DE2801371C2

DE2801371C2 -

Info

Publication number: DE2801371C2
Application number: DE19782801371
Authority: DE
Inventors: Heinz 8870 Wasserburg De Brunner; Herwig 8871 Schnuttenbach De Hartenberger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Priority date: 1978-01-13
Filing date: 1978-01-13
Publication date: 1989-07-20
Also published as: DE2801371A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Radarantenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Radarantenne ist aus "Funkschau" 1976, Heft 1, Seite 35-38, bereits bekannt.

Ein Radarsystem mit Polarisationsdiversity ist auch aus der US-PS 28 51 681 bekannt. Dort wird die Sendeleistung in einem Leistungsteiler mit einstellbarem Teilungsverhältnis auf zwei parallele Signalwege aufgeteilt, die in einem Hornstrahler wieder zusammenlaufen. In einem der Signalwege ist ein einstellbarer Phasenschieber angeordnet. Durch die Wahl des Leistungsaufteilungsverhältnisses und der Phasenschiebereinstellung kann jede beliebige Polarisation der über den Hornstrahler abgestrahlten Welle eingestellt werden. Der Empfangszug kann entsprechend aufgebaut werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radarantenne der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei platzsparendem Aufbau des Verzweigungssystems auf einfache Weise eine gewünschte Belegung entlang der beiden Strahlerzeilen mit guter gegenseitiger Entkopplung der verzweigten Hohlleiter erzielt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Radarantenne durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gegeben. Der Unteranspruch enthält eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung.

Die Erfindung ist nachfolgend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch veranschaulicht. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht der Radarantenne im Schnitt,

Fig. 2 und Fig. 3 jeweils ein Blockdiagramm einer Radarantenne,

Fig. 4 ein gefaltetes Hohlleiter-Speisesystem,

Fig. 5 eine Hohlleiterverzweigung,

Fig. 6 einen 90°-Hohlleiter-Phasenschieber (Trolitulzunge),

Fig. 7 ein Adapterbauelement und

Fig. 8 einen Strahler

In Fig. 1 ist innerhalb eines Radoms 1, das auch mit einer elektrischen Widerstandsheizung ausgerüstet sein kann, ein Antennenreflektor 2 angeordnet. Bei diesem Antennenreflektor 2 handelt es sich um ein Zylinderparabol, auf dessen Brennlinie eine Reihe von Strahlern angeordnet sind, von denen der Strahler 3 ersichtlich ist. Der Strahler 3 ist über zwei Verzweigungssysteme, die in gemischter Technik aufgebaut sind, an ein zeichnerisch nicht dargestelltes, durch Buchstaben S/E angedeutetes Sender/Empfänger-Gerät angeschlossen.

Jedes Verzweigungssystem weist ein Koaxial-Kabel 4 bzw. 4 a auf, das mit einem Ende direkt an den Strahler 3 gekoppelt (was aus Fig. 8 deutlich zu ersehen ist) und mit seinem anderen Ende an ein Triplate-Verteilungselement 5 bzw. 5 a angeschlossen ist. Jedes Triplate-Verteilungselement 5 bzw. 5 a steht über ein weiteres Koaxial-Kabel 6 bzw. 6 a mit einem weiteren Triplate-Verteilungselement 7 bzw. 7 a in Verbindung, das über ein weiteres Koaxial-Kabel 8 bzw. 8 a mit einem Hohlleiter-Verteilungselement 9 bzw. 9 a verbunden ist.

Über jeweils einen Hohlleiter 10 bzw. 10 a sind die Hohlleiter-Verteilungselemente 9 bzw. 9 a an ein Doppelhohlleiter-Kopplungselement 11 angeschlossen, das für das erste Verzweigungssystem über ein Hohlleiter-Kompensationsglied 12 und einen Hohlleiter- Polarisations-Phasenschieber 13, beispielsweise einen PIN-Dioden- Hohlleiter-Phasenschieber, an ein magisches T-Hohlleiterelement 14 angeschlossen ist. Hohlleiter-Kompensationsglied 12 dient zum Ausgleich des frequenzabhängigen Phasenganges, der für beide Verzweigungssysteme aufgrund der unterschiedlichen mechanischen Längen der beiden Kanäle des Doppelhohlleiter-Kopplungselements 11 entsteht. Für das zweite Verzweigungssystem ist das Doppel hohlleiter-Kopplungselement 11 über einen Hohlleiter-Polarisations-Phasenschieber 15 (PIN-Dioden-Hohlleiter-Phasenschieber) und einen Hohlleiter 16 an das magische T-Hohlleiterelement 14 angeschlossen. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Hohl leiter-Polarisations-Phasenschieber 13 und 15 kann die Polarisation der abgestrahlten Welle von Sendeimpuls zu Sendeimpuls schnell umgeschaltet werden, beispielsweise von Horizontal- in Vertikalpolarisation.

