DE69121970T2

DE69121970T2 - Flugzeugantenne mit Korrektur von Fehlern, verursacht durch die konische Form des Antennenstrahls und durch Flugzeugschräglage

Info

Publication number: DE69121970T2
Application number: DE69121970T
Authority: DE
Inventors: Peter W Hannan
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Priority date: 1990-05-29
Filing date: 1991-04-16
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2011-04-17
Also published as: IL97849A; JPH04230105A; IL97849A0; CA2030600C; JP2997321B2; DE69121970D1; EP0459616B1; KR910020965A; EP0459616A2; CA2030600A1; EP0459616A3

Description

Hintergrund zu der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Gruppenantennen und Mehrfachgruppensysteme zum Abstrahlen und Empfangen elektromagnetischer Signale und insbesondere zur Verwendung an Flugzeugen geeignete Antennen, die es gestatten, den Antennenstrahl in der Azimutrichtung zu schwenken oder ihn zu kippen oder zu steuern und zu kippen.

Beschreibung der verwandten Technik

Feind-Freund-Erkennungssysteme (IFF) werden dazu verwendet, es einem Flugzeug zu ermöglichen, Signale zur Identifikation anderer Flugzeuge auszusenden oder zu empfangen. Flugzeuggetragene Radarsysteme werden außerdem zur Ziellokalisation ohne Fähigkeit zur Identifikation verwendet. Die höheren Frequenzen, wie sie typischerweise bei flugzeuggetragenen Radarsystemen verwendet werden, gestatten die Verwendung von Antennen, die eine vernünftige Signalauflösung sowohl in Vertikal- als auch in Horizontalrichtung liefern. Flugzeuggetragenen linearen Gruppenantennen für Feind-Freund-Erkennung kann im Gegensatz dazu die Fähigkeit fehlen, eine signifikante vertikale Auflösung zu liefern. Ohne die Fähigkeit zur vertikalen oder Elevationsauflösung liefert das System keine Elevationsinformation. Außerdem wird der gerade vertikale Fächerstrahl, den eine Antenne in der Zielrichtung senkrecht zu der linearen Gruppe ausstrahlt, gekrümmt oder konisch in seiner Form, wenn der Strahl aus der Querstrahlrichtung verschwenkt wird. Wenn sich ein Ziel an einer Stelle (a) (15º rechts; auf derselben Höhe wie das Bezugsflugzeug) befindet, wird, wie in Fig. 1 veranschaulicht, als Ergebnis das IFF-Display exakt ein Ziel bei 15º rechts angeben. Wenn jedoch ein Ziel an der Stelle (b) vorhanden ist (wiederum 15º rechts, jedoch auf einer größeren Höhe), zeigt das IFF-Display ein Ziel bei einem Azimutwinkel (c) an, der gegenüber der tatsächlichen 15º- Position des Ziels verschoben ist. Dieser Fehler wird durch eine "Konusformit des Antennenstrahls hervorgerufen, wenn dieser nach rechts geschwenkt wird und in der Tat eine Profilgestalt annimmt, die durch eine gekrümmte Linie (d) veranschaulicht ist. Der resultierende Fehler, der durch die Konusbildung bei Ablenkung aus der senkrechten Zeilrichtung (Querstrahlrichtung) des IFF-Strahls eingeführt wird, kann zusätzlich zu der Beeinträchtigung der Genauigkeit der IFF-Zieldarstellung eine Verschiebung zwischen dem IFF und den Radarechos einführen, die für dasselbe Ziel dargestellt werden.
Zusätzliche Fehler werden als Folge einer Schräglage des Flugzeugs eingeführt. Beim Fehlen einer genauen Elevationsinformation kann der Azimut eines Ziels nicht genau bestimmt werden, da das Schräglagemanöver die Antenne aus der horizontalen Referenz dreht.
Die US-A-4 924 235 beschreibt ein Gruppenantennensystem mit:
Einer Anzahl von Gruppenantennen, wobei jede Antenne eine lineare Gruppe von Antennenelementen und Anregungsmittel aufweist, um Signalkomponenten mit einer vorbestimmten relativen Phase und Amplitude in die Elemente einzukoppeln; und
mit Steuermitteln, die an die Gruppenantennen angekuppelt sind, um die resultierende Strahlungsrichtung zu steuern.
Diese Gruppen sind als vier querstrahlende Gruppen beschrieben, die in einem Quadrat angeordnet sind, um unter der Wirkung eines Strahlbildungsnetzwerks ein 360º- Scannen mit einem über die Querseite abgestrahlten Strahl zu ermöglichen, das mit den Gruppen auf der Basis von Schaltern verbunden ist. Durch komplexe Schaltbeziehungen ergibt sich ständig ein gleichzeitiges Auslesen der den Strahlerelementen zugeordneten Signale. Eine Strahlsteuerung wird durch Einstellen der Phase der Signale für unterschiedliche Elemente erreicht. Da jedoch immer alle strahlenden Elemente für die Strahlerzeugung verwendet werden, wird betriebsmäßig der Mittelpunkt der Strahlung auf der Mitte der entsprechenden linearen Gruppe von Elementen gehalten. Auf diese Weise wird keine Bewegung des Strahlungsmitlelpunktes längs der linearen Gruppe von Antennenelementen erreicht und es gibt keine Vorkehrungen zum Steuern oder Neigen des Strahlungsmusters einer längs strahlenden Antenne.
Die vorliegende Erfindung ist in einer ersten Form dadurch gekennzeichnet, dass
die einzelnen Gruppenantennen, bezogen auf die Vorwärtsstrahlung, seitlich voneinander beabstandet sind,
dass jede der Gruppenantennen ein lineare Gruppe von wenigstens vier der besagten Antennenelemente aufweist und die Ansteuermittel die Signalkomponenten in eine vorausgewählte Teilgruppe der Elemente einspeisen,
dass zu jeder der besagten einzelnen Gruppenantennen Schiebemittel gehören, die an die Ansteuermittel angeschlossen sind, um die Ankopplung der Signalkomponenten für eine unterschiedliche Untergruppe der Elemente zu ändern, um so wahlweise den effektiven Strahlungsmittelpunkt längs der linearen Gruppe zu verschieben und
dass die Steuermittel dazu dienen, um wahlweise die Schiebemittel der einzelnen Antennen zu steuern, um den sich ergebenden Antennenstrahl hinsichtlich des Azimutwinkels zu steuern.
In einer zweiten Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass
die einzelnen Gruppenantennen, bezogen auf die Vorwärtsstrahlungsrichtung, seitlich voneinander beabstandet sind und eine oder mehrere der Gruppenantennen hinsichtlich einer dritten Richtung, die rechtwinkelig zu der Vorwärtsrichtung und zu der seitlichen Richtung ist, einen Versatz aufweist,
dass jede der Gruppenantennen eine lineare Gruppe von wenigstens vier der besagten Antennenelemente aufweist und
dass die Steuermittel dazu dienen, um wahlweise eine ausgewählte Anzahl der Gruppenantennen zwecks Anregung ihrer Antennenelemente durch die Ansteuermittel anzukoppeln, so dass der relative Versatz der Antenne in der dritten Richtung die Neigung des zusammengesetzten Antennenstrahlungsdiagramms bestimmt.
Die DE-A-3 315 686 beschreibt eine Gruppenantenne mit:
einem Anschluss zum Ankoppeln von Signalen;
wenigstens ein erstes, ein zweites und ein drittes Antennenelement zum Einkoppeln abgestrahlter Signale;
erste Anregungsmittel, die zwischen den Anschluss und das erste und das dritte Element geschaltet sind, um Signalkomponenten, die vorbestimmte relative Phase und Amplitude haben sollen, in das erste und das dritte Element einzukoppeln;
zweite Anregungsmittel, die zwischen den Anschluss und das zweite Element geschaltet sind, um in das zweite Element eine Signalkomponente einzukoppeln, die eine vorbestimmte Phase und Amplitude, bezogen auf die Signalkomponenten, für das erste und das dritte Element haben soll.
Die DE-A-3 315 685 hat eine etwas ähnliche Offenbarung wie die DE-A-3 315 686. Keines der Dokumente behandelt ein Gruppenantennensystem mit kontrollierten resultierenden Strahlungsrichtungen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun exemplarisch anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Auswirkungen des Scannens mit einer linearen Gruppenantenne außerhalb der Achse.
Fig. 2a, 2b und 2c orthogonale und vereinfachte Explosionsdarstellungen einer Gruppenantenne mit niedriger Bauhöhe, die drei Antennenelemente enthält.
Fig. 3 ein Gruppenantennensystem mit fünf Gruppenantennen nach Fig. 2.
Fig. 4 eine Blockdarstellung einer Gruppenantenne mit drei Antennenelementen.
Fig. 5 geeignete Strombeläge für eine längsstrahlende Antenne.
Fig. 6 das Schaltbild für eine Gruppenantenne mit drei Monopolen.
Fig. 7 und 8 das Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Antenne nach Fig. 6.
Fig. 9 ein Antennenstrahlungsdiagramm beim Betrieb der Gruppenantenne in einer Ausführungsform nach Fig. 6.
Fig. 10a und 10b Komponenten einer Gruppenantenne in der Ausführungsform nach Fig. 6.
Fig. 11 ein Schaltbild für eine Gruppenantenne mit drei Schlitzen.
Fig. 12 und 13 Schaltbilder einer alternativen Ausführungsform der Antenne nach Fig. 11.
Fig. 14 ein Schaltbild der Gruppenantenne mit fünf Monopolen.
Fig. 15 ein Schaltbild einer schaltbaren Gruppenantenne gemäß der Erfindung mit fünf Monopolen.
Fig. 16 eine alternative Ausführungsform der Schlitzantenne nach Fig. 15.
Fig. 17 ein steuerbares Gruppenantennensystem gemäß der Erfindung.
Fig. 18 Alternativen für die Anregung zur Erläuterung des Betriebs des Antennensystems nach Fig. 17.
Fig. 19 gerade Fächerstrahlen, wie sie durch das Antennensystem nach Fig. 17 abgestrahlt werden.
Fig. 20 Rollzustände bei Kurvenflugmanövern.
Fig. 21 ein erfindungsgemäßes Antennensystem zur Strahlkippsteuerung und
Fig. 22 eine alternative Form für ein Signalverteilungsnetzwerk für das Antennensystem nach Fig. 21.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

