DE3437727A1 - Kreisgruppenantennenanlage mit aktiven antennen - Google Patents

Kreisgruppenantennenanlage mit aktiven antennen

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DE3437727A1 DE19843437727 DE3437727A DE3437727A1 DE 3437727 A1 DE3437727 A1 DE 3437727A1 DE 19843437727 DE19843437727 DE 19843437727 DE 3437727 A DE3437727 A DE 3437727A DE 3437727 A1 DE3437727 A1 DE 3437727A1
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Description

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Kreisgruppenempfangsanlage für Mehrfachantennendiagramme.
Die Erfindung betrifft eine Kreisgruppenempfangsantennenanlage für Mehrfachantennendiagrararae mit aktiven Antennen, bestehend aus einer Gruppe aktiver Empfangsantennen, die auf den Schnittpunkten, von einem gemeinsamen Mittelpunkt radial ausgehender Strahlen, mit mehreren konzentrischen Kreislinien um diesen Mittelpunkt angeordnet sind.
Antennenanlagen dieser Art werden häufig für die Funkerfassung verwendet. Hierbei wird oft eine Keulenbildung des Richtdiagramms der Kreisgruppenantenne angestrebt. Eine solche Anlage ist z.B. in Antennentechnik, VDE-Verlag, Band 79, Seiten 168-170, beschrieben. Häufig werden solche Anlagen in der Funkerfassung für mehrere Diagrammkeulen verwendet, die gleichzeitig zur Verfügung stehen. Ein Mehrfachantennendiagraram einer derartigen Kreisgruppe ist z.B. in Bild 6.39 auf Seite 170 abgebildet. Durch Zusammenfassung der einzelnen Antennensignale der Kreisgruppe unter Einhaltung an sich bekannter Phasenbeziehungen, mit Hilfe von Phasennetzwerken, wie in Bild 6.38, lassen sich diese Antennendiagramme erzeugen. Nachteil derartiger bekannter Anlagen, die häufig als Wullenwever-Anlagen bezeichnet werden, ist der mit der Realisierung verbundene hohe technische Aufwand.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine derartige Anlage mit Hilfe einfacher Mittel, die in den Patentansprüchen beschrieben sind, zu erstellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von jeder Antenne eine getrennte Antennenleitung (LIl,LI2..) längs der radialen Linie zum Mittelpunkt geführt ist und vorzugsweise im Mittelpunkt (MP) der Anlage eine Zentraleinheit (ZE) vorhanden ist, an die die Antennenleitungen angeschlossen sind und innerhalb der Zentraleinheit an ihrem Eingang für jede Antenne mehrere därapfungsarrae Filterketten (FaI,Fa2,..) mit
aktiven Auskoppelschaltungen (ASakr) für die Auskopplung des Empfangssignals (Uakr) mit unterschiedlichen Phasen zur Bildung unterschiedlicher Richtdiagramme (R1,R2..) mit vorgegebenen unterschiedlichen Hauptrichtungen in Kette geschaltet sind und die Filterketten (Fk1,Fk2..) derart ausgeführt sind, daß die Phasen für die Bildung der jeweiligen Richtdiagramme (R1,R2,..) aus den Empfangssignalen der Antennen auf jeweils einem der Kreise (K1,K2,..) an sich bekannte Werte besitzen und für die Bildung eines Richtdiagramms (Rr) aus den Empfangssignalen der Antennen auf einem Kreis (Kk)jeweils eine Suramationsschaltung (Skr) vorhanden ist und die Ausgangssignale der dem jeweiligen Richtdiagramm (Rr) zugeordneten Auskoppelschältungen (Sakr) der auf einem Kreis (Kk) befindlichen Antennen mit Hilfe vorzugsweise gleich langer elektrischer Leiungen (ZL) der Summationsschaltung (Skr)zur Bildung des Summensignals (Ukr) zugeführt sind und jeweils ein, der Summationsschaltung (Skr) in Kette geschaltetes, Bandfilter (BFkr) mit geeignetem Phasen-und Amplitudenfrequenzverlauf vorhanden ist, das nur für Signale desjenigen Frequenzbereichs durchlässig ist, in dem die Antennen (A1k,A2k,..) des betreffenden Kreises (Kk) einen geeigneten Signalbeitrag zur Bildung des Richtdiagramms (Rr) liefern und die Ausgangssignale UF(kr) der der jeweiligen Hauptempfangsrichtung zugeordneten Bandfilter (BFkr) der vorhandenen Kreisgruppen (K1,K2,..) mit Hilfe einer Paralleleinkopplungsschaltung (PSkr) an geeigneten Stellen einer Laufzeitkette (LZr) eingespeist sind derart, daß durch die elektrische Länge der Teillaufzeitkette (LZkr) an einem Ende die Empfangssignale (Ukr) der Antennen aller Kreise phasen-und amplitudenrichtig zum Gesamtsignal (Ur) für das Richtdiagramm (Rr) zusammengefügt ·">'"<* und diese Laufzeitkette (LZr) jeweils den Ausgang der Zentraleinheit und damit die Antennenanschlußstelle für das betreffende Richtdiagramm (Rr) bildet.
Die Erfindung wird im einzelnen anhand von Beispielen durch die
■ ^ - /il
folgenden Figuren beschrieben:
Bild 1.: Kreisgruppenempfangsantennenanlage mit gleichen Winkeln zwischen den radialen Strahlen (S1,S2,..)
