DE4446189A1

DE4446189A1 - Phase controlled antenna and method for its manufacture

Info

Publication number: DE4446189A1
Application number: DE19944446189
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Dreher; Heinz-Peter Dr Ing Feldle; Erwin Schmucker
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 1996-06-27
Also published as: EP0718907A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer phasengesteuerten Antenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einem Ver fahren zu deren Herstellung nach dem Oberbegriff des Pa tentanspruches 5.The invention is based on a phase-controlled antenna according to the preamble of claim 1 and a ver proceed to their manufacture according to the generic term of Pa claim 5.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine phasengesteuerte Antenne für eine Radaranlage, wobei eine Vielzahl von Strahlerelementen, z. B. Dipol-Strahler, matrixförmig in einer Ebene angeordnet sind, beispielsweise in recht winklig zueinander angeordneten Reihen und Spalten. Dabei ist es vorteilhaft, wenn sowohl die Reihen als auch die Spalten denselben Abstand besitzen. Auch Anordnungen von Strahlerelementen in einem dreieckförmigem Raster werden angewendet. Mit einer solchen Anordnung von Strahlerele menten kann eine Vielzahl von Sende- und/oder Empfangs- Richtdiagrammen hergestellt werden. Dazu ist es erforder lich, zwischen den jedem Strahlerelement zuzuordnenden Sende- und/oder Empfangssignalen eine möglichst genau be stimmbare Amplituden- und/oder Phasenbeziehung herzustel len. Diese sollte möglichst schnell änderbar sein, so daß eine Vielzahl von Betriebsarten, beispielsweise ein elek tronisch durchgeführter Schwenkvorgang und/oder eine For mung des Richtdiagramms der Antenne, durchführbar sind. Zur Ausführung solcher Betriebsarten ist es zweckmäßig, an jedes Sende- und/oder Empfangs-Strahlerelement einen eige nen Sende- und/oder Empfangs-Modul (T/R-Modul) unmittelbar anzuschließen. Jeder T/R-Modul enthält dabei alle in der Radartechnik üblichen Sende- und/oder Empfangs-Baugruppen, beispielsweise Sende- sowie Empfangsverstärker, Sende- /Empfangsumschalter sowie Phasen- sowie Amplitudensteller. Die sich fortlaufend entwickelnde Elektronik ermöglicht es, diese Baugruppen immer mehr zu verkleinern und für im mer größer werdende Sende- und/oder Empfangsfrequenzen, beispielsweise den GHz-Bereich, auszulegen. Für spezielle Anwendungen ist es beispielsweise möglich, jedem T/R-Modul lediglich ein analoges LO-Signal (Local-Oscillator), das von einem einzigen (gemeinsamen) LO-Generator erzeugt wird, zuzuleiten. Alle anderen in der Radartechnik benö tigten Signale, z. B. ZF-Signale sowie Steuer- und/oder Schaltsignale, sind den T/R-Modulen in digitaler Form zu führbar, beispielsweise über einen sogenannten digitalen Bus. The invention particularly relates to a phase controlled Antenna for a radar system, a variety of Radiator elements, e.g. B. dipole emitter, matrix-shaped in are arranged on one level, for example in right rows and columns arranged at an angle to each other. Here it’s beneficial if both the rows and the Columns have the same distance. Also orders from Radiator elements in a triangular grid applied. With such an arrangement of radiant elements can be a variety of send and / or receive Directional diagrams are produced. It is necessary for this Lich, between those to be assigned to each radiator element Transmit and / or receive signals as accurately as possible to produce tunable amplitude and / or phase relationships len. This should be changeable as quickly as possible, so that a variety of modes, such as an elec tronic swivel and / or a For tion of the directional diagram of the antenna, are feasible. To carry out such operating modes, it is advisable to each transmitting and / or receiving radiator element has its own NEN sending and / or receiving module (T / R module) immediately to connect. Each T / R module contains all of them in the Radar technology common transmission and / or reception modules, for example transmit and receive amplifiers, transmit / Reception switch as well as phase and amplitude adjuster. The continuously developing electronics enables it to reduce these assemblies more and more and for im increasing transmission and / or reception frequencies, for example, the GHz range. For special Applications, for example, it is possible to use any T / R module just an analog LO signal (Local Oscillator) that generated by a single (common) LO generator will forward. All others need radar technology took signals, e.g. B. IF signals and control and / or Switching signals are digital to the T / R modules feasible, for example via a so-called digital Bus.