In Fig. 2 ist die physikalische Konfiguration einer Gruppenantenne 10 veranschaulicht, wie sie in der zugehörigen Patentanmeldung des Erfinders mit dem Titel "Array Antenne with Forced Excitation" geoffenbart ist, die am 19. Dezember 1990 mit der Anmelde Nr. 90 313 961.6 mit der Veröffentlichungs Nr. EP-A-0 435 562 geoffenbart ist. Das Verständnis von derartigen Antennen ist zum Verständnis der vorliegenden Erfindung wichtig, die weitere Verbesserungen für solche Antennen und solche Antennen verwendende Systeme liefert. Die vorliegende Erfindung ist noch genauer unter der Überschrift "Beschreibung der Fig. 15- 22" erläutert.
Fig. 2a zeigt eine perspektivische Darstellung der vollständigen Antenne, zu der eien Schutzhaube 12 aus einem strahlungsdurchlässigen Material, wie Fiberglas oder einem geeigneten Kunststoff, ein Basisteil 14 aus Metall oder einem geeigneten leitfähigen Material, das als Montageflansch und Masse-Verbindung dient, sowie Anschlussmittel 16 gehören, die als koaxialer Anschluss veranschaulicht sind, der zum Einkoppeln von Hochfrequenzsignalen geeignet ist.
Die Fig. 2b und c zeigen Explosionsseiten- bzw-stirnansichten der Gruppenantenne 10 mit der Schutzabdekkung 12 und dem Basisteil 14 mit daran befestigtem Anschluss 16. Ferner ist eine erste Leiterplatte 18 veranschaulicht, die ein erstes planares Leiterbahnmuster der vorderen, der mittleren und der hinteren Monopolantennenelemente 20, 22 bzw. 24 trägt, sowie eine zweite Leiterplatte 26 veranschaulicht, die ein zweites planares Leiterbahnenmuster auf einer Oberfläche 28 trägt. Das Leiterbahnenmuster auf der Fläche 28, das in diesen Darstellungen nicht sichtbar ist, ist nachstehend beschrieben.
Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Antenne 10 haben die zusammenmontierte Kombination aus der Schutzabdeckung 12 und dem Basisteil 14 eine Höhe von näherungsweise einer Zehntel wellenlänge sowie eine Länge von etwa 3/4-Wellenlänge. Die Bezüge auf die Dimensionen, gemessen in Wellenlängen, beziehen sich näherungsweise auf die mittlere Konstruktionsfrequenz, so dass bei einem konstruktiven Frequenzbereich oder Bandbreite von 1020 bis 1100 Mhz, beispielsweise die mittlere konstruktive Frequenz 1060 MHz beträgt, was einer Wellenlänge von etwa 28,2 cm (11,1 Zoll) entspricht. Die Abmessungen sind angegeben, um die Erfindung zu charakterisieren und von Antennen nach dem Stand der Technik zu unterscheiden; sie sind nicht dazu gedacht, vorzuschlagen, dass die Erfindung auf diese Abmessungen beschränkt ist oder Antennen ausschließen soll, die geeignete Anwendungen der Erfindung darstellen. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die untere Fläche des Basisteils 14 flach, kann jedoch bei anderen Ausführungsbeispielen eine gekrümmte Fläche entsprechend der gekrümmten Fläche eines Flugzeugs aufweisen, an dem es zu befestigen ist. Zur Befestigung werden durch die in Fig. 2 gezeigten Befestigungsbohrungen Schrauben hindurchgeschraubt, wobei eine Durchführungsöffnung in der äußeren Oberfläche des Flugzeugs für den Anschluss 16 vorgesehen ist, damit er mit einem zusammenpassenden Anschluss zum Einspeisen von Signalen in eine Verkabelungs- und Signalverarbeitungseinrichtung, die sich innerhalb des Flugzeugs befindet, verbunden werden kann.
Fig. 3 zeigt ein typisches Antennensystem mit fünf Gruppenantennen 10a bis 10e, die in seitlicher räumlicher Anordnung auf einer gekrümmten Metalloberfläche 30, beispielsweise dem Rumpf eines Flugzeugs, vor der Windschutzscheibe des Piloten (Kanzel) befestigt sind. Es ist ersichtlich, dass bei einer solchen Installation die Verwendung einer Gruppenantenne mit 2,5 cm Höhe (1 Zoll) eine drastische Verbesserung die Sicht des Piloten darstellt, verglichen mit Antennen nach dem Stand der Technik mit 7,5 cm Höhe (3 Zoll). Bei einer Installation dieser Art können die einzelnen Gruppenantennen in ausgewählten Gruppierungen angeregt werden, um gewünschte Antennenstrahlcharakteristiken entsprechend den bekannten Grundlagen bei Gruppenantennenerregungen zu erzielen. Wenn ein Antennensystem, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, auf der oberen vorderen Außenfläche eines Flugzeugs installiert ist, kann es eine breite horizontale Überdeckung vor dem Flugzeug und eine gute vertikale Überdeckung mit Ausnahme des Bereichs unter dem Flugzeug liefern. Ein an der unteren äußeren Außenhaut des Flugzeugs installiertes ähnliches Antennensystem würde eine vollständige vertikale und horizontale Abdeckung vor dem Flugzeug ergeben. Alternativ kann das Antennensystem in der Nähe der vorderen Kante des Flügels eine vollständige vertikale Überdeckung ergeben, würde jedoch wahrscheinlich ähnliche Systeme an dem anderen Flügel erfordern, um eine vollständig horizontale Überdeckung zu erhalten, die frei von Abschattungen durch die Flugzeugnase ist.
Fig. 4 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Gruppenantenne, die in zwei Blöcken 18a und 26a veranschaulicht ist, im Prinzip entsprechend den Leiterkarten 18 und 26 nach Fig. 2. Die Antenne wird dazu verwendet, abwechselnd Signale in dem Bereich zwischen 1020 MHz und 1100 MHz abzustrahlen und zu empfangen, die mit Hilfe der Anschlusseinrichtung 16a entsprechend dem Anschluss 16 nach Fig. 2 in die Antenne ein- bzw. aus der Antenne ausgekoppelt werden. In Fig. 4 sind die Abdeckung 12 und das Basisteil 14 nicht dargestellt. Wie erwähnt, wird die Antenne dazu verwendet, um sowohl Signale abzustrahlen als auch Signale zu empfangen und die Beschreibung der Art und Weise, wie die Signale durch die verschiedenen Teile der Antenne verarbeitet werden, wenn sie beispielsweise sendet, gilt verständlicherweise auch in der umgekehrten Richtung während des Empfangs.
Die Antenne nach Fig. 4 weist ein erstes, ein zweites und ein drittes Antennenelement 20, 22 und 24 auf, die erfindungsgemäß Monopole (Stabantennen) mit der Höhe von einem Zehntel Wellenlänge sind, die in einer ABstände aufweisenden linearen Gruppe angeordnet sind. Obwohl die Vorteilhaftigkeit der Verwendung von Antennenelementen mit einer Länge von einem Zehntel Wellenlänge, verglichen mit den bekannten Elementen mit einer Länge von einer Viertelwellenlänge ohne weiteres ersichtlich sind, war die erhebliche Verschlechterung der Betriebsbandbreite, die normalerweise bei kurzen Antennenelementen, wie Monopolen, auftritt, ein begrenzender Faktor, der dazu beitrug, dass man sich im Stand der Technik weiterhin auf Elemente mit einer Länge von einer 1/4-Wellenlänge verlassen hat. Außerdem litten die früheren Versuche, kürzere Elemente als λ/4 in Gruppenkonfiguration mit Anregungsanordnungen nach dem Stand der Technik zu verwenden, wesentlich unter der Verkopplung zwischen benachbarten Elementen oder anderen Kombinationen der Antennenelemente und der benachbarten Oberflächen, und zwar als Ergebnis der Wirkungen von ungleichen und komplexen wechselseitigen Impedanzen zwischen den einzelnen Antennenelementen in einer Gruppe. Diese Wirkungen, die nicht ohne weiteres zu einer konstruktiven Kompensation führen, bestimmen im großen Umfang die tatsächlichen Ströme in den Antennenelementen und das sich ergebende Strahlungsdiagramm. Es ist ersichtlich, dass, wenn die Ströme in den einzelnen Elementen nicht genau bestimmt und verteilt werden können, ein gewünschtes Antennendiagramm nicht zu erzielen ist. Obwohl die grundlegende Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang mit Gruppen aus drei Elementen, bezeichnet als erstes, zweites und drittes Element gegeben ist, zusätzliche Elemente in der erläuterten Weise ebenfalls umfasst sind. Unabhängig von der Gesamtzahl von Antennenelementen umfasst jede Antenne drei Elemente, auf die die Beschreibung und die hier gegebene und beanspruchte Funktion des ersten, zweiten und dritten Elementes zutrifft.
