DE2821699A1

DE2821699A1 - Antenne mit strahlungskorrektureinrichtung

Info

Publication number: DE2821699A1
Application number: DE19782821699
Authority: DE
Inventors: Claude Vignier
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1977-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1978-11-23
Also published as: IT7849377A0; NL180967B; FR2391570A1; NL7805375A; GB1588068A; DE2821699C2; NL180967C; US4207573A; FR2391570B1; IT1102673B

Description

	Patentanwälte	S / Frankreich	Dipl.-lng.
Dipl.-lng.	Dipl.-Chem.	T 3101	G. Leiser
E. Prinz	Dr. G. Hauser
	Ernsbergerstrasse 19
	8 München 60	18. Mai 1978

THOMSON - CSi¹
173, Bd. Haussmann
75008 PARI
Unser Zeichen:

Antenne «it Strahlungskorrektureinriohtong

Sie Erfindung bezieht sioh auf Antennen mit mehreren voneinander unabhängigen elektromagnetischen Strahlungsquellen A, B, C, D ·.., die gleichzeitig auf verschiedenen Wellenlängen A^, A_B, A_c, A^p ... betrieben werden» und bei denen die einigen dieser Strahlungsquellen zugehörigen Sohaltungsbestandteile, die im elektromagnetischen Wirkungsbereich einer der Strahlungsquellen, beispielsweise der Strahlungsquelle B angeordnet sind, die Strahlungseigenschaften dieser Strahlungsquelle stören können.

Ein Beispiel für solche Antennen sind Radarantennen, die einen einzigen Reflektor haben, der von zwei Strahlungsquellen A und B angestrahlt wird, die gleichzeitig auf verschiedenen Wellenlängen A^ und Ag arbeiten, wobei die

809847/0994

2821639

Strahlungsquelle A die Strahlungsquelle B stört. Man findet ein typisches Beispiel für solohe auf zwei Frequenzen arbeitende Antennen bei der Verbindung eines Erkennungssystems (Sekundärradarsystems) mit einem Überwachungs- oder Zielverfolgungs-Radarsystem (Primärradarsystem).

Das Primärradarsystem hat die Funktion, das Vorhandensein eines passiven Ziels festzustellen und darüber eine gewisse Zahl von Informationen (Entfernung, Position, Geschwindigkeit) zu liefern.

Das Sekundärradarsystem hat die Funktion, Abfragesignale auszusenden, welohe die Identifizierung des Ziels ermögliohen, wenn dieses mit einem geeigneten Antwortgerät ausgestattet ist.

Im allgemeinen liegt die Betriebswellenlänge A_A des Primärradarsystems im Zentimeterbereich und die Betriebswellenlänge A- des Sekundärradarsystems im Dezimeterbereioh.

Bei den üblichen Anwendungen besteht wegen des kleinen Werts der Wellenlänge A und auch wegen des Bedürfnisses der Erzielung optimaler Leistungen des Primärradarsystems die Forderung, daß der Ausbildung der Strahlungsquelle des Primärradarsystems die Priorität zuerteilt wird. Das Phasenzentrum dieser Strahlungsquelle fällt mit dem Brennpunkt des Reflektors zusammen, der somit im Innern der leitenden Umhüllung liegt, die den Raum begrenzt, in dem sich die Wellen der Wellenlänge A^ ausbreiten, die den Reflektor anstrahlen. Diese metallische Umhüllung ist in

809847/0994

den meisten Fällen durch den Speisestromkreis der Strahlungsquelle gebildet, der aus einem Hohlleiter besteht, der in einem auf den Reflektor gerichteten Hornstrahler endet. Wegen der Lage des Phasenzentrums ist es verständlich, daß das Vorhandensein der die Strahlungsquellen für die Wellenlänge λ bildenden Bestandteile die Strahlung mit der Wellenlänge A^ nur sehr wenig stören.

