DE3727556A1 - Antenna arrangement - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an antenna arrangement according to the Preamble of claim 1.
An Richtantennen, die in Übertragungs- und Ortungssystemen ein gesetzt werden, wird häufig die Forderung gestellt, über den Nebenzipfelbereich ihres Strahlungsdiagramms aufgenommene Signale möglichst abzuschwächen oder zu unterdrücken. Der Grund hierfür ist, daß diese Signale, die zusätzlich zu dem über die Hauptkeule empfangenen Signal im System verarbeitet werden, zu unerwünschten Störungen und zu einer Beeinträchtigung der Über tragungsqualität führen können oder, falls sie durch aktive Störmaßnahmen (ECM = Electronic Countermeasure) Dritter verur sacht werden, die Übertragung gefährden bzw. unmöglich machen. Dieses Problem ist bei elektrisch großen Antennen, d.h. im Verhältnis zur Wellenlänge großen Antennen, mit starker Richt wirkung zumeist nicht gravierend, da deren Nebenzipfelniveau im Verhältnis zu ihrem Hauptkeulenpegel bereits ausreichend tief liegt. Für mittlere und kleine Antennen, wie sie typischerweise im Bereich des militärischen Richtfunks oder für mobile Statio nen zum Einsatz kommen, müssen häufig zusätzliche Maßnahmen, die nach Möglichkeit eine aktive Reaktion auf Störungen erlauben, im Konzept und im Aufbau der Antennen berücksichtigt werden, um im Bedarfsfall eine gezielte Verbesserung des Signal/Störleistungs verhältnisses zu erreichen.Directional antennas used in transmission and location systems the demand is often made about the Sub-peak area of their radiation diagram Attenuate or suppress signals as much as possible. The reason for this is that these signals, in addition to that via the Main lobe received signal to be processed in the system, too unwanted interference and impairment of the over quality of wear or if active Interference measures (ECM = Electronic Countermeasure) by third parties gently, endanger the transmission or make it impossible. This problem is with electrically large antennas, i.e. in the Relationship to the wavelength of large antennas, with strong directionality effect is usually not serious, since their sub-peak level in the Relative to their main lobe level already deep enough lies. For medium and small antennas, as they are typically in the field of military radio relay or for mobile stations additional measures are often required if possible allow an active reaction to disturbances, in Concept and in the structure of the antennas are taken into account in If necessary, a targeted improvement of the signal / interference power to achieve relationship.
Ein bekanntes Antennenkonzept, das sich hierfür eignet, ist das sogenannte adaptive Gruppenantennensystem. Bei einem solchen Antennensystem, das entweder als für sich selbständiges Anten nensystem oder zur Speisung einer größeren Reflektorantenne eingesetzt wird, ist es möglich, durch die Wichtung, d.h. ge eignete unterschiedliche Ansteuerung einer Anzahl von meist identischen Einzelelementen in deren gemeinsamen resultierenden Summendiagramm in jeder gewünschten Winkelrichtung des Strah lungsdiagramms Nullstellen zu erzeugen und dadurch von dort einfallende Störsignale auszublenden. Eine solche adaptive Steuerung einer Gruppenantenne ist beispielsweise aus dem Aufsatz von H.D. Knetsch: "Adaptive räumliche Filterung zur Unterdrückung von Störsignalen", in der Zeitschrift Siemens Forschungs- und Entwicklungs-Berichte, Band 6, 1977, Nr. 5, Seiten 300 bis 307 bekannt.A well-known antenna concept that is suitable for this is so-called adaptive array antenna system. With such a Antenna system, which either as an independent antenna system or for feeding a larger reflector antenna it is possible to use weighting, i.e. ge suitable different control of a number of mostly identical individual elements in their common resulting Sum diagram in any desired angular direction of the beam to generate zeros and thereby from there to hide incoming interference signals. Such an adaptive Control of a group antenna is for example from the Essay by H.D. Knetsch: "Adaptive spatial filtering for Suppression of interference signals ", in the magazine Siemens Research and Development Reports, Volume 6, 1977, No. 5, Pages 300 to 307 known.