Der Abschnitt 26a der veranschaulichten Antenne nach Fig. 4 enthält wie gezeigt die Anregung- von Kompensationsmittel, die dazu dienen, die Signalströme in den Antennenelementen 20, 22 und 24 in eine vorbestimmte Phasenbeziehung und Amplitudenbeziehung zu bringen, die im Wesentlichen von der Impedanzwechselwirkung unabhängig ist, und die in der Lage sind, dies über ein wesentliches Band oder einen Bereich von Betriebsfrequenzen zu erreichen. Wie dargestellt, enthält der Antennenteil 26a erste Anregungsmittel, die als Anregungsschaltkreis 40 gezeigt sind, der zwischen dem Anschluss 16a und dem ersten und dem dritten Element 20 bzw. 24 liegt. Ferner umfassen sie Signalübertragungseinrichtungen (wie dies im Einzelnen anhand der Fig. 6 erläutert ist), um die Signalkomponenten der Elemente 20 und 24 mittels eines gemeinsamen Spannungspunktes zu übertragen, der als Punkt 42 auf der Verbindung zwischen dem Anregungsschaltkreis 40 und einem Zweifach-Kompensationskreis 44 gezeigt ist. Der Kompensationskreis 44 liefert eine zweifache Kompensation der Impedanzcharakteristiken des Antennenschaltkreises, um in einem gewünschten Frequenzbereich den Betrieb zu optimieren. Obwohl der Schaltkreis 44 so veranschaulicht ist, als läge er in Serie zwischen dem Anschluss 16a und dem Punkt 42, besteht seine Funktion darin, eine Breitbandimpedanzanpassung zu schaffen und er kann diskrete oder verteilte Reaktanzen enthalten, die, wie gezeigt, in Serie an den Punkt 42 angeschlossen sind oder parallel gegen Masse, oder sie können Übertragungsleitungen mit geeigneter Länge verwenden, wie dies dem Fachmann klar ist. Der Abschnitt 46a umfasst außerdem Mittel 46, die in Gestalt eines zweiten Anregungsschaltkreises 48 gezeigt sind, der zwischen dem Anschluss 16a und dem zweiten Element 22 geschaltet ist und Mittel aufweist, um eine Signalkomponente an das Element 22 anzukoppeln, das eine vorbestimmte Phase und Amplitude, bezogen auf die Komponenten hat, die über die ersten Anregungsmittel 40 in die Elemente 20 und 24 eingekoppelt werden. Wie in Fig. 4 gezeigt, wirkt der Anregungsschaltkreis 48 als Leistungsteiler, der einen Teil des Eingangssignals, das von dem Anschluss 16a kommt, in das Element 22 einkoppelt, während der restliche Anteil des Eingangssignals von dem Anschluss 16a zu den anderen Elementen gelangt. Diese Leistungsteilerfunktion der Schaltung 48 kann mittels eines Richtkopplers (wie dies anhand von Fig. 6 erläutert wird) oder mit Hilfe anderer Mittel erbracht werden. Gemäß Fig. 4 gehört zu den Mittel 46 auch eine Zweifach-Kompensationsschaltung 50, um eine doppelte Anpassung der Impedanzcharakteristiken an das mittlere Element 22 zu erzielen, damit dies in einem gewünschten Frequenzband oder -bereich arbeitet. Sofern verteilte Reaktanzen oder Übertragungsleitungen in den Speisemitteln 48 verwendet werden, um die zweifache Anpassungsfunktion zu erhalten, erscheinen die Mittel 50 nicht als diskretes Element.
Fig. 5 zeigt eine Gruppe aus drei Monopolen, die dazu dient, ein Längsstrahlermuster zu erzeugen, und Fig. 6 eine Antennengruppe mit einem Speisesystem gemäß der Erfindung. Ein gutes Längsstrahlermuster wird mittels der Gruppe nach Fig. 5 erzielt, wenn die Elemente Abstände voneinander aufweisen und eine Stromphase sowie eine Stromamplitude, wie gezeigt, vorhanden ist. Fig. 6 zeigt eine Antenne mit einem Speisesystem, das dazu dient, eine "erzwungene Erregung" zu schaffen, um zu bewirken, dass die Ströme der Signalkomponenten in den Antennenelementen eine derart vorbestimmte Phasenbeziehung und Amplitudenbeziehung haben, die von der Querverkopplung, die die Antennenelemente beeinflusst, unabhängig ist, und zwar mittels einer zweifachen Kompensation, um einen Betrieb über einen nennenswerten Frequenzbereich zu erhalten. " Erzwungene oder eingeprägte Anregung" ist definiert als eine Anregung durch die Speiseanordnung, die Ströme in den Elementen der Gruppenantenne erzwingt oder vorbestimmt, so dass es zu Strömen mit der gewünschten relativen Amplitude und Phase kommt, die im Wesentlichen von der wechselweisen Kopplung und anderer Kopplung sowie Impedanzeffekten unabhängig ist.
Gemäß Fig. 6 gehören hierzu erste, zweite und dritte Antennenelemente, die als kurze Monopole 20, 22, 24 veranschaulicht sind, die durch eine leitende Masseebene 14a hindurchragend befestigt sind und sich über dieser befinden. Die Antennengruppe nach Fig. 6 enthält erste Speisemittel mit einem λ/4-Transformator 46, der an den dritten Monopol 24 angekoppelt ist sowie einen λ/4-Transformnator 58 und eine λ/2-Übertragungsleitung 60, die zu dem ersten Monopol 20 führen. Der Transformator 56 und die Leitung 60 sind ferner, wie gezeigt, an einem gemeinsamen Spannungspunkt 42 angeschlossen, wie dies für ein Anpassungsmittel 62 zutrifft, das auch an den Signaleingangs/Ausgangsanschluss 16a angeschlossen ist. Das Anpassungsmittel 62 ist ein LC-Serienresonanzkreis, der zur doppelten Anpassung der Impedanz des hinteren und des vorderen Monopols 24 und 20 dient. Jeder der Monopole enthält, wie gezeigt, eine Serieninduktivität an seinem Fußpunkt, beispielsweise die Induktivität 64 an dem Element 24, um die kapazitiven Impedanzen des kurzen Monopolelementes bei einer Frequenz in der Nähe der Bandmitte zu kompensieren. Diese Schmalbandkompensation wird durch die zweifachen Kompensationsmittel 62 verbreitert, um eine wesentlich erweiterte Bandbreite zu erhalten. Die Antenne nach Fig. 6 enthält ferner zweite Speisemittel, zu denen ein Richtkoppler 66 zum Ankoppeln der Signale in dem zweiten Monopol 22 mit einer vorbestimmten relativen Amplitude sowie zweite Kompensationsmittel 68 gehören. Gemäß Darstellung ist der Koppler 66 an den Anschluss 16a angeschaltet und er dient dazu, einen Teil des Eingangssignals für die Antenne zu dem Monopol 22 mittels des Übertragungsleitungsabschnittes 70 zu übertragen. Zweite Kompensationsmittel 68 werden durch einen LC-Parallelresonanzkreis gebildet, der zur doppelten Kompensation der Impedanz des zweiten Monopols 22 dient, und die Länge der Leitung 70 ist so gewählt, dass die Signale, die den Monopol 22 erreichen, die gewünschte relative Phase haben, verglichen mit den Signalen an den Monopolen 20 und 24.
Beim Betrieb der Gruppenantenne nach Fig. 6 erzwingen es die beiden λ/4-Transformatoren 56 und 58, dass die Ströme Ia und Ic in dem dritten und dem ersten Monopol 24 bzw. 20 im Wesentlichen vollständig von der Spannung an dem gemeinsamen Spannungspunkt 52 abhängig sind. Somit werden Ia und Ic gezwungen, in dem Verhältnis Ia/Ic = Zoc/Zoa zu stehen, wobei die letztgenannten Werte die entsprechende Übertragungsleitungsimpedanzen der Transformatoren 58 und 56 sind. Die λ/2-Leitung 60 erbringt eine Polaritätsumkehr für Ic an dem Element 20, bezogen auf Ia an dem Element 24. Das Verhältnis des Stroms Ib zu den Strömen Ia und Ic wird nicht eingeprägt und kann auch nicht eingeprägt werden, da eine 90º-Phasendifferenz benötigt wird, um die gewünschte Beziehung der Signalkomponenten von Ia = j, Ib = 2 und Ic = -j zu erhalten, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn jedoch Ia = -Ic gilt, dann befindet sich tatsächlich der zweite Monopol 22 an einer Nullstelle in der Mitte zwischen den betragsmäßig gleichen Signalen entgegengesetzter Phase an den Elementen 20 und 24 und es wird kein Nettosignal von diesen Monopolen in das Element 22 eingekoppelt. In diesem Falle besteht keine Notwendigkeit, dass Ib für das Element 22 eingeprägt wird.