Bild.2.: Richtdiagramme einer Kreisgruppenantenne nach der Erfindung mit mehreren Keulen für die verschiedenen Hauptrichtungen R1...R10
Bild.3-: a) Vertikaldiagramm der Kreisgruppenantenne nach der
Erfindung für vertikale Polarisation, b) Vertikaldiagramm der Kreisgruppenantenne nach der Erfindung für horizontale Polarisation.
Bild.1!.: Kreisgruppenempfangsanlage mit Zentraleinheit (ZE) und weiterführender Empfängerschaltung mit getrennten Eingängen für die Signale der Richtdiagramme mit den Hauptrichtungen RO...R10.
Bild.5.: Plan zur Zusammenschaltung der Antennen eines Kreises in der Zentraleinheit (ZE) mit Hilfe von Filterketten und Bildung der Summensignale für die einzelnen Richtungen RO (Rundempfang) und der Hauptrichtungen R1...R10.
Bild.6.: Blockschaltbild der Signalbildung für ein Diagramm mit der Hauptrichtung Rr eines Kreises Kk und Zusammenführung der Signale der einzelnen Kreise.
Bild.7.: Beispiel für den angestrebten Frequenzverlauf für die Elevation der Hauptrichtung für Horizontalpolarisation zur Kommunikation über die Ionosphäre im Einsprungbetrieb.
Bild.8.: Beispielhafte Ausführungsformen für die hochohmige Auskoppelsehaltung.
a) Linearisierungswiderstand der Emitterfolger-
schaltung ist 2*ZL.
b) Linearisierungswiderstand der Emitterfolgerschaltung ist 2*ü κ ZL.
c) wie b), jedoch mit dynamischer Nachführung der Drain-Elektrode des FET zur Vermeidung nichtlinearer Effekte an der nichtlinearen Drain-Gate-Kapazität.
In einer besonders einfachen Ausgestaltuung der Erfindung sind die Winkel zwischen den radialen Strahlen (S1,S2,..) jeweils gleich groß (Bild 1 ).
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind alle Einzelantennen (A1.A2,... in Bild 1) aus gleichen vertikalen aktiven Stabantennen mit jeweils breitbandiger effektiver Höhe und breitbandig wellenwiderstandsrichtigem Quellwiderstand für den Empfang von Wellen mit vertikaler Polarisationsrichtung ausgeführt und die Phasen-und Amplitudenstreuung zwischen den Einzelantennen sind gering.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind alle Einzelantennen (A1,A2,... in Bild 1) aus gleichen horizontal gekreuzten Stabdipolen, die an Ihren Ausgängen mit Hilfe einer 90-Grad Phasenschaltung zu einer Rundempfangsantenne mit horizontaler Polarisation zusammengeschaltet sind, mit jeweils breitbandiger effektiver Höhe und breitbandig wellenwiderstandsrichtigem Quellwiderstand für den Empfang von Wellen mit horizontaler Polarisationsrichtung ausgeführt und die Phasen-und Amplitudenstreuung zwischen den Einzelantennen sind gering.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Länge der Leitung zwischen jeder Antenne in Bild 1 und der Zentraleinheit (ZE in Bild 2I, 5 und 6) jeweils
nur so lang gewählt, wie es die überbrückung des räumlichen Abstandes erfordert und auch die Filterketten am Eingang der Zentraleinheit (ZE) besitzen keine unvermeidbaren Laufzeiten.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Filterketten (Fa1, Fa2...in Bild 5 und Bild 6) zur Erzeugung eines Vertkaldiagramms mit Flachstrahlung aus Tiefpaßfiltern mit nahezu frequenzunabhängigen Laufzeiten.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kreisdurchmesser nach dem logarithmisch periodischen Prinzip festgelegt (s.Beispiel in Bild 1) und der Kreisdurchmesser D(k) des Kreises Kk bzw. D(k+1) des Kreises K(k+1 ) ist nach Maßgabe einer geometrischen Reihe mit Quotienten qyi
D(k + 1)/D(k) = q
gewählt und die Bandfilter (BFkr in Bild 6) sind als Bandpässe ausgeführt, deren Mittenfrequenzen nach Maßgabe der Beziehung
fm(k+1)/fm(k) = 1/q
eingestellt sind.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die obere Grenzfrequenz fo der einem Kreis (Kk) und einer Richtung (Rr) zugeordneten Bandfilter in Bild 6 so gewählt,daß der Kreisdurchmesser Dk, bezogen auf die bei fo auftretetende Wellenlänge Ao, eine vorgegebene, von der gewünschten Bündelung abghängige, obere Schranke nicht überschreitet.
Dk/ Λο = obere Schranke
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die untere Grenzfrequenz fu der einem Kreis (Kk) und einer Richtung (Rr) zugeordneten Bandfilter (BFkr in Bild 6) so gewählt,daß der Kreisdurchmesser Dk, bezogen auf die bei fu auftretetende Wellenlänge \u eine vorgegebene, von der
3 ^3_7 727
tolerierbaren Breite der Hauptkeule des Richtdiagramms abghängige, untere Schranke nicht unterschreitet.
Dk/ Xu = untere Schranke
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden für die Anwendung im Kurzwellenbereich zwischen 1MHz und 30 MHz insgesamt 5 Kreisgruppen verwendet und der größ.t.e^Kr.eisdurchmesser—(-D1-)—beträgt 150m und q = 1/2 gewählt (Bild 1 ) .
