DE2734189C2 - Antennenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung mit einer Anzahl Antennen und einer den Antennen gemeinsamen Übertragungsleitung, die an einem Ende ein Klemmenpaar enthält zum Anschließen eines gemeinsamen Senders oder Empfängers und bei der die Antennen an untereinander unterschiedlichen Stellen an die Leitung angeschlossen sind.

Eine derartige Antennenanordnung ist allgemein bekannt. Beim Zuführen eines HF-Signals von einem Sender zu den mit Zwischenräumen angeordneten Antennen, soll zwischen den Signalen an den jeweiligen Antennen eine gewünschte Phasenbeziehung auftreten oder, wenn Signale von den Antennen zum einen Empfänger zurückgeführt werden, soll eine genaue Kopie der Signale, und zwar in Amplitude und Phase, an dem Eingang des Empfängers auftreten. Die mit Zwischenräumen angeordneten Antennen arbeiten dabei zusammen zum Ausstrahlen von elektromagnetischer Energie und zum Ableiten eines Signals von empfangener elektromagnetischer Energie.

Damit die am Eingang des Empfängers auftretenden Signale genau die Signale an den jeweiligen Antennen darstellen, muß die Übertragungsleitung, die dazu verwendet wird, genau auf die richtige Länge zwischen den jeweiligen Antennen zugeschnitten sein, so daß geeignete Phasenverschiebungsunterschiede zwischen den Antennensignalen beibehalten werden. Dasselbe gilt, wenn von einem Sender Signale zu den Antennen geliefert werden.

Es ist im wesentlichen unmöglich, Übertragungsleitungen mit der erforderten Genauigkeit zuzuschneiden und Unterschiede führen zu Phasenverschiebungen, die in den Übertragungsleitungen verursacht werden, so daß die abgeleiteten Signale nicht genau den Signalen an den Antennen, was die Phase und Amplitue anbelangt, entsprechen.

Weiterhin können Witterungseinflüsse das Problem vergrößern. Zum Glück sind Übertragungsleitungsverluste im allgemeinen gering und haben geringe Folgen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, auf einfache Weise den Einfluß von Toleranzen der Länge der Übertragungsleitung zwischen aufeinanderfolgenden Antennen auf die Phasen der Signale zu reduzieren.

Zur Lösung ist die Antennenanordnung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß auch das andere Ende der Übertragungsleitung zur Bildung einer Schleife an das Klemmenpaar angeschlossen ist und daß der Umfang der Schleife η Wellenlängen eines HF-Signals in der Übertragungsleitung bei der Arbeitsfrequenz der Anordnung beträgt, wobei π eine ganze Zahl ist

Ein Ausführungsbeispiel der erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

F i g. l(a) und l(b) ein bekanntes Antennenkopplungs- und Speisesystem,

F i g. 2 ein verbessertes System nach der Erfindung.

Fig. l(a) zeigt eine Antennenanordnung mit drei doppelten Dipolantennen 1-2, 3-4, 5-6, die mit je einer weiteren (nicht dargestellten) Antenne zusammenarbeiten, die elektromagnetische Energie ausstrahlt und auf dargestellte Weise in einer Übertragungsleitungsstrekke mit den Abschnitten 7, 8 und 9 in Reihe angeordnet sind, welche Leitung zu einer Ausgangsklemme 13 führt. Es wird vorausgesetzt, daß die Abschnitte 7, 8 und 9 je eine gleiche Anzahl elektrisch gleichwertiger Wellenlängen darstellen in bezug auf die Frequenz des Signals, das vom System verarbeitet wird.

F i g. l(b) zeigt ein System, in dem die jeweiligen Antennen der Anordnung durch einzelne Übertragungsleitungen gleichwertiger elektrischer Wellenlängen je mit der Klemme 13 verbunden sind.

In jedem der Systeme nach F i g. 1 gibt es, wenn sie für Überwachungszwecke angewandt werden und wenn Maßnahmen getroffen sind, im wesentlichen dennoch Phasenunterschiede zwischen den Signalen an jeder Antenne und ihren Darstellungen an der Klemme 13. Diese Unterschiede schwanken mit der Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw. und dadurch eignet sich das System nicht für Überwachungszwecke an denjenigen Stellen, wo eine genaue Bestimmung der Signalverhältnisse an der Antennenanordnung durchgeführt werden müssen wie beispielsweise bei einem Alarmsystem für ein elektromagnetisches Flugzeugortungssystem.