Unter Verwendung kommerzieller Computer-Programme für drei Monopole, die, wie in Fig. 5 gezeigt, mit Strömen gemäß Fig. 5 beaufschlagt sind, wurde als spezielles Beispiel die Berechnung der Impedanz ausgeführt. Diese Berechnungen wurden bei 1030 MHz, 1060 MHz und 1090 MHz für eine Gruppe von drei identischen Monopolen mit 2,5 cm (1 Zoll) Länge, 4,0 cm (1,6 Zoll) Weite am oberen Ende und mit einem Mittenabstand von 7,06 cm (2,78 Zoll) durchgeführt. Die berechneten Ergebnisse sind wie folgt:
mit Bezug auf Fig. 6 gilt:
Für den λ/4-Transformator gilt:
Ya' = Zoa² Yc' = Zo2²,
wobei gilt: Zoa = kZoc
Zs = Zoa²/Za + k ²Zc) = Zo²/(Za + Zc), wenn k=1
wobei Zoa = Zoc = Zo
ist.
Aus der obigen Tabelle ergibt sich bei einer kompensierten Reaktanz bei der Bandmitte mittels der Serieninduktivität wie der Induktivität 64 Za + Zc zu näherungsweise 15 Ohm.
Aus der letzten Gleichung wird, unter der Annahme Zs soll 50 Ohm betragen, erhalten:
Zo² = Zs (Za + Zc) = 50 (15)
Zo = 27,4 Ohm.
Es ist zu beachten, dass in Fig. 6 der λ/4- Transformator und der Übertragungsleitungsabschnitt so gezeigt sind, als wären sie Abschnitte einer Mikrostreifenübertragungsleitung, die so dimensioniert sind, dass sie die gewünschte Impedanzcharakteristik ergeben. Somit sind die Leitungen 60 und 70 in diesem Beispiel 50 Ohm- Leitungsabschnitte und die Transformatoren 56 und 58 sind 27,4 Ohm-Abschnitte mit einer λ/4 Wellenlänge bei einer Frequenz von 1060 MHz Reaktive Kompensationsschaltungen 62 und 68 werden verwendet, um die Antennenleistung bei 1030 MHz und 1090 MHz zu optimieren (d.h. sie werden so eingestellt, um die entsprechenden Antennenelemente bei diesen Frequenzen doppelt zu kompensieren). Es ist ferner zu beachten, dass zufolge der wechselweisen Kopplung Za einen negativen Widerstandswert hat, was es ohne die Erfindung sehr schwierig macht, den gewünschten Strom Ia über einen Frequenzbereich exakt und effizient zu erhalten. Jedoch hat (Za + Zc) einen nennenswerten positiven Widerstandswert, der wirksam zweifach kompensiert werden kann, während erfindungsgemäß die gewünschten Ia- und Ic-Werte erzeugt werden. Um ein Gruppenantennendiagramm mit einem großen Vorwärts/Rückwärtsverhältnis und einer starken Strahlung über einen weiten Winkel in dem Vorwärtssektor zu erhalten, ist es notwendig, die relativen Strome in den Elementen der Gruppe genau zu steuern, wie es durch die Erfindung möglich wird.
In den Fig. 7 und 8 werden nunmehr alternative Speiseschaltungen für Gruppenantennen, ähnlich der Antenne nach Fig. 6 gezeigt. Bei den Antennen nach den Fig. 7 und 8 sind die Monopole und die Speisemittel zwischen Punkt 42 und den Monopolen 20 und 24 dieselben wie bei Fig. 6. Bei Fig. 7 gehört zu den Speisemitteln für das zweite Element ein λ/4-Transformator 72, ähnlich den Transformatoren 56 und 58 aus Fig. 6. Zo von 72 sollte einen anderen Wert haben als Zo von 56 und 58. Bei der Antenne aus Fig. 7 kann die Kompensationsfunktion durch einen LC-Serienresonanzkreis 68a erhalten werden und die Länge der Leitung 70a kann verkürzt werden, während im Übrigen die Funktion der Funktion der Antennen nach Fig. 6 entspricht. Bei Fig. 8 gehören zu den Speisemitteln für das vordere und das hintere Element ein λ/4-Transformator 78, ähnlich dem Transformator 72, wie er zu dem zweiten Element der Speisemittel aus Fig. 7 enthalten ist. Bei der Anordnung nach Fig. 8 schafft der LC-Parallelresonanzkreis 62a die Kompensationsfunktion und die Funktionsweise entspricht wiederum der Funktionsweise der Antenne nach Fig. 6. Für die LC-Kreise, z.B. 68a und 62a, können diskrete Reaktanzen oder geeignete Längen von Übertragungsleitungen verwendet werden, wie dies der Fachmann weiß.
Fig. 9 zeigt ein tatsächlich gemessenes Azimutstrahlungsdiagramm bei 1060 MHz für eine Gruppenantenne mit drei Monopolen, die jenen aus Fig. 2c ähnlich sind, mit einer Monopolweite von 5 cm (2 Zoll), einem Abstand von 7,06 cm (2,78 Zoll) und einer Höhe von 2,31 cm (0,91 Zoll), nachdem die Speiseschaltungen im Sinne einer Optimierung des erzielten Ergebnisses eingestellt sind. Es ist zu beachten, dass das Vorwärts/Rückwärtsverhältnis größer als 20 dB ist und dass das Muster über einen großen Winkel in dem Vorwärtssektor eine große Signalstärke aufweist. Abnliche Ergebnisse werden bei 1030 MHz und 1090 MHz erhalten. Es wird angenommen, dass die Antennenleistung, die sich in diesen Daten wiederspiegelt, deutlich über der Leistung anderer bekannter Monopolgruppenantennen mit vergleichbaren Abmessungen liegt.
Die Fig. 10a und 10b veranschaulichen Leiterplatten 18 und 26, die für diese Antenne gestaltet sind. Auf der Leiterplatte 18 sind, wie gezeigt, drei Monopole 20, 22 und 24 durch Ätzen einer Kupferschicht auf einer dielektrischen Karte 18 hergestellt, um Leiterbahnmuster mit der Form der Monopole zu erhalten. Das sich auf der Oberfläche 28 der Leiterplatte 26 zeigende Muster wurde in ähnlicher Weise hergestellt. Das tatsächliche Muster auf der Leiterplatte 26 bildet Abschnitte von Mikrostreifenleitungen unterschiedlicher Länge und Impedanzcharakteristiken zusammen mit Verbindungspunkten und Abschnitten&sub1; die so gestaltet sind, dass die Antenne in einer physikalischen einfachen Form zu implementieren ist, die die Herstellung und Montage erleichtert, mit den elektrischen Charakteristiken konsistent ist, eine innewohnende hohe Zuverlässigkeit und gute Haltbarkeit bei Stößen und unter Schwingungsbedingungen aufweist, wie sie bei Anwendungen in Hochleistungsflugzeugen zu erwarten sind. Obwohl bei Ersatz der alternativen Speiseschaltung nach Fig. 8 die Bezugszeichen aus der Antenne nach Fig. 6 in Fig. 10 übertragen wurden, ist ersichtlich, dass die Reduktion der Antenne auf das Mikrostreifen-Layout und das Ausfeilen dieser Konfiguration im Sinne einer maximalen Leistung schlussendlich zu einer physikalischen Umsetzung der Erfindung bei diesem Ausführungsbeispiel führt, dem ein hohes Maß von Maskierung der Identifikation der diskreten Bauteile inherent ist. Während den Abschnitten des Leiterbahnmusters auf der Leiterplatte 26 von Fig. 10 Bezugszeichen gegeben wurden, kann es schwierig oder unmöglich sein, die Grenzen und Ränder einer speziellen Komponente speziell zu identifizieren, um sie von dem Rest der Schaltung abzugrenzen.
Fig. 11 zeigt eine erfindungsgemäße Gruppenantenne, bei der die einzelnen strahlenden Elemente Schlitze sind. Eine Gruppe mit drei Elementschlitzen, wie sie hier gezeigt ist, unterliegt wechselseitigen Kopplungseffekten, die ähnlich jenen sind, wie sie oben mit Bezug auf die Monopole diskutiert sind. Die Schlitze 80, 82 und 84 aus Fig. 11 können einfache Öffnungen in einer elektrischen leitenden Abdeckung 86 an dem vorderen Ende der dielektrischen Platte 88 sein. Die elektrische Beschichtung 86 und die dielektrische Platte 88 sind zur Vereinfachung der Darstellung so veranschaulicht, als seien sie durchsichtig, um die anderen Elemente sichtbar zu machen, die an der Rückseite der dielektrischen Platte, wie gezeigt, angeordnet sind.