Eine solche Gesamtanordnung, die auch als aktives Frontend bezeichnet wird, von T/R-Modulen und Strahlerelementen hat insbesondere den Vorteil, daß eine mit dem Frontend ge koppelte Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung weitgehendst ebenfalls mittels digitaler Baugruppen aufgebaut werden kann und daß zwischen dem Frontend sowie der Steuer und/oder Auswerteeinheit lediglich wenige analoge sowie digitale Verbindungsleitungen erforderlich sind.Such an overall arrangement, also as an active front end is referred to, has T / R modules and radiator elements in particular the advantage that a ge with the front end largely coupled control and / or evaluation device can also be set up using digital modules can and that between the front end as well as the tax and / or evaluation unit only a few analog and digital connection lines are required.

Ein solches Frontend hat insbesondere den Nachteil, daß in jedem T/R-Modul, bedingt durch den geringen Wirkungsgrad der T/R-Module, insbesondere bei hoher Sendeleistung, eine hohe Verlustleistung (Wärme) entsteht, die abgeführt wer den muß. Diese erfordert ein Kühlsystem, das einen Raum bedarf hat und dadurch den minimal erreichbaren Abstand zwischen den Strahlerelementen (T/R-Modulen) mitbestimmt.Such a front end has the particular disadvantage that in every T / R module due to its low efficiency of the T / R modules, especially when the transmission power is high high heat dissipation (heat) arises, which is dissipated that must. This requires a cooling system covering a room has required and thus the minimum achievable distance co-determined between the radiator elements (T / R modules).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gat tungsgemäße Antenne anzugeben, welche bei einem geringen (Raster-)Abstand der T/R-Module eine hohe Verlustleistung ermöglicht, welche wartungsfreundlich ist und welche ko stengünstig herstellbar ist.The invention is therefore based on the object of a gat specified antenna, which at a low (Grid) distance of the T / R modules a high power loss enables which is easy to maintain and which ko is inexpensive to manufacture.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Antenne anzugeben.The invention is also based on the object Specify a method for producing such an antenna.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 5 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den weiteren Ansprüchen entnehmbar. This problem is solved by the in the characterizing Parts of claims 1 and 5 specified features. Advantageous refinements and / or further developments are the other claims.

Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mehre re T/R-Module elektrisch und mechanisch zu einem Makromo dul zusammengefaßt werden können und dieser Makromodul in einem Makrogehäuse angeordnet werden kann.A first advantage of the invention is that several right T / R modules electrically and mechanically to a Makromo dul can be summarized and this macro module in can be arranged in a macro housing.

Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß jedes Makrogehäuse lediglich mittels einer einzigen Befestigungsschraube an einem Rahmen befestigt wird, welcher eine Vielzahl von Ma krogehäusen, entsprechend der erforderlichen Antennenkon figuration, auf nehmen kann. Dadurch ist ein kostengünsti ges Auswechseln eines Makrogehäuses möglich.A second advantage is that each macro case only with a single fastening screw is attached to a frame which a variety of Ma Krogehäusen, according to the required antenna con figuration, can take on. This is an inexpensive It is possible to replace a macro housing.

Ein dritter Vorteil besteht darin, daß nach dem Befestigen alle Makrogehäuse an luft- oder flüssigkeitsgekühlten Kühlkörpern anliegen, welche einen effektiven Transport der entstehenden Verlustleistung ermöglichen.A third advantage is that after attachment all macro housings on air or liquid cooled Heat sinks are in place, which is an effective transport enable the resulting power loss.

Ein vierter Vorteil besteht darin, daß während des Aus wechselns eines Makrogehäuses keine Unterbrechung des Kühlkreislaufes erforderlich ist.A fourth advantage is that during the off changing a macro housing no interruption of the Cooling circuit is required.

Ein fünfter Vorteil besteht darin, daß bei einem Makroge häuse der mechanische sowie der elektrische Aufbau weit gehend unabhängig voneinander sind, so daß insbesondere eine effektive Führung elektrischer Leiterbahnen möglich wird.A fifth advantage is that with a macroge the mechanical as well as the electrical construction are independent of each other, so in particular effective routing of electrical conductor tracks possible becomes.

Ein sechster Vorteil besteht darin, daß während der Her stellung eines Frontends sehr kostengünstige Prüfungen einzelner Bauelemente und/oder Baugruppen durchführbar sind, so daß mögliche Fehler frühzeitig erkannt und be seitigt werden können. Dabei können Daten, welche die Un terschiede zwischen den individuellen Eigenschaften des betrachten T/R-Moduls zu einem Referenz- oder Ideal-T/R- Modul beschreiben, in einem modulinternen Speicher abge legt werden. Somit ist ein Austausch von T/R-Modulen in dem HF-Frontend eines Radarsystems möglich, ohne daß an dere Baugruppen bezüglich der individuellen Eigenschaften des jeweiligen Moduls verändert werden müssen.A sixth advantage is that during manufacture provision of a frontend very inexpensive tests individual components and / or assemblies feasible are, so that possible errors are recognized early and be can be sided. Data that the Un differences between the individual characteristics of the consider T / R module to a reference or ideal T / R Describe module, stored in a module-internal memory be placed. Thus, an exchange of T / R modules is in the RF front end of a radar system possible without their assemblies with regard to their individual properties of the respective module must be changed.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschrei bung eines Ausführungsbeispieles. Dieses wird anhand sche matisch dargestellter Figuren näher erläutert.Further advantages result from the following description exercise of an embodiment. This is based on cal matically represented figures explained.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Aufsicht auf ein geöffnetes Makrogehäuse. Fig. 1 is a plan view of an open macro housing.

