DE2907369A1

DE2907369A1 - Antennenanordnung fuer schleppflugkoerper

Info

Publication number: DE2907369A1
Application number: DE19792907369
Authority: DE
Inventors: Harald Braubach
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Priority date: 1979-02-24
Filing date: 1979-02-24
Publication date: 1980-08-28
Also published as: DE2907369C2

Description

Antenne
für Schl Die Erfindung betrifft eine Antennenausbildung für Schleppflugkörper.
Schleppflugkörper werden in grosser Stückzahl eingesetzt, um z.B. Ziele für Ubungsschiessen in der Alilitärluftfahrt darzustellen. Dabei sollen diese Ziele nicht nur für Luft-Luft-Bekämpfung sondern auch für Boden-Luft-Bekämpfung einsetzbar sein. Es genügt nicht, derartige geschleppte Ziele nach einem Einsatz zu bergen und eventuell erzielte Treffer nachträglich allein aufgrund ihrer Anzahl festzustellen. Vielmehr wird angestrebt, sofort während des Schiessens die genaue Ablage der Treffer zu ermitteln und dabei auch in kurzer Distanz vorbeifliegende Geschosse als Treffer zu erkennen und dem Beobachter zu übermitteln. Solche Trefferanzeigegeräte sind an sich in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, z.B. arbeiten sie nach dem Doppler-Radar-Prinzip oder auch nach akustischem Prinzip. In den Schleppkörpern sind auch Zusatzgeräte eingebaut, wie etwa Rauchpatronen, Kappvorrichtungen für das Schleppseil und Auslösevorrichtungen für den Bergungsfallschirm. All diese Zusatzgeräte werden durch Fernsteuerung drahtlos betätigt.
Es ergibt sich also die Aufgabe, einerseits Signale vom Schleppflugkörper zur Beobachtungsstation drahtlos zu übertragen und andererseits Kommandos von der Bodenstation in umgekehrter Richtung zum Schleppkörper zu übertragen. Damit sich diese Signale nicht störend beeinflussen, werden in der Praxis zwei weit auseinanderliegende Frequenzbereiche hierfür verwendet. Die Frequenzbereiche unterscheiden sich etwa um eine Grössenordnung.
Eine Besonderheit beim Einsatz der Schleppflugkörper liegt darin, dass ausserhalb der strömungsgünstigen Umhüllung keinerlei Bauteile angeordnet sein dürfen, auch keine Antennen. Man ist daher gezwungen, die Antennen für die obengenannten beiden Frequenzbereiche im Innern des Flugkörpers unterzubringen. In der Praxis liegt der eine Frequenzbereich etwa in der Grössenordnung von 200 - 300 MHz. Die hierfür erforderliche Antenne ist als - Di-2 pol ausgebildet. In einer praktischen Ausführungsform wurde dieser Dipol so angeordnet, dass die beiden Endstellen mit nicht unbeträchtlichem Axialabstand voneinander um 900 versetzt am zentralen Tragrohr radial abstehend angeordnet sind. Die äusseren Enden dieser Teile sind an einer mittleren Stelle des Tragrohres zusammengeführt.
Die Einspeisung erfolgt an einem dieser radialen Schenkel. Diese Stelle musste verschiebbar sein, um die Anpassung zu erreichen. Eine derartige Antennenanordnung ist zwar innerhalb der strömungsgünstigen Hülle unterzubringen, erlaubt es aber nicht mehr, Zusatzgeräte, wie sie jetzt gefordert werden, oder Zusatzgeräte grösserer Anzahl um das zentrale Tragrohr herum anzuordnen.
Der obengenannte zweite Frequenzbereich liegt in der Praxis in der Grössenordnung zwischen 20 und 40 MHz. Für ihn war bislang in bekannten Geräten eine Ringantenne vorgesehen, die durch Klebung an der Innenhaut der Hülle befestigt war. Dabei ergab sich im Betrieb die Schwierigkeit, dass beim Zerlegen des Schleppkörpers eine besondere Trennstelle zwischen Antenne und Sender bzw. Empfänger vorgesehen werden musste, wobei diese Trennstelle vorzugsweise am Tragrohr angeordnet wurde.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine neue Antennenanordnung für Schleppflugkörper zu finden, die es erlaubte, ohne Beeinträchtigung des Sende- und Empfangsbetriebes in den beiden Frequenzbereichen genügend Raum innerhalb des Schleppkörpers zu gewinnen, um weitere Zusatzgeräte unterzubringen, und die ohne grosse Schwierigkeiten beim Zerlegen und Zusammensetzen der Schleppflugkörper ausgebaut werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass a) für den längerwelligen Bereich eine Ringantenne mit Frequenzabstimmung an einer der für beide Bereiche gemeinsamen Zuführung im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Stelle vorgesehen ist, b) der kürzerwellige Bereich durch elektrisch wirkende Sperren in der Art eines Dipols als Teil aus der Ringantenne abgetrennt ist, dessen Frequenzabstimmung in der Nähe der Zuführung erfolgt, und c) die Einspeisung für die beiden Bereiche von der gemeinsamen Zuführung her über Frequenzweichen an getrennten Stellen erfolgt.
Diese Antennenanordnung lässt sich leicht auf eine Scheibe z.B. als gedruckte Schaltung aufbringen und diese Scheibe ohne Schwierigkeit auf das zentrale Tragrohr aufschieben, wobei die Zuführung bzw. die Speisung der Antenne durch Koaxialkabel vom Sender bzw. Empfänger her erfolgt und diese Bauteile auf einer Platte des Tragrohres sitzen. Das Koaxialkabel ist nach abgenommener Hülle des Schleppflugkörpers sehr leicht erreichbar, so dass eine Trennung vorgenommen und ein Auswechseln der Antenne erfolgen kann. Dadurch, dass die Antennen für die beiden Frequenzbereiche in ein einziges Gebilde von Ringform zusammengefasst sind, das auf der oben erwähnten Scheibe Platz hat, ist ein erheblicher Gewinn an Raum innerhalb des Flugkörpers erzielbar. Die Scheibe kann in verhältnismässig kurzem Abstand zwischen Bauteile eingefügt werden, die auf dem oder um das Tragrohr herum liegend angeordnet sind. Es genügt, wenn der Abstand es erlaubt, einzelne Bauteile wie Kondensatoren und dergleichen aufzulöten.