Jeder Schlitz oder jedes Fenster 80, 82 und 84 in dem leitenden Teil 86 hat typischerweise eine λ/2-Länge oder kann alternativ kürzer sein, wobei Shuntkapazitäten über die Mitte des Schlitzes bei einer Frequenz nahe der Bandmitte liegen. Die Schlitze sind in der Gruppe eine Viertelwellenlänge voneinander beabstandet und haben eine Weite entsprechend einem Bruchteil des Abstands. Die Abmessungen können für die jeweilige Anwendung unter Anwendung bekannter Konstruktionstechniken ausgesucht werden. Wie gezeigt, wird jeder Schlitz durch einen Leiter angeregt, der über den Schlitz auf der Rückseite der dielektrischen Platte verläuft, wie dies bei 90 gezeigt ist und der nach vorne oder oben durch das Dielektrikum 88 führt, um an einer Stelle 92 mit einem elektrischen Kontakt auf der leitenden Abdeckung 86 neben der Seite des Schlitzes 80 zu enden. Wie gezeigt, weist der Schlitz 80 einen Endpunkt 92 des erregenden Leiters an seiner rechten Seite auf und wird mit einer Phase oder Polarität der Erregung angeregt, die umgekehrt ist wie die des Schlitzes 84, bei dem der Endpunkt 96 auf seiner linken Seite liegt. Jeder Schlitz ist, obwohl nicht dargestellt, typischerweise mit einer metallischen Haube oder einem leitenden Hohlraum abgeschlossen, damit die Strahlung nur nach vorne oder in Außenrichtung aus jedem Schlitz abgestrahlt werden kann. Es leuchtet ein, dass eine Antenne in Gestalt einer Gruppe von Schlitzen zum Einbau bündig mit der Außenhaut eines Flugzeugs besonders vorteilhaft ist. Die vorliegende Erfindung ist an solche Anwendungen leicht anpassbar.
Die Antenne nach Fig. 11 enthält erste Speisemittel, die als λ/2-Ubertragungsleitungen 98 und 100 veranschaulicht sind, um das dritte und das erste Element 84 und 80 über einen gemeinsamen Spannungspunkt 102 mit den Anschlussmitteln 16a zu verbinden. Ein reaktives Mittel 62a liegt in der veranschaulichten Weise zwischen dem Punkt 102 und dem Anschluss 16a, um eine doppelte Kompensation in einem gewünschten Frequenzbereich zu erhalten. Zweite Speisemittel sind als Richtkoppler 66a veranschaulicht und liegen zwischen dem Anschluss 16a und dem zweiten Element 82 über Übertragungsleitungsabschnitte 70a sowie reaktive Mittel in Gestalt eines LC-Kreises 68a. Die Funktion der Antenne nach Fig. 11 ist ähnlich der Antenne nach Fig. 6. Die Eigenschaften von Schlitzen gestatten die Verwendung von Übertragungsleitungsabschnitten 98 und 100, ohne dass λ/4-Transtransformatoren vorgesehen werden müssen, um einen gemeinsamen Spannungspunkt zu schaffen, damit die Spannungen über die Schlitze im Sinne einer gewünschten Amplitude und Phase eingeprägt werden können, und zwar im Wesentlichen unabhängig von der wechselweisen Kopplung und anderer Verkopplungen sowie von Impedanzeffekten. Bei Schlitzstrahlern ist die signifikante Signalkomponehte, die das Strahlungsmuster einer Gruppe festlegt, die Schlitzspannung im Gegensatz zum Monopol oder Dipolstrahler, bei denen die Ströme die entscheidenden Signalkomponenten sind. Die gewünschten Schlitzspannungen für ein gutes End-Fire-Strahlungsdiagramm (Längsstrahlerdiagramm) bei der Gruppe nach Fig. 11 haben Phasen- und Amplituden werte ähnlich den Strömen für die Monopole, wie bei Fig. 5 gezeigt. Das System nach Fig. 11 kann diese erzwungene oder eingeprägte Erregung zusammen mit der doppelten Kompansation bei einer vergrößerten Bandbreite liefern.
Die Fig. 12 und 13 zeigen alternative Ausführungsbeispiele hinsichtlich der Mittel zum Verbinden der Punkte 96 und 92 mit dem Punkt 102 bei Antennen, die im Übrigen Fig. 11 entsprechen. In Fig. 12 wurden die λ/4-Übertragungsleitungen 98 und 100 durch eine Serienschaltung von zwei λ/4-Transformatoren ersetzt, nämlich den Transformatoren 104 und 106, die die Leitung 100 zwischen den Punkten 92 und 102 ersetzen. Diese Anordnung führt zu einer Breitbandtransformation des Schlitzleitwertes auf einen bequemen Wert, beispielsweise 50 Ohm am Punkt 102. In Fig. 13 wurden die λ/2-Leitungen 98 und 100 durch einen einzigen λ-Übertragungsleitungsabschnitt 108 ersetzt, der die Punkte 96 und 92 miteinander verbindet, und eine reaktive Anpassungsschaltung 62a ist in der Nähe des Punktes 96 einem Punkt 102a angeschlossen. Variationen, wie sie in Fig. 13 gezeigt sind, können eine Flexibilität bei den jeweiligen Anwendungen schaffen.
Die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele wurden insbesondere in Verbindung mit einer Gruppe aus drei strahlenden Elementen gezeigt und erläutert, wobei es jedoch klar ist, dass bei einigen Anwendungen es wünschenswert sein kann, eine oder mehrere Gruppenantennen vorzusehen, von denen jede vier oder mehr strahlende Elemente mit erfindungsgemäß aufgeprägter Anregung enthält.
In Fig. 14 ist nunmehr ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit einer linearen Gruppe von fünf Antennenelementen in Gestalt von Monopolen 20a bis 24a veranschaulicht. Wie dargestellt, wurden das erste, das zweite und das dritte Element 20a, 22a und 24a (entsprechend dem ersten, zweiten und dritten Element nach Fig. 6) ergänzt durch ein führendes Element 21a vor dem Element 20a und ein dahinter angeordnetes Element 23a, das auf das Element 24a folgt. Bei der Betrachtung der Antenne nach Fig. 14 ist es wichtig zu beachten, dass die Anordnung und die Funktionsweise der Elemente 20a, 22a und 24a die gleiche ist wie dies für die Drei-Elementgruppe beschrieben wurde, wobei die Drei-Elementgruppe aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Element eine grundlegende Untergruppe ist, die bei den Antennen, die die Erfindung benutzen, eingesetzt wird.
Bei Fig. 10 entsprechen die Elemente 20a, 22a und 24a den Elementen 20, 22 und 24 aus Fig. 6. Das Speisesystem nach Fig. 14 entspricht dem abgewandelten Speisesystem nach Fig. 9 mit einer Modifikation für die Speisung der zusätzlichen Elemente 21a und 23a. Wie in Fig. 14 gezeigt, wird einer ersten Gruppe von nicht benachbarten Antennenelementen 20a und 24a ein erstes Speisemittel in Gestalt von Signalübertragungsmitteln einschließlich einer λ/2- Übertragungsleitung 60 und λ/4-Transformatoren 56 und 58 angekoppelt. Die verbleibenden Elemente, sprich das mittlere Element 22a und das vorausgehende Element 21a sowei das angefügte Element 23a sind an die zweiten Speisemittel angekoppelt, die in Gestalt eines Richtkopplers 66, des Übertragungsleitungsabschnittes 70a, λ/4-Transformatoren 72, 73 und 74 und λ/2- bzw. λ-Ubertragungsleitungen 75 und 76 angekoppelt sind. Die Signale werden über die Speisemittel den Elementen 20a und 24a über einen gemeinsamen Spannungspunkt 42 und den Elementen 21a, 22a und 23a über einen zweiten gemeinsamen Spannungspunkt 43 zugeführt, was eine eingeprägte Anregung gestattet.
Wenn es nur vier Elemente geben würde, könnten das Element 21a, der Transformator 73 und die Leitung 76 entfallen. Für jede Anzahl von Elementen gibt es effektiv gemäß der Erfindung zwei Spannungspunkte, denen die Signale zugeführt werden. Bei drei Elementen ist einer dieser Spannungspunkte ein gemeinsamer Spanungspunkt für zwei Elemente, was es gestattet, dass vorbestimmte Stromaplituden und -phasen erzeugt werden. Bei mehr als drei Elementen schafft die Erfindung zwei gemeinsame Spannungspunkte, z.B. 42 und 43, von denen jeder zwei oder mehr Elemente speist.

