DE2657888C2

DE2657888C2 - Antennenanordnung

Info

Publication number: DE2657888C2
Application number: DE2657888A
Authority: DE
Inventors: Richard Stephen Hoffman Estates Ill. Kommrusch
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1976-12-21
Publication date: 1983-12-29
Also published as: US4101901A; FR2336810B1; CA1070823A; JPS5277650A; GB1557977A; JPS5912203B2; FR2336810A1; DE2657888A1

Description

von neunzig Grad aufweisen und die vier Eingänge gegeneinander entkoppelt sind, wobei die Einzelstrahler ein Richtdiagramm mit einer Halbwertsbreite von neunzig Grad aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere, gleich ausgebildete und mit einer gleich aufgebauten Matrix gespeiste Gruppe aus gleich gestalteten Einzelstrahlern um denselben Mittelpunkt herum so angeordnet ist, daß Einzelstrahler der ersten und der zweiten Gruppe alternierend aufeinanderfolgen.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einzelstrahler als Winkelreflektorantenne ausgebildet ist

3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtdiagramme der vier Einzelstrahler ein zusammengesetztes Rundstrahldiagramm erzeugen.

4. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Hybrid-Koppler jeweils Neunzi^-Grad-Hybrid-Koppler sind.

benachbarte Einzelstrahler einen Phasenunterschied io Kopplem mit gegeneinander entkoppelten Eingängen

:_ ^ — -i -..r...-: j j:- ..:-_ !?:__= gespeist Sind.

In der (nicht vorveröffentlichten) CA-PS 71 754 ist eine Antenne beschrieben, bei der ein Hybrid-Kombinatr?nsnetzwerk zum Empfang zahlreicher unabhängiger

Signalquellen und zur Erzeugung zahlreicher Ausgangssignale vorgesehen ist, weiche jeweils mit einem zugehörigen unabhängigen Einzelstrahler gekoppelt sind. Diese Einzelstrahler erzeugen jeweils ein unabhängiges Richtdiagramm, und diese Richtdiagramme

vereinigen sich zu einem zusammengesetzten Richtdiagramm für jede der unabhängigen Signalquellen. Der Wirkungsgrad dieser Antenne wird jedoch vermindert wenn zusätzliche Signalquellen hinzugefügt werden, da diese Signalquellen dann eine Antenne mit sehr großen

Gesamtabmessungen erfordern. Zusätzlich wird der Aufbau des Kombinaiionsnetzwerkes sehr kompliziert wenn mehr als vier unabhängige Signalquellen miteinander kombiniert werden sollen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antenne der

eingangs näher erläuterten Art zu schaffen, weiche dazu in der Lage ist, bei gutem Wirkungsgrad, bei geringen Abmessungen und bei sehr einfachem Aufbau eine möglichst große Anzahl von voneinander getrennten Einzelstrahlern gemeinsam betreiben zu können, wobei das zusammengesetzte Richtdiagramm keine nennenswerten Einschnitte aufweisen soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Antenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 e*findungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen

■to Merkmale gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Jeder Einzelstrahler der ersten Gruppe ist um einen Mittelpunkt herum angeordnet und derart ausgebildet daß in unabhängiger Weise ein zugehöriges Richtdiagramm erzeugt wird, welches im wesentlichen von den Einzelstrahlern der zweiten Gruppe hinweg gerichtet ist, und jeder Einzelstrahler der zweiten Gruppe ist ebenfalls um den Mittelpunkt herum angeordnet und derart ausgebildet, daß in unabhängiger Weise ein zugehöriges Richtdiagramm erzeugt wird, welches im wesentlichen von jedem der Einzelstrahler der ersten Gruppe hinweg gerichtet ist.

