DE2945830A1

DE2945830A1 - Antennensystem

Info

Publication number: DE2945830A1
Application number: DE19792945830
Authority: DE
Inventors: Charles Webster Westerman
Original assignee: Ford Aerospace and Communications Corp
Current assignee: Space Systems Loral LLC
Priority date: 1978-11-14
Filing date: 1979-11-13
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2945830C2; CA1110761A; GB2037084A; GB2037084B; US4196436A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. Curt Wallach

Dipl.-Ing. Günther Koch

-η Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 1 3. NOV. 1979

Unser Zeichen: 16 668 H/Vu

7ord Aerospace & Communications Corp.,

Mich., USA

Antennensystem

Die Erfindung betrifft ein Antennensystem und n&herhin
eine Antennenkonfiguration, bei welcher die Strahlungscharakteristik bsw. das Strahlungsdiagramm des Antennenstrahls in bestimmter Weise geformt ist.

Die künstliche Strahlsch&rfung ist bekannt; sie eignet
sich sur Anwendung in Verbindung mit eine 7reund-/7eind-Identifisierung ermöglichenden 177 ("Identification
Triend or 7oe^M) Abfrageantennen sowie in Peilsystemen.
Die Strahlschärfung ist ein Versuch tür genauen Eontrolle und Definierung des Luftraumrolumens, in welchem 71ugseuge abgefragt werden. Durch künstliche Schirfung von
Strahlcharakterietiken lassen sich daher Mehrdeutigkeiten in Peilsystemen sowie die nachfolgend beschriebene Erscheinung des Hinterkeulen-"punch through" in den genannten 7reund-/7eind-Identifikations-I77-Systemen eliminieren.

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Ein bekanntes Verfahren sur künstlichen Strahlschirfnng beruht auf eine« Vergleich der beiden Signalpegel, die gleichseitig an den Sussien- und Differenz-Anschlüssen eines Qjrbridkopplers in einer sur Erzeugung ron Suuen- und Differensstrahlen geeigneten Intennenanordnung auftreten. Ein brauchbares Ansprechrerhalten tritt nur auf, wenn die Signalverarbeitung innerhalb der Abfrage-EBpflngereinheit angibt, daB der Susaenstrahl-Antennengewinn ("Susi beasi gain") den Differenz strahl^Antennengewinn um einen als Seiten- bsw. Kebenlappen-Unterdrückungapegel beseichneten rorgegebenen Betrag überschreitet. Signalpegelrergleiche, welche dieses. Xriteriu· nicht genügen, werden rerworfen. In einer richtig ausgelegten UF-Antenne ist in de· gewünschten Abfragebereich der Suaaenstrahl-Antennengewinn grSBer, und umgekehrt überall sonst aufierhalb dieses gewünschten Abfragebereiche der Differensstrahl-Antennengewinn grSfier. Sobald die Sumenstrshl-Seitenbsw. -Vebenlappen oder die Sumaenstrahl-Hinterkeulen die Bifferensstrahl-Seiten- bsw· -Vebenlappen oder die Sifferensstrahl-Hinterkeulen um einen Wert übersteigen, der gröler als das genannte Seiten- bsw. Iebenlappen-tbiterdruckungsTerhlltnie ist, wi*i dieser Zustand als "punch through"*bezeichnet, der eine Abfrage in unerwünschten Sichtungen sullAt.

Dieser "punch through" IiBt sich rerrimgem, indes man den Seiten- bsw. lebenlappen-ünterdrückungspegel erhfht, der innerhalb der Abfrage-Xsrpftngereinheit einstellbar ist; jedoch wird hierdurch auch das bemachbart des Seheitelwert des Sasaenstrahle abfragbare LuftrausiToluBien Terringert, wedurch dieser AbhilfeaaB&afeae eine eremse gesetst ist. Urne weitere lerabsetsuag des "punch through" *) (Durchstoß-Zustand)

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BAD ORIGINAL

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konnte durch entsprechende Formgebung der Γϊιιμιτι und Ilfferems-Jtatennencharakterlstlken erreicht werden·

Hlnterkeulen-*punch through" ist ein Immanritiminiaii Problem hei der abgeglichenen, iij—ntrlachen Anordnuagsgeometrle gewesen» wie sie für die gebräuchlichen IFF-Abfrageentennen üblich ist, infolge der Vorwärts- und Bückwirts-Sjmmetrle der Mfferenscliax^teristik-lullstellen. Die bekannten Versuche sur Losung dieses Problems gingen in Biehtung einer Eonstruktionsabwandlung, welche die rfickwirtige Sullatelle der Mfferenscharakteristlk anffüllt oder -verschiebt, ohne die Yorwärts-Sullstelle ernsthaft «u stören.

