DE2904095A1

DE2904095A1 - Phasengesteuerte feldantenne und phasenschiebereinrichtung

Info

Publication number: DE2904095A1
Application number: DE19792904095
Authority: DE
Inventors: Richard F Frazita
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Priority date: 1978-02-06
Filing date: 1979-02-03
Publication date: 1979-08-09
Also published as: NL187140B; AU518063B2; FR2416563A1; GB2013983A; IT1118333B; US4359740A; AU4160678A; BR7900700A; DE2904095C2; JPS6013603B2; IT7967249A0; NL187140C; SE440297B; JPS54107654A; FR2416563B1; IL56447A; SE7901050L; NL7900932A; GB2013983B; CA1114497A

Description

- 3 Hazeltine Corporation, Greenlawn, New York 11740/USA

Phasengesteuerte Feldantenne und Phasenschiebereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine phasengesteuerte Feldantenne (Array-Antenne), die eine Anzahl von Antennenelementen sowie ein Koppelnetzwerk mit Phasenschiebern aufweist, mittels derer HF-Energiesignale in die Antennenelemente eingespeist werden, sowie eine spezielle Phasenschiebereinrichtung für HF-Signale.

Eines der Kennzeichen der meisten phasengeSteuerten Feldantennensysteme besteht darin, daß wegen der üblicherweise vorgesehenen großen Anzahl von Antennenelementen ein Fehler bei den Signalen, die in ein einzelnes Antennenelement eingespeist werden, nicht zu einer übermäßigen Verringerung der Antennenleistungsfähigkeit führt. Das System fällt deshalb "weich" aus, bzw. läßt langsam in dem. Maße nach, in dem die Antennenelemente ausfallen. Jedoch ist bei Mikrowellenlandesystemen die Richtgenauigkeit des Antennenstrahles besonders kritisch, damit die Winkelbestimmung von Flugzeugen mit Präzision erfolgen kann. In der US-PS 4 041 ist ein phasengesteuertes Feldantennensystem (Array-Antennensystem) beschrieben, das für Mikrowellenlandesysteme verwendbar ist und, verglichen mit bekannten phasengesteuerten Feldantennen, eine verringerte Anzahl aktiver Phasenschieber aufweist. Bei derartigen Antennensystemen, bei denen eine genaue Strahlausrichtung erforderlich ist und bei denen ein einziger Phasenschieber die Signale

909832/0726

-A-

für mehrere . Antennenelemente erzeugt, kann eine Fehlfunktion eines der Phasenschieber eine wesentliche Verringerung der Antennenleistungsfähigkeit,insbesondere bezüglich der Antennenstrahlrichtgenauigkeit/hervorrufen. Entsprechend der bekannten Technik ist es möglich, die Fehlfunktion eines Phasenschiebers mittels einer bei dem Phasenschieber eingebauten Testeinrichtung zu erkennen. Die eingebaute Testeinrichtung ermöglicht ein schnelles und automatisches Erkennen von Phasenschieberfehlfunktionen und versetzt das Bedienungspersonal für das Antennensystem in die Lage, den Austausch der fehlerhaften Komponente vorzusehen. Obwohl die eingebaute Testeinrichtung sicherstellt, daß ein Fehler schnell erkannt wird, ist es immerjioch notwendig, den Betrieb des An tennensy stemes solange zu unterbrechen, bis die fehlerhafte Komponente ersetzt ist, wenn eine genaue Strahlausrichtung aufrechterhalten werden soll. Solche unprogrammgemäßen Systemstilllegungen können besonders bei in Betrieb befindlichen Flughafen teuer und gefährlich sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die eine schädliche Auswirkung einer Phasenschieberfehlfunktion auf die Strahlrichtgenauigkeit einer phasengesteuerten Feldantenne verhindert und es auf diese Weise ermöglicht, daß das Antennensystem in Betrieb bleibt, bis der fehlerhafte Phasenschieber bequem ersetzt werden kann. Ferner soll die erfindungsgemäße Schaltungseinrichtung leicht an bestehende Phasenschieberausführungen anpaßbar und mit verhältnismäßig geringen zusätzlichen Kosten für das Antennensystem einbaubar sein.