Es sind also zwei Gruppen von Einzelstrahlern

Die Erfindung betrifft eine Antenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der DE-OS 20 18 113 ist eine Breitbandantenne beschrieben, die zahlreiche, um eine Mittelachse angeordnete und elektrisch voneinander unabhängige Einzelstrahler besitzt Damit das zu jedem Einzelstrahler gehörende Richtdiagramm in den um etwa 45° von der Hauptstrahlungsrichtung beidseitig abweichenden Richtungen lediglich die halbe Amplitude der Strahlung in der Hauptstrahlungsrichtung hat, was eine rasche Amplitudenänderung bei einer geringen Richtungsänderung zur Folge hat, sind mit jedem Einzelstrahler Hilfsstrahlerelemente kombiniert, die mit einem Teil der Sendeenergie gespeist werden können oder strahlungsmäßig mit dem zugehörenden Einzelstrahler gekoppelt sind.

Weiterhin ist aus der DE-PS 12 64 545 eine Verteilerschaltung für vier im Drehfeld gespeiste Einzelstrahler einer Rundstrahlantenne bekannt. Bei dieser Verteilerschaltung wird eine Verzweigungsschal

tung siit einem Eingang und zwei Ausgängen für jeweils 55 abwechselnd um den Mittelpunkt herum angeordnet.

zwei Einzelstrahlerpaare verwendet. Bei einem Ausgang ist dabei eine 90°-Phasenverschiebung vorgesehen. Alle zwischen den Ausgängen der Verzweigungsschaltung und den Anschlußstellen der Einzelstrahler Jeder Einzelstrahler erzeugt ein unabhängiges Richtdiagramm, welches im wesentlichen v_Om Mittelpunkt und von jedem Richtdiagramm der übrigen Einzelstrahler

j - ■ hinweg gerichtet ist. Eine Gruppe von Einzelstrahlern

hegenden Leitungen sind gleich lang gewählt. Um bei 60 bildet ein erstes zusammengesetztes Richtdiagramm für dieser Verteilerschaltung eine Leistungsverteilung vor- eine erste Gruppe von elektrischen Einrichtungen und nehmen und breitbandig gleichbleibende Phasenunterschiede von 90" zwischen zwei Einzelstrahlern ermöglichen zu können, ist zur Verzweigung und zur

Phasenverschiebung ein 3-dB-Richtungskoppler vorhanden, an dessen Ausgängen jeweils ein aus gegenüberliegenden Einzelstrahlcrn bestehendes Strahlerpaar angeschlossen ist.

die andere, zwischengeschachtelte Gruppe von Einzelstrahlern bildet ein zweites zusammengesetztes Richtdiagramm für eine zweite Gruppe von elektrischen Einrichtungen. Durch das Ineinanderschachteln der Einzelstrahler ergibt sich eine Verminderung der Gesamtabmessung der Antenne, welche dazu führt, daß die Richtungswirkung jedes der zusammengesetzten

Richtdiagramme verbessert wird. Zusätzlich kann durch die Verwendung jedes zweiten Einzelstrahlers in einer Antenne ein zusammengesetztes Richtdiagramm 'erzeugt werden, bei welchem keine tiefen Einschnitte auftreten, welche sonst durch die Kombination von zu vielen einzelnen Richtdiagrammen zu einem zusammengesetzten Richtdiagramm auftreten könnten. Die ineinandergeschachtelten Einzelstrahler weisen auch den Vorteil auf, daß die Kombinationsnetzwerke besonders einfach aufgebaut sein können, welche die elektrischen Einrichtungen mit den Einzelstrahlern koppeln and eine erforderliche elektrische Phasenverschiebung zwischen den Richtdiagrammen hervorrufen, die durch benachbarte Einzelstrahler in jeder Gruppe erzeugt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch eine bekannte Antenne mit vier Einzelstrahlern,

F i g. 2 das horizontale Richtdiagramm, welches durch jeden der Einzelstrahler gemäß Fig.! erzeugt wird,

Fig.3 ein bekanntes Antennensystem πύί vier Eingängen, welches die in der Fig. 1 veranschaulichten Einzelstrahler verwendet,