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung sind für die Anwendung im Kurzwellenbereich zwischen 1MHz und 30 MHz insgesamt 10 Strahlen vorhanden und die Winkel zwischen den Strahlen sind gleich groß (Bild 1 ).
Für eine derartige Kreisgruppenantennenanlage ist es besonders vorteilhaft, wennfdie den Antennen zugeordneten Filterketten (Fa1fFa2,.. in Bild 5 und Bild 6) am Eingang der Zentraleinheit (ZE) so ausgelegt sind, daß 5 auf an sich bekannte Weise einzustellende Phasenzustände des Empfangssignals entstehehen, die in den Summationsschaltungen (Skr) mit den entsprechenden, für die Bildung des Richtdiagramms (Rr) herangezogenen Empfangssignalen der anderen Antennen (Aak) desselben Kreises zusammengefaßt sind (Bild 5) derart, daß 10 Richtdiagramme ( R1 , R2, . . , R1 0 ) mit 10 verschiedenen azimutalen Hauptrichtungen verfügbar sind und die Winkel zwischen diesen Hauptrichtungen gleich groß sind ( Bild 3).
Für eine derartige Kreisgruppenantennenanlage ist es ferner besonders vorteilhaft, wenn die Antennen aus vertikalen aktiven Stabantennen bestehen und die den Antennen zugeordneten Filterketten (Fa1,Fa2,..in Bild 5 und Bild 6) am Eingang der Zentraleinheit so ausgelegt sind, daß sie eine nahezu frequenzunabhängige Laufzeit zur Erzeugung von Flachstrahlung besitzen (Bild 3a).
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Für eine derartige Kreisgruppenantennenanlage ist es ferner besonders vorteilhaft,wenn die Antennen aus gekreuzten horizontalen aktiven Stabdipolen mit Rundcharakteristik bestehen und die den Antennen zugeordneten Filterketten (Fa1,Fa2,..in Bild 5 und Bild 6 ) am Eingang der Zentraleinheit (ZE) so ausgelegt sind, daß ihre Laufzeit auf geeignete Weise frequenzabhängig ist derart, daß bei jeder Frequenz ein vorgegebener Elevationswinkel für die Hauptrichtung des Richtdiagramms vorliegt (Bild 3b).
Für eine derartige Kreisgruppenantennenanlage ist es ferner besonders vorteilhafwenn anstelle von Einzelantennen jeweils eine Kombinationsantenne aus einer vertikalen aktiven Stabantenne und aus einer gekreuzten horizontalen aktiven Stabdipolantenne mit Rundcharakteristik zu einer Polarisatiosdiversityantenne mit einem Ausgang für Vertikalpolarisation und einem getrennten Ausgang für Horizontalpolarisation eingesetzt sind und die beiden Ausgangssignale der Antenne über getrennte Leitungen dem Eingang der Zentraleinheit (ZE) jeweils getrennten Filterketten (FaI,Fa2,..in Bild 5 und Bild 6) zugeführt sind und diese Signale gemäß Anspruch 1 weiterverarbeitet werden.
Für eine derartige Kreisgruppenantennenanlage ist es ferner besonders vorteilhafjwenn anstelle von Einzelantennen jeweils eine Kombinationsantenne aus einer vertikalen aktiven Stabantenne und aus einer gekreuzten horizontalen aktiven Stabdipolantenne mit Rundcharakteristik zu einer Polarisatiosdiversityantenne mit einem Ausgang für Vertikalpolarisation und einem getrennten Ausgang für Horizontalpolarisation eingesetzt ist und die beiden Ausgangssignale der Antenne über getrennte Leitungen dem Eingang der Zentraleinheit (ZE) jeweils getrennten Filterketten (Fa1,Fa2,..in Bild 5 und Bild 6) zugeführt sind und diese Signale gemäß Anspruch 1 weiterverarbeitet werden.
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Für eine derartige Krelsgruppenantennenanlage ist es ferner besonders vorteilhafdaß die den vertikal polarisierten Antennen zugeordneten Filterketten am Eingang der Zentraleinheit so ausgelegt sind, daß sie eine nahezu frequenzunabhängige Laufzeit zur Erzeugung von Flachstrahlung besitzen und die den horizontal polarisierten Antennen zugeordneten Filterketten am Eingang der Zentraleinheit so ausgelegt sind, daß ihre Laufzeit ._au.f_ geeignete-Weise frequenzabhängig ist derart, daß mit wachsender Betriebsfrequenz der Elevationswinkel für die Hauptrichtung des Richtdiagramms kleiner wird (Bild 7).
Für eine derartige Krelsgruppenantennenanlage nach der Erfindung ist es ferner besonders vorteilhaft, daß die den Antennen zugeordneten Filterketten am Eingang der Zentraleinheit aus einer Kombination aus Tiefpässen oder Hochpässen oder Bandpässen oder Bandsperren oä. gebildet sind, deren Wellenwiderstände jeweils nahezu gleich groß sind und die Filter alle in Kette geschaltet sind und diese Kette mit diesem Wellenwiderstand abgeschlossen ist und die aktiven Auskoppelschaltungen eingangsseitig hochohmig sind im Vergleich zu diesem Wellenwiderstand und jede Auskoppelschaltung (ASakr in Bild 6) der Filterkette mit ihrem hochohmigen Eingang jeweils am Eingang bzw. am Ausgang eines Filters parallelgeschaltet ist (Bild 6).
