DE3624528A1

DE3624528A1 - Antennenanordnung

Info

Publication number: DE3624528A1
Application number: DE19863624528
Authority: DE
Inventors: Fuente Pedro De Dr Ing La; Gerald Dipl Ing Grupp; Ulrich Dr Ing Petri; Albert Dipl Ing Schlaud
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1986-07-19
Filing date: 1986-07-19
Publication date: 1988-01-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung mit einer Mehrzahl breitbandiger Einzelantennen und ist vorgesehen zur passiven Zielverfolgung von bewegten, elektromagne tische Wellen abstrahlenden Zielen.

Wesentlich bei An tennenanordnungen für derartige Zielverfolgungssysteme (Tracker) ist eine hohe Winkelauflösung. Während bei der Zielverfolgung mit aktiven Systemen die Betriebsfrequenz relativ schmalbandig vorgegeben und die zugehörige An tennenanordnung darauf abgestimmt ist, muß bei passiver Zielverfolgung mit a priori nicht bekannter Frequenz der vom Ziel abgestrahlten Wellen die Antennenanordnung sehr breitbandig ausgelegt sein und dabei möglichst bei allen Frequenzen eine hohe Winkelauflösung besitzen. Anderer seits soll die Anordnung für mobilen Einsatz möglichst klein ausgeführt sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Anten nenanordnung der einleitend genannten Art anzugeben, die bei möglichst geringem Aufwand breitbandig eine hohe Winkelauflösung besitzt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gegeben.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Einzel antennen der Antennenanordnung als logarithmisch-perio dische Dipolantennen ausgeführt.

Sowohl die digitale Signalverarbeitung als auch die An ordnung von Einzelantennen in einer Kreisgruppe sind an sich bekannt. Die erfindungsgemäße Merkmalskombination ergibt jedoch einige unerwartete Vorteile.

Unter den Antennengruppen mit um 360° schwenkbarer Keule besitzt die Kreisgruppe die geringste Anzahl von Elementen bei vergleichbarer Richtcharakteristik der Antennengruppe. Allerdings ist die Keulenschwenkung bei der Kreisgruppe mit konventionellen Mitteln (Phasenschieber) wesentlich schwieriger durchzuführen als bei einer Gruppe, die aus planaren Teilgruppen besteht. Daher beschränkt man sich in der Regel darauf, die Keule durch Fortschaltung der Ele mente in relativ großen Stufen zu schwenken.

Versieht man die einzelnen Antennenelemente der Kreis gruppe mit Quadratur-Empfängern und A/D-Wandlern und führt die komplexen Empfangsspannungen einem Rechenwerk zu, so lassen sich ohne Schwierigkeiten alle notwendigen mathe matischen Operationen digital durchführen. Wenn das Rechenwerk programmierbar ist, lassen sich sogar ver schiedene, modernere, leistungsfähigere, insbesondere hochauflösende Algorithmen der Richtungs- und Leistungs schätzung ankommender Wellen verwenden. Gegenüber konven tionellen Antennen lassen sich so kleinere Antennen mit ähnlicher Leistungsfähigkeit aufbauen.

Da zur digitalen Signalverarbeitung jedes Empfangselement mit einem eigenen Empfänger versehen werden muß, spielt die Zahl der Elemente kostenmäßig eine große Rolle. Die Tatsache, daß die Kreisgruppe unter allen Antennengruppen mit ähnlichen Eigenschaften die geringste Elementzahl besitzt, macht sie für die digitale Signalverarbeitung besonders geeignet. Die Zusammenfassung von Richtantennen zu einer Kreisgruppe, die Quadraturdemodulation und die digitale Signalverarbeitung ergänzen sich bei der erfin dungsgemäßen Antennenanordnung damit auf ausgezeichnete Weise.

Die Kreisgruppe kann aus log.-per. Dipolantennen derart aufgebaut werden, daß sich sowohl alle Antennenachsen als auch alle Geraden, die die Dipolenden verbinden, im Kreis mittelpunkt schneiden. Man erhält dann eine Anordnung, deren geometrische Verhältnisse und deren Winkelauflösung in einem weiten Frequenzbereich praktisch gleichbleibend sind.

Das Prinzip der erfindungsgemäßen Antennenanordnung ist in der Abbildung noch skizziert. Von insgesamt 2N in gleichen Winkelabständen 360°/2N in einer Kreisgruppe angeordneten logarithmisch periodischen Antennen sind zwei gegenüber liegende Antennen LP₁ und LP_N+1 eingezeichnet. Die Anten nenachsen und die die Dipolenden verbindenden Geraden (gestrichelt) zeigen alle auf einen gemeinsamen Punkt auf der Symmetrieachse A der Kreisgruppe. Die Speiseleitungen der beiden dargestellten Antennen sind mit je einem Empfänger E verbunden. Die komplex demodulierten Signale werden als digitale Signalkomponenten I und Q einem Rech ner zugeführt, der wie angedeutet auch die Signalkomponen ten aller anderen Einzelantennen erhält.

Claims

1. Antennenanordnung mit einer Mehrzahl von breitbandigen Einzelantennen, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) die Einzelantennen sind Richtantennen und in einer Kreisgruppe mit radial ausgerichteten Antennendia grammen angeordnet;
b) jeder Antenne ist ein Quadratur-Empfänger zugeordnet;
c) den komplexen Empfänger-Ausgangssignalen sind Einrich tungen zur Analog/Digital-Umsetzung zugeführt;
d) zur Auswertung der digitalisierten Signale ist ein Rechner vorgesehen.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einzelantennen logarithmisch-periodische Dipolantennen sind, deren Einhüllenden auf einen gemein samen Schnittpunkt auf der Mittelachse der Kreisgruppe zeigen.