Es wurde gefunden, daß wenn ein Übertragungsleitungssystem mit geschlossener Schleife, wie in F i g. 2

dargestellt, die Übertragungsleitungssysteme, die in den Fig. l(a) und l(b) verwendet werden, ersetzt, der Gesamteffekt von Unterschieden in den Abschnitten der Übertragungsleitungen und die Klimaverhältnisse der Umgebung im wesentlichen minimalisiert werden und eine praktische Ausführungsform zeigt eine Verbesserung von etwa 20 : 1.

Die Verbesserung durch die Ausführungsform nach F i g. 2 rührt her aus der Tatsache, daß jedes resultierende Signal an der Klemme 13, das das Signal an jeder einzelnen Dipolantenne darstellt, durch die Summe der Signale erhalten wird, die durch alle Abschnitte der Übertragungsleitungen gehen.

Es wird beispielsweise vorausgesetzt, daß die Phasenverschiebungen in den Abschnitten 14, 15, 16 und 17 +10°, +6°,-8° bzw. +16° in bezug auf einen Nullverlust sind.

Untenstehend werden nur die Dipolantennen 1-2 und 5-6 mit den Abschnitten 14, 15 berücksichtigt und die Dipolantenne 3-4 ist fortgelassen. An der Klemme 13 wird das Signal über die Leitung 16 von der Dipolantenne 5-6 um 8° verzögert, während das Signal über die Leitung 17 von 1-2 um 16° beschleunigt wird. Der Phasenunterschied zwischen den Signalen der Dipolantennen an der Klemme 13 beträgt also 24°. Wenn nun den Signalen über die Abschnitte 14 und 15 Rechnung getragen wird, wobei die Dipolantenne 3-4 immerhin noch außer Betracht gelassen wird, ist das Signal von der Antenne 1-2 an der Klemme 13 die Summe des obenge-

nannten Signals, das 16° vorgeschoben ist, und eines zweiten Signals, das über die Abschnitte 14, 15 und 16 mit einer Phase von 10°, +6° -8°, d. h. +8° angelangt. Das resultierende Signal, das die Energie an der Antenne 1-2 darstellt, ist die Vektorsumme einos ersten Signals, das 16° vorgeeilt ist und eines zweiten Signals, das 8° voreilt mit einer resultierenden Phasenverschiebung von +12°.

Die von der Dipolantenne 5-6 erhaltenen Signale sind ein erstes —8° verzögertes und ein zweites (6° + 10° + 16°)d.h.32° vorgerücktes Signal. Das Resultat ist ein Signal mit einer Phase von +12°, wobei die Phasenverschiebung in den resultierenden Signalen dieselbe ist für jede Dipolantenne und die Signale an der Klemme 13 genau die jeweiligen Signale an jeder Dipolantenne darstellen und Fehler ausgeschaltet sind.

Auf gleiche Weise läßt sich zeigen, daß bei der Dipolantenne 3-4 das resultierende Signal an der Klemme 13 ebenfalls eine Phasenverschiebung entsprechend +12° aufweist

Es dürfte einleuchten, daß das Speisesystem mit einer geschlossenen Schleife, wobei ausgegangen wird von verlustlosen Leitungen, ein Mittel schafft wobei Phasenfehler, die Ungenauigkeiten der Leitungsabschnitte zuzuschreiben sind, ausgeschaltet sind. Wenn Leitungen mit Verlusten, die im allgemeinen sehr gering sind, verwendet werden, ist das Ausgleichen von Phasenfehlern nicht so genau aber dennoch viel besser als die Speisesysteme mit offenen Enden, die in den bekannten Anordnungen verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Antennenanordnung mit einer Anzahl Antennen und einer den Antennen gemeinsamen Übertragungsleitung, die an einem Ende ein Klemmenpaar enthält zum Anschließen eines gemeinsamen Senders oder Empfängers und bei der die Antennen an untereinander unterschiedlichen Stellen an die Leitung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß auch das andere Ende der Übertragungsleitung (14, 15, 16, 17) zur Bildung einer Schleife an das Klemmenpaar (13) angeschlossen ist und daß de«· Umfang der Schleife η Wellenlängen eines HF-Signals in der Übertragungsleitung bei der Arbeitsfrequenz der Anordnung beträgt, wobei π eine ganze Zahl ist.