DE2830855C2 - - Google Patents

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DE2830855C2
DE2830855C2 DE2830855A DE2830855A DE2830855C2 DE 2830855 C2 DE2830855 C2 DE 2830855C2 DE 2830855 A DE2830855 A DE 2830855A DE 2830855 A DE2830855 A DE 2830855A DE 2830855 C2 DE2830855 C2 DE 2830855C2
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Harold A. Smithtown N.Y. Us Wheeler
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BAE Systems Aerospace Inc
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Hazeltine Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements 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
    • H01Q3/30Arrangements 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
    • H01Q3/34Arrangements 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
    • H01Q3/40Arrangements 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 phasing matrix
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns

Description

Die Erfindung geht aus von einem Netzwerk für Ansteue­ rung einer Gruppenantenne gemäß Ober­ begriff des Anspruches 1.
Ein Netzwerk, das diese Merkmale aufweist, ist aus der DE-OS 26 31 026 bekannt. Die Einzelstrahler der phasen­ gesteuerten Gruppenantenne sind jeweils zu Strahler­ gruppen zusammengefaßt. Entsprechend ist auch das Netz­ werk, das die Einzelstrahler mit den Phasenschiebern verbindet, strukturiert, und zwar ist jeder Strahler­ gruppe ein Teilnetzwerk zugeordnet, das einen mit einem zugehörigen Phasenschieber verbundenen Eingang sowie zwei Ausgänge aufweist, an denen die Einzelstrahler der Strahlergruppe angekoppelt sind. Um bei guter Richtwirkung einen vergrößerten effektiven Abstand der Einzelstrahler zu ermöglichen, sind die Teilnetz­ werke bei einer linearen Gruppenantenne mit Hilfe zweier durchgehender Übertragungsleitungen querver­ bunden. Die an dem Eingang eines Teilnetzwerkes ein­ gespeisten Hochfrequenzsignale werden mit Hilfe der querverlaufenden Übertragungsleitungen mit einer entsprechenden Phasen- und Amplitudenlage auch in alle übrigen benachbarten Teilnetzwerke eingespeist.
Diese Anordnung ergibt in Verbindung mit steuerbaren Phasenschiebern sehr wirkungsvolle und kostengünstige phasengesteuerte Gruppenantennen. Allerdings ist die Verkoppelung der Teilnetzwerke über die querverlau­ fenden Übertragungsleitungen in Verbindung mit Richt­ kopplern nicht rückwirkungsfrei, so daß die Antenne durch Rechnersimulation nicht ohne weiteres berechnet werden kann.
Eine einfacher zu berechnende Gruppenantenne ist aus der US-PS 38 03 625 bekannt, die bei weniger guter Richtwirkung eine größere Anzahl von Phasenschiebern erfordert. Bei dieser anderen bekannten Gruppenanten­ ne gehört zu jedem Antenneneingang ein Einzelstrah­ ler, der mit dem Eingang über eine Leistungsverzwei­ gung verbunden ist. Zwischen jeweils zwei benach­ barten Einzelstrahlern, denen Antenneneingänge zu­ geordnet sind, sitzt jeweils ein weiterer Einzel­ strahler, der seine Hochfrequenzenergie aus den Leistungsverzweigungen bekommt, die zu den beiden benachbarten Einzelstrahlern gehört, die unmittelbar aus dem zugehörigen Eingang gespeist werden.
Wenn bei einer solchen Anordnung lediglich ein Ein­ gang mit Hochfrequenzenergie beaufschlagt wird, strah­ len höchstens drei unmittelbar benachbarte Einzel­ strahler die Hochfrequenzenergie ab, was zu einer wesentlich weniger guten Annäherung einer gewünschten Sinus X/X-Annäherung der Aperturanregung führt.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Netzwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß es infolge geringerer Rückwirkung zwischen den Teilnetzwerken leichter berechenbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Netzwerk gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 mit den im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmalen gelöst.