909832/0726

Zur Lösung di e=er Aufgabe ist die erfindungsgemäße phasengesteuerte Feldantennen dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Phasenschieber mit Fehlererkennungseinrichtungen zur Erkennung von Fehlfunktionen des jeweiligen Phasenschiebers und zur Erzeugung eines uer Fehlfunktion entsprechenden Ausgangssignales ausgestattet ist und daß für jeden Phasen°chieber und die jeweils zugehörige Fehlererkennungseinrichtung elektrisch gesteuerte, auf das Ausgangssignal der Fehlererkennungseinrichtung ansprechende Schalteinrichtungen vorgesehen sind, durch die die Zufuhr von HF-WeIlenenergiesignalen an Antennenelemente über fenlerhaft arbeitende Phasenschieber unterbrochen ™ird; die erfindungsgemäße Phasenschiebereinrichtung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Erkennung von Fehlfunktionen eines Phasenschiebers und zur Erzeugung eines Ausgangssignales geiaäß der Fehlfunktion eine Fehlererkennungseinrichtung sowie einen Schalter aufweist, der auf das der Fehlfunktion entsprechende Ausgangssignal anspricht und den Durchlaß von HF-Signalen durch die Phasenschiebereinrichtung beim Anzeigen einer Fehlfunktion unterbricht.

Bei einer phasengesteuerten Feidan tenne, die eine Anzahl von Antennenelementen sowie ein Koppelnetzwerk mit Phasenschiebern aufweist, mittels derer Wellenenergiesignale in die Antennenelemente eingespeist werden, ist eine Schaltungseinrichtung vorgesehen, mit der das Einspeisen von Wellenenergiesignalen durch fehlerhaft arbeitende Phasenschieber unterbrochen wird. Die Schaltungsanordnung weist jedem der Phasenschieber zugeordnete Einrichtungen auf, mit denen eine Fehlfunktion erkannt und ein der Fehlfunktion in dem Phasenschieber entsprechendes Ausgangssignal erzeugt wird. Ferner ist

09832/072S

jeder der Phasenschieber mit einem Schalter ausgerüstet, der auf das der Fehlfunktion entsprechende Ausgangssignal anspricht und den Wellenenergieweg durch den fehlerhaften Phasenschieber zu den Antennenelementen unterbricht.

Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Schalter derart verwirklicht sein, daß eine Diode elektrisch quer über einen in Serie mit dem Phasenschieber liegenden Wellenleiter in dem Koppelnetzwerk geschaltet ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Schalter derart implementiert sein, daß die 180 —Schiebereinheit eines mit Dioden aufgebauten Phasenschiebers hierzu verwendet wird. Im letzteren Fall kann die 16O°-3chiebereinheit des mit Dioden aufgebauten Phasenschiebers dadurch als Schalter verwendet werden, daß das in eine der Dioden der 180°-Phasenschiebereinheit eingespeiste Vorspannungssignal,bezogen auf das in die andere Diode eingespeiste Vorspannungssignal,umgekehrte Polarität aufweist. Der Phasenschieber,die Fehlererkcnnungseinrichtung und der Schalter können bequem in einem einzigen Gehäuse angeordnet sein.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von ünteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein phasengesteuertes Feldantennensystem gemäß der Erfindung, in einer schematischen Darstellung,

— 7 —

909832/0726

Fig. 2 einen Phasenschieber und einen Schalter gemäß der Erfindung zur Verwendung in einem Antennensystem nach Fig. 1, in einem Blockschaltbild,

Fig. 3A eine einen Schalter bildende 18O°-Phasenschiebereinheit eines Phasenschiebers gemäß der Erfindung, in einer ausführlichen, schematischen Darstellung,

Fig. 3B eine Ansteuereinrichtung für die 130° Phasenschiebereinheit nach Fig. 3A, in einem Blockschaltbild,

Fig. 4 einen Hochfrequenzschalter für einen Phasenschieber gemäß der Erfindung in einer schematischen Darstellung,

Fig. 5 ein Diagramm einer Phasenfunktion für die Antennenelementgruppen einer Feldantennc nach Fig. 1 und

Fig. 6 ein Diagramm des Phasenfehlers als Funktion des Abtastwinkels bei einem fehlerhaft arbeitenden Phasenschieber der Feldantenne nach Fig. 1.

