DE4234559A1 - Search antenna for locating buried mines - contains monopole or dipole of metal rods with damping resistances or of high impedance, weakly conducting plastics material elements contg. graphite or carbon@ - Google Patents

Search antenna for locating buried mines - contains monopole or dipole of metal rods with damping resistances or of high impedance, weakly conducting plastics material elements contg. graphite or carbon@

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DE4234559A1 DE19924234559 DE4234559A DE4234559A1 DE 4234559 A1 DE4234559 A1 DE 4234559A1 DE 19924234559 DE19924234559 DE 19924234559 DE 4234559 A DE4234559 A DE 4234559A DE 4234559 A1 DE4234559 A1 DE 4234559A1
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Abstract

The search antenna can take the form of a monopole or dipole made of metal rods (2) contg. damping resistances (3) and with a supply line (4) and radiates or receives short pulses without errors. The metal rods and damping resistances can be replaced with high impedance, weakly conducting material (5) and a high supply voltage can be coupled in via the supply line if required. The high impedance and weakly conducting material can consist of plastics material filled with carbon or graphite, or can be a foam of such material. USE/ADVANTAGE - For finding mines buried in ground. Developed to reduce harmful radar cross-section with minimal antenna power losses.

Description

Die Erfindung geht aus von einer aus einzelnen von Dämpfungswider ständen unterbrochenen Metallstäben nach Art eines Monopols oder Di pols aufgebauten Suchantenne, die in der Lage ist kurze Impulse feh lerlos abzustrahlen bzw. zu empfangen gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1. The invention is based on an supernatants from each of damping abutment interrupted metal rods in the manner of a monopole or di pole constructed search antenna which is capable of short pulses FEH lerlos radiate or receive according to the preamble to the on claim 1.

Beim Suchen von im Erdboden verborgenen Minen ist es bekannt, Such antennen mit solchen extrem kurzen Impulsen zu verwenden. When searching for hidden mines in the ground, it is known search antennas to use with such extremely short pulses. Bei diesem Suchvorgang befindet sich die Antenne stets dicht oberhalb des Erd bodens, so daß zwischen Antenne und Erdboden eine unerwünschte Mehr fachreflexion des Suchimpulses auftritt. In this search operation, the antenna is always located just above the ground floor, so that undesired multiple reflection of the search pulse occurs between the antenna and ground. Dies wiederum führt zu cluttereffektähnlichen Störsignalen, die einmal eine Funktion des Abstandes zwischen Antenne und Erdboden und zum anderen von der Oberflächenrauhigkeit sowie dem Neigungswinkel der Antenne sind. This in turn leads to cluttereffektähnlichen interference signals, which are once again a function of distance between the antenna and the ground and on the other on the surface roughness, and the inclination angle of the antenna. Wegen dieser Vielzahl der zu berücksichtigenden Parameter lassen sich Störsignale dieser Art bisher in dem Suchvorgang nicht unter drücken. Because of this large number of parameters to be considered interference signals of this kind can not yet press in the search process under.

Das Problem mit den vorstehend erwähnten cluttereffektähnlichen Störsignalen läßt sich dadurch reduzieren, daß Suchantennen entwickelt werden, deren Radarquerschnitt sehr klein ist, im Idealfall gegen Null geht. The problem with the aforementioned cluttereffektähnlichen noise can thereby reduce that search antennas are developed, the radar cross section is very small, is ideally to zero. Eine Möglichkeit zur Reduzierung des Radarquerschnitts bieten Suchantennen, die aus bedämpften Monopolen oder Dipolen aufgebaut sind. One way to reduce the radar cross section provide search antennas, which are composed of attenuated monopolies or dipoles. Solche Monopole oder Dipole bestehen in der Regel aus Metallstäben, die durch Dämpfungswiderstände unterbrochen sind. Such monopolies or dipoles are usually made of metal rods that are interrupted by damping resistors. Eine - sogar starke - Bedämpfung ist hierbei erforderlich, um die Monopol- oder Dipolantennenelemente für die Übertragung von Impulsen genügend breitbandig zu machen. A - even strong - damping is needed in order to make the monopole or dipole antenna enough broadband for the transmission of pulses. Solche Metallstäbe tragen jedoch entscheidend zum Radarquerschnitt dieser Antenne bei. Such metal rods contributed substantially to the radar cross section of the antenna.

Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, die gattungsgemäße Suchantenne derart weiterzubilden, daß der für den vorgesehenen An wendungsfall schädliche Radarquerschnitt möglichst ohne Verlust an Antennenleistung reduziert wird. The object of the invention is seen to further develop the generic search antenna such that the is reduced for the intended application An adverse event radar cross section as possible without loss of the antenna performance. Diese Aufgabe wird bei einer An tenne der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art elfindungs gemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. This object is achieved with an on the type indicated in the preamble of claim 1 antenna according elfindungs ​​by said in the characterizing part of claim 1. solved. Von Vorteil ist hierbei, daß sich diese funktionellen Verbesserungen mit preiswerten Materialien und ohne besonderen Herstellungsaufwand realisieren lassen. An advantage here is that these functional improvements can be realized with inexpensive materials and with no particular production effort.

