DE848662C

DE848662C - Richtantennenanlage mit einer Sende- oder Empfangscharakteristik, deren Achse eine raeumliche Pendelbewegung ausfuehrt

Info

Publication number: DE848662C
Application number: DEP28948D
Authority: DE
Inventors: Gustav Dipl-Ing Guanella
Original assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Current assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Priority date: 1947-07-14
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1952-09-08
Also published as: GB653464A; FR1012803A; CH262006A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 8. SEPTEMBER 1952

p 28948 VIIIa/21 α⁴ D

ist als Erfinder genannt worden

Glarus (Schweiz)

Zur genauen Lokalisierung eines reflektierenden Objektes wird hei Radargeräten häufig eine Richtantennenanlage mit einer periodisch veränderlichen keulenförmigen Empfangscharakteristik verwendet, deren Achse gleichförmig kreisende Bewegungen ausführt, so daß die empfangenen Schwingungen je nach der Lage des Reflexionsobjektes amplitudenmoduliert sind. Das gleiche Verfahren kommt auch in Frage bei Leitstrahlsendern zur Führung selbstgesteuerter Geschosse. Im letzteren Fall bewirkt die Amplitudenmodulation der im Flugkörper empfangenen Schwingungen eine entsprechende Korrektur des Kurses, bis dieser Körper sich auf der Rotationsachse der gleichförmig kreisenden Bewegung der keulenförmigen Strahlung befindet, wo diese Modulation verschwindet.

Bei den meisten bekannten Einrichtungen wird die Drehung des StraMungsdiagramms durch entsprechende Drehung eines im Reflektorspiegel exzentrisch in der Nähe des Brennpunktes angebrachten Dipols erzeugt. Der' Schwerpunkt der Strahlung des Dipols bewegt sich dabei auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt der Brennpunkt des Reflektors ist. Bei diesen Einrichtungen weist naturgemäß die Polarisation des ausgesandten Strahlenbündels eine der Dipoldrehung entsprechende Rotation auf, welche sich in vielen Fällen sehr nachteilig auswirkt. In gesteuerten Flugkörpern, z. B. mit einem Dipol als Empfangsantennensystem, bewirkt diese Rotation eine unerwünschte zusätzliche Amplitudenmodulation der Empfangsenergie, weil die Polarisation der Strahlung gegenüber der festen

Lage des Empfangsdipols sich periodisch ändert. Diese zusätzliche periodische Amplitudenmodulation täuscht eine periodisch sich verändernde Lage des Flugkörpers gegenüber der Rotationsachse vor, was zu Falschkurskorrekturen führen kann. Auch bei Empfangsanlagen bewirkt die Veränderung der Richtung der Dipolachse in bezug auf die Polarisation der Empfangsfeldstärke einen ähnlichen Nachteil. Ferner bereitet die Stromzuführung zu ίο dem sich drehenden Dipol auch konstruktive Schwierigkeiten.

Es bestehen auch Einrichtungen, bei denen ein gleichbleibend polarisiertes Strahlenbündel durch periodische Umschaltung verschiedener Einzelstrahler eines zusammengesetzten Antennensystems bewirkt wird. Hier bereitet jedoch die Umschaltung, welche meistens auf kapazitivem Wege erfolgt, erhebliche Schwierigkeiten. Diese Nachteile bekannter Einrichtungen werden nach der Erfinao dung vermieden.

Dieselbe bezieht sich auf eine Richtantennenanlage mit einer keulenförmigen Sende- oder Empfangscharakteristik, deren Achse eine räumliche Pendelbewegung ausführt, wobei diese Anlage »5 einen in der Nähe des Brennpunktes eines parabolischen Reflektors angeordneten Dipol aufweist. Erfindungsgemäß führt dieser Dipol zur Erzeugung der Pendelbewegung der Strahlungscharakteristik eine relative Bewegung um die Spiegelachse aus, bei der die Dipolachse mindestens angenähert zu sich selbst parallel bleibt. Dadurch wird im Fall einer Verwendung der Antennenanlage als Sender erreicht, daß die Polarisation der Strahlung sich nicht oder nicht wesentlich ändert, während im Fall des Empfangs Amplitudenschwankungen im Rhythmus der Pendelperiode vermieden werden. Die Bewegung ist zweckmäßig kreisförmig, sie kann aber auch anders, beispielsweise ellipsenförmig, erfolgen, woraus sich eine entsprechende kreisförmige oder elliptische Bewegung des Maximums des keulenförmigen Diagramms der reflektierten Strahlung ergibt.

