DE2907369C2 - Antennenanordnung für Schleppflugkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung füV Schleppflugkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Antennen für die Übertragung von Informationen sind in unterschiedlichsten Konstruktionsformen bekannt. Zum Beispiel ist aus der DE-OS 23 47 718 eine Rahmenantenne für die VHF-Fernsehbänder mit zwei zu einem Rahmen zusammengefaßten Metallbändern bekannt, die zwischen sich zwei gegenüberliegende Spalten offen lassen. Dabei ist der geradlinige Abstand zwischen zwei Punkten des Rahmens die auf halbem Wege zwischen den beiden Spalten liegen, kleiner als die halbe Wellenlänge bei der höchsten Frequenz der VHF-Fernsehbänder. Der zweite Späh ist mil einem Widerstand eines solchen bestimmten Wertes überbrückt, daß die Antenne maximal auf Signale anspricht, die aus der Richtung des ersten Spaltes kommen. Da/u weisen die Metallbändcr in der Niihc des /weilen Spaltes Schlitze auf. die zwei verteilte Reaktanzen in Reihe /u dem Widerstand mit bestimmten Werten bilden, clic zusammen mit dem Wert des Widerstandes das Antennendiagramm derart beeinflussen, daß bei allen Frequenzen der VHF-Fernsehbänder eine schwache Hinterkeule und gleichmäßige tiefe Nullstellen in Richtung des zweiten Spaltes vorhanden sind.

Eine andere aus der DE-AS 19 45 850 bekannte Ringantenne besteht aus zwei gebogenen, aus leitende Flächen gebildeten Schenkeln, die jeweils an ihren beiden Enden in Richtung senkrecht zur Ebene der Ringanten-

to nc schmal und in ihrer Mine breit ausgebildet sind. Hierbei sind zwei benachbarte Enden der Schenkel über eine Lastimpedanz verbunden und die diesen gegenüberliegenden Enden dieser Schenkel bilden den Antenneneingang. Die Schenkel sind dabei in ihrer Mitte durch einen Spalt unterbrochen.

Derartige Antennenkonstruktionen sind aber wegen ihrer relativ großen Abmessungen und Massen für Schleppflugkörper ungeeignet. Die Besonderheit beim Einsatz von Schleppflugkörpern liegt darin, daß außerhalb der sirömungsgünstigen Umhüllung keinerlei Bauteile angeordnet sein dürfen, auch keine Antennen. Es ist daher erforderlich, die Antennen für die entsprechenden zwei Frequenzbereiche im Inneren des Flugkörpers anzuordnen. Hierbei liegt der eine Frequenzbereich etwa in der Größenordnung von 200 bis 300 MHz. Die hierfür erforderliche Antenne ist als /ί/2-Dipo! ausgebildet. In einer praktischen Ausführungsform wurde dieser Dipol innerhalb einer strömungsgünstigen Hülle so angeordnet, daß die beiden Enden mit nicht unbeträchtlichem

ω Axialabstand voneinander um 90° versetzt an einem 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 muß verschiebbar sein, um die Anpassung zu erreichen. Eine derartige Aniennenanordnung ist zwar innerhalb der strömungsgünstigen Hülle unterzubringen, erlaubt es aber nicht. Zusatzgeräte um das zentrale Tragrohr anzuordnen.

4n Der zweite Frequenzbereich lisgt in der Größenordnung zwischen 20 und 40 MHz. Für ihn war bislang in bekannten Geraten eine Ringantenne vorgesehen, die an der Innenhaut der Hülle angeklebt war. Dabei ergab sich während des Betriebes die Schwierigkeit, daß beim Zerlegen des Schleppkörpers eine besondere Trennstelle zwischen Antenne und Sender und Empfänger vorgesehen werden mußte, wobei die Trennstelle vorzugsweise am Tragrohr angeordnet wurde.
Aufgabe der Erfindung ist. eine Antennenanordnung für Schleppflugkörper der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine raumsparende Antennenanordnung erhalten wird, die in zwei, etwa eine Größenordnung auseinander liegenden Frequenzbereichen betrieben werden kann. Außerdem sollte die Antenne durch vorteilhafte Ausgestaltung in den Schleppflugkörper leicht ein- und ausbaubar sein.

Diese Aufgabe wird bei einer Antennenanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen

bo Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Untcransprüchcn.

fvinc vorteilhafte Ausgestaltung der Aniennenanordnung besteht in der Anordnung auf einer Scheibe, /.. B.

h^ri als gedruckte Schaltung, die einfach auf das zentrale Tragrohr aufgeschoben ist. wobei die Zuführung und Speisung der ',ntenne (lurch Koaxialkabel vom Sender und l.mpfiinjaT her erfolgt und diese Mauteile aiii einer

'latte des Tragrohres sitzen. Das Koaxialkabel ist nach ibgenommener Hülle des Schleppflugkörpers sehr eicht erreichbar, so daß eine Trennung vorgenommen jnd ein Auswechseln der Antenne erfolgen kann. Daiurch. daß die Antennen für die beiden Frequenzberei- :he in ein einziges Gebilde von Ringform zusammengefaßt sind, das auf der oben erwähnten Scheibe Piatz hat, st 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 zeigt Fig.l 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 B I und SII angedeutet. Die beiden Bereiche sind durch Trennstellen T voneinander getrennt Der Bereich B1 ist für den kürzerwelligen und der Bereich B II für den längerwelligen Frequenzbereich gedacht. Der Bereich B1 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 Λ/4-Leitung oder ein anderes Trennglied vorgesehen werden. Die Frequenzabstimmung für den Bereich B I erfolgt über den Kompensationskondensator Ck und die Kompensationsinduktivität Lk- Die Einspeisung für diesen Frequenzb .reich erfolgt unsymmetrisch beim Punkt A I am 50-Ohm-Punkt des Dipols über einen Serienkondensator Cs- Der Kondensator Cv stellt für den Frequenzbereich SII 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 Twerden etwa an die richtige Stelle bezüglich der Wellenla-ge des Frequenzbereiches B I gelegt, das heißt etwa im Abstand /2/4 von der Zuführung Z aus gesehen. Die Wahl dieser Stelle ist jedoch nicht kritisch, da weite Abstimmungsmöglichkeiten durch den Kondensator Ca. bestehen.