909832/072S

Fig. 1 veranschaulicht eine phasengesteuerte Feldantenne (Array-Antenne), wie sie in der US-PS 4 041 501 beschrieben ist. Das Antennensystem weist einen Sender 12 auf, der über ein Koppelnetzwerk 14 mit Antennenelementen verbunden ist. Das Koppelnetzwerk 14 enthält eine Anzahl digitaler Phasenschieber 18. Mittels einer in vielen Ausführungsformen bekannten Steuereinheit 34 werden Phasenschieber-Steuersignale erzeugt. Der Ausgang jedes Phasenschiebers 18 ist mit einem zugehörigen Leistungsteiler 16 verbunden, wodurch die Signale jedes der Phasenschieber 18 in zugehörige Antennenelementgruppen 20, 21, 22 etc. eingespeist werden. Die Antennenelementgruppen 20, 21, 22 etc. weisen Paare von Antennenelementen 20a, 20b, 21a, 21b etc. auf. Wellenleiter 30 und 32 verbinden die Elementgruppen 20, 21, 22 etc. untereinander und bewirken, daß die in den Eingang jedes Leistungsteilers 16 eingespeisten Signale auf alle Antennenelemente in jeder Antennenelementgruppe der Feldantenne verteilt werden.

Das in Fig. 1 dargestellte Koppelnetzwerk 30, 32 befähigt die phasengesteuerte Feldantenne, in einen ausgewählten Raumbereich Signale abzustrahlen und die Abstrahlung in andere Raumbereiche zu unterdrücken , wodurch ein großer effektiver Antennenelementabstand möglich ist , ohne daß unerwünschte Nebenzipfel auftreten. Als Folge hiervon kann die Feldantenne eine geringere Anzahl von Phasenschiebern 18 aufweisen, als dies bei bekannten Feldantennen möglich ist, die dieselbe Funktion erbringen. Die in Fig.1 gezeigte Feldantenne 10 beinhaltet acht Phasenschieber 18,

90 9 832/0726

die die Signale in 16 Antennenelemente einspeisen.

Wegen der verringerten Anzahl von Phasenschiebern ist die Feldantenne 10 empfindlicher für Strahlrichtfehler, die aufgrund eines einzelnen, fehlerhaften Phasenschiebers auftreten.

Fig. 5 veranschaulicht die Phasenlage für Antennenelemente für zwei spezielle Strahlrichtwinkel. Eine ideale Phasenfunktion 92 einer Strahllagerichtung ist durch abgestufte Phasenwerte 9 4 der direkt in die Antennenelementgruppen eingespeisten Signale angenähert. Falls einer der Phasenschieber der Feldantenne 10, beispielsweise der der Antennenelementgruppe 2 3 zugeordnete Phasenschieber, fehlerhaft funktioniert und somit bewirkt, daß eine der Phasenschiebereinheiten unwirksam ist, weicht die Phase des in die Antennenelementgruppe 22 eingespeisten Signales von der typischen Treppenfunktion 96 ab und hat anstelle des gev/ünsehten Phasenwertes 97 einen unterschiedlichen Phasenwert 98, der sich von dem gewünschten Phasenwert entsprechend der fehlerhaften Phasenschiebereinheit unterscheidet.