Die in den Fig. 2 und 3 in Form von Blockdiagrammen dargestellten Radarantennen arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Während Fig. 2 im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Radarantenne entspricht, unterscheidet sich die in Fig. 3 dargestellte Radarantenne von den aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Radarantennen dadurch, daß das Drehkopplungselement nicht zwischen den Hohlleiter Verteilungselementen 9 bzw. 9 a und dem magischen T-Hohlleiterelement 14 liegt, sondern erst nach dem magischen T-Hohlleiterelement 14 angeordnet ist.

Bei der in Fig. 2 skizzierten Radarantenne ist im Gegensatz zu dem Beispiel aus Fig. 1 im ersten Verzweigungssystem zwischen dem Hohlleiter-Kompensationsglied für die Drehkopplung 12 und dem Hohlleiter-Polarisations-Phasenschieber 13 ein weiterer Hohlleiter-Phasenschieber 17 angeordnet. Auch ist in Fig. 2 angedeutet, daß das Hohlleiter-Kompensationsglied für Drehkopplung 12 auch im zweiten Verzweigungssystem zwischen dem Doppel- Hohlleiterkopplungselement 11 und dem Hohlleiter 15 vorgesehen werden kann. Der Hohlleiter-Phasenschieber 17, bei dem es sich um eine Trolitulzunge handeln kann, ist ein 90°-Festglied, das erforderlich ist, um die für die drei Polarisationsarten (Horizontal-, Vertikal- und Zirkularpolarisation) benötigten Phasendifferenzen (0°, 90°, 180°) erzeugen zu können. Es ergeben sich folgende Schaltzustände:

Der Fig. 3 ist zu entnehmen, daß die Hohlleiter-Verteilungselemente 9 bzw. 9 a über einen 90°-Hohlleiter-Phasenschieber (Trolitulzunge) 18 und über den Hohlleiter-Polarisations-Phasenschieber 13 bzw. über den Hohlleiter 16 und den Hohlleiter-Polarisations-Phasenschieber 15 an das magische T-Hohlleiterelement 14 geführt sind. Ein Hohlleiter-Drehkopplungselement 19 ist dem magischen T-Hohlleiterelement 14 nachgeschaltet.

Gemäß Fig. 4 ist das Hohlleiter-Speisesystem als gefaltetes Parallelspeisesystem ausgebildet, das an einem Ende direkt mit dem magischen T-Hohlleiterelement 14 in Verbindung steht und an seinem anderen Ende über zwei Adapter-Bauelemente an den Triplate-Verteilungselementen 7 bzw. 7 a befestigt ist. Ein Adapter-Bauelement ist in Fig. 7 dargestellt. Die Anschlußpunkte der Adapter-Bauelemente an das Parallelspeisesystem sind mit C bezeichnet. Das Parallelsspeisesystem besteht für jedes Verzweigungssystem aus jeweils zwei hintereinanderliegenden Hohlleiterverzweigungen 20 und 21 bzw. 20 a und 21 a, deren konstruktive Gestaltung aus Fig. 5 in vergrößertem Maßstab hervorgeht. In den Innenräumen jeder Hohlleiterverzweigung ist an ihrem Ende jeweils ein Hohlleiter-Phasenschieber 22 mechanisch befestigt, beispielsweise jeweils eine Trolitulzunge. Der nähere Aufbau dieser Hohlleiter-Phasenschieber ist aus Fig. 6 ersichtlich.

Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, weist die dort dargestellte Hohlleiterverzweigung 20 einen U-förmigen Hohlleiter 23 mit rechteckförmigem Innenquerschnitt auf. An einem Schenkel des U-förmigen Hohlleiters 23 ist ein parallel zu diesem Hohlleiterschenkel liegender Längshohlleiter 24 mit rechteckförmigem Innenquerschnitt befestigt. Der Innenraum des Längshohlleiters 24 ist von dem Innenraum des U-förmigen Hohlleiters 23 durch ein im Anschlußbereich beider Hohlleiter 23 bzw. 24 in der gemeinsamen Wandung angeordnetes Keramikwiderstandsplättchen 25 getrennt. Dieses Keramikwiderstandsplättchen sorgt für die erforderliche Entkopplung der Ausgänge der Hohlleiterverzweigung 20. Der Längshohlleiter 24 erstreckt sich über den Boden des U-förmigen Hohlleiters 23 hinaus, wobei die Innenquerschnitte des U-förmigen Hohlleiters 23 und des Längshohlleiters 21 in ihrem Anschlußbereich die gleiche Größe wie der Innenquerschnitt des zweiten Schenkels des U-förmigen Hohlleiters 23 besitzen. Die gleiche Größe weist auch der Längshohlleiter 24 in dem Anschlußbereich auf, der sich über den U-förmigen Hohlleiter 23 hinaus erstreckt. Die in den Anschlußbereichen der Hohlleiterverzweigung 20 vorhandenen Anschlußflansche sind mit 26 bezeichnet.

