DE2753661A1

DE2753661A1 - Notch aerial with two orthogonal excitation elements - formed as recesses and/or frames with one supplied directly and other via phase adjuster

Info

Publication number: DE2753661A1
Application number: DE19772753661
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Ing Ebhardt; Peter Dr Rer Nat Steffen
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1977-12-02
Filing date: 1977-12-02
Publication date: 1979-06-07

Abstract

The notch aerial (1) has its escitation system provided with a recess in a metal surface or with a frame on a metal surface. One surface of a metal body has at least two orthogonal excitation elements (e.g. recesses and/or frames) of which one is supplied directly and the other via a phase setter. The advantage lies in being able to vary the aerial radiation characteristics -- e.g. generating and controlling electrically a deep minimum for direction finding.

Description

"Notch-Antenne mit zueinander gekreuzt angeordneten Erreger-"Notch antenna with mutually crossed exciter

elementen Die Erfindung bezieht sich auf eine Notch-Antennenanordnung, bei der das Erregersystem einen Einschnitt in einer Metallfläche oder einen Rahmen auf einer Metallfläche hat. elements The invention relates to a notch antenna arrangement, where the excitation system makes an incision in a metal surface or frame on a metal surface.

Derartige Antennenanordnungen sind aus dem englls=hen Patent 672 034, aus PIEE 102/1955, Teil B, Seite 211 bis 218 und aus IEETE Journal, März 1971, Seite 5 bis 8 bekannt. Dabei wird das Erregerelement durch eine in ein Blech eingeschnittene Kerbe gebildet, die z.B. mit einer koaxialen Speiseleitung an zwei Punkten verbunden ist und am offenen Ende durch einen Abstimmkondensator überbrückt wird.Such antenna arrangements are from the English patent 672 034, from PIEE 102/1955, part B, pages 211 to 218 and from IEETE Journal, March 1971, page 5 to 8 known. The exciter element is thereby cut into a sheet metal Notch formed, which e.g. connected to a coaxial feed line at two points and is bridged at the open end by a tuning capacitor.

Die HF-Energie wird in die Metallstruktur eingespeist. Dabei wirkt die Berandung der Kerbe (Notch) ähnlich einem Primärrahmen, der gemäß dem Induktionsgesetz ein Sekundärfeld auf der umgebenden Metallstruktur erzeugt. Dieses Sekundärfeld pflanzt sich bis zu den Außenkanten des Bleches fort und wird von dort in den Raum abgestrahlt, so daß die gesamte Struktur als Antenne wirkt. Die Abstimmung erfolgt in einfacher Weise durch einen Kondensator am offenen Ende der Kerbe. Um eine gute Anpassung an das Koaxialkabel mit eirem konstanten Wellenwiderstand von z.B. 50 n über einen größeren Frequenzbereich zu gewährleisten, sind zusätzlich die Einspeisepunkte in groben Schritten frequenzabhängig zu verändern.The HF energy is fed into the metal structure. It works the edge of the notch (notch) similar to a primary frame, which according to the law of induction creates a secondary field on the surrounding metal structure. This secondary field propagates to the outer edges of the sheet and is from there into the room radiated so that the entire structure acts as an antenna. The vote takes place in a simple manner by a capacitor at the open end of the notch. To be good Adaptation to the coaxial cable with a constant wave impedance of e.g. 50 n over a larger frequency range to ensure are additional to change the feed points in rough steps depending on the frequency.

Eine derartige Anordnung kann z.B. dazu verwendet werden, Fahrzeuge, Blechhütten, Schiffe oder Flugzeuge als Sende/ Empfangs-Antenne zu verwenden.Such an arrangement can, for example, be used to Use tin huts, ships or airplanes as transmitting / receiving antenna.