Fig. 2A, Fig. 2B eine Aufsicht sowie einen Schnitt von ei nem Aufnahmerahmen zur Aufnahme von Makrogehäusen. Fig. 2A, Fig. 2B a top view and a section of egg nem receiving frame for receiving macro housings.

Fig. 3 einen Schnitt durch zwei befestigte Makrogehäuse. Fig. 3 shows a section through two attached macro housing.

Dabei sind Fig. 1 und Fig. 3 maßstäblich dargestellt, in dem Sinne, daß die Größenverhältnisse entnehmbar sind.Here, FIG. 1 and FIG. 3 are shown to scale, in the sense that the size ratios are removable.

Das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine phasengesteuerte Antenne (aktives Frontend), bei welcher eine Vielzahl von Sende- und/oder Empfangs strahlerelementen, z. B. Dipol-Strahler, in einer Ebene an geordnet sind, beispielsweise in Form einer ebenen recht winkligen Matrix mit einem Rastermaß (Abstand der Zeilen sowie Spalten) von ungefähr 13,6 mm. Diese Ebene, die im folgenden auch Antennenebene genannt wird, besitzt eine Flächennormale FN, welche in den Figuren als Pfeil darge stellt ist. Dabei zeigt die Spitze des Pfeiles in die Richtung "oben" (Kopfteil der Zeichenebene). Unterhalb der Antennenebene befinden sich T/R-Module, wobei jedem Sende- und/oder Empfangsstrahlerelement ein T/R-Modul zugeordnet ist. Das heißt, die T/R-Module sind ebenfalls in dem Ra stermaß der Strahlerelemente angeordnet. In einer zu der Antennenebene parallelen Ebene besitzen die T/R-Module da her ebenfalls das exemplarisch gewählte Rastermaß von un gefähr 13,6 mm. Es werden nun beispielsweise vier solcher nebeneinanderliegender T/R-Module zu einem Makromodul zusammengefaßt. Letzterer wird in einem Makrogehäuse ange ordnet.The embodiment described below relates on a phase-controlled antenna (active front end), in which a variety of transmission and / or reception radiator elements, e.g. B. dipole emitter, in one plane are organized, for example in the form of a plane right angular matrix with a grid dimension (spacing of lines and gaps) of approximately 13.6 mm. This level that in the following is also called antenna level, has one Area normal FN, which is shown in the figures as an arrow represents is. The tip of the arrow points into the Direction "up" (header of the drawing level). Below the T / R modules are located on the antenna level, with each and / or receiving radiator element assigned a T / R module is. That is, the T / R modules are also in the Ra arranged the dimension of the radiator elements. In one to the The T / R modules have a plane parallel to the antenna forth also the exemplary chosen grid dimension of un dangerous 13.6 mm. For example, there will now be four T / R modules next to each other to form a macro module summarized. The latter is displayed in a macro housing arranges.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein geöffnetes Makroge häuse MG. Dieses ist in der Draufsicht rechteckig, wobei an beiden Schmalseiten jeweils eine Stecker- und/oder Ver bindungsleiste AS, VS vorgesehen ist. Dabei sind an die Stecker- und/oder Verbindungsleiste AS die erwähnten Strahlerelemente der Antennenebene anschließbar. An die gegenüberliegende weitere Stecker- und/oder Verbindungs leiste VS sind die zum Betrieb des Makromoduls erforder lichen Verbindungsleitungen anschließbar, vorzugsweise durch Steckerverbindungen, was nachfolgend noch näher er läutert wird. Fig. 1 shows a plan view of an open Makroge housing MG. This is rectangular in plan view, with a connector and / or Ver connection strip AS, VS is provided on both narrow sides. The aforementioned radiator elements of the antenna level can be connected to the plug and / or connecting strip AS. To the opposite other connector and / or connection strip VS, the connecting lines required for the operation of the macromodule can be connected, preferably by means of plug connections, which he will explain in more detail below.