Dagegen kann die Strahlung des Sekundärradarsystems - im "Abfragebetrieb" - durch das Vorhandensein der leitenden Außenfläche der Sohaltungsbestandteile der Strahlungsquelle des Primärradarsystems sehr beträchtlich gestört werden.

Im "Abfragebetrieb" weist das Pernstrahlungsdiagramm ein Maximum (Hauptkeule) auf, das von Nebenzipfeln mit niedrigeren Pegeln umgeben ist. Die Richtwirkung ist in der horizontalen Ebene P_H am besten; die Achsen des Strahlungsmaximums des Primärradarsystems und des Sekundärradarsystems liegen in der gleichen Vertikalebene P-,. Die Ebene Pg bildet eine vertikale Symmetrieebene für die beiden Strahlungen»

Notwendigerweise muß das Phasenzentrum der Strahlungsquelle des Sekundärradarsystems in der Ebene Pg und sehr nahe beim Brennpunkt des Reflektors liegen; diese Bedingung wird fast immer daduroh erfüllt, daß diese Strahlungsquelle in zwei gleiche Elementarstrahler (oder zwei gleiche Gruppen von ElementarStrahlern) S₁ und S₂ aufgeteilt wird, die gleichphasig gespeist und symmetrisch in bezug auf die Ebene P^ angeordnet werden. In den meisten Fällen hat die äußere leitende Umhüllung M der Speisestromkreise für die Energieversorgung der Strahlungsquelle

8098 4 7/0994

des Primärradarsystems mit der Wellenlänge A. - beispielsweise ein durch einen Hornstrahler abgeschlossener Hohlleiter - eine Achse, die in der Ebene P-™ liegt, so daß also die Elementarstrahler S₁ und S₂ zu. beiden Seiten der Umhüllung M liegen.

Die elektromagnetisch mit der leitenden Umhüllung M gekoppelten Elementarstrahler S₁ und S₂ induzieren gleichphasige Ströme, die ihrerseits strahlen. Das Eleraentarstrahlerpaar S₁, S₂ einerseits und die Umhüllung M andrerseits bilden eine Anordnung von zwei gespeisten aktiven Antennen und einer nicht gespeisten passiven Antenne.

Das Strahlungsdiagramm der Umhüllung M ist unter Berüoksiohtigung von deren Struktur sehr verschieden von dem Strahlungsdiagramm der Elementarstrahler S₁ und S₂. Dies hat zur Folge, daß die Anstrahlung an den Rändern des Reflektors stärker als vorgesehen ist, und daß die Energie ungleichförmig verteilt ist, was die folgenden Konsequenzen nach sich zieht:

- ein beträchtlicher Nebenzipfelpegel im Fernfeld;

- die Abstrahlung einer nioht vernaohlässigbaren Energie duroh die Umhüllung H außerhalb des Reflektors, woduroh die Ersoheinung von Nebenzipfeln hohen Pegels in Riohtungen verursacht wird, die sehr weit von der Hauptstrahlungsachse entfernt sind;

- eine Verzerrung der Hauptkeule wegen dee durch die Verschiebung des Phasenzentrums verursachten Fokussierungsfehlers;

- ein Verlust an Antennengewinn;

809847/0994

- eine Verschlechterung des Transversalpolarisationsgrades.

Es ist "bisher gelungen, diese Mängel im Verlauf der Inbetriebnahme teilweise durch mühsame mechanische und elektrische Justierungen zu korrigieren, die duroh aufeinanderfolgende Annäherungen vorgenommen wurden, beispielsweise durch eine Verstellung der Elementarstrahler S₁ und S₂i eine Einstellung der Phasenverschiebung zwischen den Elementarstrahlern S₁ und S₂ $ eine Änderung der Position der leitenden Umhüllung M usw.