Beschreibung der Fig. 15 bis 22

In Fig. 15 ist nunmehr eine schaltbare Gruppenantenne gemäß der Erfindung gezeigt. Fig. 15 enthält fünf Antennenelemente in Gestalt von Monopolen 110, 112, 114, 116 und 118, die oberhalb einer Masseebene 121 in einer linearen Gruppe gehaltert sind und in Untergruppen von drei Elementen zwecks Anregung arrangiert sind. Schiebemittel in Gestalt von Schaltern 122 verbinden selektiv die Untergruppen der Elemente (d.h. die Elemente 110, 112 und 114, die Elemente 112, 114 und 116 oder die Elemente 114, 116 und 118) mit den Speisemitteln&sub1; um die Signalkomponenten während des Empfangs der Signale von den Elementen einzukoppeln oder während des Aussendens der abgestrahlten Signale den ausgewählten Elementen zuzuführen. Somit schieben die Schiebemittel 122 während des Sendens, die einzelne mechanische oder elektronische Schaltmittel, beispielsweise Schalter 123 und 124 enthalten, wahlweise die Einspeisung der Signalkomponenten, die an den Anschlüssen 126, 128 und 130 erscheinen, auf unterschiedliche erste, zweite und dritte Elementenuntergruppen aus den Antennenelementen 110, 112, 114, 116 und 118. Wenn z.B. die Schaltmittel 122 in der Stellung gemäß Fig. 15 stehen, werden, um ein End-Fire-Antennenmuster zu erhalten, das nach rechts gerichtet ist, die vorderen, mittleren und hinteren Signalkomponenten entsprechend in ein erstes Element 114, ein zweites Element 112 und ein drittes Elmement 110 eingespeist. Wenn&sub1; wie weiters erläutert, die vordere, die mittlere und die hintere Signalkomponente auf eine andere unterschiedliche Dreielementenuntergruppe verschoben wird, z.B. ein erstes Element 118, ein zweites Element 116 und ein drittes Element 114, wird der Mittelpunkt der effektiven Antennenstrahlung der Gruppe von der Nähe des Elementes 112 nach vorne in die Nähe des Elementes 116 verschoben.
Wie aus Fig. 15 ersichtlich, gehören zu der schaltbaren Gruppenantenne ferner Anschlussmittel, erste Anregungsmittel, zweite Anregungsmittel und Kompensationsmittel, die im Wesentlichen in der Art ausgeführt sind, wie sie oben in Verbindung mit den Fig. 6 und 7 beschrieben sind. Das Anschlussmittel ist als Anschlussmittel 16a veranschaulicht zum Einkoppeln von Signalen in die Antenne und Auskoppeln aus der Antenne. Die ersten Anregungsmittel weisen, wie gezeigt, eine λ/2-Übertragungsleitung 60 zum Einspeisen einer Signalkomponente in den Anschluss 130 auf, und zwar mit einer umgekehrten Phase, verglichen mit der Signalkomponente, die in den Anschluss 126 eingespeist wird, sowie einen Satz von zwei λ/4-Transformatoren zum Einspeisen dieser Signalkomponenten in das erste bzw. dritte Element einer ausgewählten Untergruppe aus drei Elementen der insgesamt fünf veranschaulichten Antennenelemente. Es ist ersichtlich, dass mit den in der gezeigten Stellung stehenden Schaltelementen 122 die ersten Anregungsmittel einen λ/4-Transformator 144 verwenden, der an dem Element 114 liegt und dem Transformator 132, der mit dem Element 110 verbunden ist. Zu den zweiten Anregungsmitteln gehören, wie gezeigt, der Richtkoppler 66 zum Einspeisen einer Signalkomponente mit einer vorbestimmten Amplitude in dem Anschluss 128 und ein λ/4-Transformator 138, der an dem Element 112 liegt, das bei diesem Beispiel das zweite Element der ausgewählten Elementenuntergruppe 114, 112, 110 ist. Die Kompensationsmittel, in Gestalt des LC-Serienkreises 68a, über den die ersten Anregungsmittel an den gemeinsamen Sapnnungspunkt 42 angekoppelt sind, und in Gestalt des LC-Serienkreises 62, über den die zweiten Anregungsmitteln an dem gemeinsamen Spannungspunkt 42 liegen, ergeben eine zweifache Kompensation für die Antennenelemente.
Der Aufbau und der Betrieb insgesamt und für die einzelnen Elemente der Speisungs- und Kompensationsmittel sind im Einzelnen in der Beschreibung der Fig. 6 und 7 angegeben, wobei einander entsprechende Bezugszeichen sich auf ähnliche Bauteile beziehen. Es ist jedoch ersichtlich, dass die Funktionen der drei λ/4-Transformatoren (56, 58 und 72 in Fig. 6 mit der Modifikation nach Fig. 7) bei Fig. 15 durch die λ/4-Transformatoren 132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146 und 148 repräsentiert sind, die in Dreiersätzen verwendet werden, abhängig von der Stellung des Schalters 122. Alternativ können drei λ/4-Transformatoren an den Stellen 126, 128 bzw. 130 eingefügt werden und die neuen λ/4-Transformatoren in Fig. 15 können durch neun λ/2-Leitungen ersetzt werden.
Die Funktion der Antenne nach Fig. 15 ist grundsätzlich, wie in Verbindung mit Fig. 6, beschrieben. Indem ermöglicht wird, dass die Phase und die Amplitude der entsprechenden Ströme in den ersten, zweiten und den dritten Elementen, beispielsweise den Elementen 114, 112 und 110, mit einem vorbestimmten Wert aufgeprägt wird, wird ein End-Fire- oder anderes Antennenstrahlungsmuster erreicht. Die Antenne nach Fig. 15 unterscheidet sich insofern, als sie gestattet, den Strahlungsmittelpunkt der Gruppe in die Nähe des Elementes 112, 114 oder 116 zu verschieben, abhängig davon, ob die Speisung an der ersten, zweiten oder dritten Elementgruppe 114, 112, 110 oder 116, 114, 112 oder 118, 116, 114 infolge der Wirkung der Schiebemittel in Gestalt des Schalters 122 erfolgt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist klar, dass die Antenne nach Fig. 15, wie in Fig. 2, mit einer Schutzhaube und einem Bodenteil ausgeführt werden kann, entsprechend den Elementen 12 und 14 nach Fig. 2. Ferner kann die Antenne gemäß Fig. 15 als seitliche beabstandete Gruppe arrangiert sein, die auf einer Fläche, beispielsweise dem Rumpf eines Flugzeugs, wie in Fig. 3 gezeigt, befestigt ist.
In Fig. 15 ist die strahlende Elementengruppe 120 so veranschaulicht, dass sie fünf Monopole aufweist, die an die Punkte 111, 113, 115, 117 und 119 angeschlossen sind. Fig. 16 zeigt eine alternative Ausführungsform der strahlenden Elementengruppe 120a, die als Modifikation der Antenne nach Fig. 15 eingefügt werden kann. Wie gezeigt, enthält die Gruppe 120a fünf Schlitze 110a, 112a, 114a, 116a und 118a, die als längliche Öffnungen in einer leitenden Schicht oder Fläche 86 ausgeführt sind, die an eine isolierende Schicht oder ein isolierendes Teil 88 angeschlossen ist. Wie im Zusammenhang mit Fig. 11 erläutert, sind die Teile 86 und 88 als durchsichtig dargestellt, um die Verbindung von dem Punkt 111 in isolierter Weise über den Schlitz 110a hinter die Schicht 88 und durch die Schicht 88 hindurchgehend, um zu zeigen, wo sie kontaktiert mit der Schicht 86 auf der linken Seite des Schlitzes bei dem Punkt 150 endet. Während bei Fig. 11 eine relative Phasenumkehr für die Signalkomponente für den Schlitz eingeführt wurde, indem der speisende Leiter zu der rechten Seite des Schlitzes 8 hin zu dem Anschlusspunkt 92 führt, sind bei Fig. 16 alle Anschluss-Stellen auf der linken Seite der entsprechenden Schlitze. Bei der Antenne nach Fig. 16 erfolgt die Phasenumkehr durch die λ/2-Leitungsabschnitte 60, wie sie in Fig. 15 gezeigt sind, so dass beide Antennen nach den Fig. 15 und 16 ein ähnliches Speise- und Anregungssystem, wie es in Fig. 15 gezeigt ist, verwenden können. Jedoch müssen bei der Antenne nach Fig. 16 die X/4-Transformatoren in Fig. 15 durch λ/2-Übertragungsleitungen ersetzt werden.
Die Funktion der alternativen Ausführungsform der Antenne nach Fig. 16 ist grundsätzlich, wie im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben, wobei jedoch die zusätzliche Möglichkeit besteht, den effektiven Strahlungsmittelpunkt, abhängig davon zu verschieben, ob die erste, zweite und dritte Elementenuntergruppe 114a, 112a, 110a oder die Untergruppe 116a, 114a, 112a oder die Untergruppe 118a, 116a oder 114a zur Speisung ausgewählt ist.
In Fig. 17 ist nunmehr eine vereinfachte Schemadarstellung eines steuerbaren Antennengruppensystems gemäß der Erfindung dargestellt. Wie gezeigt, weist das Gruppensystem eine Vielzahl von schaltbaren Gruppenantennen in Gestalt von drei identischen Antennen 152a, 152b und 152c auf, die in der in den Fig. 15 oder 16 gezeigten Art ausgeführt sein können. Die drei schaltbaren Gruppenantennen sind bezüglich einer End-Fire-Strahlungsrichtung nach rechts in der Figur seitlich voneinander beabstandet. Bei Fig. 17 werden die in den Anschluss 154 gelangenden Signale den drei Antennenanschlüssen 16a, 16b und 16c entsprechend dem Anschluss 16a in Fig. 15 zugeführt. Wie in Fig. 15 wird in jeder Antenne 152a, 152b, 152c die Signalkomponente über die zugehörige Speiseeinrichtung in eine ausgewählte erste, zweite und dritte Elementenuntergruppe aus den fünf Elementen 110, 112, 114, 116 und 118 zugeführt, die durch Punkte, beispielsweise dem Punkt 118, wiedergegeben sind. Wenn angenommen wird, dass sich die Verschiebemittel 122 der Antenne 152a in einer Stellung, die in Fig. 15 gezeigt ist, befinden, dann ist die aktive Elementenuntergruppe der Antenne 152a die Gruppe mit den Elementen 114, 112 und 120, die eingekreist sind, um anzuzeigen, dass sie die aktive Untergruppe bilden.
Fig. 17 zeigt ferner zugehörige Azimutkontrolleinrichtungen in Gestalt einer Schaltersteuerung 156, die an die entsprechenden Schiebemittel (122 in Fig. 15) jeder Antenne über die Anschlüsse 122a, 122b und 122c angeschlossen sind. Die Schiebemittel 122 jeder Antenne können aktiviert werden, indem eine der drei unterschiedlichen Elementenuntergruppen ausgewählt wird und der Controller 152 enthält eine Steuerschaltung oder einen Mechanismus zum Einstellen der Schiebemittel, so dass der effektive Strahlungsmittelpunkt jeder Antenne sich in einer ausgewählten Stellung befindet.