In dem Makrogehäuse MG befindet sich eine Trägerplatte TP, deren in Fig. 1 dargestellte sichtbare Oberseite vorteil hafterweise voll nutzbar ist für die Montage elektroni scher Bauelemente und/oder Baugruppen. Die Trägerplatte TP hat beispielsweise eine Länge l = 120 mm, eine Breite b = 52 mm, eine Dicke d = 1,5 mm und besteht aus einem Mate rial mit vorgebbaren thermischen Eigenschaften, beispiels weise einer Molybdän-Kupfer-Legierung, die derzeit unter der Bezeichnung Mo30Cu handelsüblich ist. Die Befestigung der Trägerplatte TP an dem Makrogehäuse MG erfolgt mittels Befestigungsschrauben TBS, die von der Unterseite des Ma krogehäuses MG geschraubt werden (Fig. 3) und nicht über die Oberseite der Trägerplatte TP hinausragen. Die Ober seite ist daher vorteilhafterweise eine Ebene, die daher vollständig zum Aufbau elektronischer Schaltungen genutzt werden kann, das heißt, in den Schaltungen müssen keine mechanischen Konstruktionsmerkmale, z. B. Durchbrüche, be rücksichtigt werden.In the macro housing MG there is a carrier plate TP, whose visible upper side shown in FIG. 1 is advantageously fully usable for the assembly of electronic components and / or assemblies. The carrier plate TP has, for example, a length l = 120 mm, a width b = 52 mm, a thickness d = 1.5 mm and consists of a material with predeterminable thermal properties, for example a molybdenum-copper alloy, which is currently under the designation Mo30Cu is commercially available. The mounting plate TP is attached to the macro housing MG by means of fastening screws TBS, which are screwed from the underside of the macro housing MG ( FIG. 3) and do not protrude beyond the top of the mounting plate TP. The upper side is therefore advantageously a level that can therefore be used completely for the construction of electronic circuits, that is, in the circuits no mechanical design features, for. B. breakthroughs, be considered.

In diesem Ausführungsbeispiel sind auf der Oberfläche der Trägerplatte TP die Schaltungen für vier T/R-Module TR1 bis TR4 angebracht, vorzugsweise durch elektrisch leit fähige Klebeverbindungen. Jeder T/R-Modul enthält drei Schaltungsteile. Diese sind vorteilhafterweise zunächst unabhängig voneinander prüf- und/oder abgleichbar und kön nen dann durch Kleb- sowie Bondverbindungen auf der Trä gerplatte TP in der dargestellten Weise streifenförmig be festigt werden. Auf der Trägerplatte TP ist außerdem eine allen T/R-Modulen gemeinsame Schaltungsanordnung GS befe stigt. Die Art (Layout) der Schaltungen wird nicht näher beschrieben, da sie für das Verständnis dieser Patentan meldung nicht relevant sind. Alle Schaltungen sind bei spielsweise als gedruckte Schaltungen auf derzeit handels üblichen Keramiksubstraten ausführbar. Auf der Unterseite der Trägerplatte TP ist außerdem eine allen T/R-Modulen gemeinsame Logikschaltung LS, die gestrichelt dargestellt ist, angebracht, beispielsweise ebenfalls durch Kleben. In this embodiment, the surface of the Carrier plate TP the circuits for four T / R modules TR1 attached to TR4, preferably by electrically conductive capable adhesive connections. Each T / R module contains three Circuit parts. These are advantageously first can be checked and / or compared independently of one another and can then by adhesive and bond connections on the tears gerplatte TP be strip-shaped in the manner shown be consolidated. There is also one on the carrier plate TP all T / R modules common circuitry GS befe increases. The type (layout) of the circuits is not specified as they are required for understanding this patent message are not relevant. All circuits are at for example as printed circuits on current trade usual ceramic substrates feasible. On the bottom the carrier plate TP is also one of all T / R modules common logic circuit LS, shown in dashed lines is attached, for example also by gluing.

Es ist ersichtlich, daß eine solche Trägerplatte TP einer seits selbst in kostengünstiger Weise herstellbar ist und andererseits in kostengünstiger Weise mit Schaltungen (Substraten) bestück- und prüfbar ist. Erst dann erfolgt der Einbau in das Makrogehäuse MG, und es werden die er forderlichen Verbindungen, z. B. durch Löten und/oder Bon den, zu Steckverbindungen AS, VS hergestellt.It can be seen that such a carrier plate TP one hand itself is inexpensive to manufacture and on the other hand, in a cost-effective manner with circuits (Substrates) can be fitted and tested. Only then does it take place the installation in the macro housing MG, and it will he required connections, e.g. B. by soldering and / or receipt the, to plug connections AS, VS manufactured.