Hierbei handelt es sich aber nur um einen Notbehelf, weil das Verfahren darauf hinausläuft, eine mehr oder weniger befriedigende Formung des Strahlungsdiagramms des Sekundärradarsystems durch eine Reihe von Kompensationen vorzunehmen, die nur für eine Struktur und nur für gegebene Abmessungen gültig sind, die es aber nioht erlauben, ein Korrekturverfahren auszubilden, das auf andere, selbst sehr ähnliche Strukturen oder Abmessungen anwendbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen Korrektureinrichtung, mit der ohne irgendeine Änderung der ursprünglichen mechanischen oder elektrischen Eigenschaften der Strahlungsquelle des Sekundärradarsystems praktisoh das gleiche Strahlungsdiagramm erhalten werden kann, wie beim Fehlen der leitenden Umhüllung des Speisestromkreises der Strahlungsquelle des Primärradarsystems.

Nach dem allgemeinen Erfindungsgedanken besteht diese Korrektureinrichtung darin, daß ein oder mehrere Korrekturglieder gleioher Struktur, gleioher geometrischer Form

809847/0994

- ίο -

und gleicher Orientierung wie die Elementarstrahler des Sekundärradarsystems mit der leitenden Umhüllung des Primärradarsystems leitend verbunden oder über eine große Kapazität gekoppelt sind.

Vorzugsweise erfolgt die Ankopplung des Korrekturglieds bzw. der Korrekturglieder in der Nähe derjenigen Zone der leitenden Umhüllung, wo die duroh die Strahlungsquelle des Sekundärradarsystems induzierten Ströme einen Maximalwert erreiohen, wobei es duroh diese Anordnung möglioh ist, die Sekundärstrahlungen der leitenden Umhüllung duroh diejenigen des Korrekturglieds bzw. der Korrekturglieder zu ersetzen.

Mit anderen Worten: Die Korrekturglieder spielen die Rolle eines Transformators für die von der leitenden Umhüllung reflektierte Strahlung» wobei die transformierte Strahlung ein Strahlungsdiagramm hat, das der Strahlung der Elementarstrahler angenähert ist.

Duroh die Einführung des Korrekturglieds bzw. der Korrekturglieder wird das Problem der Formung des Strahlungsdiagramms beträchtlich vereinfacht. Es ist nämlich nicht mehr notwendig, diffizile empirische meohanisohe oder elektrische Änderungen an der Grundstruktur vorzunehmen. Man hat nur noch mit dem bekannten Problem eines Feldes von homologen Strahlungsquellen zu tun, von denen die einen gespeist sind (die Elementarstrahler S₁ und S₂)* während die. anderen passiv sind (das Korrekturglied bzw. die Korrekturglieder).

Eine begrenzte Anzahl von Untersuchungen an Modellen und routinemäßigen Versuchen erlaubt die Bestimmung der Lage

809847/0994

2321699

und Anzahl der Korrekturglieder, damit das gewünschte Strahlungsdiagramm erhalten wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden BeSchreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1a die schematische Struktur einer Antenne für ein Sekundärradargerät,

Pig. 1b das Strahlungsdiagramm der Antenne von Fig. 1a im Abfragebetrieb,

Fig. 2a die Antenne von Fig. 1a mit einem zusätzlichen störenden Bestandteil, der durch den in einem Hornstrahler endenden Hohlleiter der Strahlungsquelle eines Primärradarsystems gebildet ist,

Fig. 2b das gestörte Strahlungsdiagramm des Sekundärradarsystems bei der Antenne von Fig. 2a,

Fig. 3 die Antenne von Fig. 2 mit Korrekturgliedern,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform der Antenne von Fig. 2 mit einem Korrekturglied,

Fig. 5a, 5b, 5c erläuternde schematisohe Darstellungen und

Fig. 6a, 6b, 6c Beispiele für die Anordnung der Korrekturglieder.