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Netzwerkes sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung sind der Stand der Technik sowie Aus­ führungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dar­ gestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine bekannte Antennenanordnung in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine weitere bekannte Antennenanordnung in sche­ matischer Darstellung,
Fig. 3 eine Antennenanordnung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,
Fig. 4 eine weitere Antennenanordnung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,
Fig. 5 und 5A einen Richtkoppler für eine Antennen­ anordnung gemäß der Erfindung in einer Drauf­ sicht und im Querschnitt,
Fig. 6 einen Überkreuzungskoppler für eine Antennenan­ ordnung gemäß der Erfindung in einer Draufsicht,
Fig. 7 eine gedruckte Schaltung eines Teilnetz­ werks für eine Antennenanordnung gemäß der Er­ findung in einer Draufsicht und
Fig. 8 eine gedruckte Schaltung eines Vielfachkopplungs­ netzwerks für eine Antennenanordnung gemäß der Erfindung, die auf einem Einfachträger angeord­ net ist, in einer Draufsicht.
In Fig. 1 ist die eingangs erwähnte Antennenanordnung nach der US-PS 38 03 625 veranschaulicht. Sie enthält eine Reihe von Einzelheiten 10, 11, welche an Eingänge 12 angekoppelt sind.
Die in die Eingänge 12 eingespeisten Signale werden durch Leistungsteiler 13 und direkt über einen Wellenleiter 14 in die Einzelstrahler 10 und über Wellenleiter 16 und eine Leistungszusammenführung 17 in die Einzelstrahler 11 eingespeist. Diese Ausführung er­ gibt eine Anregung der Antennenapertur, die für in jeden Eingang eingespeiste Signale aus drei ak­ tiven Einzelstrahlern besteht. Wenn ein Signal, angedeutet durch einen Pfeil 18 in irgendeinen der Eingänge 12 eingespeist wird, weist der zugehörige Einzelstrahler 10 eine große Anregungsamplitude auf, angedeutet durch einen Pfeil 19, und die benachbarten Einzelstrahler 11 eine kleinere Anregungsamplitude, angedeutet durch Pfei­ le 10. Diese mit dem Ort abnehmende Anregung einer Viel­ elementantennenfläche ergibt eine gewisse Möglichkeit, das abgestrahlte Antennendiagramm zu beeinflussen.
Bei der anderen eingangs genannten Antennenanordnung, dargestellt in Fig. 2, sind die Einzelstrahler 22 an Teilnetzwerken 20 angeschlossen, von denen jedes mit einem Eingang 24 ausgestattet ist. Wellen­ leiter 26, 28 sind an alle Teilnetzwerke 20 der Anordnung angekoppelt, und sie koppeln Signale, die an irgendeinem der Eingänge 24 eingespeist werden, in be­ stimmte Einzelstrahler aller Teilnetzwerke der Anord­ nung ein, wodurch eine effektive Apertur erzielt wird, die von gleichem Umfang ist wie die Apertur der gesamten Anordnung. Die Signale, die den Einzelstrahlern zu­ geführt werden, weisen eine abnehmende Amplitudenverteilung und periodische Phasenumkehr auf, um dadurch eine ideale sin x / x Signalverteilung auf der Antennenfläche anzunähern, welche ein scharf abgegrenztes, sektorförmiges, wirksames Untergrup­ penstrahlungsdiagramm ergibt. Hierdurch ist es wirkungsvoll und kostengünstig möglich, das wirksame Antennenstrah­ lungsdiagramm für jeden Eingang in beträchtlichem Maße zu beeinflussen.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung, die eine neue Antennenanordnung erläutert. Die Dar­ stellung von Fig. 3 beinhaltet eine Anzahl von Modulen a bis h. Jedes dieser Module ist mit einem Eingang 31, einem Teilnetzwerk 30 und einem Paar Strahlergruppen versehen, wobei in diesem Fall jede Gruppe aus einem einzelnen Strahler 32, 34 besteht. Die Teilnetzwerke weisen Richtkoppler auf, die als parallele Wellenleiter mit geringem Abstand gezeichnet sind.