Fig.4 eine schematische Darstellung, welche die elektrischen Eigenschaften eines Hybrid-Netzwerkes veranschaulicht,

Fig.5 eine Tabelle, welche die verschiedenen Signalphasenbeziehungen in dem Antennensystem gemäß F i g. 3 veranschaulicht,

Fig.6 das zusammengesetzte horizontale Richtdiagramm, welches durch das in der Fig.3 dargestellte bekannte Antennensystem hervorgerufen wird,

F i g. 7 einen Horizontalschnitt durch eine vertikal verschachtelte Antenne mit acht Einzelstrahlern,

Fig.8 eine schematische Darstellung eines Antennensystems mit acht Eingängen, welches die in der Fi g. 7 veranschaulichten verschachtelten Einzelstrahler verwendet, und

Fig. 9 eine graphische Darstellung von zwei zusammengesetzten horizontalen Richtdiagrammen, die durch das Antennensystem gemäß F i g. 8 erzeugt werdsn.

Die Fig.l bis 6 veranschaulichen die Arbeitsweise eines Antennensystems mit mehreren Eingängen, weiches in der obengenannten CA-PS 10 71 754 näher beschrieben ist.

Die F i g 1 veranschaulicht eine Antenne 20, die bei 900 MHz arbeitet und die vier Winkelreflektor-Einzelstrahler 21,22,23 bzw. 24 aufweist. Die Winkelreflektoren sind kreisförmig um eine Mittelachse 25 herum angeordnet, und jeder Winkelreflektor hat einen Aperturwinkel von 90°, der radial nach außen weist. Derartige Winkelreflektor-Antennen sind an sich bekannt und bestehen im wesentlichen aus zwei Seiten einer entsprechend gebogenen Reflektorplatte 21, und einem zentralen Strahlungsstab 21^. Die Mittelachse 25 ist ein Rohr mit einem Durchmesser von etwa 10 cm. Der Außendurchmesser der Antenne 20 beträgt etwa 40 cm; demgemäß hat jeder Winkelreflektor-Einzelstrahler eine Apertur 23, von etwa 0,3 m, was ungefähr einer Wellenlänge bei 900 MHz entspricht. Die Reflektorplatten 21, sind, anstatt aus einem durchgehenden Metallblech zu bestehen, als Drahtgitter ausgebildet und elektrisch sowie mechanisch an der Mittelachse 25 angebracht.

Die Fig. 2 veranschaulicht die theoretischen Richtdiagramme, welche durch jecen der Einzelstrahler der Fig. 1 erzeugt werden. Die entsprechenden Richtdia

gramme sind dabei jeweils durch einen Apostroph gekennzeichnet Jedes Richtdiagramm besteht im wesentlichen aus einer einzelnen, in eine Richtung weisenden Hauptkeule, die von einem Mittelpunkt 25' aus radial nach außen gerichtet ist, wobei der Mittelpunkt 25' der Mittelachse 25 in der Fig.l entspricht Die F i g. 2 hat einen nichtlinearen radialen db-Maßstab. Jedes einzelne individuelle Richtdiagramm ist derart ausgebildet, daß diejenigen Punkte, welche um 3 db tiefer liegen, beispielsweise die Punkte 26 und 27 bei dem Richtdiagramm 21', mit dem Mittelpunkt 25' einen Winkel von im wesentlichen 90° bilden. Somit hat jedes Richtdiagramm eine Halbwertsbreite von 90°. Die jeweils um 3 db tiefer liegenden Punkte benachbarter Richtdiagramme fallen im wesentlichen zusammen. Die Halbwertsbreite einer Winkelreflektor-Antenne wird durch die Abmessungen der Apertur (beispielsweise 23a,) festgelegt, und eine Apertur von einer Wellenlänge erzeugt eine Bfjndelbreite von 90°. Die F i g. 2 zeigt nur die individuellen Richtdiagramme, welct« durch jeden der vier Einzelstrahier erzeugt werden, und nicht ein zusammengesetztes Richtdiagramm, welches durch die gleichzeitig-· Erregung aller vier Einzelstrahler hervorgerufen würde.