Wie durch die eingekreisten Punkte in Fig. 17 dargestellt, die die aktivierten Antennenelemente repräsentieren, sind bei diesem Beispiel die Schaltmittel so eingestellt, dass der effektive Strahlungsmittelpunkt sich in der Nähe des Elementes 112 bei der Antenne 152a, in der Nähe des Elements 114 für die Antenne 152b und in der Nähe des Elementes 116 für die Antenne 152c befindet. Auf der Grundlage wohlbekannter Konzepte, die Theorie und die Funktion von phasengesteuerten Gruppenantennen erzeugen drei Antennen nach Fig. 15, die gemäß Fig. 17 seitlich voneinander beabstandet sind und in einer End-Fire-Betriebsweise identisch angeregt werden, einen Strahl, der nach rechts in Fig. 17 gerichtet ist. Die Anregung der Antennen mit unterschiedlichen Strahlungsmittelpunkten, wie in Fig. 17 gezeigt, würde jedoch den Strahl in einen Winkel steuern, während die gerade Gestalt des Fächerstrahls erhalten bleibt.
Dies ist besser in Fig. 18 gezeigt, die eine vereinfachte Darstellung der drei voneinander beabstandeten Antennenelemente zeigt, die in fünf unterschiedlichen Betriebsarten gespeist werden. In Fig. 18a zeigen die Kreise, die die aktiven Antennenelemente identifizieren, dass die drei Antennen 152a, b und c nach Fig. 17 identisch gespeist werden, wobei die Strahlungsmittelpunkte auf der Geraden 158 liegen. Die Gerade 158 repräsentiert die Wellenfront bei dieser Speisungsart und es würde zu einer Strahlrichtung senkrecht zu der Geraden 158 kommen. In Fig. 18b ist die Anregung, wie in Fig. 17 gezeigt, was zu einer geschwenkten Wellenfrontgeraden führt, die eine normale Strahlungsrichtung erzeugt, die nach links, bezogen auf die Originalstrahlungsrichtung um einen Winkel von z.B. 300 verschwenkt ist, abhängig von der tatsächlichen Dimensionierung der Antennen. Fig. 18c zeigt eine Wellenfront für einen Strahl, der nach rechts gelenkt ist und Fig. 18d zeigt eine segmentierte Wellenfront, was zu einer Strahlrichtung führt&sub1; die nach rechts um weniger als die Strahlrichtung nach Fig. 18c verschwenkt ist. Vereinfacht kann die Strahlungsrichtung bei Fig. 18d als Mittelwert der Teilstrahlen senkrecht zu den beiden dargestellten Wellenfronten angesehen werden. Die tatsächliche Strahlrichtung bei einer Speisung, wie in den Fig. 18d und e, kann basierend auf den tatsächlichen Abmessungen und Charakteristiken der verwendeten Antennen berechnet oder gemessen werden, wobei der wesentliche Punkt ist, dass die relative Positionierung der effektiven Strahlungsmittelpunkte die Wellenfront und die Strahlrichtung bestimmt. Alle Strahlen, die von den in Fig. 18 gezeigten Anregungen herrühren, erhalten die gerade Gestalt des Fächerstrahls. Dies ist in Fig. 19 gezeigt.
Fig. 17 zeigt ferner Phasenschieber 127a und 127b in den Kanälen 16a bzw. 16c. Diese Phasenschieber können zwei Vorteile erbringen. Erstens können sie verwendet werden, um den Knick in der Wellenfront gemäß den Fig. 18d und 18e zu vermindern, während nach wie vor die Strahlrichtung und die gerade Gestalt des Fächerstrahls erhalten bleiben. Zweitens können sie verwendet werden, um den Strahl in jeden Azimutwinkel zwischen oder jenseits der fünf in Fig. 19 gezeigten Winkel zu steuern. In diesem Falle werden die Fächer gekrümmt, jedoch typischerweise weniger stark gekrümmt als in dem Fall nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 1. Es dürfte verständlich sein, dass, obwohl drei Antennenelementgruppen jeweils fünf Antennenelemente enthalten, wie dies in den Fig. 15, 16, 17 und 18 gezeigt ist, die Anzahl der Antennengruppen und der Antennenelemente in jeder Gruppenantenne größer sein kann. Auch die Anzahl der aktiven Antennenelemente in jeder Antennengruppe kann größer als drei sein.
Bei einer seitlich beabstandeten Kombination von Antennengruppen, deren effektiver Strahlungsmittelpunkt durch Azimutsteuermittel gesteuert wird, kann im Betrieb der Antennenstrahl selektiv ausgelenkt werden. Auf diese Weise muss sich ein Ziel, das sich. senkrecht zur Zielrichtung des Antennensystems befindet, nicht außerhalb der Zielrichtung, bezogen auf die aktiven Antennenelemente des Antennensystems, befinden. Bei einem Strahl, der in Richtung auf das Ziel gelenkt ist, sind Fehler infolge der Querablage, die von einer Konusverformung des Strahls herrühren, vermindert, wodurch die Genauigkeit der angezeigten Azimutlage des Ziels bei unterschiedlichen Lagen relativ zu dem die Antenne tragenden Flugzeug erhöht wird.
Fig. 20a zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Abschnitts eines Flugzeugrumpfes mit sieben Gruppenantennen 152a-6, die auf diesem befestigt sind (beispielsweise sieben Antennen nach Fig. 15 in einer Stirnansicht). Die vertikale Gerade 159 nach Fig. 20a zeigt an, dass die vertikale Achse des Flugzeugs nicht geneigt ist (d.h. das Flugzeug weist keine Schräglage auf). Angenommen, dass die drei mittleren Antennen 152c, d und e nach Fig. 20a ohne Schräglage ein Antennensystem mit entsprechender Leistungsfähigkeit repräsentieren, das jedoch während der Schräglage das Antennensystem geschwenkt wird, was die Leistungsfähigkeit beeinträchtigt. Wie in den Fig. 20b und c gezeigt, gestattet die Erfindung bei den veranschaulichten Schräglagezuständen eine Kompensation, indem eine funktionale Gruppe von Antennen ausgewählt wird (durch die Klammer identifiziert), die durch ein Drei-Antennensystem (152d, e und f oder 152e, f und g) gebildet ist, das bei einem entsprechenden Rollwinkel, der durch die Schräglage verursacht ist, horizontal ist. Bei den Fig. 20b und 20c führt die Auswahl der bezeichneten drei Antennen zu einem Fächerstrahl, der gegenüber dem Horizont vertikal orientiert bleibt. Da jedoch die Vertikalachse des Flugzeugs, wieder gegeben durch die Gerade 159 nach rechts gerollt ist&sub1; wurde die gewünschte Strahlkompensation tatsächlich dadurch erreicht, dass der Fächerstrahl des Antennensystems relativ zu dem Flugzeug, auf dem es montiert ist, gedreht wurde.
In Fig. 21 ist nunmehr ein Gruppenantennensystem mit Strahldrehung veranschaulicht, das in der Lage ist, das Rollen des Flugzeugs zu kompensieren und das es außerdem gestattet, den Strahl zu lenken, während gerade Fächerstrahlen erhalten bleiben. Die Antenne sei zunächst unabhängig von der Fähigkeit zur Strahllenkung beschrieben. Wie veranschaulicht, weist das Gruppenantennensystem eine Anzahl von Antennengruppen in Gestalt von sieben Antennen 152a-g auf, die, wie in den Fig. 15 oder 16 gezeigt, ausgeführt sein können. Die Antennen sind so angeordnet, dass sie grundsätzlich in einer Vorwärtsrichtung (nach oben in der Figur strahlen) und sie sind seitlich voneinander beabstandet, wobei der Abstand so ist, dass in Verbindung mit einem Flugzeugrumpf die Antennen einen Versatz in einer dritten Richtung zufolge der Krümmung des Rumpfes aufweisen (diese Richtung ist die Vertikalrichtung in der Darstellung von Fig. 20a). Damit sind die Antennen in Fig. 21 im Wesentlichen in einer Draufsicht gezeigt und in Fig. 20 in einer Stirnansicht, so dass der relative vertikale Versatz in Fig. 20 im Wesentlichen senkrecht bezüglich Fig. 21 ist.
Zu dem Antennensystem nach Fig. 1 gehört ferner eine Strahlschwenksteuereinrichtung, die als Strahlschwenksteuereinrichtung 160 veranschaulicht ist, um wahlweise die Signalverteilereinrichtung 162 zu aktivieren, um festzulegen, welche Gruppe von Antennen unter bestimmten Rollbedingungen aktiv ist. Informationen, die das Maß des Rollens wiedergeben, können über Mittel 160 zugeführt werden oder durch darin befindliche geeignete Mittel erfasst werden. In jedem Falle kontrollieren die Schwenksteuermittel 160 auf elektronische Weise oder durch andere Schalteinrichtungen 162, die, wie gezeigt, z.B. eine Serie von Schaltern, wie die Schalter 162a und 162b enthalten, wie die Signale zwischen den Anschlüssen 154a und der ausgewählten Antennengruppe, beispielsweise den Antennen 152d, 152e und 152f aus Fig. 21 gekoppelt werden, entsprechend der Kompensation der Rollbedingung gemäß Fig. 20b.
Erfindungsgemäß kann eine Antenne zum Strahldrehen auch Strahlsteuerung aufweisen, wie dies in Verbindung mit Fig. 17 erläutert ist. Somit arbeiten die Schaltersteuerung 156 in Fig. 21 in derselben Weise wie die Schalterkontrolle 156 in Fig. 17, um selektiv für jede aktive Antenne die Schiebemittel zu kontrollieren. Im Falle von Fig. 21 wird die Information von der Neigungssteuerungseinrichtung 160, die dafür kennzeichend sind, welche der drei Antennen 152a-g für eine jeweilige Zeit aktiviert werden, in den Mitteln 186a dazu verwendet, die Schiebemittelsteuerinformation zu den aktuell aktiven Antennen zu dirigieren. In den Fig. 17 und 21 sind zur Erleichterung der Darstellung und Erläuterung die einzelnen strahlenden Elemente in einer Antennengruppe, beispielsweise der Gruppe 152a, durch Punkte und die aktiven Elemente durch Kreise angegeben. Die aktuellen Elemente können Monopole, Schlitze u.dgl. sein, wie dies in den anderen Figuren, z.B. den Fig. 6, 11, 15 und 16 und den verschiedenen bereits abgedeckten Ausführungsbeispielen gezeigt und im Einzelnen beschrieben ist. Die Phasenschieber 127a und 127b für die zusätzliche Azimutstrahlsteuerung sind nun unterhalb der Schaltmittel 162 angeordnet.
Beim Betrieb der Antenne nach Fig. 21 wird der Antennenfächerstrahl nach rechts gedreht, wenn das Flugzeug nach links rollt und umgekehrt, um einen Kompensationsbereich zu erhalten, da der Fächerstrahl sonst von seiner normalen Referenz oder vertikalen Orientierung abweichen würde. Gleichzeitig kann der Antennenstrahl, wie in Verbindung mit den Fig. 17 und 18 erläutert, gesteuert werden, und die Strahlsteuerung und -drehung kann unabhangig voneinander bewerkstelligt werden. Fig. 22 wird verwendet, um anzuzeigen, dass, falls erwünscht, alternative Formen von Signalspeiseanordnungen nach dem Stand der Technik die verwendete Schalterlösung ersetzen kann, an Stelle der Signalverteilungsmittel 162, wie sie in Fig. 21 gezeigt sind. Die Phasenschieber 164a-1649 in Verbindung mit der Butler-Matrix und dem Speisenetzwerk schieben den aktiven Teil der Gruppe gleichmäßig, um das Rollen des Flugzeugs zu kompensieren. Die Phasenschieber 166a-1669 schaffen die zusätzliche Azimutstrahlsteuerung.