Für eine derartige Krelsgruppenantennenanlage nach der Erfindung ist es ferner besonders vorteilhaft, daß jede aktive Auskoppelschaltung aus einem Feldeffekttransistor in Source-Folgerschaltung am Eingang und einem Bipolartransistor in Emitterfolgerschaltung gebildet ist und am Emitterausgang ein Serienwiderstand mit dem Wellenwiderstandswert ZL der nachfolgenden Leitung in Serie geschaltet ist (Bild 8a).
Für eine derartige Krelsgruppenantennenanlage nach der Erfindung ist es ferner besonders vorteilhaft, daß der
.Sei· I «iiwliiorKt.-iiKl U "/.|. «ew.'ihlt Uit und dem Widerstand ein Transformator mit dem übersetzungsverhältnis ü:l nachgeschaltet ist (Bild 8b).
Im Hinblick auf einen kleinen Strombedarf ist es für einen solchen Verstärker vorteilhaft, wenn der Feldeffekttransistor und der Bipolartransistor gleichstrommäßig in Kaskode geschaltet sind. (Bild 8c).
Aufgrund der Eingangskapazität der hochohmigen Auskoppelstufen ist es vorteilhaft, wenn diejenigen Filter der Filterkette, an deren Aus-oder Eingang eine Auskoppelschaltung parallegeschaltet ist, als T^-Filter ausgeführt sind und die Eingangskapazität der Auskoppelschaltung in die Filterdimensionierung einbezogen ist.
Zur Vermeidung von Nichtlinearitäten bei der Zusammenfassung von Signalen ist die Summationsschaltung (Skr) mit passiven Elementen realisiert und vorzugsweise auf an sich bekannte Weise aus Leitungsübertragern aufgebaut (Bild 6).
Die Einhaltung der geforderten Phasenbedingungen kann besonders einfach dadurch erzielt werden, daß die Verbindungsleitungen (ZL) zwischen Auskoppelschaltungen (ASakr) und Sumraationsschaltungen (Skr) und zwischen Sumraationsschaltungen (Skr) und Bandpässen (BFkr) und zwischen Bandpässen (BFkr) und Paralleleinkopplungsschaltungen (PSkr) für die Signale aus den Antennen eines Kreises (Kk) jeweils untereinander gleich gewählt sind (Bild 6).
Der Laufzeitunterschied zwischen den verschiedenen Kreisen kann auf besonders einfache Weise dadurch ausgeglichen werden, daß die Laufzeitkette (LZr) als Koaxialleitung ausgebildet ist, die an ihrem einen Ausgang (Antennenanschlußstelle für ein Richtdiagramm) wellenwiderstandsrichtig durch die
-ta.
-Vb-
weiterführende Empfängerschaltung abgeschlossen ist und an ihrem anderen Ende mit einem Widerstand wellenwiderstandsrichtig abgeschlossen ist und die Paralleleinkopplungsschaltungen (PSkr) ihr Ausgangssignal hochohmig in die Leitung einprägen, sodaß der Wellenwiderstand der Leitung an den Einspeisestellen praktisch erhalten bleibt und der Quellwiderstand an der Antennenanschlußstelle gleich dem Wellenwiderstand der Koaxialleitung ist (Bild 6).
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die
Paralleleinkopplungsschaltungen (PSkr) aus einem symmetrisch aufgebauten Verstärker besteht, dessen Eingangsimpedanz gleich dem Wellenwiderstand (ZL) der ihn speisenden Leitung ist und, dessen hochohmige Ausgangselektroden (Drain,bzw.Kollektor) jeweils mit einem Leiter einer symmetrischen Zweidrahtleitung verbunden sind, sodäß eine Paralleleinspeisung in diese Zweidrahtleitung vorliegt und die Zweidrahtleitung, ausgehend von dieser Einspeisestelle in beiden Richtungen durch Aufwickeln auf Ferritkerne gegen die Ausbildung von Gleichtaktströraen verdrosselt ist und die Zweidrahtleitung jeweils am anderen Ende der Drossel durch eine Koaxialleitung fortgesetzt ist und die elektrische Länge der Zwei^rahtleitung in die Ausgleichslänge der Teillaufzeitketten (LZkr) mit einbezogen ist und der Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung an den Wellenwiderstand der Koaxialleitung angepaßt ist (Bild 6).
In einer vorteilhaften Ausführungsform enthält der symmetrisch aufgebaute Verstärker an seinem Eingang zum Zwecke der Verstärkungseinstellung einen Umsymmetrierübertrager mit dem Übersetzungsverhältnis ü:1 , dem auf seiner symmetrischen Seite jeweils ein Widerstand ZL/(2*ü*) in Serie geschaltet ist und die Enden dieser Widerstände sind mit den Emittern zweier in Basisschaltung geschalteter Bipolartransistoren verbunden (Bild 6 ).
