DE2737714A1 - Hochfrequenz-phasenschieber zur verwendung in elektronisch phasengesteuerten antennen - Google Patents

Hochfrequenz-phasenschieber zur verwendung in elektronisch phasengesteuerten antennen

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DE2737714A1
DE2737714A1 DE19772737714 DE2737714A DE2737714A1 DE 2737714 A1 DE2737714 A1 DE 2737714A1 DE 19772737714 DE19772737714 DE 19772737714 DE 2737714 A DE2737714 A DE 2737714A DE 2737714 A1 DE2737714 A1 DE 2737714A1
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements 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
    • H01Q3/30—Arrangements 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
    • H01Q3/34—Arrangements 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
    • H01Q3/36—Arrangements 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/18—Phase-shifters
    • H01P1/185—Phase-shifters using a diode or a gas filled discharge tube

Description

  • Hochfreauenz-Phasenschieber zur Verwendung in elektronisch Dhasen-
  • gesteuerten Antennen Im allgemeinen sind Hochfrequenz-Phasenschieber, wie sie für elektronisch phasengesteuerte Antennen benötigt werden, passive Komponenten, bei denen durch Ändern der magnetischen Permeabilität im Falle von Ferritphasenschiebern oder durch Zu- bzw. Abschalten von Leitungslängen oder Reaktanzen mit Hilfe von PIN-Dioden im Falle von Diodenphasenschiebern die Phase gedreht wird. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Phasenschieber ist die hohe Durchgangsdnmpfung. Sie beträgt im X-Band für Ferritphasenschieber etwa 1,5 dB und für den Diodenphasenschieber etwa 3 dB. Im Diodenphasenschieber wird die Hälfte der der Antenne zugeführten Hochfrequenzenergie in Wärme umgewandelt. Der Gesamtwirkungsgrad wird dadurch stark beeinträchtigt. Die weniger verlustbehafteten Ferritphasenschieber sind stark temperaturabhängig, nicht reziprok, langsamer und schwieriger mit Streifenleitungsstrukturen zu integrieren.
  • Im allgemeinen sind deshab die Diodenphasenschieber von den Systemspezifikationen her, insbesondere wegen der besseren Integrationsmöglichkeit mit den übrigen in Streifenleitungstechnik ausgeführten Schaltungen, die bessere Alternative.
  • In bekannten phasengesteuerten Antennen erfolgt eine Kompensation der Phasenschieber- und Leitungsverluste durch eine Erhöhung des Pegels der zentral erzeugten Hochfrequenzenergie. Die in diesem Zusammenhang auftretenden Schwirigkeitenliegen im wesentlichen in den Kosten auf der Generatorseite und in der Aufteilung des hohen Energiepegels auf die Vielzahl von Strahlerelementen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen mit erheblich niedrigeren Verlusten arbeitenden Hochfrequenz-Phasenschieber zu schaffen, der keinen großen technischen Aufwand erfordert. Der Hochfrequenz-Phasenschieber nach der Erfindung, welcher die angegebene Aufgabe löst, ist gekennzeichnet durch ein aktives Halbleiterverstärkersystem, z.B. einen Feldeffekttransistor oder eine IMPATT-Diode, dessen negativer Widerstand eine größere Blindkomponente aufweist, so daß sich durch Steuerung des Arbeitspunktes die Phase des verstärkten Ausgangssignals innerhalb eines größeren Winkelbereichs verändern läßt. In zweckmäßiger Weise wird beim aktiven Halbleiterverstärkersystem nach der Erfindung der negative Widerstand in Hinsicht auf eine möglichst hohe Blindkomponente optimiert, um durch Steuerung des Arbeitspunktes die Phase des verstärkten Ausgangssignals über einen möglichst großen Winkelbereich zu verändern.
  • Wird als Halbleiterverstärkersystem im Hochfrequenz-Phasenschieber nach der Erfindung beispielsweise ein Feldeffekttransistor verwendet, so kann die Steuerung des Arbeitspunktes durch unterschiedliche Einstellung der Gate-Spannung erfolgen.
  • Der Phasenschieber nach der Erfindung läßt sich ohne größere Schwierigkeiten in einem mit den zugeordneten Strahlern integrierten Modul einsetzen.
  • Ein nach der Erfindung ausgebildeter Hochfrequenz-Phasenschieber läßt sich mit einer höheren Bit-Zahl steuern als die bekannten Phasenschieber. Dadurch kann man die durch Quantisierungsphasen fehler beeinträchtigte Nebenzipfeldämpfung der elektronisch gesteuerte5ntennen wesentlich verbessern. Eine hohe Nebenzipfeldampfung/bekanntlich z.B. dann erforderlich, wenn das Antennensystem vor allem gegen aktive Störer sicher sein soll.
  • 3 Patentansprüche

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Hochfrequenz-Phasenschieber zur Verwendung in elektronisch phasengesteuerten Antennen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein aktives Halbleiterverstärkersystem, z.B. einen Feldeffekttransistor oder eine IMPATT-Diode, dessen negativer Widerstand eine größere Blindkomponente aufweist, so daß sich durch Steuerung des Arbeitspunktes die Phase des verstärkten Ausgangssignals innerhalb eines größeren Winkelbereichs veändern läßt.
  2. 2. Phasenschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Feldeffekttransistors als aktives Halbleiterverstärkersystei die Steuerung des Arbeitspunktes durch unterschiedliche Einstellung der Gate-Spannung erfolgt.
  3. 3. Phasenschieber nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem mit den zugeordneten Strahlern integrierten Modul.
DE19772737714 1977-08-22 1977-08-22 Hochfrequenz-Phasenschieber für elektronisch phasengesteuerte Antennen Expired DE2737714C2 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5801600A (en) * 1993-10-14 1998-09-01 Deltec New Zealand Limited Variable differential phase shifter providing phase variation of two output signals relative to one input signal

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3098973A (en) * 1960-05-27 1963-07-23 Sylvania Electric Prod Antenna incorporating active elements

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Title
Nachrichtentechnischer Zeitschrift, 1973, S. 361, 362 *

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US5801600A (en) * 1993-10-14 1998-09-01 Deltec New Zealand Limited Variable differential phase shifter providing phase variation of two output signals relative to one input signal

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