dabei mit P3 bezeichnet. Das Differenzsignal SA3,4» das die Phasendifferenz zwischen den Antennenstrahlen der Peilantennen A3 und A4 angibt, steht nunmehr als weiteres Differenzsignal am Ausgang a2 des Hybridkopplers H2 an. Der Ausgang al des Hybridkopplers H2 liefert das Summensignal der Antennen A3 und A4. Um das'Summensignal aller vier Antennen zu erhalten, ist ein dritter Hybridkoppler H3 vorgesehen, dessen Eingang el mit dem Ausgang al des ersten Hybridkopplers H1 über den 90°-Phasenschieber P2 und dessen Eingang e2 mit dem Ausgang al des zweiten Hybridkopplers H2 verbunden ist. Das Summensignal SI 1,2,3,4 steht dann am Ausgang al dieses dritten Hybridkopplers H3 an.
Fig. 5 zeigt eine Variante nach Fig. 4, wobei die eigentliche Auswerteschaltung durch eine sie umgebende unterbrochene Linie hervorgehoben ist.
Die Variante besteht darin, daß hier für die Gesamtanordnung eine v/eitere feststehende Antenne für den Empfang des Peilsignals zur Verfügung steht, die eine ausreichend große Halbwertsbreite ihres Strahlungsdiagramms aufweist. Diese Antenne ist in Fig, 5 lediglich durch ihren Primärstrahler Έ5 angedeutet. Über diese weitere Peilantenne wird in Verbindung mit der ihr zugeordneten Sende-Empfangseinrichtung Sp/Ep ein dem Summensignal der Peilantennenanordnung gleichwertiges Signal gewonnen, das als Regel-
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signal r der eigentlichen Ablagesignalauswerteeinrichtung ASE zur Normierung der Differenzsignale zugeführt wird. Das Regelsignal r, das dabei zur Regelung der Verstärker für die von den Ausgängen a2 des ersten und des zweiten Hybridkopplers A1 und A2 zugeführten Differenzsignale dient, bewirkt insofern ein am Ausgang dieser Differenzverstärker anstehendes Verhältnissignal aus dem Differenzsignal zum Summensignal, als die Differenzverstärker eine logarithmische Regelcharakteristik aufweisen. Mit anderen Worten wird also das am Ausgang al des dritten Hybridkopplers H3 anstehende Summensignal aus sämtlichen vier Peilantennen, die in Fig. 5 durch die Primärstrahleranordnung F1234 angedeutet sind, für die Gewinnung der normierten Lagefehlersignale nicht benötigt, Dies ermöglicht es, ohne einen zusätzlichen Diplexer den Ausgang al des dritten Hybridkopplers H3 unmittelbar mit der Sende-Empfangseinrichtung Sn/En für das Nutzsignal zu verbinden. Das ist deshalb möglich, v/eil die Ausgänge al und a2 sämtlicher Hybridkoppler gegeneinander entkoppelt sind. In diesem Falle wird also die eigentliche Nutzsignalantenne mit dem Peilantennensystem identisch.
Die einzige Schwierigkeit, die hierbei auftritt, besteht darin, daß nunmehr das Vorzeichen der Lagefehlersignale nicht mehr unmittelbar in der eigentlichen Ablagesignalauswex'teschaltung ASS erkannt werden kann. Es müssen hierfür also besondere Haßnahmen getroffen v/erden. Sie bestehen darin, daß im Verbindungsweg zwischen den Ausgängen der Primärstrahler F1 bis F4 zu den Eingängen el und e2 der Hybridkopplnr H1 und H2 steuerbare Phasenschieber P11, P22, P33 und P44 angeordnet sind. Die Steuereingänge der Phasen-
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BAD ORiQiNAL
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schieber P11 und P22 v/erden mit Hilfe eines vom Takt T gesteuerten Umschalters U12 wechselv/eise mit einer geeigneten Gleichspannung verbunden» Entsprechendes gilt für die Steuereingänge der Phasenschieber P33 und P44. Der Umschalter ist dabei mit U34 bezeichnet. Die Phasenschieber P11 und P33 sind dabei so ausgelegt, daß bei Anlegen der Gleichspannung an ihrem Steuereingang eine geringfügige Vergrößerung ihrer Phase um Af auftritt. Bei Anlegen der Gleichspannung an die Steuereingänge der Phasenschieber P22 und P44 erfolgt eine Verringerung ihrer Phase um den gleichen Betrag Ay, Mittels der Phasenschieber P11, P22, P33 und P44 wird mit anderen Worten in Abhängigkeit des örtlich erzeugten Taktes T in der Eingangsschaltung der Hybridkopp ler H1 und H2 ein definierter Phasenfehler erzeugt, der in der eigentlichen Ablagesignalauswerteschaltung ASE zur Ermittlung des Vorzeichens der Lagefehlersignale ausgewertet v/erden kann.
8 Patentansprüche
5 Figuren
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BADORlGiNAL