Die für den Betrieb eines solchen Makromoduls erforder lichen elektrischen und/oder elektromagnetischen Ab schirmungen, insbesondere zwischen den T/R-Modulen TR1 bis TR4, sind dadurch herstellbar, daß an dem Gehäusedeckel MD (Fig. 3) entsprechende metallische (Abschirm-)Stege ange bracht werden. Diese sind dann bei geschlossenem Gehäuse deckel MD zwischen den T/R-Modulen angeordnet.The electrical and / or electromagnetic shields required for the operation of such a macromodule, in particular between the T / R modules TR1 to TR4, can be produced in that corresponding metallic (shielding) webs on the housing cover MD ( FIG. 3) be attached. These are then arranged with the housing cover MD closed between the T / R modules.

Fig. 2A zeigt einen schematisch dargestellten Aufnahmerah men zur Aufnahme einer Vielzahl, z. B. einiger Hundert, solcher Makromodule entsprechend Fig. 1. Fig. 2A shows a schematically shown Aufnahmerah men for receiving a variety, z. B. a few hundred such macromodules corresponding to FIG. 1.

Fig. 2B zeigt einen schematisch dargestellten Schnitt des Aufnahmerahmens entlang der Linie A-A (Fig. 2A). FIG. 2B shows a schematically illustrated section of the receiving frame along the line AA ( FIG. 2A).

Gemäß Fig. 2A besteht der Aufnahmerahmen im wesentlichen aus einer vorgebbaren Anzahl parallel zueinander angeord neter Kühlkörper KU, die von einer Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, durchströmt werden können. Die Kühlkörper KU sind an ihren Enden an einem kreisringförmigen Halterahmen HR befestigt und haben einen rechteckförmigen Querschnitt, dessen Maße sich aus Fig. 3 ergeben. Der Halterahmen HR besitzt gemäß Fig. 2B ebenfalls einen rechteckförmigen Querschnitt und dient gleichzeitig als Verteilleitung für die zu- sowie ablaufende Kühlflüssigkeit, die alle Kühl körper KU beispielsweise in Richtung des Pfeiles F paral lel durchströmt. Unterhalb der Kühlkörper KU (bezogen auf die Flächennormale FN) ist gemäß Fig. 2B eine Steckerbuch sen- und Verteilerschaltung VSB angebracht und mittels Streben STR an dem Halterahmen HR befestigt.According to Fig. 2A, the receiving frame consists essentially of a predetermined number of mutually parallel angeord designated heatsink KU by a cooling liquid, for. B. water can be flowed through. The heat sinks KU are attached at their ends to an annular holding frame HR and have a rectangular cross section, the dimensions of which are shown in FIG. 3. The holding frame HR also has a rectangular cross section according to FIG. 2B and at the same time serves as a distribution line for the incoming and outgoing cooling liquid which flows through all the cooling bodies KU, for example in the direction of the arrow F, in parallel. Below the heat sink KU (based on the surface normal FN), a connector bushing and distribution circuit VSB is attached according to FIG. 2B and fastened to the holding frame HR by means of struts STR.