Sin bekannter Versuch sur Sliainierung τοη rückwarte gerlchtetesi "punch through" sieht die Verwendung einer genügend grollen Anordnung Tor, us die rückwärts gerichtete Strahlung unter -50 dB relativ bezüglich der Torwarts gerichteten Strahlung su verringern, und swar sowohl as Sussten- wie «a IHfferenseingang bsw. -kanal des Suaauttions-Vierkanal-QTbridkopplers. Meser LSsungSTersuch hat den VachtedH, daß er su einer ubersa&ig groBen Anordnung fuhrt. Sin anderer bekannter LoeuBgerersuch sur Eüainierung von rückwarte gerichtetem "punch through" verwendet nach der finekseite der Anordnung gerichtete Hilfsstrahler sur Verschiebung des Vull-Sereichs der Differenscharakteristlk in die Rückwartsrichtung. £in· Anordnung mit derartigen BUf sstrahlern ist sehr schwer su optimieren, da es sich hierbei gewissermaßen um eine Flickarbelt mit drei Strahlungsouellen handelt, statt um eine fundamentale £5sung des Problems.

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Es besteht daher ein Bedürfale nach einer Strahlechärfung, welche das alt de· Hinterkeulen-"punch through" in Zusammenhang stehende Problem grundsätzlich löst, ohne auf rein empirisches Herumprobieren auszuweichen oder übermäßige Selten- bzw. Hebenlappen-Ünterdrückungspegel in Kauf nehmen zu müssen. Die Schaffung einer derartigen Strahlscharfung ist die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung·

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1,7 und 9 angegebenen Kittel und Maßnahmen gelost; bevorzugte Aus- ! gestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 6, 8 und 10 bis 12.

Durch die Erfindung lassen sich rückwärtige "punch throughⁿ-Frobleme eliminieren und es läßt sich ein vollständig unidirektional gerichteter "künstlich geschärfter" Sichtstrahl ohne Hinterkeulen- oder Seiten- bzw. Nebenlappen- "punch through" erzeugen. Ein erfindungsgemäßes Antennensystem gestattet bei Verwendung in Verbindung mit einem herkömmlichen Standard-Vierkanal-Hybridkoppler den Empfang von Signalen längs der Vorwärtsachse unter Ausschaltung jeglicher Signale von den Hinter- oder Seitenlappen. Durch die Erfindung wird somit der bei den bekannten Antennensystemen dieses Typs auftretende Hinterkeulen-Empfang vermieden. '

Nach der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das erfindungsgemäße Antennensystem zwei Antennenanordnungen, bzw. -gruppen auf, deren jede jeweils ein Paar von Strahlervorrichtungen mit Abständen gemäß einer von zwei verschiedenen Beziehungen aufweist. Der Abstand der

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Strahlervorrichtung in der einen Antennenanordnung bzw. -gruppe wird durch die Besiehung \ (0,25 - x) beatimmt, der Abatand in der anderen Antennenanordnung biw. -gruppe durch die Beziehung A (0,25 + x), worin X die Wellenlänge eines der Antenne zugeführten Signals und χ der Unterschied der Abstände der Strahlervorrichtungen in Wellenlängen bedeuten. Sie erste Beziehung ergibt eine Antennenanordnung von allgemein nieren- bzw. herzförmiger Strahlungscharakteristik mit einer Hinterkeule positiver Phase. Die zweite Beziehung ergibt eine Antennenanordnung von gleichfalls im wesentlichen nieren- bzw. kardioidformiger Strahlcharakteriatik mit einer Hinterkeule negativer Phase. Da beide Strahlcharakteristiken Hinterkeulen mit rückwärts gerichteten Scheitelwerten besitzen, läßt sich durch Anwendung einer Signalverarbeitung mittels eines Tierkanal- bzw. Vierpol-Hybridkopplers Hinterkeulen-"punch through" im wesentlichen eliminieren. Insbesondere läfit sich durch entsprechende Signalverarbeitung eine Differenzcharakteristik mit einem rückwärts gerichteten Scheitelwert erzeugen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen

Fig. 1(a) teilweise als Blockschaltbild ein Antennensystem gemäfi einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 1(b) eine Darstellung der den beiden Antenmenanordnungen bzw. -gruppen in dem Antennensystem gemäß Fig. 1(a) zugeordneten Antennenstrahlcharakteristiken,

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Fig. 1(c) ein· Darstellung der Suuen- und der Differenz-Charakteristik der von de» erfindungsgemäfien Antennensystem aus Flg. 1(a) erzeugten Antennenstrahlcharakteristik,

Fig. 2 ein· graphische Darstellung der Hohen- b»w.

Tertikal-Strahlcharakteristiken oder -diagraa-■e der linken und rechten Anordnung b«w. Gruppen eines asymmetrischen Lingsstrahler-Antennenayeteas geaftB einer Auefiihrungsfora der Erfindung«

Fig. 3 eine Draufsicht auf die berechneten Suraen-

und Differens-Charakteristiken bsw. -diagraue eines asjmetrischen Acht-Schlits-LSngsstrahlerantennensysteas für einen Abstandsunterschied (in Wellenlängen) von ζ - 0.02,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Draufsicht für χ - 0,04,

Fig. 5(a), 5(b), 5(c) und 5(d) eine graphische Darstellung des Obergangsbereichs von des auf der Achse gelegenen Scheitelwert sur Nullstelle für die Susnen- und Differens-Hinterkeulen la Abhängigkeit tob Höhenwinkel für χ - 0.04, wobei Fig. 5(a) die Asiautdarstellung für einen Höhenwinkel τοη 120°, Fig. 5(b) für einen H8-henwinkel τοη 140°, Fig. 5(c) für einen H8henwinkel τοη 160° und Flg. 5(d) für einen H6henwinkel τοη 180° seigt.

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Tig. 6 teilweise in Blockschaltbildform ein Antennensystem ähnlicher Art wie in Fig. 1, jedoch mit einer beliebigen Anzahl η von Strahlerpaaren,

7(s.) in Draufsicht die Schlitzkonfiguration in der oberen Schaltungsplatte einer sandwichartigen Antennenanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

7(b) in Draufsicht die untere Schaltungsplatte der Antennen-Sandwichanordnung aus Fig. 7(a), mit der Hybrid-Zuleitungsschaltungakonfiguration,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der gemessenen

Summen- und Differenz-Azimut-Strahlungscharakteristiken einer asymmetrischen Acht-Schlitz-Längsstrahleranordnung gemäß einer Aueführungsform der Erfindung, und

Fig. 9 eine graphische Pblardiagramm-Darstellung des "punch through" in Azimut und Höhe.

Fig. 1(a) zeigt ein Antennensystem 10 mit einer linken
Antennengruppe 11, einer rechten Antennengruppe 16 und
einem mit den Antennengruppen 11 und 16 gekoppelten Vierkanal-Hybridkoppler 21. Das Antennensystem 10 ist ein
Acht-Schlits-Differential-Hinterlappen-Aggregat mit Tier linksseitigen Schlitzen 12, 15, 14- und 15in der linken
Antennengruppe 11 und vier rechtsseitigen Schlitzen 17»
18, 19 und 20 in der rechten Antennengruppe 16. Die vier linksseitigen Schlitze 12 bis 15 sind in zwei zur