- 1-1 -
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verstärkers sind zwei Einzelzweidrahtleitungen vorhanden, die am Ort der Einspeisestelle elektrisch in Serie geschaltet sind und dort eine Zweidrahtleitung mit doppeltem Wellenwiderstand der Einzelzweidrahtleitungen bilden und diese Zweidrahtleitung ist, ausgehend von dieser Einspeisestelle in beiden Richtungen durch Aufwickeln auf Ferritkerne gegen die Ausbildung von Gleichtaktströmen verdrosselt und die beiden Einzelzweidrahtleitungen sind am anderen Ende der Drossel parallelgeschaltet und bilden dort eine Zweidrahtleitung mit halbem Wellenwiderstand der Einzelzweidrahtleitungen und sind mit der Koaxialleitung verbunden und der Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung ist dort an den Wellenwiderstand der Koaxialleitung angepaßt (Bild 6 ).
In einer besonders einfachen Ausgestaltung kann das übersetzungsverhältnis ü=1 gewählt sein.
Im Interesse eines geringeren Geasmtaufwands wird die Anlage nicht als Vollkreis über 360 Grad, sondern nur als Kreissektor über einem vorgegebenen Sektorwinkel aufgebaut und bctHtt mindestenstens zwei Strahlen und die Filterketten- die auf an sich bekannte Weise errechenbar sind- sind derart eingestellt, daß sich die für einen Sektor realisierbaren Richtdiagramme ergeben.
Bei einer Kreisgruppenempfangsantennenanlage mit mehreren Kreisen ist es im Interesse einer nicht zu schmalen Hauptkeule und nicht zu großer Nebenkeulen des Strahlungsdiagramms vorteilhaft, die obere Schranke des Dk/^v0 zu 1·5 zu wählen.
Ebenso ist es bei einer Kreisgruppenempfangsantennenanlage mit mehreren Kreisen im Interesse einer nicht zu breiten Hauptkeule des Strahlungsdiagramms vorteilhaft, die untere Schranke des
2Λ
0.5 zu wählen.
Zur Erzeugung eines Runddiagrarams ,gemäß Anspruch 9, ist es bei einer Kreisgruppenempfangsantennenanlage mit mehreren Kreisen vorteilhaft daß die Signale aller Antennen eines Kreises (Kk) angenähert gleichphasig in einer Suramationsschaltung (Sko in Bild 5 und Bild 6) zur Bildung einer Rundempfangscharakteristik (RO) zusammengefaßt sind und das Bandfilter (BFko in Bild 6) als Tiefpaß ausgeführt ist, dessen Grenzfrequenz so gewählt ist, daß bei dieser Frequenz der relative Kreisdurchmesser Dk/^ ungefähr 0,1 beträgt.
Bei einer Kreisgruppenempfangsantennenanlage mit mehreren Kreisen ist es im Interesse der Einfachheit besonders vorteilhaft, daß diese, für die Erzeugung des Runddiagramms notwendigen, angenähert gleichphasigen Signale durch Zusammenfassung der am Eingang einer Filterkette (Fa1,Fa2,..) mit aktiven Auskoppelschaltungen (ASako) ausgekoppelten Signale in der Suramationsschaltung (Sko) gebildet sind und der Laufwegunterschied der Signale aus unterschiedlichen Kreisen mit Hilfe der Teillaufzeitketten LZkr ausgeglichen ist (Bild 5 bzw.6 ).

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Kreisgruppenempfangsantennenanlage für JieLhrfachantennendiagramme mit aktiven Antennen, bestehend aus einer Gruppe aktiver Empfangsantennen, die auf den Schnittpunkten, von einem gemeinsamen Mittelpunkt radial ausgehender Strahlen, mit mehreren konzentrischen Kreislinien um diesen Mittelpunkt angeordnet sind -d~a~d~~cr~r~c ~h" ~g e" k e" η η ~z e i c h η e t , daß von jeder Antenne eine getrennte Antennenleitung (L11,L12..) längs der radialen Linie zum Mittelpunkt geführt ist und vorzugsweise im Mittelpunkt (MP) der Anlage eine Zentraleinheit (ZE) vorhanden ist, an die die Antennenleitungen angeschlossen sind und innerhalb der Zentraleinheit an ihrem Eingang für jede Antenne mehrere dämpfungsarme Filterketten (Fa1,Fa2,..) mit aktiven Auskoppelschaltungen (ASakr) für die Auskopplung des Empfangssignals (Uakr) mit unterschiedlichen Phasen zur Bildung unterschiedlicher Richtdiagramme (R1,R2..) mit vorgegebenen unterschiedlichen Hauptrichtungen in Kette geschaltet sind und die Filterketten (Fk1,Fk2..) derart ausgeführt sind, daß die Phasen für die Bildung der jeweiligen Richtdiagramme (R1,R2,..) aus den Empfangssignalen der Antennen auf jeweils einem der Kreise (K1,K2,..) an sich bekannte Werte besitzen und für die Bildung eines Richtdiagramms (Rr) aus den Empfangssignalen der Antennen auf einem Kreis (Kk)jeweils eine Summationsschaltung (Skr) vorhanden ist und die Ausgangssignale der dem jeweiligen Richtdiagramm (Rr) zugeordneten Auskoppelschaltungen (Sakr) der auf einem Kreis (Kk) befindlichen Antennen mit Hilfe vorzugsweise gleich langer elektrischer Leiungen (ZL) der Summationsschaltung (Skr)zur Bildung des Summensignals (Ukr) zugeführt sind und jeweils ein, der Suramationsschaltung (Skr) in Kette geschaltetes, Bandfilter (BFkr) mit geeignetem Phasen-und Amplitudenfrequenzverlauf vorhanden ist, das nur für Signale desjenigen Frequenzbereichs durchlässig ist, in dem die Antennen (A1k,A2k,..) des betreffenden Kreises (Kk) einen £eeip;neten Sifln.-ilbeitrag zur Bildung des Kichtd ia/sramnis (Hr) ΙίοΙΊ.τπ und die Aiiugangss igna 1 e UF(kr) der der jeweiligen Hauptempfangsrichtung zugeordneten Bandfilter (BFkr) der vorhandenen Kreisgruppen (K1,K2,..) mit
    NACHCERCICHTl
    Hilfe einer Paralleleinkopplungsschaltung (PSkr) an geeigneten Stellen einer Laufzeitkette (LZr) eingespeist sind derart, daß durch die elektrische Länge der Teillaufzeitkette (LZkr) an einem Ende die Empfangssignale (Ukr) der Antennen aller Kreise phasen-und amplitudenrichtig zum Gesamtsignal (Ur) für das Richtdiagramm (Rr) zusammengefügt s'Uund diese Laufzeitkette (LZr) jeweils den Ausgang der Zentraleinheit und damit die Antennenanschlußstelle für das betreffende Richtdiagramm (Rr) bildet.
    . Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß die Winkel zwischen den radialen Strahlen (S1.S2,..) jeweils gleich groß sind.(Bild 1 ).
    . Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß alle Einzelantennen (A1.A2,...) aus gleichen vertikalen aktiven Stabantennen mit jeweils breitbandiger effektiver Höhe und breitbandig wellenwiderstandsrichtigem Quellwiderstand für den Empfang von Wellen mit vertikaler Polarisationsrichtung bestehen und die Phasen-und Amplitudenstreuung zwischen den Einzelantennen gering ist.
    . Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß alle Einzelantenneh(A1,A2,...) aus gleichen horizontal gekreuzten Stabdipolen,die an ihren Ausgängen mit Hilfe einer 90-Grad Phasenschaltung zu einer Rundempfangsantenne mit horizontaler Polarisation zusammengeschaltet sind, mit jeweils breitbandiger effektiver Höhe und breitbandig wellenwiderstandsrichtigem Quellwiderstand für den Empfang von Wellen mit horizontaler Polarisationsrichtung bestehen und die Phasen-und Araplitudenstreuung zwischen den Einzelantennen gering ist.
    . Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 1 bis M dadurch gekennzeichnet, daß die Läng« der Leitung zwischen jeder Antenne und der
    Zentraleinheit (ZE) jeweils nur so lang gewählt ist, wie es die überbrückung des räumlichen Abstandes erfordert und auch die Filterketten am Eingang der Zentraleinheit (ZE) keine unvermeidbaren Laufzeiten besitzen (Bild 5,6).
    . Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 1 bis 3 in Verbindung mit/Anspruch 5
    dadurch gekennzeichnet, — da-ß-die- F-i-1-terketten (Fa 1, Fa2\".-".) zur Erzeugung eines Vertkaldiagramms mit Flachstrahlung aus Tiefpaßfiltern mit nahezu frequenzunabhängigen Laufzeiten bestehen .
    T . Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisdurchmesser nach dem logarithmisch periodischen Prinzip festgelegt sind und der Kreisdurchmesser D(k) des Kreises Kk bzw. D(k+1) des Kreises K(k+1) nach Maßgabe einer geometrischen Reihe mit Quotienten ςμ1
    D(k+1)/D(k) = q
    gewählt sind und die Bandfilter (BFkr) als Bandpässe ausgeführt sind, deren Mittenfrequenzen nach Maßgabe der Beziehung
    fm(k+1)/fm(k) = 1/q
    eingestellt sind.
    . Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet , daß die obere Grenzfrequenz fo der einem Kreis (Kk) und einer Richtung (Rr) zugeordneten Bandfilter so gewählt ist ,daß der Kreisdurchmesser Dk, bezogen auf die bei fo auftretetende Wellenlänge *Λο eine vorgegebene, von der gewünschten Bündelung abghängige, obere Schranke nicht überschreitet.
    Dk/ /o = obere Schranke
    . Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet , daß die untere Grenzfrequenz fu der einem Kreis (Kk) und einer Richtung (Rr) zugeordneten Bandfilter (BFkr) so gewählt ist ,daß der Kreisdurchmesser Dk, bezogen auf die bei fu auftretetende Wellenlänge ^u eine vorgegebene, von der tolerierbaren Breite
    der Hauptkeule des Richtdiagramms abhängige, untere Schranke nicht unterschreitet.
    Dk / ^u . untcro .1Vh
    10. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet , daß für die Anwendung im Kurzwellenbereich zwische 1MHz und 30 MHz insgesamt 5 Kreisgruppen vorhanden sind und der größte Kreisdurchmesser (D1) 15Om beträgt und q = 1/2 gewählt ist (Bild 1 ) ·
    11. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet , daß für die Anwendung im Kurzwellenbereich zwischen 1MHz und 30 MHz insgesamt 10 Strahlen vorhanden sind und die Winkel zwischen den Strahlen gleich groß sind (Bild 1 ).