Der Aufbau und die Wirkungsweise der Erfindung werden be­ zugnehmend auf ein Teilnetzwerk 30 d erläutert, das dem dem Modul d zugeordnet ist und durch gestrichelte Linien eingerahmt wird. Die Wirkungsweise dieses speziellen Teil­ netzwerkes ist typisch für die Wirkungsweise der Teil­ netzwerke, die allen Modulen a . . . h der Antennenanord­ nung zugeordnet sind.
Das Teilnetzwerk 30 d ist mit einem Eingang 31 d versehen, der mit dem Eingang eines Leistungsteilers 36 d, welcher als einfache, rückwirkende T-Verbindung dargestellt ist, ver­ bunden ist. Bekanntermaßen kann die eingezeichnete T-Ver­ bindung durch Gabelschaltungen oder Kuppler ersetzt wer­ den. Die Ausgänge des Leistungsteilers 36 d sind über Wel­ lenleiter 38 d und 39 d mit Einzelstrahlern 32 d, 34 d verbun­ den. Die Verbindungen zwischen den Wellenleitern 38 d, 39 d und den Einzelstrahlern 32 d, 34 d bilden die Ausgänge des Teilnetzwerkes 30 d. Der Wellenleiter 39 d ist mit einem Koppler 48 d ausgerüstet, der einen bestimmten Betrag der an dem Eingang 31 d eingespeisten HF-Signale aus­ koppelt und der derart geschaltet ist, daß er die ausge­ koppelten Signale in einen Koppler 50 f einspeist, welcher mit einem Einzelstrahler 32 f verbunden ist. Um die Zeichnung in Fig. 3 zu vereinfachen, ist der Wellenleiter der die Koppler 48 d, 50 f miteinander verbindet, als eine gestrichelte Linie dargestellt. Ein zweiter Koppler 40 d koppelt weiter HF-Signale aus dem Wellenlei­ ter 39 d aus und speist diese ausgekoppelten Signale in einen Einzelstrahler 32 e mit Hilfe eines Kopplers 42 e ein. Ein Wellenleiter 38 d ist in gleicher Weise mit Kopplern 52 d, 44 d versehen, die mittels Kopplern 54 b, 46 c einge­ speiste Signale in Einzelstrahler 34 b, 34 c einkoppeln. Das Modul 30 d beinhaltet weitere Koppler 46 d, 54 d, 42 d, 50 d, um ausgekoppelte Signale zu empfangen, welche Signalen ent­ sprechenden, die in die Eingänge anderer Modu­ le der Antennenanordnung eingespeist werden.
Wie aus der Figur ersichtlich, ist das Teilnetzwerk 30 d mit den benachbarten Teilnetzwerken über Kreuzkoppelanschlüsse auf beiden Seiten des Teilnetzwerkes verbunden. Auf jeder Seite jedes Teilnetzwerkes sind sechs Kreuzungskoppelanschlüsse vorge­ sehen, die die Wellenleiter bilden, welche die Richtungs­ koppler in den verschiedenen Teilnetzwerken untereinander ver­ binden. Das Teilnetzwerk 30 d weist Kreuzkoppelanschlüsse auf, die durch die Koppler 40 d, 44 d, 48 d, 52 d mit dem Eingang 31 d verbunden sind, um einen Teil der Eingangssignal in die benachbarten Module b, c, e, f einzuspeisen. Zusätzliche Kreuzkoppelanschlüsse sind mit den Ausgängen des Teilnetzwerkes über die Koppler 42 d, 46 d, 50 d, 54 d verbunden und diesen dazu, HF-Signale, welche in die Eingänge der Module b, c, e, f eingespeist werden, zu empfangen. Das Teilnetzwerk enthält auch Kreuzkoppelan­ schlüsse, die zur Innernetzwerkverbindung der Wellenlei­ ter geeignet sind, die, angedeutet durch gestrichelte Linien, die Signale zwischen den Modulen c und e verkoppeln.