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Vorwärtsrlchtung rechtwinkligen Reihen alt eines Abstand von 0,21 Wellenlängen in einer Richtung parallel zur Vorwärtsrichtvng angeordnet, und entsprechend die vier rechtsseitigen Schlitse 1? bis 20 ebenfalls in swel Reihen ait eine· Abstand von 0,29 Wellenlängen in Richtung parallel sur Yorwärtsrichtung. Die beiden Schlitse in der Torderreihe jeder der beiden Antennenhälften (14, 15, 19« 20) werden jeweils alt einer Fhaeenverzögerung entsprechend ihren jeweiligen Abständen von den Schlitsen in der hinteren Reihe (12, 13« 17* 18) erregt, zur Erzeugung von Vorwärts- oder Längs-Richtstrahlen ("endfire beaas"), welche eine allgemein nierenforaige oder Zardioid-Eapfindlichkeitscharakteristik nit Hinterlappen bsw. -keulen gemäfi der Darstellung in Fig. 1(b) aufweisen. Infolge der angegebenen Abstände ist die Hinterkeule bzw. der Hinterlappen der rechten Antennengruppe 16 negativ, die Hinterkeule bsw. der Hinterlappen der linken Antennengruppe 11 hingegen positiv bezüglich der Vorderkeule bzw. dea Vorderlappen. Bei Vereinigung der rechten Charakteristik 28 und der linken Charakteristik 29 in dea Suaaen-/Differenz-Hybridkoppler 21 treten an den Ausgangsklemmen des. Hybridkopplers resultierende Charakteristiken bzw. Strahl lungsdiagraaae gemäß der Abbildung in Fig. 1(c) auf.

Die Verbindung des Summen- und Differenz-Hybridkopplere 21 ait der linken Antennengruppe 11 und der rechten Antennengruppe 16 geschieht in der Weise, daß «an einen linken Eingangskanal 24 des Hybridkopplers 21 alt der linken Antennengruppe 11 und einen rechten Eingangekanal 25 des Hybridkopplers 21 ait der rechten Antennengruppe 16 koppelt, derart, daß an einea Suaaen-Ausgangskanal 23 eine Suaaencharakteristik bsw. ein Suaaendiagraaa 26 und

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an einen Differenz-Ausgangskanal 22 ein Differenzdiagramm bzw. eine Differenzcharakteristik 27 auftreten. Die Summencharakteristik 26 übersteigt die Differenzcharakteristik 27 nur in der Vorwärtsrichtung, so daß in keiner anderen Richtung ein . - ~ "punch through¹¹, auftritt und Abfrage und Antwort in der Vorwärtsrichtung stattfinden können. Die Eliminierung des rückwärts gerichteten "punch-througHwird durch die Phasendifferenz zwischen den individuellen Hinterlappen bsw. Hinterkeulen der linken Charakteristik 29 und der rechten Charakteristik 28 des Aggregats ermöglicht. In der Rückwärtsrichtung besitzt die Differenzcharakteristik 27 einen Scheitelwert auf der Achse, während die Summencharakteristik 26 eine Hullstel-Ie auf der Achse bildet.

Der Übergang von eine« Vorwärts-Scheitelwert zu einer RückwärtS-HuIlstelle in dem Summendiagramm 26 und umgekehrt Ton einer Vorwärts-Vullstelle zu einem Rückwärts-Scheitelwert in der Differenzcharakteristik 27 läfit sich anhand der in Fig. 2 gezeigten Vertikaldiagramme bzw. -Charakteristiken veranschaulichen. Die eng benachbarten Schlitze 12, 13, 14- und 15 in der linken Antennengruppe 11 bilden eine (gestrichelt dargestellte) einkeulige bzw. einlappige Charakteristik 33. mit größerer Verstärkung in Vorwärtsrichtung als in Rückwärtsrichtung, während die mit größerem Abstand angeordneten Schlitze 17« 18, 19 und 20 in der rechten Antennengruppe 16 einen gesonderten Vorderlappen 3* und Hinterlappen 35 bilden (roll ausgezogene Kurve). Der übergang findet beim Vertikal- oder Höhenwinkel der Hullstelle zwischen den von der rechten Hälfte der Antennenanordnung gebildeten Vorder- und Hinterkeulen statt, infolge der in diesem Punkt stattfinden-

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den Phasenumkehr.

Der Höhen- bsw. Vertikalwinkel, bei welches der Obergang auftritt, läßt sich vorwärts verschieben, indes, «an den Abstand der rechtsseitigen Antennenanordtnmg 16 vergrößert und gleichseitig den Abstand der linksseitigen Antennenanordnung 11 um einen entsprechenden Betrag verringert, gemäß der folgenden Besiehung:

D₁

-f - 0,25 - ac und

γ - 0,25 + x

worin

Dj₁ » Schiitsabstand in der linken Hälfte, in Zoll, Dp * Schlitsabatand in der rechten Hälfte, in Zoll, Λ - Wellenlänge, in Zoll,
χ * Schlitsabstandsdifferens in Wellenlängen.