ORIGINAL INSPECTED

809847/0994

Pig. 1a zeigt den schematischen Aufbau einer mit einer Wellenlänge A_B in der Größenordnung von 30 cm betriebenen Sekundärradarantenne in drei Projektionen a, b, ο auf drei zueinander senkrechte Ebenen. Die Antenne enthält einen vorzugsweise "geschichteten" Reflektor 3» der durch einen kalottenförmigen Abschnitt eines Umdrehungs-Paraboloids mit dem Scheitel 0 und dem Brennpunkt P gebildet ist. Sie Bestandteile der Antenne sind in bezug auf die drei zueinander senkrechten Ebenen definiert, nämlich eine horizontale Ebene P„, eine erste

Xl

vertikale Ebene P^, welohe die horizontale Ebene P„ entlang der Geraden OP schneidet, und eine zweite vertikale Ebene Py, die im Brennpunkt P senkrecht zur Geraden OP steht.

Pur diese Antenne gilt:

- die Kalotte hat den Punkt 0 als Mittelpunkt;

- die die Kalotte anstrahlende Strahlungsquelle ist durch zwei Halbwellen-Dipole 1 und 2 (^Λ _Β/2) gebildet, die gleichphasig in ihren Mittelpunkten gespeist werden, die in der Ebene Py liegen, und die senkrecht zur Ebene P_H und symmetrisch in bezug auf die Ebene P_E angeordnet sind;

- das Phasenzentrum der Strahlungsquelle fällt mit dem Brennpunkt P zusammen.

Pig. 1b zeigt sehr sohematisch in einer kartesisohen Darstellung die Kurve der relativen Pegel N der Pernstrahlung der Antenne als Punktion des Seitenwinkels θ in der Ebene P_H; diese Kurve von symmetrischer Porm hat,

809847/0994

wie bekannt ist, eine mittlere Hauptkeule, die von Nebenzipfeln mit niedrigeren Pegeln umgeben ist.

Fig. 2a zeigt die drei Projektionen der gleichen Sekundärradarantenne, der nunmehr die Antenne des Primärradarsystems hinzugeführt ist, die auf der Wellenlänge A. (beispielsweise 3 cm) arbeitet. Die Strahlungsquelle der Primärradarantenne ist durch einen Hornstrahler 4 gebildet, der über einen Hohlleiter 5 gespeist wird. Die Achse der von den Teilen 4 und 5 gebildeten Anordnung fällt praktisch mit der Schnittlinie der Ebenen P„ und P-g zusammen. Das Phasenzentrum der Primärradarantenne liegt im Innern des Hornstrahlers 4 theoretisch im Brennpunkt F. Da die Teile 4 und 5 in das elektromagnetische PeId der Dipole 1 und 2 eingetaucht sind, werden in ihren leitenden Außenflächen M Ströme induziert, die eine Sekundärstrahlung erzeugen, deren räumliche Geometrie von derjenigen der Strahlung der Antenne von Pig. 1 vollkommen verschieden ist.

Das gestörte Strahlungsdiagramm ist in Pig. 2b dargestellt. Aus den bereits einleitend erläuterten Gründen stellt man folgende Erscheinungen fest:

- eine Verzerrung und Verbreiterung der Hauptkeule infolge der Verlagerung des Phasenzentrums;

- einen Verlust an Antennengewinn;

- eine Erhöhung des Pegels der Nebenzipfel;

- das Auftreten von Nebenzipfeln hohen Pegels bei großen Seitenwinkeln, da die leitende Fläche M eine beträchtliche Energie außerhalb des Reflektors 3 abstrahlt.

809847/099*

Zum besseren Verständnis des Prinzips der nachstehend beschriebenen Korrektureinrichtung ist es unerläßlich, die Form der auf der Fläche M induzierten elektromagnetischen Felder zu untersuchen. Durch Wahl einer geometrisch einfachen Form, die der Wirklichkeit nahe kommt, ist es möglich, die Funktionsweise des Systems zu schematisieren und die Rechnungen durchzuführen. Man wählt hier eine zylindrische Fläohe von kreisrundem Querschnitt; die qualitativen Folgerungen, die aus der Analyse dieses einfaohen Falles gezogen werden, dienen als Leitlinie für die untersuchung der in Fig. 2a dargestellten komplizierteren Form (Reohteokhohlleiter, der in einem Hornstrahler endet).

