DE3625113A1 - Fuer eine phasengesteuerte gruppenantenne vorgesehenes strahlerelement - Google Patents
Fuer eine phasengesteuerte gruppenantenne vorgesehenes strahlerelementInfo
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- H01Q9/06—Details
- H01Q9/065—Microstrip dipole antennas
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein für eine phasenge
steuerte Gruppenantenne vorgesehenes Strahlerelement mit
einem elektrischen Dipol, der mit seinen Zuführungslei
tungen in Streifenleitungstechnik auf einer senkrecht
aus einer ebenen Reflektorwand herausragenden dielektri
schen Trägerplatte angebracht ist.
Ein derartiges, allerdings nur mit einer einzigen Pola
risation arbeitendes Strahlerelement für eine phasenge
steuerte Gruppenantenne ist aus der DE-PS 20 20 192 be
kannt.
Um Polarisationsstörungen im Ausbreitungsmedium sowie
bei Verwendung der phasengesteuerten Gruppenantenne in
der militärischen Technik den gegnerischen elektromagne
tischen Störmaßnahmen entgegentreten zu können, ist es
notwendig bzw. sinnvoll, eine polarisationsagile Antenne
zu verwenden. Dies bedeutet, daß die Antenne elektro
nisch gesteuert jede beliebige Polarisation annehmen
kann. Von besonderer Bedeutung ist diese Fähigkeit für
Antennen mit elektronischer Strahlsteuerung, d.h. für
die sogenannten phasengesteuerten Gruppenantennen. Die
vielen Strahlerelemente einer phasengesteuerten Gruppen
antenne müssen dazu neben dem Strahlungserreger ihrer
ursprünglichen Polarisation einen zweiten Strahlungser
reger erhalten, der die zur ersten Polarisation ortho
gonale Polarisation anregt. Wenn beide Strahlungserreger
eines Strahlerelementes in Phase und Amplitude unabhän
gig voneinander gespeist werden, kann jede beliebige
Polarisation eingestellt werden.
Strahlerelemente einer phasengesteuerten Gruppenantenne
für zwei zueinander orthogonale Polarisationen lassen
sich z.B. durch zwei aufeinander senkrecht stehende
elektrische Dipole realisieren. Dabei ist eine Anordnung
der Dipole der Gruppenantenne in Gitterform möglich. Es
entstehen dabei Dipolzeilen mit horizontal und Dipol
spalten mit vertikal angeordneten Strahlern. Jeweils ein
benachbarter Dipol von Zeile und Spalte repräsentiert
ein Strahlerelement mit orthogonaler Einspeisung. Da ein
solches Strahlerelement auseinanderliegende Phasenzen
tren aufweist, ergibt sich eine relativ aufwendige Kor
rekturfunktion für die Phasenwertesteuerung. Die Reali
sierung eines Strahlerelementes für zwei orthogonale
Polarisationen ist auch in Form eines Kreuzdipols z.B.
in Microstriptechnik möglich. Die elektrischen Werte
eines solchen Kreuzdipols erreichen allerdings nicht die
gewöhnlich für phasengesteuerte Gruppenantennen gestell
ten Anforderungen, insbesondere die Anforderungen hin
sichtlich der Bandbreite.
Ein Strahlerelement für eine phasengesteuerte Gruppen
antenne für zwei orthogonale Polarisationen läßt sich
auch durch einen quadratischen oder runden Hohlleiter
mit zwei Einkopplungen verwirklichen. Nachteilig bei
einem solchen Strahlerelement bei Verwendung eines
quadratischen Hohlleiters ist, daß durch die baulich
bedingte exzentrische Ankopplung eine nicht exakt linear
polarisierte Welle angeregt wird. Beim Rundhohlleiter-
Strahlerelement ist die Entkopplung zwischen den ortho
gonalen Einspeisungen nicht so gut wie beim quadrati
schen Hohlleiterstrahlerelement und es können auch
aufgrund von Einkopplungsschwierigkeiten nicht exakt
linear polarisierte Wellen angeregt werden.
Bei den Hohlleiter-Strahlerelementen besteht außerdem
der Nachteil, daß der Aufbau im Hinblick auf eine Se
rienfertigung der Strahlerelemente nicht sehr günstig
ist.
Strahlerelemente für phasengesteuerte Gruppenantennen
lassen sich mit wenig Aufwand und sehr kostengünstig in
Streifenleitungstechnik herstellen. Die dielektrische
Trägerplatte trägt dabei in vorteilhafter Weise neben
dem eigentlichen Strahler, z.B. einem elektrischen Di
pol, auch Phasenschieber und Verbindungsleitungen und im
Falle eines "aktiven" Einzelstrahlermoduls" auch die
Verstärker und gegebenenfalls Mischerstufen. Ein Strah
lerelement mit einem elektrischen Dipol mit Symmetrie
rungsnetzwerk auf einer dielektrischen Trägerplatte für
eine phasengesteuerte Strahlergruppe mit einem wandför
mig ausgebildeten Reflektor ist beispielsweise aus der
DE-PS 20 20 192 für eine Polarisation bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen für Orthogonalpola
risation ausgelegten Strahler mit Zuleitung und mög
lichst auch mit seinen Ansteuerungselementen in die für
den elektrischen Dipol vorgesehene Trägerplatte zu in
tegrieren, ohne daß gegenseitige Störungen der beiden
Strahlerelements auftreten.