Die Fig.3 veranschaulicht ein Antennensystem 30 für eine Sendeantenne mit vier Eingängen, wobei die Einzelstrahler 21 bis 24 gemäß F i g. 1 mit entsprechender Numerierung verwendet sind. Unabhängige und isolierte Sender bzw. HF-Generatoren 31, S2,33 und 34 sind mit einem ersten und einem zweiten Anschluß 41 bzw. 42 eines Hybrid-Netzwerks 40 sowie mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluß 51 bzw. 52 eines Hybrid-Netzwerks 50 verbunden. Der erste, zweite, dritte und vierte Eingang des Hybrid-Netzwerkes 40 ist mit 41,42,43 bzw. 44 bezeichnet Eine ähnliche Bezeichnung der entsprechenden Eingänge wird für alle nachfolgenden Hybrid-Netzwerke verwendet Das Antennensystem 30 hat weiterhin ein Hybrid-Netzwerk 60, welches einen dritten bzw. vierten Eingang 63 bzw. 64 aufweist, der jeweils mit den Einzelstrahlern 21 bzw. 22 verbünden ist, und weiterhin ein Hybrid-Netzwerk 70, dessen dritter bzw. vierter Eingang 73 bzw. 74 jeweils mit den Einzelstrahlern 24 bzw. 23 verbunden ist Eingangsanschlüsse 61 und 62 des Hybrid-Neizwerks60 sind jeweils mit den Anschlüssen 43 und 53 verbunden, und weitere Eingänge 71 und 72 des Hybrid-Netzwerkes 70 sind jeweils mit den Anschlüssen 44 bzw. 54 verbunden. Die Hybrid-Netzwerke 40, 50, 60 und 70 bilden ein kombiniertes Netzwerk 80, welches in F i g. 3 von einem gestrichelten Rechteck umfaßt ist.

Die Fig.4 veranschaulicht die elektrischen Eigenschaften des Hybrid-Netzwe.-kes 90, welches Klemmen 91, 92, 92 tnd 94 aufweist Ein Eingangssignal X mit einem Phasenwinkel 0 ist gemäß der Darstellung an die Klemme 91 angelegt un<J führt an den Klemmen S3 und 94 zu einem entsprechenden Ausgangssignal, welches jeweils der halben Größe bzw. Amplitude des Eingangssignals an der Klemme 31 entspricht. Das Signal an der Klemme 93 weist eine Phasenverschiebung von 180° gegenüber dem Signal an der Klemme 91 auf, und das Signal an der Klemme 94 weist eine Phasenverschiebung von 90° gegenüber dem Signal an der Klemme 91 auf. Das an der Klemme 91 vorhandene Signal erzeugt kein Signal an der Klemme 92, und deshalb wird diese Klemme als entkoppelte Klemme bezeichnet. Wenn getrennte unabhängige Signale an den beiden Klemmen 91 und 92 zugeführt werden, so wird eine EntkoDDlunp 7WtSrHPn Hipcpn lintmLn

gewährleistet, und es wird eine Summe von zusammengesetzten Signalen an den Klemmen 93 und 94 erzeugt, die ebenfalls voneinander entkoppelt sind. Hybrid-Netzwerke gemäß Fig.4 sind an sich bekannt und werden auch als 90° -Hybrid-Koppler bezeichnet. Weiterhin sind auch 180°-Hybrid-Netzwerke bekannt, in welchen die Phasen der Signale an den Klemmen 93 und 94 sich um i80° unterscheiden. Diese 180°-Hybrid-Netzwerke gewährleisten ebenfalls eine Breitbandentkopplung zwischen jeder der Eingangsklemmen und jeder der Ausgangsklemmen.