Die Teilnetzwerke nach Fig. 3 bewirken, daß aus jedem der Eingänge 31 Signale jeweils in sechs Strahlergruppen der Antennenfläche eingespeist werden. Die Signale, die in jede dieser Strahlergruppen eingespeist werden, weisen eine solche Amplitude und Phase auf, daß die Antenne, abhängig von der zugeführten HF-Energie, hauptsächlich in einen bestimmten Raumbereich strahlt. Auf diese Weise ist das wirksame Untergruppenstrahlungs­ diagramm der Anordnung auf den Bereich begrenzt, inner­ halb dessen die Antenne strahlen soll; gleichzeitig kann der wirksame Antennenelementabstand vergrößert werden, wodurch die Zahl der Eingänge und folglich die Zahl der phasen- und amplitudensteuernden Elemente verringert wird, da Neben­ zipfel außerhalb des ausgewählten Bereiches unterdrückt werden. Die Verkopplung des eingespeisten Signals, ent­ sprechend dem Netzwerk nach Fig. 3, ergibt eine wirksame Untergruppenapertur, die ungefähr gleich fünf Modulen ist. Damit sich ein näherungsweise einheitliches Untergruppenstrahlungs­ diagramm innerhalb eines ausgewählten Raumes ergibt, ent­ spricht die Anregung der Antennenfläche einer Ampli­ tudenverteilung, die durch die dargestellte Anregung ange­ nähert ist.
Eine wichtige Eigenschaft der Erfindung besteht darin, daß die Ankopplung an jede Strahlergruppe, ausgehend von den Eingängen, unabhängig von der Verkopplung anderer Strahler­ gruppen ist. Folglich kann die Amplitude der Anregung der Ein­ zelstrahler durch eine Rechnersimulation des wirksamen Un­ tergruppenstrahlungsdiagramms vorher bestimmt werden, und es kann auch die Amplitude und Phasenlage der Anregung rück­ wirkungsfrei für jede der gekoppelten Strahlergruppen ein­ gestellt werden.
Fig. 4 stellt schematisch einen Teil einer Antennenanordnung gemäß der Erfindung dar, die eine komplexere Anordnung der Kreuzkopplung aufweist. Die Teilnetzwerke der in Fig. 4 darge­ stellten Antennenanordnung beinhalten einen zusätzlichen Satz von Richtkopplern 70, 72, die zu jedem Wellen­ leiter 38, 39 gehören und die mit passenden Richtkopplern 74, 76 verbunden sind, welche dem dritten anschließbaren Mo­ dul angehören. Die Antennenanordnung nach Fig. 3 gestattet die Anregung von jeweils sechs Strahlergruppen durch Signale, die in jeden Eingang 31 eingespeist werden. Das Netzwerk, das teilweise in Fig. 4 dargestellt ist, ermög­ licht hingegen die Ansteuerung von vier Paaren symmetrischer Strahlergruppen oder von insgesamt acht Strahlergruppen, wenn HF-Signale eingespeist werden. Folglich kann die Anordnung nach Fig. 4, da sie komplexer ist als diejenige nach Fig. 3, eine bessere Steuerung des effektiven Untergruppen­ strahlungsdiagrammes mit Hilfe einer großen, wirksamen Ele­ mentapertur ergeben.