Bei einer anderen Strahllagerichtung, bei der die Feldantenne 10 eine andere ideale Phasenfunktion 100 erfordert, entspricht die Phasenfunktion der in alle Antennenelemente eingespeisten Signale derselben Phasenfunktion, wie sie auch vorliegen würde, falls der zu der Antennenelementgruppe 2 3 zugehörige Phasenschieber nicht fehlerhaft wäre. Dies ergibt sich deshalb, weil der fehlerhafte Phasenschieber denselben Phasenwert 9 aufweist, wie er ihn normalerweise für die Strahllage-

10 -

909832/072B

-IG-

richtung entsprechend der Kurve 100 erzeugt. Auf diese Weise gibt es bei einem Antennenstrahl, der in eine Richtung entsprechend der Kurve 92 abgestrahlt wird, einen Phasenfehler bei dem in die Antennenelementgruppe 23 eingespeisten Signal, wenn der zugehörige Phasenschieber fehlerhaft arbeitet; jedoch gibt es keinen Phasenfehler, wenn die Antenne so gesteuert ist, daß sie in eine Richtung entsprechend der Phasenfunktion 100 strahlt.

Der Phasenfehler von in die Antennenelementgruppe 2 3 eingespeisten Signalen .führt zu einem Winkelrichtfehler des Antennenstrahls. Da, wie durch die Kurve nach Fig. 6 dargestellt, der Phasenfehler selber eine Funktion des Abtastwinkels ist, ist auch der Antennenstrahlungsrichtfehler eine Funktion des Abtastwinkels. Diese Abhängigkeit von den Antennenstrahlungswinkeln erschwert das Finden des Fehlers mit Hilfe eines Monitors in dem Antennenstrahl und es ist nicht möglich, durch eine Verstellung des Systems um einen festen Betrag den Strahlrichtfehler zu korrigieren.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß es besser ist, das Einspeisen von Wellenenergiesignalen in Antennenelemente über einen fehlerhaften Phasenschieber zu unterbrechen anstatt weiterhin Wellenenergiesignale mit fehlerhafter Phase in die Antennenelemente einzuspeisen. Die Vorsorgung von Antennenelementgruppen mit Wellenenergiesignalen, die eine Phase aufweisen, die nur während bestimmter Antennenstrahlungsrichtungen fehlerhaft ist, kann zu.einem mit der Richtung sich ändernden Fehler führen, der nicht durch übliche Korrekturmethoden ausgeglichen werden kann und der bei einem Mikrowellenlandesystem zu Navigations fehlem führt, die extrem gefährlich sein können. Es wurde festgestellt, daß durch

909832/072S - 11 -

die Unterbrechung der Signalvorsorgung für die Antenneneleinentgruppe, die zu einem fehlerhaft arbeitenden Phasenschieber gehört, nur ein sehr kleiner Strahlrichtfehler verbleibt und daß der verbleibende Fehler eine feste Funktion des Strahlungswinkels ist. Zusätzlich ergibt sich ein erträgliches Anwachsen bei den Nebenzipfelamplituden.

Fig. 2 veranschaulicht eine Phasenschieber- und Schalterkombination 18, die in der Feldantenne 10 nach Fig. 1 verwendbar ist. Die Kombination 18 nach Fig. 2 enthält einen 4-Bit Phasenschieber 40, der mit Steuersignalen aus einer Treiber- und Fehlererkennungsschaltung 42 versorgt wird. Der Phasenschieber 40 kann von jeder geeigneten Art sein, üblicherweise sind in Verbindung mit phasengesteuerten Feldantennen, wie sie in Fig. 1 veranschaulicht sind, digitale Dioden- oder Ferritphasenschieber eingesetzt. Die Treiber- und Fehlererkennungsschaltung 42 empfängt von einer Steuereinrichtung 34 logische Signale, die der gewünschten Phase entsprechen, und wandelt diese Signale in geeignete Spannungen und Ströme zum Steuern der HF-Teile des Phasenschiebers um. Entsprechend bekannter Entwurfsgrundsätze enthält die Treiber- und Fehlererkennungsschaltung 42 eine eingebaute Testeinrichtung, die ein Ausgangssignal erzeugt, falls der jeweilige Phasenschieber nicht richtig arbeitet. Die Testeinrichtung erkennt vorzugsweise Fehler in den Logik- und Stromversorgungsteilen der Treiberschaltung sowie Fehler üer Treiberschaltung beim zweckentsDrechendrn Ansteuern des Phasenschiebers. Wenn der Phasenschieber mit Ferriten aufgebaut ist, wobei auf einem Draht ein Strom eingeprägt ist, der aurch seinen Magnetismus den Zustand des Ferritmaterials des Phasenschiebers