Die F i g. 5 ist eine Tabelle, welche die Phasenbeziehungen von jedem der Signale in der F i g. 3 veranschaulicht, welche von jedem Sender aufgenommen werden, wenn alle Hybrid-Netzwerke als 90°-Koppler ausgebildet sind. In dieser Tabelle soll ein Vektor, welcher nach rechts zeigt, einen Phasenwinkel von 0° haben, während ein Vektor, der nach oben zeigt, einen Phasenwinkel von 90° aufweist und ein nach links weisender Vektor einen Phasenwinkel von 180° und schließlich ein nach unten weisender Vektor einen Phasenwinkel von 270° haben. Somit ist jedes Signal, welches von einem der Einzelstrahler 21 bis 24 abgestrahlt wird, gegenüber denjenigen Signalen in der Phase um 90° verschoben, welche jeweils durch einen benachbarten Einzelstrahler abgestrahlt werden. Beispielsweise sind die Signale, welche vom Einzelstrahler 21 abgestrahlt werden, gegenüber denjenigen Signalen um 90° außer Phase, welche jeweils durch den Einzelstrahler 22 bzw. 24 abgestrahlt werden. Das tatsächlich von einem typischen Einzelstrahler wie dem Einzelstrahler 21 abgestrahlte Signal würde natürlich eine Kombination aus mehreren Signalen sein, welche ein Viertel desjenigen Signals enthält, welches durch den HF-Generator 31 erzeugt wird, und zwar mit einem Phasenwinkel von 0, welche weiterhin ein Viertel desjenigen Signals enthält, welches von dem HF-Generator 32 erzeugt wird, und zwar unter einem Winkel von 270°, welche weiterhin ein Viertel desjenigen Signals enthält, welches vom HF-Generator 33 erzeugt wird, und zwar unter einem Winkel von 270°, und welche schließlich ein Viertel desjenigen Signals enthält, welches vom HF-Generator 34 erzeugt wird, und zwar unter einem Winkel von 180°.

Die Fig.6 veranschaulicht ein Gesamt-Richtdiagramm 95, welches durch das Antennensystem 30 gemäß F i g. 3 erzeugt wird, wenn die Einzelstrahler 21 bis 24 gemäß Fig.* angeordnet sind. Die F i g. 6 ist in einem linearen radialen db-Maßstab gezeichnet Das zusammengesetzte Richtdiagramm 95 ist im wesentlichen in allen Richtungen gleich, wobei die größte Abweichung 95a gegenüber dem Spitzenwert 956 des Richtdiagramms um etwa 8 db tiefer liegt

Das zusammengesetzte Richtdiagramm ist im wesentlichen in allen Richtungen gleich, weil jedes der einzelnen Richtdiagramme gegenüber den benachbarten Richtdiagrammen eine Phasenverschiebung von 90° aufweist und weiterhin jedes Richtdiagramm derart ausgebildet ist daß seine um 3db tiefer liegenden Punkte im wesentlichen mit den entsprechenden Punkten der benachbarten Richtdiagramme zusammenfallen. Signale von jedem der HF-Generatoren bzw. Sender 31 bis 34 strahlen ein zusammengesetztes Richtdiagramm ab, welches dem in der Fig.6 dargestellten Richtdiagramm entspricht wobei jedes Signal in einem der vier zusammengesetzten Richtdiagramme enthalten ist welche in vier verschiedenen horizontalen Richtungen angeordnet sind, und wobei zwischen den einzelnen Richtungen jeweils ein Winkel von 90° vorhanden ist. Alle vier Sender können gleichzeitig Signale von denselben Einzelstrahlern 21 bis 24 abstrahlen, während eine Entkopplung zwischen allen Sendern 31—34 und allen Einzelstrahlern 21 bis 24 gewährleistet ist. Deshalb ist bei dem bekannten Antennensystem eine einzelne Antenne vorhanden, um gleichzeitig eine Mehrzahl von unabhängig erzeugten HF-Signalen Überdieselbe Antenne abzustrahlen.