Alle Makromodule M, von denen in den Fig. 2A, 2B lediglich zwei Stück dargestellt sind, werden nun entgegen der Rich tung der Flächennormalen FN zwischen die Kühlkörper KU eingesetzt und mit den Steckern VS (Fig. 1, 2B) in die Verteilerschaltung VSB gesteckt. Damit werden alle elek trischen Verbindungen sowohl zwischen den Makromodulen M als auch von diesen zu einer nicht dargestellten Steuer- und/oder Auswerteeinheit hergestellt. Denn diese besitzt beispielsweise Leitungsverbindungen LB zu der Verteiler schaltung VSB. Die Makromodule M werden nun mittels einer Spannvorrichtung SP, die anhand der Fig. 3 näher erläutert wird, gegen die Kühlkörper KU gepreßt, so daß zu diesen sowohl eine mechanisch stabile Verbindung als auch ein hervorragender Wärmekontakt entsteht.All macro modules M, of which only two pieces are shown in FIGS. 2A, 2B, are now inserted against the direction of the surface normal FN between the heat sink KU and plugged into the distribution circuit VSB with the plugs VS ( FIGS. 1, 2B) . So that all electrical connections are made both between the macromodules M and from these to a control and / or evaluation unit, not shown. Because this has, for example, line connections LB to the distribution circuit VSB. The macromodules M are now pressed against the heat sink KU by means of a clamping device SP, which is explained in more detail with reference to FIG. 3, so that both a mechanically stable connection and excellent thermal contact are produced.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch zwei Makromodule entspre chend Fig. 1. Die Makromodule sind dabei so ausgebildet, daß in einem Bereich BE an der Steckerleiste AS, der An tennenseite die Trägerplatte TP unmittelbar (flächig) an dem Makrogehäuse MG anliegt. Dadurch ist in diesem Flä chenbereich ein besonders guter elektrischer sowie wärme leitender Kontakt zwischen Trägerplatte TP und Makroge häuse MG vorhanden. Dieser Kontakt kann noch durch den Einsatz einer Wärmeleitpaste verbessert werden. In diesem Bereich BE sind diejenigen elektrischen Bauelemente, z. B. Leistungsverstärker PA, angeordnet, welche eine große Ver lustleistung erzeugen. In diesem Bereich BE ist die dem Kühlkörper KU zugewandte Seite des Makrogehäuses MG so ausgebildet, daß ein guter Wärmekontakt entsteht, das heißt, es ist eine gute formschlüssige Verbindung vorhan den, welche durch eine optionale Anwendung einer Wärme leitpaste (Wärmeleitmittel) noch erhöht werden kann. Die ser Wärmekontakt ist in einem weiten, vorgebbaren Tempera turbereich, z. B. von -50°C bis + 50°C, im wesentlichen konstant. Dieses wird durch eine federnd ausgeführte Spannvorrichtung SP (Fig. 2A, 2B) erreicht. Diese besteht aus einem ersten Spannelement SPE1, einem zweiten Spann element SPE2, einer Spannschraube SPS, einer Spannfeder SPF sowie einem an die Spannelemente SPE1, SPE2 angepaßten Bereich (Abschrägung) des Gehäusedeckels MD. Die Spannele mente SPE1, SPE2 haben beispielsweise einen Querschnitt von ungefähr 6 mm × 6 mm und in der dargestellten Weise an den einander zugewandten Kanten jeweils eine Abschrägung (Fase), z. B. von 45°. Dieselben Abschrägungen (Fasen) sind an dem Gehäusedeckel MD vorhanden. Wird nun die Spann schraube SPS, beispielsweise eine sogenannte Inbus-Schrau be, festgezogen, vorzugsweise mittels eines Drehmomenten schlüssels, so werden die Gehäusedeckel MD und damit die Makrogehäuse MG auseinandergedrückt, senkrecht zu der Flä chennormalen FN, aber in der Zeichenebene, und damit gegen die Kühlkörper KU gepreßt. Die eingestellte Anpreßkraft ist aufgrund der Spannfeder SPF im wesentlichen unabhängig von Temperaturschwankungen. Ein an sich mögliches stören des Durchbiegen der Gehäusedeckel MD wird vermieden durch die bereits erwähnten Abschirmstege, die sich auf dem Ma krogehäuse MG abstützen und damit eine mechanische Stabi lisierung bewirken. Fig. 3 shows a section through two macro modules accordingly Fig. 1. The macro modules are designed so that in an area BE on the connector strip AS, the support plate TP directly (areal) on the macro housing MG. As a result, a particularly good electrical and heat-conducting contact between carrier plate TP and macro housing MG is present in this surface area. This contact can be improved by using a thermal paste. In this area BE those electrical components, for. B. power amplifier PA, arranged which generate a large loss of power. In this area BE, the side facing the heat sink KU of the macro housing MG is designed so that good thermal contact is created, that is, there is a good interlocking connection, which can be increased by an optional application of a heat-conducting paste (heat-conducting agent) . This water thermal contact is in a wide, predeterminable temperature range, e.g. B. from -50 ° C to + 50 ° C, substantially constant. This is achieved by a resilient tensioning device SP ( Fig. 2A, 2B). This consists of a first tensioning element SPE1, a second tensioning element SPE2, a tensioning screw SPS, a tensioning spring SPF and an area (chamfer) of the housing cover MD adapted to the tensioning elements SPE1, SPE2. The Spannele elements SPE1, SPE2 have, for example, a cross section of approximately 6 mm × 6 mm and in the manner shown on the mutually facing edges each have a chamfer (z. B. of 45 °. The same bevels (chamfers) are present on the housing cover MD. If the clamping screw SPS, for example a so-called Allen screw, is now tightened, preferably by means of a torque wrench, the housing cover MD and thus the macro housing MG are pressed apart, perpendicular to the surface normal FN, but in the drawing plane, and thus against the heat sink KU pressed. The set contact pressure is essentially independent of temperature fluctuations due to the tension spring SPF. A possible disrupting the bending of the housing cover MD is avoided by the aforementioned shielding webs, which are supported on the macro housing MG and thus bring about a mechanical stabilization.