Berechnete Sussien- und Differens-Asimut-Diagramme für eine Acht-Schlits-längsrichtstrahleranordnung mit einer Amplitudenverjüngung von 3 dB sind für χ ■ 0,02 in Yig. und für χ - 0,04 einer Wellenlänge in Fig. 4 dargestellt· Vermeidung von Hinterlappen-"punch through" erfordert einen Seiten- bsw. Vebenlappen-Onterdrückungspegel von nur 1 dB für χ ■ 0,02 einer Wellenlänge und von 5 dB für χ - 0,04 einer Wellenlänge. Die Seiten- bsw. Hebenlappen-UnterdrÜckungspegel werden trpischerweise auf

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wesentlich größere Werte eingestellt, um das gewünschte Ausmaß künstlicher Strahlschärfung zu erzielen. Zur Erzielung der gewünschten Phasendifferenz der Hinterkeule soll χ vorzugsweise weniger als etwa 0,25 betragen.

Die Figg. 5(a), 5(b), 5(c) und 5(d) veranschaulichen berechnete Hinterkeulen-Diagramme für χ » 0,04 einer Wellenlänge für verschiedene Hohen- bzw. Vertikalwinkel, zur Veranschaulichung des Übergangsbereichs von einem auf der Achs· gelegenen Scheitelwert zu einer Nullstelle· Bei einem Höhenwinkel von 120°, bezogen auf den Vorwarte-Hauptstrahl, übersteigt die Hinterkeule der Summencharakteristik (voll ausgezogene Kurve) die Hinterkeule der Differenzcharakteristik (gestrichelte Kurve) nur um 8 dB. Bei einem Höhenwinkel 140° besitzen die Summen- und Differenz-Hinterkeulen gleiche Verstärkung, bei dem Höhenwinkel 160° hat die Hinterkeule der Summencharakteristik eine 8 dB unter der Hinterkeule des Differenzdiagramms liegende Nulleteile auf der Achse.entwickelt.

Gemäß einer in den Figg. 7(a) und 7(b) dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine asymmetrische Acht-Schlitz-Anordnung mit einem Schlitzabstandsunterschied von χ » 0,04 aus zwei 1/8 Zoll dicken oberen und unteren gedruckten Schaltungstafein 50 und 51 hergestellt, die miteinander laminiert und mit einem (nicht dargestellten) Trägergebilde verbunden sind. In die obere Hassenebene der oberen Schalttafel 50 sind acht Schlitze geätzt, das Zuleitungsnetzwerk für die gedruckte Schaltung ist in die Oberseite der unteren Schaltungstafel 51 geätzt. Die gedruckte Schaltung enthält zwei 90°-Hybridkoppler zur Erzeugung der Längsrichtstrahlen sowie einen 180°-Hybrid-

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koppler zur Erzeugung der Stauen- void Differenz-Azimut-Strahlen. In der Schaltung vorgesehene Impedanzwandler sind so ausgelegt, daß sie die Leistung wirke«« auf die Schlitie verteilen, mit einer 3-dB-Amplitudenver3üngung um die Antennenanordnang herum. Die gesessenen Summen- und Differenz-Azlmut-Di&gramme der Antenne sind in Fig. veranschaulicht. Me linksgerichtete Yerserrung der Hinterkeulenstruktur kann einer Amplituden-Unbalance »wischen eine« oder mehreren Paaren von vorder- und rückseitigen Schlitzen zugeschrieben werden· Ein Heben- bzw. Seitenlappen-Unizerdrückungspegel von nur 8 dB wurde jegliches "punch through" in der Mefiebene dieser Diagramme eliminieren.