Fig. 5a zeigt den elementaren Fall eines offenen Zylinders 6 mit dem Radius r, der in der Mitte zwischen den beiden Halbwellen-Dipolen 1 und 2 angeordnet ist, die gleichphasig von einer Spannungsquelle 7 gespeist werden; dieser Elementarfall simuliert ziemlich gut den wirklichen Fall von Fig. 2a.

Die Achse des Zylinders 6 ist durch die Schnittlinie zwischen den beiden Ebenen P_H und Pg gebildet; die beiden Dipole 1 und 2 haben den Abstand D. Die Oberfläche des Zylinders 6 kann als eine Folge von Elementarzylindern betrachtet werden, die jeweils einen Abschnitt bilden. Jeder Abschnitt bildet einen leitenden Ring, duroh den der Strom fließt, den der benachbarte Dipol induziert (die Feldlinien der induzierenden Felder E und H sind in Fig. 5a skizziert).

Wenn man (Fig. 5b) den Abstand zwischen einem der Dipole (beispielsweise dem Dipol 1) und einem Ring mit d bezeichnet, stellt man fest, daß alle Ringe im Abstand:

809847/0994

^d2p ^{= (}f ~ ^{r) + 2p} T (P = 0» 1» ²» ··· *0

von gleichphasigen Strömen durchflossen werden, und daß alle Ringe im Abstand von:

gleichfalls von gleichphasigen Strömen durchflossen werden, die zu den Strömen der zuvor genannten Ringe gegenphasig sind.

Wenn der Zylinder 6 eine große Länge hätte, würde die Intensität der induzierenden Felder naoh einem 1/d-Gesetz abnehmen; infolge der magnetischen Kopplung zwischen den Stromringen würde jedoch diese Dämpfung als Punktion der Entfernung kompensiert werden, und die Stromdichte würde entlang der gleichen Mantellinie des Zylinders 6 nahezu konstant bleiben. Da in dem hier betrachteten wirklichen Pail der Zylinder eine endliohe Länge hat, bildet sich eine stationäre Verteilung der Ströme entlang den Mantellinien des Zylinders 6 mit dem Auftreten von Knoten und Bäuohen aus.

Da das offene Ende des Zylinders 6 einem Stromknoten entspricht, liegt der erste Bauch etwa im Abstand Λ,,/4

von dieser Öffnung, und die folgenden Bäuche liegen in den Abständen 3Ag/4, 5a_b/4 .... Die "Strombauohringe" sind mit einer Zeile von Strahlungsquellen vergleichbar, die entlang dem Zylinder 6 verteilt sind.

Diese Strahlerzeile ergibt eine Störstrahlung, deren geometrisohe Verteilung sehr verschieden von derjenigen der Strahlung der Dipole 1 und 2 ist, wenn diese nicht

809847/099A

durch das Vorhandensein des Zylinders 6 gestört werden. Die Richtung dieser Störstrahlung nuß kontrolliert werden, und dies ist genau der Zweck der nachstehend "beschriebenen Korrektureinrichtung. Um diese Kontrolle zu gewährleisten, wird ein leitender Stab 8, dessen Länge in der Nähe von Λ^/4 liegt, mit einem Ende an der Oberfläohe des Zylinders 6 in der Nähe eines Strombauohrings angelötet (Fig. 5o). Per Stab 8 liegt parallel zu den Dipolen 1 und 2 in der Ebene Bg. Der Stab 8 erzeugt eine Rundumstrahlung in einer senkreoht zu seiner Achse, also parallel zur Ebene F^ liegenden Ebene, aber mit einer bestimmten Riohtwirkung, welche diese Ebene gegenüber den anderen Richtungen begünstigt. Da der Oberfläohenstrom an der Lötstelle, d.h. am Fuß des Stiftes 8, ein Maximum hat, hat der Potentialgradient zwischen dem freien Ende und den benachbarten StrombauohrIngen gleichfalls ein Maximum. Die Kapazität γ zwischen dem Ende des Stabes 8 und diesen Strombauchringen kann zur Erzielung einer besseren Anpassung des Korrekturglieds eingestellt werden, beispielsweise mit Hilfe einer Metallscheibe oder Metallkugel, die am Ende des Stabes 8 angelötet wird.