Gemäß der Erfindung, die sich auf ein Strahlerelement
der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe
dadurch gelöst, daß in einer Ebene liegend, die sowohl
senkrecht auf der Trägerplattenebene als auch senkrecht
auf der Reflektorwandebene steht, an der Trägerplatte
stirnseitig eine steife, einen Umfang von etwa einer
Wellenlänge aufweisende und einen magnetischen Dipol
bildende Kreisringleiterschleife befestigt ist, die an
einer zu beiden Seiten einer Unterbrechung liegenden
Speisestelle mit einer symmetrischen Zuführungsleitung
leitend verbunden ist. Die Polarisation der von der
Kreisringleiterschleife abgestrahlten elektromagneti
schen Wellen ist damit orthogonal zu derjenigen des
elektrischen Dipols. Zuleitungen und Ansteuerelemente
für die Kreisringleiterschleife können ebenso auf der
dielektrischen Trägerplatte untergebracht werden wie
diejenigen des elektrischen Dipols. Die symmetrische
Zuführungsleitung zur Kreisringleiterschleife ist in
vorteilhafter Weise eine zu beiden Seiten der Träger
platte angeordnete und bis zu deren Stirnseite verlau
fende symmetrische Streifenleitung. Die Kreisringleiter
schleife kann als aufgeschlitzter, in sich steifer Ring
an die symmetrische Streifenleitung angelötet oder in
anderer Weise leitend befestigt sein. Die Kreisring
leiterschleife läßt sich auch auf ein Trägerplättchen
aufätzen, z.B. in Fototechnik, und dann senkrecht in die
Trägerplatte einsetzen.
Die Ansteuerung des elektrischen Dipols und der dazu
orthogonal polarisierten Kreisringleiterschleife kann
mit einer umfassenden Amplituden- und Phasenregelung
oder in aufwandsparender Weise in Stufen z.B. nur durch
Phasenregelung mit begrenzter Polarisationsvariation
unabhängig voneinander erfolgen.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines Strahler
elementes nach der Erfindung wird im folgenden anhand
einer Figur erläutert.
Die Figur zeigt die perspektivische Ansicht eines gemäß
der Erfindung ausgebildeten Strahlerelementes für eine
polarisationsagile phasengesteuerte Gruppenantenne. Auf
den beiden Seiten einer aus dielektrischem Material
bestehenden Trägerplatte 1 ist ein elektrischer Dipol 6
mit einer aus zwei Leitern bestehenden Zuführungsleitung
5 in Streifenleitungstechnik angebracht. Der eine Leiter
der Zuführungsleitung 5 hat dabei eine sich in Richtung
zum Dipol 6 verjüngende Form (gestrichelt dargestellt).
Die Trägerplatte 1 ragt senkrecht aus einer Öffnung 7
einer ebenen Reflektorwand 8. Die Länge der Schenkel des
elektrischen Dipols 6 beträgt etwa 1/4 Wellenlänge. Die
Reflektorwand 8 im Abstand von ebenfalls etwa 1/4 Wel
lenlänge vom Dipol 6 ist zur Erzeugung eines gerichteten
Diagramms erforderlich. Der elektrische Dipol 6 strahlt
im Ausführungsbeispiel elektromagnetische Wellen mit
vertikaler Linearpolarisation ab. In einer Ebene lie
gend, die sowohl senkrecht auf der Ebene der Trägerplat
te 1 als auch senkrecht auf der Ebene der Reflektorwand
8 steht, ist vorne an der Stirnseite der Trägerplatte 1
eine Kreisringleiterschleife 2 befestigt, die an einer
zu beiden Seiten einer Unterbrechung liegenden Speise
stelle 3 mit einer symmetrischen Streifenleitung als
Zuführungsleitung 4 verbunden ist. Die Befestigung der
in sich steifen Kreisringleiterschleife 2, die also im
unmontierten Zustand ein aufgeschlitzter Ring ist, an
der symmetrischen Streifenleitung 4 erfolgt durch Anlö
ten oder durch eine andere geeignete leitende Anbrin
gung. Der Umfang der Kreisringleiterschleife 2 beträgt
etwa 1 Wellenlänge. Die Kreisringleiterschleife 2 wirkt
als magnetischer Dipol und strahlt elektromagnetische
Wellen mit horizontaler Linearpolarisation ab.