Zur Bestimmung des Leistungsverhaltens einer Antenne gem&fi einer Aueführungsform der Erfindung wurden mehr als 3000 Charakteristiken bzw. Strahlungsdiagramme gemessen und analysiert. Der Sende-"punch through" wurde bei 1,03 GHs bei einem Heben- bzw. Seitenkeulen-Unterdrückungepegel von 6 dB bestimmt, und der Empfangs-"punch through" bei 1,09 CrHz und einem Seiten- bzw. Hebenkeulen-Unterdrückungspegel von 9 dB. Der vereinte "punch through" wurde als der Bereich bestimmt, in welchem sowohl Sendewie Empfangs-"punch through" gleichseitig auftreten. Die "punch through "-Ergebnisse sind in Fig. 9 in einer Polardiagrammdarstellung gezeigt. Tür den dargestellten Zustand betrag der vereinte "punch through" ("joint punch through") 1 %. Der durchschnittliche oder mittlere vereinte "punch through" betrug nur 0,3^ #, bezogen auf eine gleiche Wahrscheinlichkeit einer Abfrage irgendwo innerhalb des Luftraumvolumens unterhalb 30° Höhe. Es wurde festgestellt, da£ der Hinterkeulen-"punch through" durch

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die unsymmetrische Schlitzgeometrie der Anordnung gut unter Kontrolle und minimalisiert istφ Obzwar die Hinterkeulenstruktur empfindlich bezüglich Amplitudenasymmetrie bzw. Amplitudenfehlabgleich ("amplitude unbalance") mit der Antennenanordnung war, bedingte dies keinen Kompromißzwang bezüglich der "punch through"-Zielsetzung.

Fig. 6 zeigt ein Antennensystem JO ähnlicher Art wie das Antennensystem 10 aus Fig. 1, wobei jedoch das Antennensystem in Fig. 6 mehr als zwei Dipole jeweils in einer linksseitigen Anordnung 31 und einer rechtsseitigen Anordnung 32 aufweist. Die Abstände zwischen benachbarten Dipolen in jeder der beiden Anordnungen sind gleich und die Anzahl der Dipole in der einen Anordnung ist gleich der Anzahl der Dipole in der anderen Anordnung. In Fig. sind die Dipole in zwei Reihen ausgerichtet dargestellt, jedoch können die Dipole auch in einer Spalte oder Säule angeordnet werden, derart, daß zusätzliche Dipole jeweils nach vorne und nach hinten hinzugefügt werden.

Für den Fachmann ist ohne weiteres ersichtlich, daß sich der Grundgedanke der Erfindung in mannigfacher Weise modifizieren und abwandeln läßt. Dieser Grundgedanke der Erfindung umfaßt grundsätzlich jegliche; Antennensysteme mit linksseitigen und rechtseitigen Anordnungen oder Gruppen von Strahlern, die aus einer oder mehreren Reihen mit einem oder mehreren Elementen je Reihe bestehen, wobei die Geometrie der Anordnung so gewählt ist, daß die linken und die rechten Strahlergruppen Hinterkeulen bzw. Hinterlappen entgegengesetzter Phasenlage erzeugen. Beispielsweise ergibt eine Kombination eines oder mehrerer Dipole In der einen Hälfte der Anordnung mit einem oder

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■•hreren Schlitzen in der anderen Hälfte der Anordnung derartige Hinterkeulen entgegengesetzter Phasenlage und würde daher eine auf de· Grundgedanken der Erfindung beruhende, tob SchutsuBfang der Erfindung umfaßte Abwandlung darstellen. Die Jeweilige spezielle Konfiguration zur Bealisierung eines Strahlelemente, wie beispielsweise ein Dipol oder Schlitz, kann gegenüber den beschriebenen Ausführungsbeispielen abgewandelt werden. Derartige Abwandlungen und alle sonstigen Abwandlungen, welche auf de* fortschrittlichen Prinzip des Grundgedankens der Erfindung beruhen, werden tob Schutzumfang der vorliegenden Erfindung umfaßt.

enf as S¹¹¹^g

Gegenstand der Erfindung 1st in ihrer bevorzugten AuaführungsforB ein Antennensystem Bit einer ein Strahlerpaar aufweisenden linken Antennenanordnung oder -gruppe und einer ein Strahlerpaar aufweisenden rechten Antennenanordnung oder -gruppe. Die Abstande der Strahler sind so gewählt, daß die eine Antennenanordnung oder -gruppe eine Hinterkeule positiver Phasenlage und die andere Antennengruppe eine Hinterkeule negativer Phasenlage erzeugt. Durch geeignete verarbeitung der Signale von den beiden Antennenanordnungen bzw. -gruppen läßt sich jegliches in der Hinterkeule der beiden Anordnungen empfangene Signal eliainieren. Der Abstand zwischen den Strahlern in der einen Anordnung bzw. Gruppe wird durch die Beziehung X (0,25 + x) und der Abstand zwischen den Strahlern im