Der Korrekturstab 8 übernimmt also die angekündigte Funktion: Er transformiert die sohleoht orientierte Störstrahlung in eine Strahlung von gleicher Art wie diejenige der Dipole 1 und 2.

Im Fall von Fig. 5a, in weIohem die Aohse des Zylinders in der Ebene P„ liegt, die im Prinzip den Brennpunkt des Reflektors enthält, kann es notwendig sein, einen zweiten Korrekturstab 8' symmetrisch zum Stab 8 in bezug auf die Ebene P„ anzubringen.

809847/0994

Sie Erfahrung zeigt, daß in den meisten Fällen ein einziger Stab 8 (oder ein einziges Paar von Stäben 8, 8') zur Erzielung einer guten Korrektur ausreicht. Es ist möglich, die transformierte Strahlung (hinsiohtlioh Richtwirkung, Phase, Polarisation) dadurch zu formen, daß auf der gleichen Mantellinie des Zylinders 6 in der Nähe der anderen Strombauchringe sekundäre Stäbe angelötet werden, die den Hauptstäben 8 (bzw. 8') ähnlich sind. Die Strahlung des Stabes 8 und der Sekundärstäbe tritt fast vollständig an die Stelle der strahlung des Zylinders 6, so daß man auf ein Problem eines Feldes von Elementarstrahlern gleioher Art zurückgeführt ist, von denen die einen aktiv (Dipole 1 und 2) und die anderen passiv sind.

Dieses Verfahren der Formung des Strahlungsdiagramms ist im übrigen sehr anpassungsfähig, weil mit Ausnahme des Stabes 8 die Sekundärstäbe nicht notwendigerweise genau in einem Strombauoh angelötet werden müssen. Man kann somit den Erregungsstrom jedes Stabes und seine Phasenverschiebung gegenüber dem Hauptstab 8 abstufen.

Fig. 3 zeigt die Antenne von Fig. 2, die mit zwei Korrekturstäben 8 und 8» der zuvor beschriebenen Art ausgestattet ist. Diese Stäbe sind in der Nähe des ersten Strombauohs angelötet, der etwa im Abstand A-g/4 von der Öffnung des Hornstrahler 4 entfernt liegt. Damit die Strahlung der Hauptradarquelle nioht gestört wird, sind die Korrekturstäbe 8 und 8' (wie übrigens auoh die Dipole 1 und 2) Metallamellen, deren Breite in der Nähe von ^Λ _Α/2 liegt. Zu diesem Zweck ist es auoh möglich, für die Teile 1, 2, 8 und 8' dünne zylindrische Stäbe zu wählen, jedoch ergibt dies eine Verringerung der Verwendungsbandbreite des Sekundärradarsystems.

809847/0994

Palls die beiden Strahlungsquellen exzentrisch in "bezug auf den Reflektor liegen ("off-sef-Anstrahlung), wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann man sich auf ein einziges Korrekturglied 8 "beschränken; das Korrekturglied 8» wird praktisch überflüssig, denn die vom unteren Teil der Außenfläche des Hornstrahlers 4 und des Hohlleiters abgestrahlten Felder entgehen der Reflexion durch den Reflektor 3.

Wenn man in der Praxis davon ausgeht, daß die Teile 4 und 5 (Fig. 2a) rechteckige Querschnitte haben, hängt die Wahl zwischen einem einzigen Korrekturglied, einer Zeile von Korrekturgliedern oder auoh einem Feld von Korrekturgliedern von den relativen Werten der Größen a, b und A^ ab, wobei a und b die Dimensionen des Reohteokquersohnitts parallel zu der Ebene P™ bzw. parallel zu der Ebene P„ sind. Fig. 6 zeigt mehrere mögliche Fälle.