ίο Ein wesentliches Merkmal des in den Fig. 1—6 dargestellten bekannten Antennensystems besteht darin, daß vier unabhängige Sender in einer einzigen Anordnung zusammengefaßt werden, um zusammengesetzte Richtdiagramme zu erzeugen, welche keine übermäßig oder verhältnismäßig tiefen Einschnitte aufweisen. Dieses bekannte System gewährleiste! eine elektrische Entkopplung zwischen allen unabhängigen Sendern, und zwar durch die Verwendung von Hybrid-Kopplern und durch die im wesentlichen radial nach außen gerichteten Richtdiagramme, welche durch jeden Einzelstrahler erzeugt werden.

Nach dem Stand der Technik kann eine Weiterbildung des in den Fig. 1—6 dargestellten Antennensystems im Hinblick auf die Einbeziehung zusätzlicher unabhängiger Sender darin bestehen, noch komplexere Kombinations-N^tzwerke zu verwenden und dazu Antennen zu benutzen, bei welchen jeder zusätzliche Einzelstrahler noch jedes Eingangssignal abstrahlt. Bei einer derartigen Antenne erzeugt jeder Einzelstrahler

jo ein individuelles Richtdiagramm, welches eine Halbwertsbreite von 360°/n aufweist, wobei η die Gesamtzahl der Einzelstrahler ist. Eine derart erweiterte Antenne weist zwar gegenüber anderen bekannten Antennen Vorteile auf; sie benötigt jedoch einen erheblichen Raum (fast 1,4 m im Durchmesser für eine Antenne mit acht Einzelstrahlern bei 900 MHz), und es werden Richtdiagramme erzeugt welche verschiedene relativ tiefe Einschnitte haben (14 db niedriger).

Daher wird gemäß der Erfindung das in den Fig. 1—6 veranschaulichte Antennensystem in völlig anderer Weise ausgestaltet wodurch sowohl der komplizierte Aufbau des Netzwerks als auch die Gesamtgröße des Antennensystems wesentlich günstiger gestaltet werden, wobei zugleich insbesondere auch die verhältnismäßig tiefen Einschnitte vermieden werden.

Die F i g. 7 veranschaulicht eine Antenne 120, welche gemäß der Erfindung aufgebaut ist und für vine Verwendung bei 900 MHz geeignet ist Diese Antenne weist eine erste Gruppe von Winkelreflektor-Einzelstrahlern 121 bis 124 auf und hat eine zweite Gruppe von Winkelreflektor-Einzelstrahlern 125 bis 128, welche alternierend auf dem Umfang um eine Mittelachse 129 herum angeordnet sind. Jeder dieser Einzelstrahler ist in radialer Richtung von der Mittelachse 129 weg angeordnet und jeder Einzelstrahler hat eine Apertur 123a von etwa 03 m, was etwa einer Wellenlänge bei 900MHz entspricht Der Gesamtdurchmesser der Antenne 120 beträgt etwa 75 m, und die Mittelachse 129 weist ein Rohr mit einem Durchmesser von etwa 10 cm auf, welches dazu dient die Reflektoren der einzelnen Winkelreflektor-Einzelstrahler zu halten.

Da die Apertur 123a etwa einer Wellenlänge entspricht erzeugt jeder Reflektor-Einzelstrahler ein Richtdiagramm mit einer Halbwertsbreite von 90°. Die von den Einzelstrahlern 121 und 123 erzeugten Richtdiagramme sind senkrecht zu den Richtdiagrammen angeordnet weiche durch die Einzelstrahler 122