Ein vorteilhafte Weiterbildung ist nach Anspruch 2 gegeben, wobei eine hinsichtlich des Materials der Widerstandsveränderungen in diesem Material und der geometrischen Form abweichende Ausbildung vom Rahmen der Erfindung mitumfaßt wird. An advantageous further development is given as claimed in claim 2, wherein a different training is encompassed by the scope of the invention as regards the material of the resistive changes in the material and geometric shape.

Es ist nicht zu verkennen, daß eine Handhabung nach Anspruch 1 eine Ideallösung darstellt; It can not be denied that a handle according to claim 1 represents an ideal solution; aber selbst in diesem Fall verbleibt immer noch ein geringer Radarquerschnitt, der durch das Vorhandensein der metallischen Speiseleitungen bedingt ist. but even in this case, still a low radar cross section, which is caused by the presence of metallic feeder lines remains. Um auch diese noch zu be seitigen, ist es zweckmäßig nach Anspruch 3 zu verfahren. To these have to be side, it is appropriate to proceed of claim 3. Eine Wei terbildung dieses Gedankens ist schließlich auch noch nach Anspruch 4 gegeben. A Wei terbildung this idea is finally also given claim 4.

Im folgenden wird an Hand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben, wobei die in den einzelnen Figuren einander entsprechenden Teile dieselben Bezugszahlen aufweisen. In the following, an embodiment of the invention will be described in more detail with reference to a drawing, in which the mutually corresponding parts in the several figures have the same reference numerals. Es zeigt It shows

Fig. 1 eine aus einem herkömmlichen Monopol bzw. Dipol aufgebaute Suchantenne, Fig. 1 is a made up of a conventional monopole or dipole antenna search,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Suchantenne, Fig. 2 is a search antenna according to the invention,

Fig. 3a den Impuls eines ungedämpften Dipols, Fig. 3a shows the pulse of an undamped dipole,

Fig. 3b-d Impulsformen mit zunehmender Dämpfung des Dipols und FIG. 3b-d pulse shapes with increasing damping of the dipole and

Fig. 3e die gewünschte Impulsform des Dipols. Fig. 3e, the desired pulse shape of the dipole.

Um im Erdboden verborgene, nichtmetallische Minen orten zu können, sind z. In order to locate hidden, non-metallic mines in the ground, z. B. gemäß Fig. 1 aus reflektierenden Metallstäben 2 zusammengesetzte Suchantennen 1 möglich, die zwecks Erzeugung der Breitbandigkeit über Dämpfungswiderstände 3 miteinander ver bunden sind. . As shown in Figure 1 composed of the reflective metal rods 2 search antennas 1, who are ver the purpose of generating the broadband via damping resistors 3 each inhibited. Aus Fig. 3a ist z. From Fig. 3a z. B. der Impuls eines ungedämpften und aus Fig. 3e die angestrebte Form eines von einem solchen ge dämpften Dipol übertragenen Impuls dargestellt; . As the pulse of an undamped and from Figure 3e the desired form of a ge of such a dampened dipole illustrated transmitted pulse; die Fig. 3b bis 3d zeigen Zwischenstadien der beiden Extremformen. Figs. 3b to 3d show intermediate stages of the two extreme forms. Die - jeweils in Blickrichtung von Fig. 1 gesehen - obere oder untere Hälfte für sich genommen stellt einen Monopol und in Verbindung mit der jeweils anderen Hälfte einen Dipol dar. Eine solchermaßen aufge baute Sende- und Empfangsantenne wird über die Speiseleitung 4 mit Spannung versorgt. The - seen in each case in the viewing direction of Fig. 1 - taken top or bottom half for itself constitutes a monopole and in conjunction with the other half of a dipole A thus been built transmitting and receiving antenna is supplied via the feed line 4 with power.. Ihre Stäbe tragen entscheidend zum Radar querschnitt bei. Their staffs have contributed substantially to the radar cross section at. Insofern handelt es sich jedoch um bekannten Stand der Technik. However, insofar as it is known prior art.

Um den schädlichen Radarquerschnitt einer solchen Suchantenne 1 möglichst ohne Verluste an Antennenleistung zu reduzieren, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Metallstäbe 2 und die Dämpfungswiderstände 3 - wie dies aus Fig. 2 hervorgeht - durch hochohmiges, schwach leitfähiges Material 5 , z. In order to reduce the harmful radar cross section of such a search antenna 1 as possible without loss of the antenna performance, the invention proposes that the metal rods 2 and the damping resistors 3 - as can be seen from Fig. 2 - by high impedance, weakly conductive material 5, for example. B. kohle- oder graphithaltige Plastik oder einen ebensolchen Schaumstoff, zu ersetzen sind. As coal or graphite-containing plastic or just such a foam are to be replaced. Der mit dieser Maßnahme verbundene Verlust an An tennenleistung kann aufgefangen werden, indem in den hochohmiger werdenden Fußpunkt 6 der Mono- oder Dipolantenne bzw. in deren Speiseleitung 4 eine höhere Speisespannung eingekoppelt wird. The antenna performance associated with this measure loss of An can be captured by a higher supply voltage is coupled into the high-impedance becoming the base point 6, the mono- or dipole antenna or in the feed line. 4