Claims

1. Gruppenantennensystem,

mit einer Anzahl von Gruppenantennen (152a-c; 152a- g) , wobei jede der Gruppenantennen eine lineare Gruppe von Antennenelementen (110-118) und Ansteuermittel (132-148) enthält, um wahlweise Signalkomponenten mit einer vorbestimmten relativen Phase und Amplitude in die Elemente einzukoppeln; und

mit Steuermitteln (156; 156a), die an die Gruppenantennen angeschaltet sind, um die resultierende Strahlungsrichtung zu steuern:

dadurch gekennzeichnet,

daß die einzelnen Gruppenantennen (152a-c; 152a-g), bezogen auf die Vorwärtsstrahlungsrichtung, seitlich voneinander beabstandet sind;

daß jede der Gruppenantennen eine lineare Gruppe von wenigstens vier der besagten Antennenelemente (110-118) aufweist und die Ansteuermittel (132-148) die Signalkomponenten in eine vorausgewählte Teilgruppe (110-114) der Elemente einspeisen;

daß zu jeder der besagten einzelnen Gruppenantennen Schiebemittel (122) gehören, die an die Ansteuermittel (132-148) angeschlossen sind, um die Ankopplung der Signalkomponenten für eine unterschiedliche Untergruppe der Elemente zu ändern, um so wahlweise den effektiven Strahlungsmittelpunkt längs der linearen Gruppe zu verschieben; und

daß die Steuermittel (156; 156a) dazu dienen, um wahlweise die Schiebemittel (122a-c) der einzelnen Antennen zu steuern, um den sich ergebenden Antennenstrahl hinsichtlich des Azimutwinkels zu steuern.

2. Gruppenantennensystem,

mit einer Anzahl von Gruppenantennen (152a-g), wobei jede der Gruppenantennen eine lineare Gruppe von Antennenelementen (110-118) und Ansteuermittel (132-148) enthält, um wahlweise Signalkomponenten mit einer vorbestimmten relativen Phase und Amplitude in die Elemente einzuspeisen; und

mit Steuermitteln (160), die an die Gruppenantennen angeschaltet sind, um die resultierende Strahlungsrichtung zu steuern:

dadurch gekennzeichnet,

daß die einzelnen Gruppenantennen (152a-g), bezogen auf die Vorwärtsstrahlungsrichtung, seitlich voneinander beabstandet sind und eine oder mehrere der Gruppenantennen hinsichtlich einer dritten Richtung, die rechtwinkelig zu der Vorwärtsrichtung und zu der seitlichen Richtung ist, eine Verschiebung aufweisen;

daß jede der Gruppenantennen eine lineare Gruppe von wenigstens vier der besagten Antennenelemente (110-118) aufweist; und

daß die Steuermittel (160) dazu dienen, um wahlweise eine ausgewählte Anzahl der Gruppenantennen zwecks Anregung ihrer Antennenelemente durch die Ansteuermittel (154a) anzukoppeln, so daß der relative Versatz der Antenne in der dritten Richtung die Neigung des zusammengesetzten Antennenstrahlungsdiagramms bestimmt.

3. Gruppenantennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppenantennen (152a-g) an dem gekrümmten Rumpf eines Flugzeugs derart angeordnet sind, daß diese Oberflächenkrümmung bei den Antennen dazu führt, daß sie hinsichtlich der dritten Richtung unterschiedlichen Versatz aufweisen, wodurch ein Neigen des Strahls durchzuführen ist, um eine Schräglage des Flugzeugs zu kompensieren.

4. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente (110- 118) jeder Gruppenantenne Monopole sind.

5. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente jeder Gruppenantenne Schlitze (110a-118a) sind.

6. Gruppenantennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die Antennenelemente jeder linearen Gruppe dazu vorgesehen sind, in Untergruppen verwendet zu werden, wobei jede Untergruppe (110-114) erste, zweite und dritte Antennenelemente enthält;

daß Anschlußmittel (16a) zum Einkoppeln der Signale vorgesehen sind;

daß die Ansteuermittel erste und zweite Ansteuermittel umfassen;

daß das erste Ansteuermittel (132-136, 144-148) an die Anschlußmittel angeschlossen ist und Signalübertragungsmittel umfaßt, um vordere und hintere Element-Signalkomponenten mit einer vorbestimmten Phase und Amplitude dem ersten und dem dritten Element einer solchen Untergruppe unter Verwendung eines gemeinsamen Spannungspunktes (42) zuzuführen; und

daß das zweite Ansteuermittel (138, 142) an die Anschlußmittel angeschaltet ist und Mittel umfaßt, um einem zweiten Element (112) dieser Gruppe eine Mittenelement-Signalkomponente mit einer vorbestimmten Phase und Amplitude, bezogen auf die Signalkomponenten, für das erste und das dritte Element zuzuführen.

7. Gruppenantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Anpassungsmittel (68a) an den gemeinansamen Spannungspunkt (42) angeschaltet sind, um eine Impedanzanpassung für das erste und das dritte Element zu bewirken.

8. Gruppenantenne nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente (110-118) Monompole sind und daß die Ansteuermittel einen λ/4-Transformator (132) umfassen, um die Signale zwischen dem gemeinsamen Spannungspunkt (42) und dem dritten Element zu übertragen, sowie einen λ/4-Transformator (144) und eine Übertragungsleitung (60) mit einer halben wellenlänge umfassen, um die Signale zwischen dem gemeinsamen Spannungspunkt (42) und dem ersten Element (140) mit entgegengesetzter Phase, bezogen auf die Signale, die dem dritten Element zugeführt werden, zu übertragen.

9. Gruppenantenne nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente (110-118) Schlitze sind und daß die ersten und zweiten Ansteuermittel Übertragungsleitungsabschnitte (110, 98) mit einer solchen Länge aufweisen, die geeignet ist, die Signale zwischen dem gemeinsamen Spannungspunkt (102) und dem ersten sowie dem dritten Element zu übertragen, damit sich eine Abstrahlung der Signale durch das erste Element (80) mit einer umgekehrten Phase relativ zu den Signalen, die durch das dritte Element (84) abgestrahlt werden, ergibt.

10. Gruppenantenne nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweiten Ansteuermittel zuzätzlich Richtkopplermittel (66), um die Mittenelement-Signalkomponente in das zweite Element (112) einzukoppeln sowie zweite Anpaßmittel (62) enthält, um eine Impedanzanpassung für das zweite Element zu bewirken.