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Claims

1 3. IlOV. 1973 Patentansprüche

1./Antennensystem, gekennzeichnet durch

eine linke Antennenanordnung bzw. -gruppe mit einem ersten Paar von Strahlervorrichtungen zur Kopplung mit elektromagnetischer Energie,

eine rechte Antennenanordnung bzw. -gruppe mit einem zweiten Paar von Strahlervorrichtungen zur Kopplung mit elektromagnetischer Energie,

und weiter dadurch gekennzeichnet, daß das erste Strahlerpaar einen im wesentlichen durch die Beziehung A(O,25 - x) bestimmten gegenseitigen Abstand und das zweite Strahlerpaar einen im wesentlichen durch die Beziehung A(0,25 + x) bestimmten gegenseitigen Abstand aufweisen, worin A die Wellenlänge eines dem Antennensystem zugeführten elektrischen Signals und χ den Unterschied der Strahlerabstände in Wellenlängen bedeuten, derart, daß die eine Antennenanordnung bzw. -gruppe eine Hinterkeule bzw. einen Hinterlappen mit einer positiven Phase und die andere Antennenanordnung bzw. -gruppe eine Hinterkeule bzw. einen Hinterlappen mit einer negativen Phase erzeugen, und daß eich durch Verarbeitung der den beiden Antennenanordnungen bzw. -gruppen zugeordneten Signale die Empfindlichkeit des Gesamtantennensystems bezüglich der Hinterkeulen bzw. Hinterlappen im wesentlichen eliminieren läßt.

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ORIGINAL INSPECTED

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2. Antennensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Vierkanal- bzw. Vierpol-Hybridkoppler in Verbindung alt den linken und den rechten Antennenanordnungen bsw. -gruppen, zur Erzeugung von Summen- und Differ ens Signalen au« den der linken und der rechten Antennenanordnung bzw. -gruppe zugeordneten Signalen, derart, dafi der Scheitelwert der rückwärts gerichteten Hinterkeule des Differenzsignals großer als. der Betrag des rückwärts gerichteten Summensignals ist.

3. Antennensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dafi die linken und rechten Antennenanordnungen bzw. -gruppen jeweils ■ehr als ein Paar Strahlervorrichtrungen enthalten, wobei die Anzahl ron Paaren von Strahlervorrichtungen in den beiden Anordnungen bzw. Gruppen gleich ist und der Abstand in Vorwirtsrichtung zwischen Paaren von Strahlervorrichtungen in ein- und derselben Antennenanordnung bzw. -gruppe gleich groß ist.

4. Antennensystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlervorrichtungen Schlitze sind.

5· Antennensystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlervorrichtungen Dipole sind.

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6. Antennensystem nach einem oder mehreren der Torhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag von χ kleiner als etwa 0,25 ist.

7· Antennensystem, gekennzeichnet durch

- eine linke Antennenanordnung bzw. -gruppe mit einem ersten Paar von einen Abstand aufweisenden Strahlervorrichtungen zur Kopplung mit elektromagnetischer Energie,

- eine rechte Antennenanordnung bzw. -gruppe mit einem zweiten Paar von einen gegenseitigen Abstand aufweisenden Strahlervorrichtungen zur Kopplung mit elektromagnetischer Energie,

- eine mit der linken und der rechten Antennenanordnung bzw. -gruppe verbundene Hybridkopplervorrichtung zur Erzeugung eines Summen- und eines Differenzsignale unter Verwendung der von der Unken und der rechten Antennenanordnung bzw. -gruppe angekoppelten Signale,

- sowie weiter dadurch gekennzeichnet, daß in der linken und in der rechten Antennenanordnung bzw. -gruppe die Abstände zwischen den Strahlervorrichtungen jedes Paars so gewählt sind, daß das Antennensystem vermittels des genannten Summensignal· dl· Eliminierung einer Hinterkeulen-Empfindlichkeit aus der Antennencharakteristik des Antennensystems gestattet.