Wenn b wesentlich kleiner als a ist, ist die Kopplung zwisohen den Teilen 4, 5 und den Dipolen 1,2 gering; in diesem Fall ist die Korrektur überflüssig.

Wenn die beiden Dimensionen a und b, wie es in den meisten Fällen zutrifft, kleiner als Λ-g sind und vergleichbare Werte haben (Fig. 6a),verwendet man entweder ein einziges Korrekturglied, das in der Ebene P_E liegt, oder eine Zeile von Korrekturgliedern in der gleichen Ebene.

Wenn A-g merklich größer als b und wesentlich kleiner als a ist (Fig. 6b), besteht eine starke Kopplung zwisohen den Teilen 4, 5 und den Dipolen 1, 2, und ein einziges Korrekturglied kann sich als unzureichend

809847/0994

erweisen; es ist dann notwendig, eine Zeile von Korrekturgliedern (Hauptkorrekturglied mit naohfolgenden sekundären Korrekturgliedern) anzuwenden, die in der Ebene liegen.

Wenn A^ wesentlich kleiner als b und größer als a ist (Fig. 60), kann eine einzige Zeile von Korrekturgliedern in der Ebene P™ ausreichen, doch ist es vorzuziehen, zwei symmetrisch in bezug auf die Ebene P™ liegende Zeilen anzuwenden, die gegebenenfalls ein gemeinsames Element haben, nämlich das Hauptkorrekturglied (V-förmige Anordnung).

809847/099Ä

Claims

THOMSON - OSF 18. Mai 1978

173, Bd. Hauasmann

75008 PARIS / Frankreich

Unser Zeichten: T 3101

Patentansprüche

1. Antenne mit wenigstens zwei voneinander unabhängigen elektromagnetischen Strahlungsquellen, die gleichzeitig auf verschiedenen Wellenlängen verwendet werden und jeweils ein eigenes Strahlungsdiagramm von genau definierter geometrisoher Form aufweisen, wobei eine der Strahlungsquellen, die durch einen oder mehrere gleichartige Elementarstrahler gebildet ist, durch das Vorhandensein der übrigen Strahlungsquellen gestört wird, die Schaltungsbestandteile aufweisen, deren leitende Außenfläche im Strahlungsbereich der gestörten Strahlungsquelle liegt und einen Teil der die Eigenstrahlung dieser Strahlungsquelle störenden Strahlung reflektiert, und mit einer Strahlungskorrektureinriohtung, die duroh ein oder mehrere Korrekturglieder gebildet ist, die dem Elementarstrahler bzw. den Elementarstrahlern der gestörten Strahlungsquelle vergleichbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinriohtung einen Transformator für die

Lei/Gö 809847/OÖSU

Sekundäratratilung bildet, die von der leitenden Außenfläche der zu den übrigen Strahlungsquellen gehörenden störenden Sohaltungsbeatandteile reflektiert wird, und daß die Korrekturglieder an der leitenden Außenfläche angelötet oder durch eine große Kapazität angekoppelt sind, wobei wenigstens eines der Korrekturglieder in dem Bereich der leitenden Außenfläche liegt, in welchem die von der gestörten Strahlungsquelle induzierten Ströme einen maximalen Wert haben.

2. Antenne nach Anspruch 1 mit zwei Strahlungsquellen A und B mit den Wellenlängen A^ bzw. λ^, die einen gemeinsamen Reflektor anstrahlen, der duroh eine Kalotte eines Umdrehungsparaboloids mit dem Scheitel 0 und dem Brennpunkt F gebildet ist, wobei die Bestandteile der Strahlungsquellen A und B in bezug auf drei zueinander senkrechte Ebenen definiert sind, nämlich eine horizontale Ebene P^ und eine erste vertikale Ebene P™, die sioh entlang der Geraden OF schneiden,und eine zweite vertikale Ebene P_v, die im Brennpunkt F senkrecht zur Geraden OF steht, wobei die Kalotte zentriach zum Punkt 0 liegt, die gestörte Strahlungsquelle B durch zwei Halbwellen-Dipole (A^/2) gebildet ist, die in ihren Mittelpunkten gleichphasig gespeist werden und in der Ebene Py senkrecht zu der Ebene P„. und symmetrisch in bezug auf die Ebene P_E liegen, das Phasenzentrum der Strahlungsquelle B mit dem Brennpunkt F zusammenfällt, wenn keine zur störenden Strahlungsquelle A gehörenden störenden Sohaltungsbestandteile vorhanden sind, und die störenden Sohaltungsbestandteile durch einen Hohlleiter und einen Hornstrahler gebildet sind, deren Achse mit der Geraden OF zusammenfällt, wobei das Phasenzentrum der Strahlungsquelle A im Innern des