und 124 erzeugt werden. In ähnlicher Weise sind die durch die Einzelstrahler 125 und 127 erzeugten Richtdiagramme senkrecht zu denjenigen Richtdiagrammen angeordnet, welche durch die Einzelstrahler 126 und 128 erzeugt werden. Somit bilden die Einzelstrahler-Gruppen 121 — 124 sowie 125 — 128 die Anten^r,; 120, welche zwei ineinandergeschachtelte Einheiter darstellt, die ahnlich aufgebaut sind wie die in der Fig. 1 veranschaulichte Antenne 20. Jede dieser Gruppen erzeugt einen Satz von vier einzelnen Richtdiagrammen, welche den in der F i g. 2 dargestellten Richtdiagrammen ähnlich sind. Diese zwei Sätze von Richtdiagrammen sind identisch und unterscheiden sich lediglich darin, daß einer dieser Sätze gegenüber dem anderen in radialer Richtung um 45° verlagert ist.

Die Fig.8 veranschaulicht ein Antennensystem 130 mit acht Sendern, welches die in der F i g. 7 dargestellte Antenne 120 verwendet. Das System 130 weist vier Sender 131 bis 134 auf, welche mit den Einzelstrahlern 121 bis 124 durch ein Kombinations- und Entkopplungs-Netzwerk 180 verbunden sind, sowie vier Sender 135 bis 138, welche mit den Einzelstrahlern 125 bis 128 durch ein Kombinations- und Entkopplungs-Netzwerk 280 verbunden sind. Vier Hybrid-Netzwerke 140, 150, 160 und 170 sind miteinander verbunden und bilden ein in F i g. 8 von einem gestrichelten Rechteck umfaßtes Netzwerk 180, welches mit dem in der Fig.3 dargestellten Netzwerk 80 identisch ist.

Die Sender 131 bis 134, die Einzelstrahler 121 bis 124 und d\s Kombinations-Netzwerk 180 bilden eine Schaltung, welche der in der F i g. 3 dargestellten Anordnung entspricht, wobei die Sender 131 bis 134 den Sendern 31 bis 34, die Einzelstrahler 121 bis 124 den Einzelstrahlern 21 bis 24 und das Netzwerk 180 dem Netzwerk 80 jeweils entsprechen. In ähnlicher Weise ist eine weitere identische Schaltung gebildet, wobei die Sender 135 bis 138 den Sendern 31 —34, die Einzelstrahler 125 bis 128 den Einzelstrahlern 21—24 und das Netzwerk 280 dem Netzwerk 80 jeweils entsprechen. Somit weist das Antennensystem 130 zwei identische Untersysteme auf, welche mit der in der F i g. 3 veranschaulichten Schaltung identisch sind. In dem Antennensystem 130 sind jedoch die Einzelstrahler jedes dieser Untersysteme abwechselnd auf dem Umfang um eine einzige zentrale Achse 129 herum angeordnet. Somit wird die Entkopplung zwischen allen Einzelstrahlern aufrechterhalten, während die Einzelstrahler 121 bis 124 zusammengesetzte Richtdiagramme für die Sender 131 bis 134 und die Einzelstrahler 125 bis 128 zusammengesetzte Richtdiagramme für die Sender 135 bis 138 erzeugen.

Die F i g. 9 veranschaulicht ein erstes zusammengesetztes Richtdiagramm 195, welches eines der repräsentativen zusammengesetzten Richtdiagramme ist, welche durch die Einzelstrahler 121 bis 124 erzeugt werden. Ein zweites zusammengesetztes Richtdiagramm 295 ist durch gestrichelte Linien dargestellt und ist eines der repräsentativen zusammengesetzten Richtdiagramme, welche durch die Einzelstrahler 125 bis 128 erzeugt werden. Diese zwei Richtdiagramme sind identisch und unterscheiden sich lediglich darin, daß eines der Richtdiagramme gegenüber dem anderen um 45° gedreht ist. Die zusammengesetzten Richtdiagramme 195 und 295 sind nicht exakt identisch mit dem zusammengesetzten Richtdiagramm 95 gemäß Fig. 6. und zwar wegen der größeren Abmessungen der Antenne 120. Diese zusammengesetzten Richtdiagramme erzeugen jedoch ein wesentlich stärker gleichförmiges Richtdiagramm in allen Richtungen als es bei der bekannten Anordnung möglich ist.