In der Mikrowellenantennentechnik wird zur Nebenzipfelsignal unterdrückung aber auch vielfach ein Verfahren verwendet, bei dem der Pegel einer scharf bündelnden Hauptantenne mit dem Pegel eines zusätzlich notwendigen SLS-(Side-Lobe-Suppression-) Strahlers verglichen wird. Bei diesem Amplitudenvergleich kön nen Nebenzipfelsignale erkannt werden, da die über die Neben zipfel empfangenen Signale pegelmäßig in der gleichen Größen ordnung oder niedriger sind als die Signale, die über den SLS- Strahler ankommen. Im Bereich der Hauptkeule der Hauptantenne übersteigt dagegen der Antennenpegel der Hauptantenne den Pegel des SLS-Strahlers um ein Vielfaches, so daß sich solche Signale als gewünschte aussondern lassen. Beschrieben ist dieses be kannte Verfahren beispielsweise im Buch von P. Honold: "Sekun därradar", Siemens AG, Berlin und München, 1971, Seiten 49 bis 54.In microwave antenna technology it becomes a sub-lobe signal suppression but also often used a method which the level of a sharply focusing main antenna with the Level of an additionally necessary SLS (side lobe suppression) Is compared. With this amplitude comparison NEN summit signals can be recognized because the over the sub received signals level in the same sizes order or lower than the signals sent over the SLS Spotlights arrive. In the area of the main lobe of the main antenna In contrast, the antenna level of the main antenna exceeds the level of the SLS emitter many times over, so that such signals to be discarded as desired. This is described known processes, for example in the book by P. Honold: "Sekun därradar ", Siemens AG, Berlin and Munich, 1971, pages 49 to 54.
Neben diesem bekannten Verfahren setzt sich in steigendem Maße ein Konzept durch, bei dem sogenannte SLC-(Side-Lobe-Cancella tion-) Antennen zur adaptiven Nebenzipfelsignalunterdrückung Verwendung finden. Dabei werden mit Hilfe von Regelschleifen, d.h. einer Anpassung von Phase und Amplitude in bezug auf eine bestimmte Diagrammwinkelrichtung, unerwünschte, über Nebenzip fel der Hauptantenne ankommende Signale mit den über den SLC- Strahler empfangenen und passend gedämpften Signalen kompen siert. Ein konstruktiver Unterschied zwischen einer SLC-Antenne und einer SLS-Antenne besteht prinzipiell nicht. Das SLC-Ver fahren ist ebenfalls beispielsweise in dem bereits genannten Aufsatz von D. Knetsch beschrieben. In addition to this known method, there is an increasing trend a concept in the so-called SLC (Side-Lobe Cancella tion-) antennas for adaptive suppression of the sidelobes Find use. With the help of control loops, i.e. an adjustment of phase and amplitude with respect to one certain diagram angle direction, unwanted, over sub-zip of the main antenna with the signals coming in via the SLC Component received and appropriately attenuated signals compensate siert. A design difference between an SLC antenna and an SLS antenna does not exist in principle. The SLC Ver driving is also for example in the already mentioned Article by D. Knetsch described.
Es ist bisher lediglich bekannt, in einem System mit einer nebenzipfelkompensierenden bzw. nullsteuernden Zusatzantenne (SLC-Antenne) oder einer die Nebenzipfelsignale unterdrücken den Zusatzantenne (SLS-Antenne), eine solche Zusatzantenne getrennt neben der Hauptantenne (vgl. die genannte Stelle aus dem Buch von P. Honold) oder auf dem Reflektor der Hauptantenne aufzumontieren (GB-PS 15 17 544).So far it is only known in a system with one auxiliary antenna compensating or zeroing (SLC antenna) or one to suppress the sub-lobe signals the additional antenna (SLS antenna), such an additional antenna separately next to the main antenna (cf. the book by P. Honold) or on the reflector of the main antenna to be assembled (GB-PS 15 17 544).
Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders vorteilhafte Möglichkeit der Integration einer SLS-/SLC-Zusatzantenne mit einer Hauptantenne anzugeben.The object of the invention is a particularly advantageous Possibility of integrating an additional SLS / SLC antenna with of a main antenna.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Antennenanord nung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch Anwen dung der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angege benen Merkmale gelöst. Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Antennenanordnung bietet eine Reihe von Vorteilen. Es ergeben sich völlig getrennte Funktionen von Haupt- und Zusatzantenne ohne gegenseitige störende Beeinflussung. Die Integration der Zusatzantenne bedingt keine Änderungen am Konzept der Hauptan tenne, d.h. deren Eigenschaften gelten unverändert. Beide An tennen lassen sich getrennt optimieren. Die Polarisationslage beider Antennen ist miteinander verknüpft, so daß sich bei Polarisationsänderung der Hauptantenne die Polarisationslage der Zusatzantenne automatisch mitändert.According to the invention, this object is achieved with an antenna arrangement tion according to the preamble of claim 1 by users dung specified in the characterizing part of claim 1 characteristics resolved. One designed according to the invention Antenna arrangement offers a number of advantages. Surrender it completely separate functions of main and additional antenna without mutual interference. The integration of the Additional antenna does not require any changes to the concept of the main antenna threshing floor, i.e. their properties apply unchanged. Both types tennen can be optimized separately. The polarization position both antennas are linked together, so that at Change in polarization of the main antenna changes the polarization position the additional antenna changes automatically.