Aus Fig. 6 ist die Anordnung eines 90°-Hohlleiter-Phasenschiebers 17 in dem Innenraum einer Hohlleiterverzweigung 20 im Anschlußbereich eines Anschlußflansches 26 dargestellt. Der 90°- Hohlleiter-Phasenschieber besteht aus einem dünnen rechteckigen Plättchen aus Trolitul, das an seinen Längsenden mit jeweils einem rechteckförmigen Zapfen 29 versehen ist. Das Plättchen weist in seinem End- oder Mittelteil zwei senkrecht zur Plättchenoberfläche liegende Bohrungen auf. Jede Bohrung dient zur Aufnahme eines Glasfaserstiftes 30, die zur Lagerung und Befestigung des 90°-Hohlleiter-Phasenschiebers 17 in der Seitenwandung der Hohlleiterverzweigung 20 angeordnete Bohrungen durchsetzen und in diesen durch geeignete mechanische Mittel befestigt sind.

Das in Fig. 7 dargestellte Adapterbauelement, das zur Verbindung eines Koaxial-Kabels mit einem Hohlleiter-Verteilungselement dient, besteht aus einem kurzen Hohlleiterbauelement 31 mit Anschlußflansch 32. Dieses Hohlleiterbauelement ist an seinem dem Anschlußflansch 32 gegenüberliegenden Ende durch eine Kurzschlußplatte 33 verschlossen. In der Kurzschlußplatte 33 ist eine Kabelbuchse 34 zum Anschluß eines Koaxial-Kabels vorgesehen, deren Innenleiter 35 über ein Winkelstück 36 mit der Wandung des Hohlleiterbauelementes 31 in Verbindung steht.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Adapterbauelemente eines Verzweigungssystems gegenüber den Adapterbauelementen des anderen Verzweigungssystems um 180° verdreht angeordnet sind. Hierdurch wird die am magischen T-Hohlleiterelement 14 entstehende Phasendifferenz von 180° ausgeglichen.

Der aus Fig. 8 ersichtliche Strahler besteht aus einem kurzen zylindrischen Hohlleiter 37, der auf einer Seite mittels einer Kurzschlußplatte 38 kurzgeschlossen und auf der anderen Seite ein in seinem Innenraum eingepaßtes dielektrisches Zylinderstück 39 aufweist. An dem Zylinderstück 39 ist an der im Inneren des Hohlleiters 37 liegenden Stirnseite eine kreisförmige Trolitulscheibe 40 angeklebt. Eine Ankopplung des Strahlers 3 an die zugehörenden Triplate-Verteilungselemente erfolgt über in den Innenraum des Hohlleiters 37 hineinragende Sonden 41 und an die Sonden angeschlossene Koaxial-Kabel 42.

Claims

1. Radarantenne mit einem Zylinderparabolspiegel und einer auf der Brennlinie des Spiegels angeordneten Speisestrahlerzeile mit einer Mehrzahl von Einzelstrahlern mit jeweils zwei orthogonalen Strahlersonden, mit zwei gleich aufgebauten Verzweigungsnetzwerken aus jeweils einem gefalteten Hohlleiterspeisesystem mit mehreren hintereinandergeschalteten Hohlleiterverzweigungen (20, 21 bzw. 20 a, 21 a), die jeweils einen U-förmigen Hohlleiter (23) mit rechteckförmigen Innenquerschnitt mit einem an einem ersten von zwei Schenkeln des U-förmigen Hohlleiters (23) parallel zu diesem Hohlleiterschenkel liegenden Längshohlleiter (24) mit rechteckförmigen Innenquerschnitt aufweisen, mit an die Enden der verzweigten Hohlleiter angeschlossenen Triplate-Verzweigungselementen, und mit schaltbaren Phasenschiebern am Eingang der Verzweigungsnetzwerke zur Umschaltung der Polarisation der abgestrahlten Welle, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Innenraum des Längshohlleiters (24) und der Innenraum des ersten Schenkels des U-förmigen Hohlleiters (23) im Bereich der gemeinsamen Wandung dieser beiden Hohlleiter (23, 24) jeweils verjüngt und durch ein in der gemeinsamen Wandung im Anschlußbereich angeordnetes Keramikwiderstandsplättchen (25) getrennt ist,
- daß der Innenquerschnitt des Längshohlleiters (24) und der Innenquerschnitt des ersten Schenkels des U-förmigen Hohlleiters (23) im Anschlußbereich zusammen, sowie der Innenquerschnitt des Längshohlleiters (24) in dem sich über den U-förmigen Hohlleiter (23) hinaus erstreckenden Bereich dieselbe Größe wie der Innenquerschnitt des zweiten Schenkels des U-förmigen Hohlleiters (23) aufweisen.

2. Radarantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Triplate-Verzweigungselemente mit den Hohlleiter-Verzweigungsenden über Koaxialkabel und Adapterbauelemente verbunden sind, daß jedes Adapterbauelement ein kurzes Hohlleiter-Bauelement (31) mit Anschlußflansch (32) aufweist, daß das Hohlleiter-Bauelement (31) an seinem dem Anschlußflansch (32) gegenüberliegenden Ende durch ein Kurzschlußplatte (33) verschlossen ist, und daß in der Kurzschlußplatte (33) eine Kabelbuchse (34) zum Anschluß eines Koaxialkabels vorgesehen ist, deren Innenleiter (35) über ein Winkelstück (36) mit der Wandung des Hohlleiterbauelementes (31) in Verbindung steht.