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Richtantennensystem mit Nachführeinrichtung für Senden und/oder Empfang sehr kurzer elektromagnetischer Wellen, "bestehend aus mehreren Peilantennen und wenigstens einer Nutζsignalantenne, bei dem zur Gewinnung der Steuersignale für die Nachführeini'ichtung die Peilantennen mit einer Auswerteschaltung zur Ermittlung der Lagefehlersignale in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Peilantennen (A1...A4) ,jeweils aus einem Primärstrahler (F1...F4) und einem Sekundärstrahler (R1...R4) bestehen, von denen der Sekundärstrahler ein Ausschnitt aus einem Reflektor mit paraboloidförmiger Kontur ist und vom Primärstrahler, der sich hierbei im Brennpunkt der paraboloidförmigen Kontur des Reflektorausschnitts befindet, von der Seite her angestrahlt ist (Offsetbeam-Antenne), daß ferner sämtliche ■ Peilantennen konstruktiv zu einer Einheit zusammengefügt sind und mit ihren Antennenstrahlen einen gemeinsamen Peilstrahl erzeugen, und daß die Reflefctoranordiiurg und die Primärstrahleranordnung des Peilantennensystems in sich starr ausgebildet sind.
    2, Richtantennensystem nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet , daß die Auswerteschaltung aus passiven Mikrowellenbauteilen besteht und mit der PrimärStrahleranordnung (F1234) des Peilantennensystems (Al.,.A4) konstruktiv zu einer in sich starren Baueinheit vereinigt sind.
    3. Richtantennensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Peilantennensystem (Al·.,.A4) mit der Nutzsignalantenne integriert ist.
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    4. Richtantennensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Empfang des Peilsignals eine weitere feststehende Einzelantenne (F5) mit relativ großer Halbwertsbreite ihres Strahlungsdiagramms vorgesehen ist, die ein dem Summensignal der Antennen des Peilantennensystems (A1...A4) gleichwertiges Signal abgibt und daß die Frequenzen des Nutzsignals und des Peilsignals eng benachbart (<10 % der Nut ζ Signalfrequenz) sind.
    5. Richtantenennsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Peilantennensystem aus einer geraden Anzahl · von gleichen Peilantennen (Al...A4) zusammensetzt.
    6. Richtantennensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß sich das Peilantennensystem aus vier gleichen Peilantennen (A1...A4) zusammensetzt, denen paarweise eine Symmetrieachse (x, y) gemeinsam ist, daß ferner die Symmetrieachsen der beiden Peilantennenpaare (A1/A2, A3/A4) aufeinander senkrecht stehen und daß sich die Primär strahler anordnung (F1234). im Schnittpunkt der beiden Symmetrieachsen befindet.
    7. Richtantennensystem nach Anspruch 6, dadurch, gekennzeichnet , daß die Auswerteschaltung einen ersten, einen zweiten und einen dritten Hybridkoppler (H1...H3) mit jeweils zwei Eingängen (el, e2) und zwei Ausgängen (al, a2) und drei 90°-Phasenschieber (P1...P3) umfaßt, daß ferner jeweils ein Primärstrahlerpaar (F1/F2, F3/F4) des Peilantennensystems (AL... A4) mit den beiden Eingängen des ersten und des zweiten Hybridkopplers (H1, H2) verbunden ist, und zwar einer der Primärstrahler
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    ■Λ.
    eines Primärstrahlerpaares unmittelbar und der 'andere über einen 9O°-Phasenschieber (P1, P3), daß außerdem die Summenausgänge (al) des ersten und des zweiten Hybridkopplers mit den Eingängen (el, e2) des dritten Hybridkopplers (H3) verbunden sind, und zwar einmal unmittelbar und einmal über einen 90°-Phasenschieber (P2), und daß an den beiden Differenzausgängen (a2) des ersten und des zweiten Hybridkopplers die Lagefehlersignale anstehen, während am Summenausgang des dritten Hybridkopplers das Summensignal der vier Peilantennen des Peilantennensystems abnehmbar ist.
    8. Richtantennensystem nach Anspruch 3, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenausgang (al) des dritten Hybridkopplers (H3) mit einer Sende oder einer Sende- und Empfangseinrichtung (Sn/En) für das Nutζsignal in Verbindung steht und daß im Leitungsauszug -zwischen den vier Eingängen des ersten und des zweiten Hybridkopplers (H1, H2) und den Primärstrahlern (F1...F4) des Peilantennensystems (A1...A4) jeweils ein in seiner Phase umschaltbarer Phasenschieber (P11, P22, P-53, P44) für die Vorzeichenerkennung der Lagefehlersignale eingefügt ist.
    VPA 21711.178."
    509839/0619
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5175556A (en) * 1991-06-07 1992-12-29 General Electric Company Spacecraft antenna pattern control system
ES2842198T3 (es) * 2016-04-20 2021-07-13 Rohde & Schwarz Módulo de antena direccional

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3680143A (en) * 1970-07-01 1972-07-25 Hughes Aircraft Co Shaped beam antenna

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3680143A (en) * 1970-07-01 1972-07-25 Hughes Aircraft Co Shaped beam antenna

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bulletin des schweizerischen elektro- technischen Vereins, 17.11.1962, S. 1129-1131 *
Electronics, 1.5.1967, S. 80 bis 86 *
Jasik, Henry: Antenna Engineering Handbook, 1. Ausg. 1961, S. 12-6 bis 12-8 *

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GB1472893A (en) 1977-05-11
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