Hierfür genügen praktisch wenige Zentimeter Abstand.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend anhand der Zeichnung erläutert: Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltung der Antennenanordnung, Fig. 2 den konstruktiven Aufbau der Antennenanordnung in einem Schleppkörper.
In der Fig. 1 ist das Schaltbild für die Antennenanordnung dargestellt. Auf einer gestrichelt angedeuteten Scheibe 5, die hier Kreisform aufweist, ist die Schaltung angeordnet. Man erkennt eine Ringantenne mit Zuführung Z durch ein Koaxialkabel. Für die Ringantenne sind die beiden Antennen- bzw. Frequenzbereiche BI und BII angedeutet. Die beiden Bereiche sind durch Trennstellen T voneinnander getrennt. Der Bereich BI ist für den kürzeren und der Bereich BII für den längeren Wellenbereich gedacht.
Der Bereich BI wirkt als Dipol zwischen den Trennstellen T. Diese Trennstelle T ist hier z.B. als Bandsperre für den Frequenzbereich BI ausgebildet und stellt daher einen grossen Widerstand für diese Frequenz dar. Anstatt einer Bandsperre kann auch eine kurzgeschlossene A /4-Leitung oder ein anderes Trennglied vorgesehen werden. Die Frequenzabstimmung für den Bereich BI erfolgt über den Kompensationskondensator CK und die Kompensationsinduktivität LK Die Einspeisung für diesen Frequenzbereich erfolgt unsymmetrisch beim Punkt AI am 50-Ohm-Punkt des Dipols über einen Serienkondensator C5. Der Kondensator C5 stellt für den Frequenzbereich BII einen hohen kapazitiven Widerstand dar. Da der Strahlungswiderstand in einem Bereich unterhalb und oberhalb von der Resonanzfrequenz konstant bleibt, kann man, ohne die Anpassung zu verschlechtern, die Resonanzstelle durch externe Variation der Blindwiderstände CK und LK verschieben.
Die Trennstellen T werden vorteilhafterweise etwa an die richtige Stelle bezüglich der Wellenlänge des Frequenzbereiches BI gelegt, das heisst etwa im Abstand A /4 von der Zuführung Z aus gesehen. Die Wahl dieser Stelle ist jedoch nicht kritisch, da weite Abstimmungsmöglichkeiten durch den Kondensator CK bestehen.
Für den Frequenzbereich BII dient der gesamte Ring als Antenne. Die Abstimmung für diesen Bereich erfolgt durch die Belastungskapazität CL. Die Ein- und Auskoppelung von der für beide Antennenbereiche gemeinsamen Zuführung Z her erfolgt über eine Serieninduktivität L5 und den Anzapfungspunkt AII. Dieser Punkt entspricht dem 50-Ohm-Punkt des Ringes. Die Serieninduktivität L5 hat keinen wesentlichen Einfluss auf den Frequenzbereich BII, stellt aber für den Bereich BI einen hohen induktiven Widerstand dar.
In der praktischen Ausführung kann die Antennenanordnung aus konzentrierten Schaltgliedern bestehen oder auch als gedruckte Schaltung auf der Scheibe 5 aufgebracht sein.
Diese Scheibe 5 entspricht dem Querschnitt eines Schleppflugkörpers. Auch die einzelnen kapazitiven oder induktiven Bauteile können aus konzentrierten Bauteilen bestehen oder in gedruckter Form auf die Scheibe 5 aufgebracht sein.
Im Zentrum der Scheibe 5 ist hier gestrichelt angedeutet ein Loch 2, durch welches bei der Montage z.B. ein Trägerrohr des Schleppkörperaufbaues hindurchgesteckt werden kann. Dieses Trägerrohr oder auch andere hier durchgesteckte Bauteile können durchaus eine metallische Störung darstellen, wobei diese Störung jedoch ohne grossen Einfluß auf die Antennenanordnung bleibt, da sie leicht durch die Abstimmglieder CK und CL ausgleichbar sind. Die beiden Frequenzbereiche BI und BII sind unabhängig voneinander in der Frequenz abstimmbar. Es sei noch erwähnt, daß das Stahlungsdiagramm der Antenne die Form eines Runddiagramms in der Antennenebene aufweist.
In der Fig. 2 ist der Einbau der Antennenanordnung in einen Schleppflugkörper 1 dargestellt. Der Schleppflugkörper 1 besteht in an sich bekannter Weise aus den beiden äusseren Hüllen 1a und Ab, die beide an der Grenzstelle X-X zusammengefügt sind. Als tragender Bauteil für den gesamten Schleppflugkörper ist ein Rohr 2 vorgesehen, das an seinem vorderen Ende ein zentrales Träger-und Montageteil 3 trägt. Im Trägerrohr 2 kann beispielsweise ein Bergungsfallschirm untergebracht sein. Ferner sind am hinteren Hüllenteil ib noch die Stabilisierungsflossen angedeutet. Auf der Vorderseite des zentralen Trägerteiles 3 ist die Sende- und Empfangseinrichtung S/E angeordnet. Von dieser Sende- und Empfangseinrichtung führt ein angedeutetes Koaxialkabel durch das zentrale Trägerteil 3 hindurch zu einer Steckvorrichtung 6 auf der anderen Seite des zentralen Trägerteils. Auf der der Sende- und Empfangseinrichtung abgewandten Seite des zentralen Trägerteils 3 ist auf Distanzhaltern 4 eine Scheibe 5 befestigt, auf der die Antennenanordnung in der oben beschriebenen Weise aufgebracht ist. Einige konzentrierte Bauteile, z.B. die Kompensationskapazität CK sind in der Zeichnung angedeutet. Die Verbindung zwischen der Antennenanordnung und dem Koaxialkabel wird von der Steckvorrichtung 6 aus über eine ebenfalls als Koaxialkabel ausgebildete Zuführung Z hergestellt.
Nach Abnehmen der Hüllenteile la bzw. ib ist die Steckvorrichtung 6 leicht zugänglich und lösbar. Die Antennenanordnung mit der Scheibe 5 kann daher sehr leicht ausgewechselt werden oder an ihr eine Abstimmung korrigiert werden Die Scheibe 5 ist in verhältnismässig geringem Abstand von dem zentralen Trägerteil 3 angeordnet. Ebenso gering ist der Abstand zu weiteren innerhalb der Schleppflugkörperhülle angeordneten Bauteilen. Es ist ausreichend, wenn zwischen der Scheibe 5 und den zentralen Trägerteil 3 bzw. den anderen Bauteilen Platz für die Steckvorrichtung 6 und für konzentrierte Bauteile der Antennenanordnung vorhanden ist.
Vor der Sende- und Empfangs einrichtung S/E und hinter der Scheibe 5 ist durch eine strichpunktierte Linie der Raum angedeutet, der jetzt vollständig für Nutzlast, Sensoren, Rauchpatronen und andere Zusatzgeräte zur Verfügung steht.