Fig. 5 und 6 erläutern den Schaltungsaufbau der Wellenleiter­ kopplung, wie er bei der neuen Antennenanordnung verwen­ bar ist. Die große Zahl der Wellenleiterrichtkoppler und die große Zahl der querverbindenden Wellenleiter, die ein­ ander in einem neuen Netzwerk kreuzen sollen, machen es wünschenswert, daß das Netzwerk mit Wellenleitern in ge­ druckter Einfachbeschichtungs-Schaltungstechnik (single layer-Printplatte) herstellbar ist. Diese Herstellungsart macht den Aufbau einer Antennenanordnung mit einem komplexen Netzwerk durch die Anwendung der relativ billigen gedruckten Schaltungstechnik einfach.
Fig. 5 stellt einen Richtungskoppler dar, der be­ kanntlich beim Aufbau von Netzwerken nach Fig. 3 und Fig. 4 Anwendung findet. Der Richtkoppler in gedruckter Schaltungs­ technik der Fig. 5 ist als Mikrostreifen-Wellenleiter aus­ gebildet und besteht aus einer dünnen Platte 56 dielektri­ schen Materials, die eine leitende Grundfläche 58 auf der einen Oberfläche und eine dünne, leitende, gedruckte Schaltung 61 auf der gegenüberliegenden Oberfläche aufweist. Ein Richtungskoppler 60 aus Fig. 5 verwendet zwei koppelnde Wellenleiter 66, 68, die mit Primärwellenleitern 62, 64 ver­ bunden sind. Die Wellenleiter 62, 64 sind in Abstand B, vor­ zugweise einem Viertel der Wellenlänge, und die verbinden­ den Wellenleiter 66, 68 sind in Abstand A, gleichfalls vor­ zugsweise einem Viertel der Wellenlänge, angeordnet. Vier Netzwerkanschlüsse, die mit P 1, P 2, P 3 und P 4 bezeichnet sind, sind dem Koppler 60 zugeordnet. Die Wirkungsweise des Kopplers ist umkehrbar, womit die Wirkung von Signalen, die an irgendeinen Anschluß eingespeist werden, anhand eines beispielhaften Anschlus­ ses, z. B. P 1, erläutert werden kann. Wenn an dem An­ schluß P 1 HF-Signale eingespeist werden, dann werden diese Signale hauptsächlich zum Anschluß P 2 über­ tragen, der "Direkt"-Anschluß genannt wird. Ent­ sprechend der Breite C der Wellenleiter steht dem Koppleranschluß P 3 ein bestimmter Betrag des einge­ speisten Signals zur Verfügung. Der Anschluß P 4 ist be­ züglich des Anschlusses P 1 der entkoppelte Anschluß des Kopplers und bekommt nahezu keine in dem Anschluß P 1 ein­ gespeiste Energie. Der entkoppelte Anschluß ist normaler­ weise durch eine ohmsche Last abgeschlossen.
Fig. 6 erläutert eine spezielle Klasse von Kopplern 82, die "0-dB-Koppler" genannt werden. Eine Funktion, zu der der Koppler 82 dient, besteht darin, eine Überkreuzung von zwei Wellenleitern zu ermöglichen ohne die Signale zwischen den Wellenleitern zu verkoppeln. Er wird deswegen im weiteren Überkreuzungskoppler genannt. Der Überkreuzungskoppler 82 ist mit drei verbindenden Wel­ lenleitern 88, 90, 92 zwischen Primärwellenleitern 84, 86 versehen. Signale die in den Eingang eingespeist werden, werden mit "0-dB"-Kopplungsdämpfung bzw. praktisch keiner Verminderung des Signalpegels an den Anschluß P 3 übertra­ gen. Folglich wird auch keine Energie in die Anschlüsse P 2 oder P 4 eingespeist. In den Anschluß P 4 eingespeiste Signale werden genauso in den Anschluß P 2 eingekoppelt und sind somit ebenfalls von den Anschlüssen P 1 und P 3 entkoppelt. Hieraus ist erkennbar, daß die gedruckte Schaltung 82, die in Fig. 6 erläutert ist, tatsächlich eine Überkreuzung von Wellenleitern innerhalb einer einzigen Ebene eines Netzwerks in gedruckter Schaltungstechnik er­ möglicht. Ebenso wird die Notwendigkeit klar, die Abmes­ sungen D und E der Abzweigleitungen so zu bestimmen, daß der richtige Koppelwert erreicht wird, um die Überkreuzung zu ermöglichen.