Es ist ersichtlich, daß die beschriebene Spannvorrichtung SP durch den Anpreßvorgang eine gute mechanische dreidi mensionale Befestigung (Klemmverbindung) der Makrogehäuse an den Kühlkörpern KU bewirkt. Für besonders hohe mechani sche Belastungen (Erschütterungen) kann diese Befestigung verstärkt werden durch an dem Makrogehäuse MG sowie dem Kühlkörper KU angebrachte Erhebungen sowie Vertiefungen, die jeweils formschlüssig ineinandergreifen. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es möglich, das Makrogehäuse MG mittels Befestigungsschrauben BF an dem Kühlkörper KU zu befestigen.It can be seen that the clamping device described SP through the pressing process a good mechanical dreidi Dimensional attachment (clamp connection) of the macro housing on the heat sinks KU. For particularly high mechani This attachment can be subjected to mechanical loads (vibrations) are reinforced by the macro housing MG and the Heatsink KU made elevations and depressions, each interlocking. Alternatively or in addition, it is possible to use the macro housing MG by means of fastening screws BF on the heat sink KU fasten.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Spannelemente SPE1, SPE2 (sowie die zugehörigen Gegenstände auf dem Gehäuse deckel MD) ungefähr in der Mitte des Makrogehäuses ange ordnet und eine Länge (senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 3) besitzen, die kleiner gleich der halben Breite (unge fähr b/2) des Makrogehäuses MG ist. Dadurch ist es vor teilhafterweise möglich, alle Makromodule unabhängig von einander in den Aufnahmerahmen (Fig. 2A, 2B) zu montieren sowie zu demontieren. Dies wird an folgendem Beispiel er läutert. Es wird angenommen, daß gemäß Fig. 2A in allen Reihen zwischen den Kühlkörpern KU eine maximal mögliche Anzahl von Makromodulen M, die sich seitlich berühren, vorhanden sind. Soll nun im Rahmen einer Wartung ein be stimmtes Makromodul ausgewechselt werden, so ist es ledig lich erforderlich, die zugehörige Spannschraube SPS (Fig. 3) zu lösen und diese einschließlich der Spannelemente SPE1, SPE2 entlang den Kühlkörpern zu verschieben (um die Länge der Spannelemente). Anschließend können Spannele mente SPE1, SPE2, Spannschraube SPS sowie Spannfeder SPF als ganze Einheit in Richtung der Flächennormalen FN ent fernt werden. Dadurch sind zwei Makromodule entfernbar. Insbesondere entsprechend Fig. 3 ist nun die Dimensionie rung aller mechanischen Bauteile so gewählt, daß ein be stimmter Makromodul, beispielsweise der in Fig. 3 links dargestellt, in Richtung der Flächennormalen FN aus dem Aufnahmerahmen entfernt werden kann. Das Einsetzen eines Austausch-Makromoduls erfolgt dann in umgekehrter Reihen folge.From Fig. 1 it can be seen that the tensioning elements SPE1, SPE2 (and the associated items on the housing cover MD) are arranged approximately in the middle of the macro housing and have a length (perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 3) which is less than or equal to half the width (about b / 2) of the macro housing MG. As a result, it is possible before all of the macromodules to be assembled and disassembled independently of one another in the receiving frame ( FIGS. 2A, 2B). This is explained using the following example. It is assumed that, according to FIG. 2A, there is a maximum possible number of macromodules M, which touch each other, in all rows between the heat sinks KU. If a specific macro module is to be replaced as part of maintenance, it is only necessary to loosen the associated clamping screw SPS ( Fig. 3) and move it including the clamping elements SPE1, SPE2 along the heat sinks (by the length of the clamping elements ). Then the SPE1, SPE2 clamping elements, the SPS clamping screw and the SPF clamping spring can be removed as a whole unit in the direction of the surface normal FN. This means that two macro modules can be removed. In particular, according to FIG. 3, the dimensioning of all mechanical components is selected such that a specific macro module, for example the one shown in FIG. 3 on the left, can be removed from the receiving frame in the direction of the surface normal FN. A replacement macro module is then inserted in reverse order.