Hornstrahlers liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Hauptkorrekturglieder vorgesehen sind, die durch zwei Tiertelwellenlängenleiter (A /4) gebildet sind, die parallel zu den Halbwellen-Dipolen in der Ebene Bg liegen und an der Außenfläche der störenden Schaltungsbestandteile angebracht sind, wobei der eine Yiertelwellenlängenleiter unter der Ebene P₁₁ und der andere darüber

Xl

in einem Abstand von der Öffnung des Hornstrahlers angeordnet sind, die in der Nähe von ^Λ·η/4 liegt.

Antenne nach Anspruoh 1 mit dem allgemeinen Aufbau gemäß Anspruch 2, jedoch mit dem Unterschied, daß der Reflektor durch einen Teil einer Kalotte eines Umdrehungsparaboloids gebildet ist, der exzentrisch in bezug auf den Scheitel 0 liegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptkorrekturglied vorgesehen ist, das durch einen Viertelwellenlängenleiter (Λ_β/4) gebildet ist, der parallel zu den Halbwellen-Dipolen in der Ebene P™ liegt und auf der gleichen Seite der Ebene P₁₁ wie der Reflektor an der Außen-

il

fläche der störenden Sohaltungsbestandteile in einem Abstand von der Öffnung des Hornstrahlers angebracht ist, der in der Nähe von Λ-./4 liegt.

Antenne nach Anspruoh 2 oder 3, daduroh gekennzeichnet, daß auf jedes Hauptkorrekturglied auf der der öffnung des Hornstrahlers entgegengesetzten Seite ein oder mehrere sekundäre Korrekturglieder von gleicher Art folgen, die parallel zu dem Hauptkorrekturglied an der Außenfläche der störenden Schaltungsbestandteile angebracht sind und in der Ebene Pj, liegen.

8098 4 7/0994

5. Antenne naoh Anspruch 2 oder 3, äaduroh. gekennzelohnet, daß das Hauptkorrekturglied bzw. die Hauptkorrekturglieder an ihren freien Enden mit leitenden Scheiben oder Kugeln ausgestattet sind, die zur Vergrößerung der Kapazität des bzw. der Hauptkorrekturlgieder in bezug auf die Außenfläche der störenden Schaltungsbestandteile dienen.

6. Antenne nach Anspruch 2 oder 3, bei weloher der einen störenden Schaltungsbestandteil bildende Hohlleiter einen rechteckigen Querschnitt hat, dessen parallel zur Ebene P™ liegende große Seite eine Dimension hat, die wesentlich größer als die Wellenlänge A^ ist, daduroh gekennzeichnet, daß an den beiden Flächen des Hohlleiters (im Fall des Anspruohs 2) oder an einer einzigen Fläche des Hohlleiters (in Fall des Anspruchs 3) mehrere sekundäre Korrekturglieder entlang den beiden Sohenkeln eines "V" angebracht sind, an dessen Soheitel das bzw. die Hauptkorrekturglieder liegen.

7. Antenne naoh einem der Ansprüche 2, 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkorrekturglieder und die sekundären Korrekturglieder Lamellen sind, deren parallel zur Ebene Py liegende große Seite eine Breite hat, die

in der Nähe von Λ./2 liegt, um die Strahlung der Strahlungsquelle A nicht zu stören.

809847/0994