Für den Frequenzbereich B II dient der gesamte Ring als Antenne. Die Abstimmung für diesen Bereich erfolgt durch die Belastungskapazität C/.. Die Ein- und Auskopplung von der für beide Antennenbereiche gemeinsame Zuführung Zher erfolgt über eine Serieninduktivität Ls an den Anzapfungspunkt A II. Dieser Punkt entspricht dem 50-Öhm-Punkt des Ringes. Die Serieninduktivität Ls hat keinen wesentlichen Einfluß auf den Frequenzbereich SII, stellt aber für den Bereich Bl einen hohen induktiven Widerstand dar.

In der praktischen Ausführung kann die Antenncnanordnung aus konzentrierten Schaltglicdern bestehen oder auch als gedruckte Schaltung auf der Scheibe 5 auieebracht 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 Z 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 C_K und Ci. ausgeglichen werden können. Die beiden Frequenzbereiche BI und S II sind unabhängig voneinander in der Frequenz abstimmbar. Es sei noch erwähnt, daß das Strahlungsdiagramm der Antenne die Form eines Runddiagramms in der Antennenebene aufweist.

In der F i g. 2 ist der Einbau der Antennenanordnung in einen Schleppflugkörper I dargestellt. Der Schleppflugkörper 1 besteht in an sich bekannter Weise aus den beiden äußeren Hüllen la und 1Z< die beide an der Grenzstelle X-X zusammengefügt sind Als tragendes 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 Äann beispielsweise ein Bergungsfallschirm untergebracht sein. Ferner sind am hinteren Hüllenteil \b noch die Stabilisierungsflossen dargestellt. Auf der Vorderseite des zentralen Trägerteiles 3 ist die Sende- und

jo Empfangseinrichtung S/E angeordnet Von dieser Sende- und Empfangseinrichtung führt ein Koaxialkabel durch das zentrale Trägerteil 3 hindurch zu einer Steckvorrichtung 6 auf der anderen Seite des zentralen Trägerteils. Auf der der Sende- und Empfangseinrichtung

J5 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 Zhergestellt

Nach Abnehmen der Hüllenteile la bzw. \b ist die Steckvorrichtung 6 leicht zugänglich jnd 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 SchlcppNugkörperhülle angeordneten Bauteilen. Es ist ausreichend, wenn zwischen der Scheibe 5 und dem zentralen Trägerteil 3 bzw. den anderen öauteiicn Platz für die Steckvorrichtung 6 und für konzentrierte Bauteile der Antennenanordnung vorhc-nden ist.

Vor der Sende- und Empfangseinrichtung S/E und hinter der Scheibe 5 ist durch eine strichpunktierte Linie der Raum angedi jtet, der jetzt vollständig für Nutzlast,

bo Sensoren, Rauchpatronen und andere Zusatzgeräte zur Verfügung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Antennenanordnung für Schlcppflugkörper, bestehend aus einem Rahmen mit einem diametral zum Einspeisepunkt angeordneten und mit einer ersten Impedanz abgeschlossenen ersten Spalt und mit einem zweiten und dritten Spalt, die jeweils symmetrisch zum Einspeisepunkt angeordnet sind, und mit einer zweiten und dritten Impedanz abgeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Impedanz zur Frequenzabstimmung im längerwelligen Frequenzbereich (SII) durch eine Belastungskapazität (Ci) gebildet wird und die zweiten und dritten Impedanzen als Bandsperren in dem kürzerwelligen Frequenzbereich (B I) ausgebildet sind, und daß die Länge des geschlossenen Rahmens zwischen zweiten und dritten Spalt auf der Einspeiseseite A/2 vom kürzerwelligen Frequenzbereich (B I) ist, und daß die Einspeisung für beide Frequenzbereiche (Bl, BM) über ein gemeinsames Koaxialkabel (Z) erfolgt, dessen Außenleiter in der Mitte zwischen zweitem und drittem Spalt mit dem Rahmen verbunden ist und dessen Innenleiter über einen Kondensator (Cs) an einen ersten Zapfpunkt (A\) für den kürzerwelligen Frequenzbereich (B I) und über eine Spule (Ls) an einen zweiten Zapfpunkt (A₂) für den längerwelligen Frequenzbereich (B II) erfolgt.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet di-ix'h Ausbildung der Antennenanordnung als gedruckte Schaltung auf einer einem Schleppkörperquerschnitt entsprechenden Scheibe (5).

3. Antennenanordnuny nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Frtquenzabstimmung im kürzerwelligen Frequenzbereich (B I) eine Sericnschaltung von Slindelementen (Ct;, Lk) zwischen dem Verbindungspunki des Außenleiter des Koaxialkabels (Z) mit dem Rahmen und einem weiteren Verbindungspunkt auf dem Rahmen im Bereich des Spannungsknotens geschaltet ist.

4. Antenrienanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (Z) über einen lösbaren Stecker (6) mit der Sende-Empfangseinrichtung (S/E) verbunden ist.