    12. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet , daß die den Antennen zugeordneten Filterketten (Fa1,Fa2,..) am Eingang der Zentraleinheit (ZE) se ausgelegt sind, daß 5 auf an sich bekannte Weise einzustellende Phasenzustände des Empfangssignals entstehen , die in den Summationsschaltungen (Skr) mit den entsprechenden, für die Bildung des Richtdiagramms (Rr) zugehörigen Empfangssignalen der anderen Antennen (Aak) desselben Kreises zusammengefaßt sind (Bild 5) derart, daß 10 Richtdiagramme (R1,R2,..,R10) mit 10 verschiedenen azimutalen Hauptrichtungen und die Winkel zwischen diesen Hauptrichtungen gleich groß sind ( Bild 3).
    13. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 1 bis 3 und 5 bis 12
    dadurch gekennzeichnet , daß die Antennen aus vertikalen aktiven Stabantennen bestehen und daß die den Antennen zugeordneten Filterketten (Fa1,Fa2,..) am Eingang der Zentraleinheit so ausgelegt sind, daß sie eine nahezu frequenzunabhängige Laufzeit zur Erzeugung von Flachstrahlung besitzen (Bild 3a).
    14. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 1 bis 2 und 4 bis 12
    dadurch gekennzeichnet , daß--die-.Antennen.-aus gekreuzten horizontalen aktiven Stabdipolen mit Rundcharakteristik bestehen und. daß die den ■Antennen zugeordneten Filterketten (Fa1,Fa2,..) am Eingang der Zentraleinheit (ZE) so ausgelegt sind, daß ihre Laufzeit auf geeignete Weise frequenzabhängig ist derart, daß bei jeder Frequenz ein vorgegebener Elevationswinkel für die Hauptrichtung des Richtdiagramms vorliegt (Bild 3b).
    15. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 13 und 14 _ d a d u r c h β .§_.k..e..n nzeichnet ,
    daß anstelle von Einzelantennen jeweils eine Kombinationsantenne aus einer vertikalen aktiven Stabantenne und aus einer gekreuzten horizontalen aktiven Stabdipolantenne mit Rundcharakteristik zu einer Polarisatiosdiversityantenne mit einem Ausgang für Vertikalpolarisation und einem getrennten Ausgang für Horizontalpolarisation eingesetzt sind und die beiden Ausgangssignale der Antenne über getrennte Leitungen dem Eingang der Zentraleinheit (ZE) jeweils getrennten Filterketten (Fa1,Fa2,..) zugeführt sind und diese Signale gemäß Anspruch 1 weiterverarbeitet werden.
    16. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet , daß die den vertikal polarisierten Antennen zugeordneten Filterketten am Eingang der Zentraleinheit so ausgelegt sind, daß sie eine nahezu frequenzunabhängige Laufzeit zur Erzeugung von Flachstrahlung besitzen und die den horizontal polarisierten Antennen zugeordneten Filterketten am Eingang der Zentraleinheit so ausgelegt sind, daß ihre Laufzeit auf geeignete Weise frequenzabhängig ist derart, daß mit wachsender Betriebsfrequenz der Elevationswinkel für die Hauptrichtung des Richtdiagramms kleiner wird (Bild $it "BiIiI ^)
    17. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 1 bis 16
    dadurch gekennzeichnet ,
    daß die den Antennen zugeordneten Filterketten am Eingang der
    Zentraleinheit aus einer Kombination aus Tiefpässen oder Hochpässen oder Bandpässen oder Bandsperren oä. gebildet sind, deren Wellenwiderstände jeweils nahezu gleich groß sind und die Filter alle in Kette geschaltet sind und diese Kette mit diesem Wellenwiderstand abgeschlossen ist und die aktiven Auskoppelschaltungen eingangsseitig hochohmig sind im Vergleich zu diesem Wellenwiderstand und jede Auskoppelschaltung (ASakr)der Filterkette mit ihrem hochohmigen Eingang jeweils am Eingang bzw. am Ausgang eines Filters parallelgeschaltet ist (Bild 6).
    18. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet , daß jede aktiven Auskoppelschaltung aus einem Feldeffekttransistor in Source-Folgerschaltung am Eingang und einem Bipolartransistor in Emitterfolgerschaltung ausgebildet ist und am Emitterausgang ein Serienwiderstand mit dem Wellenwiderstandswert ZL der nachfolgenden Leitung in Serie geschaltet ist (Bild 8a).
    19. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet , daß der Serienwiderstand ü *ZL gewählt ist und dem Widerstand ein Transformator mit dem übersetzungsverhältnis ü:1 nachgeschaltet ist (Bild 8b).
    20. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 18 und 19 dadurch gekennzeichnet , daß der Feldeffekttransistor und der Bipolartransistor gleichstrommäßig in Kaskode geschaltet sind. (Bild 8c).
    21. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 18,19 und 20
    dadurch gekennzeichnet , daß diejenigen Filter der Filterkette, an deren Aus-oder Eingang eine Auskoppelschaltung parallegeschaltet ist, als *7T-Filter ausgeführt sind und die Eingangskapazität der Auskoppelschaltung in die Filterdimensionierung einbezogen ist.
    5437727
    22. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet , daß die Summationsschaltung (Skr) mit passiven Elementen realisiert ist und vorzugsweise auf an sich bekannte Weise aus Leitungsübertragern aufgebaut ist (Bild 6).
    23· Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 1 bis 22 dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsleitungen (ZL) zwischen Auskoppelschaltungen (ASakr) und Summationsschaltungen (Skr) und zwischen Summationsschaltungen (Skr) und Bandpässen (BFkr) und zwischen Bandpässen (BFkr) und Paralleleinkopplungsschaltungen (PSkr) für die Signale aus den Antennen eines Kreises (Kk) jeweils untereinander gleich gewählt sind (Bild 6).