Dadurch ist es beispielsweise möglich, ein im Einsatz (Be trieb) befindliches aktives Frontend, das eine sogenannte BITE-Einrichtung (Build In Test Equipment) besitzt, kurz fristig zu reparieren. Ein Verfrachten des Frontends in eine spezielle Wartungswerkstatt ist nicht erforderlich. Denn durch die BITE-Einrichtung kann ein defektes Makromo dul festgestellt werden. Dieses kann, nach Entfernen des zugehörigen Strahlerelementes, in der beschriebenen Weise ausgetauscht werden. Dieser Austausch ist vorteilhafter weise möglich, ohne daß Kühlflüssigkeit aus den Kühlkör pern entfernt und anschließend wieder nachgefüllt werden muß. Eine Entlüftung des Kühlsystems ist daher nicht er forderlich.This makes it possible, for example, to active front end, which is a so-called BITE (Build In Test Equipment) facility, in short to repair in time. A shipment of the frontend in a special maintenance workshop is not required. Because the BITE device can make a broken Makromo can be determined. This can, after removing the associated radiator element, in the manner described be replaced. This exchange is more advantageous as possible without cooling liquid from the heat sink pern removed and then refilled got to. The cooling system is therefore not vented conducive.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern sinngemäß auf weitere anwendbar. So ist es beispielsweise möglich, mehr als vier T/R-Module in einen gemeinsamen Modulgehäuse anzuordnen oder alternativ jeden T/R-Modul einzeln in einem Gehäuse anzubringen. Wei terhin können in dem Aufnahmerahmen Makromodule mit unter schiedlichen Anzahlen von T/R-Modulen verwendet werden. Dadurch ist es möglich, die in Fig. 2A dargestellte Kreis form weitgehendst durch T/R-Module sowie Strahlerelemente anzunähern. Daraus ergibt sich außerdem, daß auch andere Antennenformen, z. B. Ellipsen- oder Rechteckformen, reali sierbar sind.The invention is not limited to the examples described, but can be applied analogously to others. For example, it is possible to arrange more than four T / R modules in a common module housing or, alternatively, to mount each T / R module individually in one housing. Furthermore, macro modules with different numbers of T / R modules can be used in the mounting frame. This makes it possible to approximate the circular shape shown in FIG. 2A largely by T / R modules and radiator elements. It also follows that other antenna shapes, e.g. B. elliptical or rectangular shapes are realisable.

Weiterhin ist es nicht erforderlich, daß die den Strahler elementen zugewandte Oberfläche der Kühlkörper KU eine Ebene bildet (Gerade in Fig. 2B). Vielmehr ist es auch möglich, die Oberfläche gebogen, z. B. konkav zu gestalten. Dadurch kann allein durch den mechanischen Aufbau ein be stimmtes Richtdiagramm erzeugt werden.Furthermore, it is not necessary that the surface facing the radiator elements of the heat sink KU forms a plane (straight line in FIG. 2B). Rather, it is also possible to bend the surface, e.g. B. make concave. As a result, a certain directional diagram can be generated solely by the mechanical structure.

Claims

1. Phase-controlled antenna, at least consisting of

an antenna surface in which a plurality of transmitting / receiving radiating elements are arranged in a matrix,
- An associated T / R module is available for each transmitting / receiving radiator element and
- The T / R modules are arranged below the surface normal to the antenna surface below, characterized in that
- that a mounting frame is available for fastening several T / R modules (M),
- That the receiving frame contains at least two rows of ordered heat sinks (KU),
- That the heat sink (KU) have at its ends inlet and Ab flow connections for a cooling medium,
a common feed line (HR) for supplying the cooling medium is connected at least to the inflow connections,
- That below the heat sink (KU) a distributor circuit (VSB) is arranged, which has electrical plug connections for electrical coupling of the modules (M) and
- That a clamping device (SP) is available for pressing at least two modules (M), which are in a row formed by two heat sinks (KU), to the associated heat sinks (KU).

2. Phase controlled antenna according to claim 1, characterized ge indicates that the clamping device (SP) at least from two rod-shaped clamping elements (SPE1, SPE2), which by means of a tension screw (SPS) and a tension spring (SPF) are spring-loaded against each other.

3. Phase controlled antenna according to claim 1 or claim 2, characterized in that the clamping elements (SPE1, SPE2) a length less than or equal to half the width of a Have module housing (MG).

4. phase-controlled antenna according to one of the preceding claims, characterized in that

- That several T / R modules (TR1 to TR4) are arranged in a macro housing (MG) on a substantially flat carrier plate (TP),
- that the carrier plate (TP) is fastened to the macro housing (MG) by fastening screws (TBS),
- that a housing cover (MD) is provided for the macro housing (MG),
- That at least one shielding web is attached to the housing cover (MD) for electrical and / or electro-magnetic shielding of the electrical components and / or assemblies arranged on the carrier plate (TP) and
- That on the side facing away from the shielding web of the Ge housing cover (MD) a thickening with bevels (AB), which complement the clamping device (SP), is present.

5. A method for producing a phase-controlled antenna according to one of the preceding claims, characterized in

that electrical components required for T / R modules are attached to a surface of a substrate suitable for electronic circuits,
- That the substrate is attached by means of an adhesive connection on egg ner carrier plate (TP,
- That the carrier plate (TP) by means of several fastening screws (TBS) taking into account a predeterminable torque within a macro housing (MG) is fixed and
- That two macro housing (MG) by means of a common clamping device (SP) on heat sinks (KU) are attached to a frame.

6. The method according to claim 5, characterized in that an electrically conductive adhesive connection is selected.