Vorteilhafte und zweckmäßige Maßnahmen im Zusammenhang mit der Ausführung und zur weiteren Verbesserung der Strahlungseigen schaften der Antennenanordnung nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous and expedient measures in connection with the Execution and to further improve the radiation properties shafts of the antenna arrangement according to the invention are in the Subclaims specified.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen erläu tert. Es zeigenThe invention is explained below with reference to drawings tert. Show it
Fig. 1 in Seitenansicht das Ausführungsbeispiel einer mit einem Parabolreflektor versehenen Antennenanordnung nach der Erfindung, Fig. 1 in side view of the embodiment of a provided with a parabolic reflector antenna arrangement according to the invention,
Fig. 2 in Seitenansicht den Ausschnitt II des Ausführungsbei spiels nach Fig. 1, Fig. 2 in side view of the detail II of Ausführungsbei game according to Fig. 1,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht der inneren und äußeren Koaxialleitung, Fig. 3 is a cross sectional view of the inner and outer coaxial line,
Fig. 4 die Seitenansicht des die Speisestelle darstellenden Ausschnitts IV des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1. Fig. 4 is a side view of the feeding point representing the detail IV of the embodiment of FIG. 1.
In Fig. 1 ist in einer Seitenansicht schematisch eine entspre chend der Erfindung ausgebildete Antennenanordnung dargestellt, die aus der Kombination einer Hauptantenne mit einer geeigneten Zusatzantenne 3 besteht. Die Hauptantenne ist im dargestellten Beispiel eine Parabolreflektorantenne mit einem Hauptstrahler system 1, das im Brennpunkt eines Parabolreflektors 2 angeord net ist. Die Signale werden dem Hauptstrahlersystem 1 und der Zusatzantenne 3 über eine zusammengefaßte innere bzw. äußere Koaxialleitung 7, 4, ausgehend von einer Speisestelle 21, zuge führt. Die äußere Koaxialleitung 4 dient, sofern sie genügend stabil ausgebildet ist, unmittelbar zur Befestigung des Haupt strahlersystems 1 samt Zusatzantenne 3. Die Koaxialleitung 4 läßt sich auch in einem zusätzlichen Tragrohr führen, an wel chem dann das Hauptstrahlersystem 1 und die Zusatzantenne 3 befestigt sind. Die Koaxialleitungen 4, 7 sind durch eine zen trale Öffnung 10 im Parabolreflektor 2 geführt und enden hinter dem Parabolreflektor 1 in der Speisestelle 21. Einzelheiten des im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 benützten Hauptstrahlersy stems 1, der Zusatzantenne 3, der Koaxialleitungen 4 und 7 so wie der Speisestelle 21 sind in den Fig. 2 bis 4 darge stellt.In Fig. 1 is a side view of an accordingly designed antenna arrangement is shown schematically, which consists of the combination of a main antenna with a suitable additional antenna 3 . The main antenna is in the example shown a parabolic reflector antenna with a main radiator system 1 , which is net angeord in the focus of a parabolic reflector 2 . The signals are the main radiator system 1 and the additional antenna 3 via a combined inner or outer coaxial line 7 , 4 , starting from a feed point 21 , leads. The outer coaxial line 4 , if it is sufficiently stable, is used directly for fastening the main radiator system 1 together with the additional antenna 3 . The coaxial line 4 can also run in an additional support tube, to which the main radiator system 1 and the additional antenna 3 are then attached. The coaxial lines 4 , 7 are guided through a central opening 10 in the parabolic reflector 2 and end behind the parabolic reflector 1 in the feeding point 21 . Details of the benützten in the embodiment of Fig. 1 Hauptstrahlersy stems 1, the auxiliary antenna 3, the coaxial lines 4 and 7 as the power source 21 are shown in Figs. 2 to 4 illustrates Darge.
Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht das Hauptstrahlersystem 1 und die Zusatzantenne 3 (Ausschnitt II aus Fig. 1). Das dort dargestellte Hauptstrahlersystem ist seinem Prinzip nach aus dem Buch von S. Silver: "Microwave antenna theory and design", McGraw-Hill Book Company, Inc., 1949, New York-Toronto-London, Seiten 245 bis 248 bekannt. Es handelt sich hierbei um eine Schlitz-Dipol-Anordnung auf der Basis einer koaxialen Leitung. Der Außenleiter 5 der äußeren Koaxialleitung 4 ist mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Längsschlitzen 11 und 12 (12 ist nicht sichtbar) versehen, die eine Länge von etwa einer halben mittleren Wellenlänge und eine Breite von etwa 1/30 bis 1/40 dieser Wellenlänge besitzen können. Senkrecht zur Ebene, in der die beiden Längsschlitze 11 und 12 liegen, sind auf dem Außenleiter 5 der äußeren Koaxialleitung 4 die beiden Hälften 13 und 14 eines Dipolstrahlers aufgesetzt. Der als stabiles metallisches Rohr 6 ausgebildete Innenleiter der äußeren Koa xialleitung 4 ist mit dem Außenleiter 5 einseitig durch einen metallischen Verbindungsstift 15 kurzgeschlossen. Dieser Kurz schluß liegt etwa am Ort des Dipolansatzpunktes. Das Ende des Außenleiters 5 wird durch einen ebenen metallischen Hilfsre flektor 16 abgeschlossen, der mit der Leitung z.B. durch Lötung metallisch verbunden ist. Das Innenleiterrohr 6 der äußeren Koaxialleitung 4 setzt sich frei bis zum Ende fort. Der Hilfs reflektor 16 dient unter anderem dazu, die vom Hauptstrahler system 1 zunächst auch nach vorne gerichteten Anteile der Strah lung zum Parabolreflektor 2 hin umzulenken. Auf der der Speise seite des Hauptstrahlersystems 1 abgekehrten Seite ist die Zusatzantenne 3 angebracht. Im dargestellten Beispiel besteht die Zusatzantenne 3 aus einem Dipol 17. Dieser Dipol 17 ist in geeignetem Abstand vor dem Hilfsreflektor 16 angeordnet. Zur Beeinflussung der Strahlungseigenschaften der Zusatzantenne 3 können auf der Rückseite des Hilfsreflektors 16 geeignete wei tere Elemente wie beispielsweise passive Resonanzelemente, Leitbleche, Absorber usw. angebracht werden. Im dargestellten Beispiel nach Fig. 2 handelt es sich um Elemente 18, 19 zur Strahlformung. Zum Schutz der Zusatzantenne 3 ist noch eine geeignet geformte Abdeckhaube 20 aus Kunststoffmaterial vorge sehen, die ebenfalls am Hilfsreflektor 16 befestigt ist. Der Innenleiter der äußeren Koaxialleitung 4, welche die Zuführung zum Hauptstrahlersystem 1 bildet, ist als metallisches Rohr 6 ausgeführt, in dessen Innerem die zweite, nämlich innere Koa xialleitung 7 geführt ist, die durch eine dünne Semirigid-Lei tung geringen Durchmessers realisiert werden kann. Diese innere Koaxialleitung 7 speist die an der Rückseite des Hilfsreflek tors 16 befindliche Zusatzantenne 3, d.h. im ausgeführten Beispiel den Dipol 17. Fig. 2 shows a side view of the primary radiator system 1 and the auxiliary antenna 3 (detail II of Fig. 1). The principle of the main radiator system shown there is known from the book by S. Silver: "Microwave antenna theory and design", McGraw-Hill Book Company, Inc., 1949, New York-Toronto-London, pages 245 to 248. It is a slot-dipole arrangement based on a coaxial line. The outer conductor 5 of the outer coaxial line 4 is provided with two diametrically opposite longitudinal slots 11 and 12 ( 12 is not visible), which can have a length of approximately half a medium wavelength and a width of approximately 1/30 to 1/40 of this wavelength . At right angles to the plane in which the two longitudinal slots 11 and 12 lie, the two halves 13 and 14 of a dipole radiator are placed on the outer conductor 5 of the outer coaxial line 4 . Designed as a stable metallic tube 6 inner conductor of the outer Koa xialleitung 4 is short-circuited with the outer conductor 5 on one side by a metallic connecting pin 15 . This short circuit lies approximately at the location of the dipole starting point. The end of the outer conductor 5 is completed by a flat metallic auxiliary reflector 16 , which is metallically connected to the line, for example by soldering. The inner conductor tube 6 of the outer coaxial line 4 continues freely to the end. The auxiliary reflector 16 serves, among other things, to redirect the portions of the radiation from the main radiator system 1 initially also toward the front to the parabolic reflector 2 . On the side facing away from the main radiator system 1 side, the additional antenna 3 