8. Antennensystem nach Anspruch 7» dadurch g e -

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kennzeichnet , daß die linke Antennenanordnung bzw. -gruppe (11) zwei Paare von Leiterschlitzen (12 bis 15) aufweist, wobei die Schlitze Jede· Paares (12, 14; 13, 15) einen gegenseitigen Abstand von 0,21 X aufweisen, Bit \ gleich der Wellenlänge der de» Antennensystem zugeordneten elektromagnetischen Energie; daß die rechte Antennenanordnung bzw. -gruppe (16) zwei Paare von Schlitzen (17 bis 20) aufweist, wobei die Schlitze jedes Paars (17, 19; 18, 20) einen gegenseitigen Abstand von 0,29 A aufweisen; daß die linke und die rechte Antennenanordnung bzw. -gruppe (11 bzw. 16) seitlich nebeneinander angeordnet sind, und daß der Hybridkoppler (21) durch Leiterpfade auf einer benachbart der linken und der rechten Antennenanordnung (A, Flg. 7) angeordneten gedruckten Schaltungsplatte (B, Fig. 7) gebildet wird.

9· Antennenvorrichtung, gekennzeichnet durch

- eine erste und eine zweite Anordnung bzw. Gruppe von Signalwandlerelementen zur Umformung zwischen elektromagnetischer Strahlung und elektrischem Stromfluß, wobei jede dieser Anordnungen bzw. Gruppen eine gerichtete Empfindlichkeitscharakteristik besitzt und die erste Anordnung bzw. Gruppe eine Bicht-Empfindlichkeitecharakterlstik mit einer Vorder- und einer Hinter-Keule derselben Phase und die zweite Anordnung bzw. Gruppe eine Richt-Empfindlichkeitscharakteriatik mit einer Torder- und einer Hinterkeule der entgegengesetzten Phase aufweist;

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- sowie durch Vorrichtungen zur Kombination der Empfindlichkeit echarakt «riet iken bzw. Diagramme der ersten und der zweiten Anordnung bzw. Gruppe unter Bildung eines kombinierten Differenz-Empfindlichkeitsdiagramme mit einer Differenz-Hinterkeule, welche einen Scheitelwert im wesentlichen in entgegengesetzter Richtung zu dem Scheitelwert der Vorderkeule einer kombinierten Summen-Empfindlichkeitscharakteristik besitzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die erste und die zweite Anordnung bzw. Gruppe (11; 16) jeweils vier Schlitze (12 bis 15; 17 bis 20) aus leitendem Material in einer einzigen Ebene aufweist, daß die Schlitze im wesentlichen rechteckformig und mit ihren Längsachsen parallel zueinander angeordnet sind, daß die beiden Anordnungen bzw. Gruppen (11; 16) seitlich nebeneinander angeordnet sind und die Bicht-Empfindlichkeitscharakterietik durch Abstände in einer zur Hebeneinanderanordnung der beiden Anordnungen bzw. Gruppen senkrechten Richtung zustande kommt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch g β kennzeichnet , daß die Mittel zur Kombination der Empfindlichkeitscharakteristiken der beiden Anordnungen bzw. Gruppen eine gegen die Ebene der Schlitze anliegende im wesentlichen ebene gedruckte Schaltungsplatte (B, Fig. 7) aufweisen, und zwei mit den beiden Anordnungen bzw. Gruppen gekoppelte 90°- Hybridkoppler zur Erzeugung eines Längsrichtstrahle

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und einen 180°-Hjbridkoppler zur Erzeugung von Summen- und Differenzstrahlen enthalten·

12. Vorrichtung nach eine« oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch g e k e η η zeichnet , dafi die Mittel zur Kombination der Xmpilndlichkeitscharalcteristiken der beiden Anordnungen bsv. Gruppen eine mit den beiden Anordnungen verbundene Kopplervorrichtung (21) sur Erzeugung von Summen- und Differenssignalen aus den beiden Anordnungen bsv. Gruppen zugeordneten Signalen aufweisen, wobei die Kopplervorrichtung und die beiden Anordnungen bsw. Gruppen so ausgebildet sind, dafi das Differenssignal eine rückwärts gerichtete Hinterkeule mit einem Scheitelwert besitzt, dessen Betrag großer als der Betrag des rückwärts gerichteten Summensignals ist.

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