- 12 -

909832/0728

ändert, weist die eingebaute Testeinrichtung auch vorteilhafterweise eine Fühleinrichtung auf, die auf Flußänderungen in dem Ferritmaterial anspricht und eine Anzeige für die richtige Arbeitsweise des Ferritteils des Phasenschiebers liefert. Wenn der Phasenschieber mit Dioden aufgebaut ist, so enthält die eingebaute Testeinrichtung vorzugsweise Schaltungen, die erkennen, ob die richtigen Spannungen und Ströme zum Vorspannen der Dioden des Phasenschiebers durch die Treiberschaltung erzeugt werden. Diese Spannungen und Ströme haben nicht die richtige Höhe, falls die Dioden fehlerhaft arbeiten. Die eingebaute.Testeinrichtung arbeitet üblicherweise während Zeitintervallen, zu denen die Antenne nicht sendet, und überprüft die Antwort des Phasenschiebers auf simulierte Phasensteuersignale. Gewöhnlich erzeugt die eingebaute Testeinrichtung ein einzelnes logisches Ausgangssignal, das anzeigt, daß in der Treiberschaltung oder in den Komponenten des Phasenschiebers eine Fehlfunktion aufgetreten ist. Dieses Ausgangssignal kann an eine Bedienkonsole weitergeleitet werden, um dort eine Sichtanzeige der Fehlfunktion zu erzeugen. Bei der neuen Schaltungseinrichtung wird dieses die Fehlfunktion anzeigende Signal auch in eine Treiberschaltung 46 eingespeist, die einen HF-Schalter 44 betätigt.-Abhängig von einem solchen Signal öffnet der HF-Schalter 44 die Eingangswellenleitung zu einem Phasenschieber 40, so daß die in einen Eingangsanschluß 36 eingespeisten HF-Signale nicht zu einem Ausgangsanschluß 48 gelangen können.

Der HF-Schalter 44 kann auch an der Ausgangsseite des Phasenschiebers 40 angeordnet sein. Wenn jedoch der HF-Schalter 44 so aufgebaut ist, daß er ankommende HF-Signale reflektiert, kann es günstig sein, den HF-Schalter an

- 13 909832/072B

der Eingangsseite des Phasenschiebers 40 anzuordnen, so daß nicht etwa durch den geöffneten HF-Schalter 44 hervorgerufene stehende Wellen schädlich auf die Komponenten des Phasenschiebers 40 einwirken.

Fig. 3A veranschaulicht ein geeignetes Ausführungsbeispiel, bei dem der Phasenschieber ein Diodenphasenschieber ist, der eine 13O°-Phasenschiebereinheit 48 aufweist. Die Schaltung nach Fig. 3A enthält einen Eingangs-HF-Wellenleiter 50 sowie einen Ausgangswellenleiter 52, die mit den voneinander isolierten Anschlüssen eines 3-dB-Kopplers 54 verbunden sind. Die anderen Anschlüsse des Kopplers 5 4 sind mit Kurzschlüssen 60 und 62 abgeschlossen. Wellenleiter 56 und 58, die eine viertel Wellenlänge aufweisen, verbinden die Kurzschlüsse 60 und 62 mit Dioden 64 und 66. Serienschaltungen aus den Dioden 6 4 und 66 mit Kondensatoren 70 und 72 sind jeweils zwischen den Wellenleitern 56, 58 und Masse angeordnet. Wenn aufgrund einer an Steueranschlüsse 78 und 80 angelegten Sperrspannung die Dioden 64 und 66 im nichtleitenden Zustand sind, werden die in den Eingangswellenleiter 50 eingespeisten HF-Signale von den Kurzschlüssen 60 und 62 reflektiert und zu dem Ausgangswellenleiter 52 übertragen. Wenn hingegen die an den Dioden 64 und 66 anliegende Vorspannung in Durchlaßrichtung gepolt ist, sind die Dioden 64, 66 leitend und wirken als Kurzschluß für die Wellenleiter 56 und 58, wobei diese Kurzschlußstelle um eine viertel Wellenlänge näher an dem Koppler 54 liegt. Auf diese Weise durchlaufen die HF-Signale, die von der Eingangswellenleitung 50 auf die Ausgangswellenleitung 52 übertragen werden, eine Strecke, die eine halbe Wellenlänge kürzer ist, wodurch sie eine 160° Phasendrehung erfahren. Das