is attached. In the example shown, the additional antenna 3 consists of a dipole 17 . This dipole 17 is arranged at a suitable distance in front of the auxiliary reflector 16 . In order to influence the radiation properties of the additional antenna 3 , suitable additional elements such as passive resonance elements, baffles, absorbers, etc. can be attached to the rear of the auxiliary reflector 16 . In the example shown in FIG. 2 there are elements 18 , 19 for beam shaping. To protect the additional antenna 3 , a suitably shaped cover 20 made of plastic material is provided, which is also attached to the auxiliary reflector 16 . The inner conductor of the outer coaxial line 4 , which forms the feed to the main radiator system 1 , is designed as a metallic tube 6 , inside which the second, namely inner Koa xialleitung 7 is guided, which can be realized by a thin Semirigid-Lei device of small diameter. This inner coaxial line 7 feeds the additional antenna 3 located on the rear side of the auxiliary reflector 16 , ie the dipole 17 in the example shown.
Die im Innenleiterrohr 6 verlaufende, vom Zusatzstrahler 3 kom mende innere Koaxialleitung 7 wird über die ganze Länge der äußeren Koaxialleitung 4 nach hinten geführt und endet zusammen mit dieser äußeren Koaxialleitung 4 hinter dem in Fig. 1 darge stellten Parabolreflektor 2 der Hauptantenne. Die beiden inein ander verlaufenden Signalwege lassen sich dann an der Speise stelle 21 in Fig. 1 in geeigneter Weise auftrennen oder auch miteinander verschalten.The running in the inner conductor tube 6 , coming from the additional radiator 3 coming inner coaxial line 7 is guided over the entire length of the outer coaxial line 4 and ends together with this outer coaxial line 4 behind the parabolic reflector 2 shown in FIG. 1 of the main antenna. The two mutually extending signal paths can then be separated at the feed point 21 in Fig. 1 in a suitable manner or also interconnected.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht durch die äußere Koaxial leitung 4 mit dem Außenleiter 5 und dem Innenleiterrohr 6 sowie durch die innere Koaxialleitung mit deren Außenleiter 8 und Innenleiter 9. Fig. 3 shows a cross-sectional view through the outer coaxial line 4 with the outer conductor 5 and the inner conductor tube 6 and through the inner coaxial line with the outer conductor 8 and inner conductor 9th
In Fig. 4 ist in einer Seitenansicht der die Speisestelle 21 darstellende Ausschnitt IV von Fig. 1 dargestellt. Die im Innen leiterrohr 6 der äußeren Koaxialleitung 4 verlaufende innere Koaxialleitung 7 zum Zusatzstrahler wird in diesem Beispiel gerade aus der äußeren Koaxialleitung 4 heraus auf eine erste koaxiale Anschlußbuchse 22 geführt. Die äußere Koaxialleitung 4 des Hauptstrahlersystems läuft in diesem Fall in einer Kurz schlußebene 23 aus. Der Signalweg zum Hauptstrahlersystem wird in diesem Beispiel über eine seitliche koaxiale Abzweigung 24 von kurzer Länge auf eine zweite Anschlußbuchse 25 herausge leitet. FIG. 4 shows a side view of section IV of FIG. 1, which represents dining area 21 . In the inner conductor tube 6 of the outer coaxial line 4 extending inner coaxial line 7 to the additional radiator is in this example straight out of the outer coaxial line 4 out on a first coaxial socket 22 . The outer coaxial line 4 of the main radiator system runs in this case in a short circuit plane 23 . The signal path to the main radiator system is in this example on a lateral coaxial branch 24 of short length on a second connector 25 leads out.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873727556 DE3727556A1 (en) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Antenna arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873727556 DE3727556A1 (en) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Antenna arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3727556A1 true DE3727556A1 (en) | 1989-03-02 |
Family
ID=6334003
Family Applications (1)
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DE19873727556 Ceased DE3727556A1 (en) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Antenna arrangement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3727556A1 (en) |
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- 1987-08-18 DE DE19873727556 patent/DE3727556A1/en not_active Ceased
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Legal Events
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