    2k. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 1 bis 23 dadurch gekennzeichnet , daß die Laufzeitkette (LZr) als Koaxialleitung ausgebildet ist, die an ihrem Ausgang (Antennenanschlußstelle für ein Richtdiagramm) wellenwiderstandsrichtig durch die weiterführende Empfängerschaltung abgeschlossen ist und an ihrem anderen Ende mit einem Widerstand wellenwiderstandsrichtig abgeschlossen ist und die Paralleleinkopplungsschaltungen (PSkr) ihr Ausgangssignal hochohmig in die Leitung einprägen, sodaß der Wellenwiderstand der Leitung an den Einspeisestellen praktisch erhalten bleibt und der Quellwiderstand an der Antennenanschlußstelle gleich dem Wellenwiderstand der Koaxialleitung ist (Bild 6).
    25. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 1 bis dadurch gekennzeichnet , daß die Paralleleinkopplungsschaltungen (I"v<r) aus einem symmetrisch aufgebauten Verstärker bestehea dessen Eingangsimpedanz gleich dem Wellenwiderstand (ZL) der ihn speisenden Leitung ist und dessen hochohmige Ausgangselektroden (Drain,bzw.Kollektor) jeweils mit einem Leiter einer symmetrischen Zweidrahtleitung verbunden sind, sodaß eine Paralleleinspeisung in diese Zweidrahtleitung vorliegt und die Zweidrahtleitung, ausgehend von dieser
    Einspeisestelle in beiden Richtungen durch Aufwickeln auf Ferritkerne gegen die Ausbildung von Gleichtaktströmen verdrosselt ist und die Zweidrahtleitung jeweils am anderen Ende der Drossel durch eine Koaxialleitung fortgesetzt ist und die elektrische Länge der ZweicUahtleitung in die Ausgleichslänge der Teillaufzeitketten (LZkr) mit einbezogen ist und der Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung an den Wellenwiderstand der Koaxialleitung angepaßt ist (Bild 6).
    26. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 25 dadurch gekennzeichnet , daß der symmetrisch aufgebaute Verstärker an seinem Eingang einem Umsymmetrierübertrager mit dem Übersetzungsverhältnis ü:1 enthält, dem auf seiner symmetrischen Seite jeweils ein Widerstand Ζί/(2*ϋ*) in Serie geschaltet ist und die Enden dieser Widerstände mit den Emittern zweier in Basisschaltung geschalteter Bipolartransistoren verbunden sind (Bild 6 ).
    27. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 25 und dadurch gekennzeichnet , daß zwei Einzelzweidrahtleitungen vorhanden sind, die am Ort der Eispeisestelle elektrisch in Serie geschaltet sind und dort eine Zweidrahtleitung mit doppeltem Wellenwiderstand der Einzelzweidrahtleitungen bilden und diese Zweidrahtleitun g, ausgehend von dieser Einspeisestelle.in beiden Richtungen durch Aufwickeln auf Ferritkerne gegen die Ausbildung von Gleichtaktströmen verdrosselt ist und die beiden Einzelzweidrahtleitungen am anderen Ende der Drossel parallelgeschaltet sind und dort eine Zweidrahtleitung mit halbem Wellenwiderstand der Einzelzweidrahtleitungen bilden und mit der Koaxialleitung verbunden sind und der Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung dort an den Wellenwiderstand der Koaxialleitung angepaßt ist (Bild 6 ).
    28. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 26 und 27 dadurch gekennzeichnet , daß ür1 beträgt.
    29. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Ansprüchen 1 bis
    -'■■ "■ :"-'; 3Λ37727 "-' ■ ' ' ·" ; :-:-
    dadurch gekennzeichnet , daß die Anlage nicht als Vollkreis über 36Ο Grad, sondern nur als Kreissektor über einem vorgegebenen Sektorwinkel aufgebaut ist und mindestens zwei Strahlen besitzt und die Filterketten-auf an sich bekannte Weise errechenbar-derart eingestellt sind, daß sich die für einen Sektor realisierbaren Richtdiagramme ergeben.
    30. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch dadurch gekennzeichnet , daß die obere Schranke 1.5 beträgt.
    31. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch dadurch gekennzeichnet , daß die unter Schranke 0.5 beträgt.
    32. Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch 1 bis dadurch gekennzeichnet , daß die Signale aller Antennen eines Kreises (Kk) angenähert gleichphasig in einer Summationsschaltung (Sko) zur Bildung einer Rundempfangscharakteristik (RO) zusammengefaßt sind und das Bandfilter (BFko) als Tiefpaß ausgeführt ist, dessen Grenzfrequenz so gewählt ist, daß bei dieser Frequenz der relative Kreisdurchmesser Dk/^ ungefähr 0,1 beträgt.
    33- Kreisgruppenempfangsantennenanlage nach Anspruch dadurch gekennzeichnet , daß die angenähert gleichphasigen Signale durch Zusammenfassung der am Eingang einer Filterkette (Fa1,Fa2,..) mit aktiven Auskoppelschaltungen (ASako) ausgekoppelten Signale in der Summationsschaltung (Sko) gebildet sind und der Laufwegunterschied der Signale aus unterschiedlichen Kreisen mit Hilfe der Teillaufzeitketten LZkr ausgeglichen ist. (Bild bzw.6 ).
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