- 14 -

909832/0728

Einkoppeln von HF-Signalen in die Steueranschlüsse 78 und 80 wird mittels Induktivitäten 74 und 76 verhindert.

Gemäß der neuen Schaltungsanordnung ist es möglich, den 180- Phasenschieber 48 eines mit Dioden aufgebauten Phasenschiebers nach Fig. 3A für die erforderliche Schaltfunktion der neuen Schaltungsanordnung zu verwenden. Diese Sehaltfunktion kann dadurch erreicht werden, daß die Steueranschlüsse 78, 80 mit jeweils umgekehrter Polarität vorgespannt werden, so daß eine Diode in Durchlaßrichtung und die andere Diode in S^perrichtung vorgespannt ist. Hierdurch wird erreicht, daß die reflektierten Hochfrequenzsignale eine ungleiche Phasenlage aufweisen, wodurch das Eingangs-HF-Signal auf den Wellenleiter 50 in denselben zurückreflektiert wird. Auf diese Weise kann die 180°-Phasenschiebereinheit 48 auch als Schalter verwendet werden. Bei dieser Betriebsweise ist es notwendig, für die Steueranschlüsse 78, 80 getrennte Treiberschaltungen vorzusehen, wie in Fig. 3B veranschaulicht. Ein offentsichtlicher Nachteil dieses Ausführungsbeispieles besteht darin, daß zur Erkennung einer Fehlfunktion in der 130°-Phasenschiebereinheit 48 anspruchsvollere Schaltungen sowie getrennte, eingebaute Testeinrichtungen für die Dioden 6 4 und und die zugehörigen Treiber erforderlich sind um sicherzustellen, daß keine HF-Signale durch die Phasenschieber gelangen, falls eine Fehlfunktion auftritt.

In Fig. 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines für die neue Schaltungsanordnung erforderlichen Schalters dargestellt. Der Schalter 44 ist ein verhältnismäßig

- 15 -

S09832/0726

einfacher Diodenschalter, bei dem eine Diode 84 zwischen einem Wellenleiter 82 und Masse geschaltet ist. Eine Vorspannung in Durchlaßrichtung der Diode 34 bewirkt, daß die Diode für die HF-Signale auf den Wellenleiter 82 einen Kurzschluß nach Masse ergibt. Wenn die Diode 84 über einen Anschluß 90 in Sperrichtung vorgespannt ist, stellt diese eine offene Schaltverbindung zwischen dem Wellenleiter 82 und Masse dar, womit HF-Signale vorbeigelangen können. Ein Kondensator 86 sowie eine Induktivität 88 verhindern eine Interferenz der HF mit den Schaltungen für die Vorspannungserzeugung.

Es ist auch möglich, weitere Modifikationen an speziellen Komponenten, die in der Schalter-Phasenschieberkombination 18 nach Fig. 2 verwendet sind/ zu machen. Bei bestimmten Anwendungen, beispielsweise wenn eine hohe Sendeleistung vorliegt, kann es notwendig oder zweckmäßig sein, mit Ferriten aufgebaute Schalter einzusetzen oder einen Schalter zu verwenden, der derart mit einem Abschluß versehen ist, daß Eingangssignale nicht in den Sender zurückreflektiert v/erden.