Wenn durch diese Maßnahmen der Reflexionsquerschnitt der Mono- oder Dipolelemente auf ein Minimum reduziert ist, verbleiben immer noch die Speiseleitungen 4 , die einen meßbaren Radarquerschnitt darstellen. When is reduced by these measures the reflection section of the mono or dipole elements to a minimum, there still remain the feed lines 4, which represent a measurable radar cross section. Zur Minimierung dieses Effektes können diese metallischen Leitungen gemäß vorliegender Erfindung durch Lichtleitfasern ersetzt werden, die jeweils an einer lichtempfindlichen Diode enden. To minimize this effect these metal lines may be replaced according to the present invention, by optical fibers that terminate on a photosensitive diode in each case. Im Sendefall würde dann ein durch die Lichtleitfaser übertragener Lichtimpuls eine im Fußpunkt der Suchantenne vorgesehene lichtempfindliche Diode zur Erzeugung einer lichtimpulsäquivalenten Spannung anregen, die die Speisespannung des entsprechenden Mono- oder Dipols darstellt. In the case of transmission, a transmitted light pulse through the optical fiber would then stimulate an opening provided in the base of the search antenna photosensitive diode for generating a light pulse equivalent voltage which represents the supply voltage of the corresponding mono- or dipole. Entsprechendes gilt für den Empfangsfall, bei dem für das vom Ziel reflektierte Signal der vorstehend beschriebene Vorgang in umgekehrter Richtung abläuft. The same applies to the case of reception, in which runs for the light reflected from the target signal of the above-described operation in the reverse direction. Hierbei ist es denkbar, daß zum Senden und zum Empfangen von Signalen sowohl unterschiedliche Diodentypen als auch getrennte Lichtleitfasern verwendet werden. Here, it is conceivable that can be used for transmitting and receiving signals in both different types of diodes as well as separate optical fibers.

Claims (4)

  1. 1. Aus einzelnen, von Dämpfungswiderständen unterbrochenen Metallstäben nach Art eines Monopols oder Dipols aufgebaute Suchantenne mit einer Speiseleitung, die zwecks Detektion von im Erdboden verborgenen, insbesondere nichtmetallischen Minen in der Lage ist, kurze Impulse fehlerlos abzustrahlen bzw. zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstäbe ( 2 ) und die Dämpfungswiderstände ( 3 ) durch hochohmiges, schwach leitfähiges Material ( 5 ) ersetzt sind und über die Speiseleitungen ( 4 ) bedarfsweise eine erhöhte Speisespannung einkoppelbar ist. 1. built up from individual, interrupted by attenuation resistors metal rods in the manner of a monopole or dipole search antenna to a feed line which is for the purpose of detection of concealed in the ground, in particular non-metallic mines able to emit short pulses flawless and receive, characterized in that the metal rods (2) and the damping resistors (3) by high impedance, weakly conductive material (5) are replaced and the feed lines (4) if required, an increased supply voltage can be coupled.
  2. 2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das hochohmige und schwach leitfähige Material ( 5 ) aus z. 2. An antenna according to claim 1, characterized in that the high impedance and weak conductive material (5) from z. B. mit Kohle oder Graphit gefüllter Plastik oder einem ebensolchen Schaumstoff besteht. B. filled with carbon or graphite plastic or another such foam material.
  3. 3. Antenne nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn net, daß die Speiseleitungen ( 4 ) durch Lichtleitfasern ersetzt sind, durch die hindurch bei Sendebetrieb ein Lichtimpuls eine im Fußpunkt ( 6 ) der Suchantenne ( 1 ) vorgesehene lichtempfindliche Diode zu einer dem Lichtimpuls äquivalenten Spannung anregt, die die Speisespannung des entsprechenden Mono- oder Dipols darstellt, während bei Empfangsbetrieb ein entsprechend umgekehrter Vorgang abläuft. 3. An antenna according to claim 1 and 2, characterized labeled in net, that the feeder lines (4) are replaced by optical fibers, provided by passing while transmitting a light pulse a at the foot point (6) of the search antenna (1) light-sensitive diode to the light pulse equivalent stimulates voltage representative of the supply voltage of the corresponding mono- or dipole, while in a receiving operation in accordance with the reverse process takes place.
  4. 4. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß zum Senden und Empfangen bedarfsweise unter schiedliche Diodentypen und/oder getrennte Lichtleitfasern Anwendung finden. 4. An antenna according to claim 3, characterized in that find for transmitting and receiving, if necessary, under schiedliche diode types and / or optical fibers separate application.
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