Fig. 7 stellt ein Teilnetzwerk 94 d dar, das die Schal­ tungen 60 und 82 verwendet, um die Kopplungsfunktionen, die in Fig. 3 schematisch erläutert sind, zu ermöglichen. Das Netzwerk 94 d beinhaltet einen Eingang 31 d, der mit dem Ein­ gang eines Leistungsteilers 36 d verbunden ist. Ein Ausgang des Teilers 36 d ist an den Richtkopplern 60 a, 60 b, die den Kopp­ lern 48 d, 40 d aus dem Netzwerk von Fig. 3 entsprechen, an­ geschlossen. Die Kopplungsanschlüsse der Richtkoppler 60 a, 60 b sind mit Nebenanschlüssen 97 d, 99 d ver­ sehen, um diese mit Nebenanschlüssen 100 e, 104 e eines benachbarten Netzwerkes 94 e über Wellenleiter zu verbinden. Das Ausgangssignal von der rechten Seite des Leistungstei­ lers 36 d läuft über einen Überkreuzungskoppler 82 d, einen Überkreuzungskoppler 82 d schließlich zu einem Ausgang 112. Zur Verbindung von Nebenanschlüssen 105 d, 107 d mit dem Ausgang 112 sind ebenfalls Richtkoppler 60 e, 60 g vorhanden. Ein Nebenanschluß 101 d ist mit einem anderen Nebenanschluß 102 d mittels Überkreuzungskoppler 82 d, 82 a, 82 e verbunden. In gleicher Weise ist ein weiterer Kreuz­ koppelanschluß 103 d an einem Kreuzkoppelanschluß 100 d durch Überkreuzungskoppler 82 d, 82 a, 82 c angeschlossen. Zusätz­ liche Überkreuzungen von Wellenleitern sind wegen der Anord­ nung der Wellenleiter, z. B. Koaxialkabel, die die Kreuz­ koppelanschlüsse benachbarter Koppelnetzwerke 94 miteinan­ der verbinden, möglich. Da das Teilnetzwerk 94 d nach Fig. 7 be­ züglich des Eingangs symmetrisch ist, ist folglich der Aus­ gang der linken Seite des Leistungsteilers 36 d auch mit Richtkopplern 60 c, 60 d, 60 g, 60 h ausgestaltet, die an ent­ sprechende Nebenanschlüsse 96 d, 98 d, 104 d, 106 d angeschlos­ sen sind.
Fig. 8 erläutert eine gedruckte Schaltung 113, die sowohl die Elemente des Netzwerks 94 als auch zusätzliche Über­ kreuzungskoppler in gedruckter Schaltungstechnik enthält, so daß eine Anzahl von Kopplungsnetzwerken 114 c, 114 d, 114 e auf einer einzigen gedruckten Schaltungsplatine enthalten sein kann. Wie ersichtlich, können Nebenanschlüsse 116 bis 126 am Endnetzwerk der gedruckten Schaltungsplatine mit weiteren Wellenleitern an benachbarte gedruckte Schal­ tungsplatinen angeschlossen werden, oder falls das Netz­ werk 113 das letzte Netzwerk in der Antennenanordnung ist, können die Nebenanschlüsse 116 bis 126 mit ohmschen Wider­ ständen abgeschlossen sein. Jedes Teilnetzwerk 114 der Schal­ tung 113 beinhaltet weitere Überkreuzungskoppler 82 f bis 82 m, die zusätzlich zu den Schaltungselementen des Teilnetzwerks 94 nach Fig. 7 hinzukommen. Hierbei handelt es sich um die entsprechenden gedruckten Schaltungen von Wellenleiter­ überkreuzungen, die dazu verwendet werden, die Kreuzkoppel­ anschlüsse der Teilnetzwerke nach Fig. 7 miteinander zu ver­ binden. Die Kreuzkoppelanschlüsse der Netzwerke 114 sind keine Endpunkte zum Anschluß an Kabel, sondern es handelt sich um spezielle Punkte 116 bis 126 auf den Wellenleitern der Schaltungen 113 zwischen den Teilnetzwerken 114.