Bekanntlich sind die Antennen nach Fig. 1 umkehrbar und können ebenso zum Empfangen von Signalen verwendet werden wie zum Senden, vorausgesetzt, daß eine geeignete Anordnung der Phasenschieber vorgesehen'ist. Bestimmte Phasenschieber sind jedoch, wie Phasenschieber aus Ferriten,aufgrund ihrer Natur nicht umkehrbar und erfordern für den Empfangsbetrieb andere Steuersignale als sie für den Sendebetrieb verwendet werden. Nichtsdestoweniger betrifft die neue Schaltungsanordnung die Trennung einer Phasenschieberschaltung von dem Sender oder Empfänger falls der Phasenschieber fehlerhaft arbeitet, und sie ist ebenso auf Empfang- wie auch auf Sendeantennensysteme anwendbar. Die durch die

909832/0726

- 16 -

Signalflußunterbrechung durch fehlerhafte Phasenschieber erzielten Vorteile gelten, soweit sie die 3trahlrichtunqsgenauigkeit verbessern, in gleicher Weise ebenso für Empfangsantennen.

909832/0726

Leerseite

Claims

290A095

Patentanwälte i)ipl.-lng. W. Scherrmann Dr.-lng.R.Rüger

7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3, Postfach
2. Februar 1979 Telefon

Stuttgart (0711) 356539

PA 44 bawa 359519

Telex 07 256610 smru

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Patentansprüche

j Λ JPhasengesteuerte Feldantenne (Array-Antenne) die eine Anzahl von Antennenelementen sowie ein Koppelnetzwerk mit Phasenschiebern aufweist, mittels derer HF-Wellenenergiesignale in die Antennenelemente eingespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Phasenschieber (18) mit Fehlererkennungseinrichtungen (42) zur Erkennung von Fehlfunktionen des jeweiligen Phasenschiebers (18) und zur Erzeugung eines der Fehlfunktion entsprechenden Ausgangssignales ausgestattet ist, und daß für jeden Phasenschieber (18) und die jeweils zugehörige Fehlererkennungseinrichtung (42) elektrisch gesteuerte, auf das Ausgangssignal der Fehlererkennungseinrichtung (42) ansprechende Schalteinrichtungen (44, 48) vorgesehen sind, durch die die Zufuhr von HF-Wellenenergiesignalen zu Antennenelementen (20a, 20b, 21a, 21b etc.) über fehlerhaft arbeitende Phasenschieber (18) unterbrochen wird.

2. Feldantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (44) jeweils in Serie in den HF-Signalweg der Phasenschieber (18) geschaltet ist.
3. Feldantenne nach Anspruch 2_t dadurch gekennzeichnet, daß jeder Phasenschieber (18) einen Eingangswellenleiter (50) und einen Ausgangswellenleiter (52) aufweist und daß die Schalteinrichtung (44) eine Diode

(84) enthält, die elektrisch quer zu einem Wellenleiter (82) angeordnet ist.

809832/0728 - 2 -
4. Felüantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Phasenschieber (18) ein mit Dioden aufgebauter Phasenschieber (13) ist, der eine 180°- Phasenschiebereinheit (48) mit einer ersten (64) und einer zweiten (66), Wellenenergiesignale reflektierenden Diode aufweist und daß die Schalteinrichtung (44) eine Kombination aus der 180°-Phasenschiebereinheit (40) mit einer Ansteuereinrichtung (46) für die erste (64) und die zweite (66) reflektierende Diode enthält, durch die die Dioden (64, 66) während der Dauer eines Ausgangssignales aus der zugehörigen Fehlererkennungseinrichtung (42) aufgrund einer Piiasenschieberfehlfunktion in jeweils voneinander unterschiedliche Leitzustände gebracht werden.
5. Phasenschiebereinrichtung für HF-Signale, insbesondere für eine Feldantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Erkennung von Fehlfunktionen eines Phasenschiebers (18) und zur Erzeugung eines Ausgangssignales gemäß der Fehlfunktion eine Fehlererkennungseinrichtung (42) sowie einen Schalter (44) aufweist, der auf das der Fehlfunktion entsprechende Ausgangssignal anspricht- und den Durchgang von HF-Signalen durch die Phasenschiebereinrichtung (18) beim Anzeigen einer Fehlfunktion unterbricht.
6. Phasenschiebereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (44) in Serie mit dem HF-Teil (40) der Phasenschiebereinrichtung (18) geschaltet ist.

9 09832/0728