Somit bildet das Antennensystem 130 eine Antenne mit einem Durchmesser von etwa 0,75 m, welche ein tn allen Richtungen im wesentlichen gleichförmiges Richtdiagramm für acht einzelne Sender hervorruft, während eine Breitbandentkopplung zwischen jedem dieser Sender gewährleistet ist. Auf einfache Weise können so bekannte Antennen mit einem Mehrfacheingang erweitert werden, ohne daß in den zusammengesetzten Richtdiag-ammen tiefere Einschnitte auftreten und ohne die Kombinationsnetzwerke wesentlich komplizierter werden zu lassen, wobei auch die Größe der Antenne nicht erheblich zunimmt.

Die Verminderung der Gesamtgröße ergibt sich aus der Tatsache, daß ineinandergeschachtelte 90"-HaIbwertbreiten-Richtdiagramme verwendet werden, und zwar für jeden der Einzelstrahler, während hingegen bei den bekannten Antennen schmalere Halbwertbreiten-Richtdiagramme benutzt werden, sobald mehr als vier Einzelstrahler vorgesehen werden. Dies führt zu einer Zunahme in der Gesarntantennengröße, da die Winkelreflektoren eine größere Apertur 123a haben müssen, um eine schmalere Halbwertsbreite im Richtdiagramm zu erzeugen. Somit wird die Gesamtabmessung des bekannten Systems in unnötiger Weise erhöht, wenn Halbwertsbreiten-Richtdiagramme von weniger als 90° jeweils durch die Einzelstrahler erzeugt werden.

Weiterhin wird durch die ineinandergeschachtelte Anordnung der jeweils vier Einzelstrahler der komplizierte Aufbau des gesamten Kombinationsnetzwerks vermieden. Bei dem bekannten System hingegen ist es erforderlich, alle Sender in der Weise miteinander zu kombinieren, daß jeder Einzelstrahler ein Signal abstrahlen würde, welches mit jedem der übrigen Sender in einer bestimmten Beziehung stünde. Außerdem führt die Kombination von acht einzelnen Richtdiagrammen zur Erzeugung eines zusammengesetzten Richtdiagramms nach dem Stand der Technik dazu, daß verschiedene tiefe Einschnitte auftreten.

Dieses Problem wird durch die Erfindung überwunden, da jeweils nur vier Richtdiagramme gleichzeitig miteinander kombinert werden, um ein zusammengesetztes Richtdiagramm für ein beliebiges Signal hervorzurufen.

Während die Hauptanwendung der Antenne die Erzeugung eines möglichst gleichförmigen Richtdiagramms in allen Richtungen ist, ist jedoch auch die Erzeugung von Sektor-Richtdiagrammen möglich. Weiterhin können auch Empfänger anstatt der Sender verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Antenne mit einer Gruppe von Einzelstrahlern, die in der Ebene des gewünschten Rund- bzw. Sektorstrahldiagramms um einen Mittelpunkt herum radial nach außen angeordnet sind, mit vier Eingängen, die über eine Matrix aus vier Hybrid-Kopplern so mit vier Einzelstrahlern verbunden sind, daß bei Speisung an einem beliebigen Eingang Schließlich ist noch aus der DE-OS 21 28 524 ein Flugzeugnavigationsantennensystem zur gleichzeitigen Erfassung zweier Synchronsatelliten eines aeronautischen Satellitensystems bekannt Bei diesem System ist auf dem Flugzeug eine flächenhaft ausgebildete, elektronisch phasengesteuerte Antenne mit vier Einzelstrahlern angebracht, die zur Erzeugung mehrerer voneinander unabhängiger, unterschiedlich gerichteter Strahlen über eine Speisematrix aus vier 90°-Hybrid-