Claims

Patentansprüche: 9 Antennenanordnung für Schleppflugkörper mit zwei um etwa eine Grössenordnung auseinanderliegenden Frequenzbereichen, dadurch gekennzeichnet, dass a) für den langerwelligen Bereich (BII) eine Ringantenne mit Frequenzabstimmung an einer der für beide Frequenzbereiche gemeinsamen Zuführung (Z) im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Stelle vorgesehen ist, b) der kürzerwellige Bereich (BI) durch elektrisch wirkende Sperren (T) in der Art eines Dipols als Teil aus der Ringantenne abgetrennt ist, dessen Frequenzabstimmung in der Nähe der Zuführung (Z) erfolgt, und c) die Einspeisung für die beiden Bereiche (BI, BII) von der gemeinsamen Zuführung (Z) her über Frequenzweichen (cis, L5) an getrennten Stellen (AI, AII) erfolgt.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstellen (T) jeweils im Abstand (t /4) des kurzwelligeren Bereichs (BI) von der Zuführung (Z) angeordnet sind.
3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstellen (T) als Bandsperren ausgebildet sind.
4. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstellen (T) als kurzgeschlossene A/4-Leitungen des kürzerwelligen Bereichs (BI) ausgebildet sind.
5. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Ausbildung der Antennenanordnung als gedruckte Schaltung auf einer einem Schleppkörperquerschnitt entsprechenden Scheibe (5).
6. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Frequenzabstimmung im längerwelligen Bereich (BII) eine Belastungskapazität (CL) vorgesehen ist.
7. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,-dass zur Frequenzabstimmung im kürzerwelligen Bereich (BI) Blindleitwerte (CK, LK) im Bereich des Spannungsknotens vorgesehen sind.
8. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung (Z) über einen lösbaren Stecker (6) mit der Sende-Empfangseinrichtung (S/E) verbunden ist.