Die dielektrische Trägerplatte 1 trägt außer dem elek
trischen Dipol 6 und der Kreisringleiterschleife 2 und
deren Zuführungsleitungen 5 bzw. 4 in vorteilhafter
Weise auch noch Phasenschieber und Verbindungsleitungen
und im Falle der Verwendung des Strahlerelementes als
aktives Strahlerelement-Modul auch die Verstärker und
gegebenenfalls Mischerstufen. Die außer den Strahlern 6
und 2 und deren Zuleitungen 5 bzw. 4 auf der Trägerplat
te 1 angebrachten Verbindungsleitungen und Schaltungen
liegen hinter der Reflektorwand 8 und sind in der Figur
deswegen nicht sichtbar.
Erfolgt die Speisung des elektrischen Dipols 6 und der
Kreisringleiterschleife 2 in Phase und Amplitude unab
hängig voneinander, dann kann jede beliebige Polarisa
tion der vom Strahlerelement abzustrahlenden elektro
magnetischen Wellen eingestellt werden.
Bei einer Regelung des Amplituden- und Phasenunter
schieds zwischen elektrischem und magnetischem Dipol in
Stufen können nur noch endlich viele Polarisationen,
dafür aber mit wesentlich niedrigerem Aufwand einge
stellt werden.
- Bezugszeichenliste
1 Trägerplatte
2 Kreisringleiterschleife
3 Speisestelle
4 Zuführungsleitung
5 Zuführungsleitung
6 elektrischer Dipol
7 Öffnung
8 Reflektorwand
Claims (7)
1. Für eine phasengesteuerte Gruppenantenne vorgesehenes
Strahlerelement mit einem elektrischen Dipol, der mit
seinen Zuführungsleitungen in Streifenleitungstechnik
auf einer senkrecht aus einer ebenen Reflektorwand
herausragenden dielektrischen Trägerplatte angebracht
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
in einer Ebene liegend, die sowohl senkrecht auf der
Trägerplattenebene als auch senkrecht auf der Reflek
torwandebene steht, an der Trägerplatte (1) stirnseitig
eine steife, einen Umfang von etwa einer Wellenlänge
aufweisende und einen magnetischen Dipol bildende Kreis
ringleiterschleife (2) befestigt ist, die an einer zu
beiden Seiten einer Unterbrechung liegenden Speisestelle
(3) mit einer symmetrischen Zuführungsleitung (4) lei
tend verbunden ist.
2. Strahlerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die symmetrische Zuführungsleitung (4) zur Kreisringlei
terschleife (2) eine zu beiden Seiten der Trägerplatte
(1) angeordnete und bis zu deren Stirnseite verlaufende
symmetrische Streifenleitung ist und daß die Kreisring
leiterschleife an ihrer Speisestelle (3) an die symme
trische Streifenleitung angelötet oder in anderer Weise
leitend befestigt ist.
3. Strahlerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kreisringleiterschleife (2) auf ein Trägerplättchen
aufgeätzt ist, z.B. in Fototechnik, und daß dieses Trä
gerplättchen in die Trägerplatte (1) senkrecht einge
setzt ist.
4. Strahlerelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
außer den Zuführungsleitungen (5, 4) und dem elektri
schen Dipol (6) auch Phasenschieber sowie Verbindungs
leitungen und im Falle der Ausbildung als aktives
Strahlerelement auch Verstärker und gegebenenfalls
Mischstufen auf der dielektrischen Trägerplatte (1)
aufgebracht sind.
5. Strahlerelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansteuerung des elektrischen Dipols (6) und der
Kreisringleiterschleife mit umfassender Amplituden-
und Phasenregelung unabhängig voneinander erfolgt.
6. Strahlerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansteuerung des elektrischen Dipols (6) und der
Kreisringleiterschleife (2) in Stufen z.B. nur durch
Phasenregelung unabhängig voneinander erfolgt.
7. Strahlerelement nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Elemente zur Amplituden- und Phasenregelung auf der
Trägerplatte untergebracht sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863625113 DE3625113A1 (de) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Fuer eine phasengesteuerte gruppenantenne vorgesehenes strahlerelement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863625113 DE3625113A1 (de) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Fuer eine phasengesteuerte gruppenantenne vorgesehenes strahlerelement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3625113A1 true DE3625113A1 (de) | 1988-02-04 |
DE3625113C2 DE3625113C2 (de) | 1989-03-30 |
Family
ID=6305923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863625113 Granted DE3625113A1 (de) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Fuer eine phasengesteuerte gruppenantenne vorgesehenes strahlerelement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3625113A1 (de) |
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- 1986-07-29 DE DE19863625113 patent/DE3625113A1/de active Granted
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DE3625113C2 (de) | 1989-03-30 |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
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