In der vorausgehenden Beschreibung sowie in den Fig. 3 und 4 sind die Ausgänge jedes Kopplungsnetzwerkes so dargestellt, als ob sie mit einem einzigen Einzelstrahler verbunden sind. Bekanntermaßen kann anstelle eines einzelnen Einzelstrahlers auch eine Gruppe von Einzelstrahlern treten. Die Einzelstrahler einer Gruppe können in Richtung der Strahlergruppe oder der Module der Antennenanordnung oder rechtwinklig dazu derart anein­ ander gereiht sein, daß eine Steuerung des Strahlungsdia­ grammes in einer orthogonalen Strahlungsebene möglich ist. Dementsprechend kann jeder Ausgang mit einem der Eingänge einer orthogonal vorgesehenen Anordnung von Kopplungsnetz­ werken verbunden sein, um hierdurch die Steuerung des Strah­ lungsdiagramms in beiden Strahlungsebenen zu erreichen, wie dies in Fig. 14 der eingangs erwähnten DE-OS 26 31 026 erläutert ist.
Die neue Antennenanordnung kann selbstver­ ständlich je nach der Art der den Eingängen zugeführten Signale für alle in der obenerwähnten Patentanmeldung beschriebenen Anwendungsfälle benutzt werden. Wenn auch die Wirkungsweise der Antennenanordnung und der Teilnetzwerke für Sendebetrieb beschrieben worden sind, so versteht sich doch, daß diese Antennenanordnungen und Netzwerke völlig reziprok sind, womit die Beschreibung und die Ansprüche auch für Antennenanordnungen gelten, die als Empfangs­ antennen eingesetzt sind.

Claims (9)

1. Netzwerk zur Ansteuerung einer Gruppenantenne, deren Einzelstrahler (32, 34) zu Strahlergruppen zusammen­ gefaßt sind, mit einer Anzahl von Teilnetzwerken (30; 94; 114), von denen jedes einer Strahlergruppe zugeordnet ist und aufweist:
  • - einen Eingang (31),
  • - zwei Ausgänge (110, 112), die an Einzelstrahler (32, 34) der zugehörigen Strahlergruppe angeschlos­ sen sind und die mittels Übertragungsleitungen (38, 39) und Leistungsverzweigungen (36; 108) mit dem Eingang verbunden sind,
  • - wenigstens vier Nebenanschlüsse (96 . . . 99; 104 . . . 107), die über Koppler (40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54; 70, 72, 74, 76) an die Übertragungsleitungen (38, 39) angeschlossen und mit Nebenanschlüssen (96 . . . 99; 104 . . . 107) benach­ barter Teilnetzwerke (30; 94; 114) verbunden sind, damit Hochfrequenzsignale, die dem Eingang (31) eines Teilnetzwerkes (30; 94; 114) zugeführt wer­ den, sowohl zu den Einzelstrahlern (32, 34) des jeweiligen Teilnetzwerkes (30; 94; 114) als auch zu Einzelstrahlern (32, 34) benachbarter Teilnetz­ werke (30; 94; 114) gelangen,
dadurch gekennzeich­ net,
  • daß die Nebenanschlüsse (96 . . . 99; 104 . . . 107) sowie die Koppler (40 . . . 54; 70 . . . 76) in Gruppen aufgeteilt sind,
  • daß eine erste Gruppe von Kopplern (40, 44, 48, 52; 70, 72) eine zugehörige erste Gruppe von Nebenan­ schlüssen (96 . . . 99) an den Eingang (31) ankop­ pelt,
  • daß eine zweite Gruppe von Kopplern (42; 46, 50, 54; 74, 76) die zugehörige zweite Gruppe von Nebenan­ schlüssen (104 . . . 107) an die Ausgänge (110, 112) ankoppelt, derart, daß ein Nebenanschluß (104, 107) der zweiten Gruppe mit lediglich einem Ausgang (110, 112) verkoppelt ist, und daß die Nebenan­ schlüsse (96 . . . 99; 104 . . . 107) eines jeweiligen Teilnetzwerkes (30; 94; 114) voneinander unab­ hängig sind.
2. Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teilnetzwerk (30; 94; 114) eine dritte Gruppe von Nebenanschlüssen (100 . . . 103) aufweist, die paarweise mittels Übertragungsleitungen miteinan­ der verbunden und von den Nebenanschlüssen der ersten (96, 99) sowie der zweiten Gruppe (104 . . . 107) unabhängig sind, um mittels der dritten Nebenanschlüs­ se (100 . . . 103) Nebenanschlüsse (96 . . . 99; 104 . . . 107) von zu beiden Seiten des Teilnetzwerkes (30; 94; 114) liegenden anderen Teilnetzwerken (30; 94; 114) miteinander zu verbinden.
3. Netzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilnetzwerke (30; 94; 114) Wellenleiter­ richtkoppler (60) und Überkreuzungskoppler (82) auf­ weisen.
4. Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teilnetzwerk (30; 94; 114) aus Wellenleitern (62 . . . 68, 84 . . . 92) in gedruckter Schaltungstechnik und einer leitenden Grundplatte (58) sowie Leiter­ bahnen hergestellt ist, wobei die Grundplatte von den Leiterbahnen durch ein dielektrisches Material (56) getrennt ist.
5. Netzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilnetzwerke (30; 94; 114) aus einer einzigen Schicht von Wellenleitern (62 . . . 68, 84 . . . 92) in gedruck­ ter Schaltungstechnik bestehen und daß sie Wellenleiter­ richtkoppler (60) sowie Überkreuzungskoppler (82), die jeweils drei Querleitungen (88, 90, 92) enthal­ ten, in gedruckter Schaltungstechnik aufweisen.
6. Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nebenanschluß der ersten Gruppe (96 . . . 99) eines Teilnetzwerkes (30; 94; 114) mit einem Nebenanschluß der zweiten Gruppe (104 . . . 107) eines unmittelbar benachbarten Teilnetzwerkes (30; 94; 114) verbunden ist.
7. Netzwerk nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Nebenanschluß der ersten Gruppe (96 . . . 99) eines Teilnetzwerkes (30; 94; 114) über die dritten Nebenanschlüssen (100 . . . 103) von benachbarten Teilnetz­ werken (30; 94; 114) mit einem Nebenanschluß der zweiten Gruppe (104 . . . 107) eines nicht unmittelbar benachbarten Teilnetzwerkes (30; 94; 114) verbun­ den ist.
8. Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenanschlüsse (96 . . . 99; 104 . . . 107; 100 . . . 103) der im Bereich der Enden des Netzwerkes liegenden Teilnetzwerke (30; 94; 114) mit ohmschen Widerstän­ den abgeschlossen sind.
DE19782830855 1977-07-14 1978-07-13 Matrix aus kopplungsnetzwerken und daraus aufgebaute antennenanordnung Granted DE2830855A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/815,617 US4143379A (en) 1977-07-14 1977-07-14 Antenna system having modular coupling network

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DE2830855C2 true DE2830855C2 (de) 1989-06-08

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782830855 Granted DE2830855A1 (de) 1977-07-14 1978-07-13 Matrix aus kopplungsnetzwerken und daraus aufgebaute antennenanordnung

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US (1) US4143379A (de)
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