Bei den bekannten Anordnungen wird davon ausgegangen, daß mittels der Notch die Oberfläche einer leitenden Struktur angeregt wird. Zielsetzung ist dabei in den meisten Fällen eine Rundumsicht der Antenne.In the known arrangements it is assumed that by means of the notch the surface of a conductive structure is excited. Objective is in most cases a 360 ° view of the antenna.

Aufgabe der Erfindung dagegen ist es, metallische Rörper, auch Hohlkörper, so zur Abstrahlung/zum Empfang anzuregen, daß eine gezielte Beeinflussung der Strahlungscharakteristik, z.B. die Erzeugung und elektrische Steuerung eines tiefen Minimums der Strahlungscharakteristik zur Peilung oder Störausblendung und/oder die Realisierung eines angenäherten Rundumdiagramms für das vertikal polarisierte Strahlungsfeld möglich ist.The object of the invention, on the other hand, is to produce metallic bodies, including hollow bodies, to stimulate the emission / reception in such a way that a targeted influencing of the radiation characteristics, e.g. the generation and electrical control of a deep minimum of the radiation pattern for direction finding or interference suppression and / or the implementation of an approximate all-round diagram for the vertically polarized radiation field is possible.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß eine Fläche eines Metallkörpers mindestens zwei zueinander orthogonale Erregerelemente, z.B. Einschnitte und/oder Rahmen hat, von denen eines direktNv7das andere über ein Phasenstellglied gespeist werden. Mit einer derartigen Kombinationsanordnung von Erregerelementen ist es möglich, sowohl Peilcharakteristiken zu erzeugen und rundum zu steuern als auch eine angenäherte Rundumstrahlung zu bewirken. Die nötigen Phasen- und Amplitudenbeziehungen entsprechen den bekannten Goniometerantennenanordnungen. Im Gegensatz zu diesen sind die Notch-Einspeisungen Jedoch voll in die Körperstruktur integrierbar. Goniometeranordnungen können deshalb auf Fahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen vorteilhaft durch die Antennenträger selbst ersetzt werden, die mittels zweier gekreuzt angeordneter Notches (Nuten oder aufgesetzte Rahmen) Antenneneigenschaften gewinnen. Bevorzugte Frequenzbereiche für eine derartige Anordnung sind der HF- und VHF-Bereich.This object is achieved in that a surface of a metal body at least two mutually orthogonal excitation elements, e.g. incisions and / or Has frames, one of which is fed directly to NV7, the other via a phase actuator will. With such a combination arrangement of excitation elements it is possible to generate bearing characteristics and to control them all around also to bring about an approximate all-round radiation. The necessary phase and amplitude relationships correspond to the known goniometer antenna arrangements. In contrast to these However, the notch feeds can be fully integrated into the body structure. Goniometer arrangements can therefore be advantageous on vehicles, airplanes and ships through the antenna support replaced by two notches (grooves or attached frames) gain antenna properties. Preferred frequency ranges such an arrangement are the HF and VHF regions.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele dar. Es zeigen: Fig. 1 eine Erläuterungsskizze, Fig. 2 schematisch eine Antennenanordnung, Fig. 3 und Fig. 4 Ausführungsbeispiele der neuen Antennenanordnung, Fig. 5 ein Blockschaltbild für die Speisung der Antennenanordnung.The drawing shows exemplary embodiments. They show: FIG. 1 a Explanatory sketch, FIG. 2 schematically an antenna arrangement, FIGS. 3 and 4 Embodiments of the new antenna arrangement, FIG. 5 is a block diagram for the feeding of the antenna arrangement.

Die Autoren der erwähnten früheren Veröffentlichungen gehen davon aus, daß die Oberfläche von Flächen oder Körpern durch die Notcheinspeisung elektrisch erregt werden und eine Abstrahlung elektromagnetischer Wellen vorzugsweise von Kanten erfolgt.The authors of the earlier publications mentioned assume it from that the surface of surfaces or bodies through the Notch feed are electrically excited and radiation of electromagnetic waves is preferred by edges.

Die vorliegende Erfindung stützt sich auf Untersuchungen, die besagen, daß ein auf oder an einem Körper K angebrachtes Erregerelement diesen Körper zur Strahlungsaufnahme/Abgabe in der durch das Erregerelement definierten Schnittebene SF befähigt. In der Ebene (x,y) senkrecht dazu verläuft die Feldverteilung E angenähert cosinusförmig, E = Eo cos ¢(siehe Fig. 1). Der Körper wirkt wie eine dünne Platte mit der Umrandung der Körperschnittfläche, die durch die Erregerelemen zeugtwird. Die Charakteristik in der x-y-Ebene ist weitgehend unabhängig vom Montierungsort.The present invention is based on studies which state that a mounted on or on a body K exciter element for this body Radiation absorption / emission in the cutting plane defined by the exciter element SF enabled. The field distribution E runs approximately in the plane (x, y) perpendicular thereto cosine, E = Eo cos [(see Fig. 1). The body acts like a thin plate with the border of the body cut surface, which is created by the excitation elements. The characteristics in the x-y plane are largely independent of the mounting location.

Mit zwei orthogonal angeordneten Erregerelementen E1 und E2, wie Fig. 2 zeigt, können die beiden Schnittebenen SF1 und SF2 ausgenutzt werden. Wenn die Erregerelemente mit nach Betrag und Phase variablen HF-Strömen bzw. -Spannungen angesteuert werden, sind sie gegeneinander kontrollierbar veränderbar.With two orthogonally arranged excitation elements E1 and E2, as shown in Fig. 2 shows, the two cutting planes SF1 and SF2 can be used. If the Excitation elements with HF currents or voltages that are variable in terms of magnitude and phase are controlled, they can be changed against each other in a controllable manner.

Die Erregerelemente können wie in Fig. 3 dargestellt, zwei orthogonal zueinander eingeschnittene Kerben K1 und K2 sein.As shown in FIG. 3, the excitation elements can be two orthogonal be mutually cut notches K1 and K2.

Auch zwei orthogonal zueinander aufgesetzte Rahmen R1 und R2 gemäß Fig. 4 können verwendet werden.Also two frames R1 and R2 placed orthogonally to one another according to FIG Fig. 4 can be used.

Bei Fahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen können Teile derselben selbst als Erregerelemente verwendet werden, z.B.In the case of vehicles, airplanes and ships, parts of the same can be used be used as excitation elements, e.g.

Fenster. Wesentlich dabei ist, daß die Erregerelemente in der Ebene, in der die Charakteristik geformt und geschwenkt werden soll, senkrecht zueinander angeordnet sind, und die durch die bestimmten Ebenen ihrerseits diese Ebene senkrecht schneiden, wie in Fig. 2 angedeutet ist.Window. It is essential that the excitation elements in the plane in which the characteristic is to be shaped and pivoted, perpendicular to each other are arranged, and through the specific planes, in turn, this plane is perpendicular cut, as indicated in FIG. 2.

Für den Betrieb der Erregerelemente ist an einen Sende empfänger TR gemäß Fig. 5 ein variabler Leistungsteiler bzw. Leistungskombinierer LTC angeschlossen, von dem das Erregerelement K1 über ein Phasenstellglied und das Erregerelement K2 direkt gespeist wird.A transceiver TR is used to operate the excitation elements 5, a variable power splitter or power combiner LTC is connected, from which the exciter element K1 via a phase control element and the exciter element K2 is fed directly.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Notch antenna arrangement in which the excitation system an incision in a metal surface or a frame on a metal surface has, characterized in that a surface of a metal body has at least two has mutually orthogonal excitation elements, e.g. incisions and / or frames, of which one is fed directly and the other via a phase control element.

2. Notch antenna arrangement according to claim 1, characterized in that that the supply of the excitation elements via a variable power divider or Adder takes place.