Fig. ι zeigt eine Richtantennenanlage, bei der mittels einer von einem Motor angetriebenen Exzenterscheibe eine Kreisbewegung des Dipols erfolgt;

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anlage, wobei der Dipol unter dem Einfluß einer rotierenden exzentrischen Masse ebenfalls eine Kreisbewegung ausführt.

In der Fig. 1 ist R₁ der zentrale Teil eines parabolischen Metallreflektors mit der Symmetrieachse y, auf welcher der Brennpunkt Z liegt. X ist der Scheitelpunkt des Reflektors. Im Scheitelpunkt X ist die konzentrische Leitung K durch den Reflektor geführt. Die Leitung ist gleichzeitig Tragorgän für die am freien Ende im Abstand des Brennpunktes Z angeordneten Dipolantennenhälften D₁ und D₂. Die Antennenhälfte D₁ ist mit dem Außenleiter K₁ und die Antennenhälfte D₂ durch eine öffnung ο im Außenleiter K₁ mit dem Innenleiter K₂ verbunden. Die konzentrische Leitung K ist mechanisch so aufgebaut, daß ihr Ende an der Bewegung des Dipols teilnimmt. Sie läßt sich z. B. leicht elastisch verbiegen, so daß die Dipolmitte um den Abstand d gegenüber der Reflektorachse y bzw. dem Brennpunkt Z nach allen Seiten auslenkbar ist. Diese Auslenkung erfolgt z. B. mittels einer rotierenden Exzenterscheibe S, deren Drehachse in der Reflektorachse liegt und auf der Welle des Antriebsmotors M₀ aufgesetzt ist. Die Exzenterscheibe S weist in einer exzentrischen Bohrung das Kugellager L auf. In diesem Kugellager ist der am Ende der exzentrisch ausgelenkten Leitung K angeordnete Zapfen T gelagert. Bei laufendem Motor M₀ wird über den Zapfen T das Ende der Energieleitung und damit auch der Dipol in eine translatorische Kreisbewegung versetzt. Die Achse des Dipols behält wenigstens angenähert ihre Richtung bei, denn der Auslenkungswinkel ist sehr klein, während bei den eingangs erwähnten Anlagen die Dipolachse sich in einer Normalebene zur Drehachse nach allen Richtungen dreht. Die am Reflektor R₁ reflektierte elektromagnetische Strahlung weist ein Strahlungsmaximum auf, dessen Achse einen um die Spiegelachse rotierenden spitzen Winkel bildet, also eine räumliche Kreispendelbewegung ausführt. Der Winkel ist abhängig von der Exzentrizität d der Dipolmitte. Die Periode der Translationsbewegung entspricht der Drehzahl der Exzenterscheibe. Die Masse des bewegten Antennensystems kann durch ein entsprechendes Gegengewicht des Exzenters ausgeglichen werden, wodurch ein ruhiger Gang und eine geringere Lagerbelastung gewährleistet ist. Die Federkraft der Antennenzuführung K bewirkt eine Verminderung der auf das Lager wirkenden Zentrifugalkraft, so daß bei einer bestimmten Drehzahl diese Kraft gerade aufgehoben werden kann. Bei dieser Drehzahl, die zweckmäßig als Antriebsdrehzahl gewählt werden kann, ist das Lager L praktisch unbelastet. An Stelle der federnden Antennenzuführung kann bei der Befestigungsplatte P auch ein Drehgelenk, z. B. ein Kardangelenk oder ein elastisch nachgiebiges Verbindungsstück vorgesehen werden, z.B. in Form eines Wellrohrstückes. Dieses nachgiebige Verbindungsstück kann auch hinter dem Hauptreflektor .R₁ angeordnet sein, wobei das Außenrohr der Energieleitung durch eine Öffnung des Hauptreflektors R₁ geführt ist. Ein dipolförmiger Reflektor i?₂ und ein kleiner Spiegel B werfen die vom Dipol D₁, D₂ nach rechts ausgehende Strahlung auf den Hauptreflektor R₁ zurück.

Die Translationsbewegung kann auch elliptisch ausgeführt werden, indem beispielsweise das Ende der Leitung in einer Kulisse entsprechend geführt wird. Die Exzenterscheibe weist dann einen radialen Führungsschlitz auf, wodurch die Drehbewegung des Exzenters in die elliptische der Dipolantenne übertragen wird.

Die Anordnung des Motors außerhalb des Brennpunktes, also in der Strahlungsrichtung des Reflektors, kann unter Umständen eine nachteilige Beinflussung des Strahlungsdiagramms zur Folge haben. In der Fig. 2 ist eine Einrichtung gezeigt, wo der Motor M₀ nidht im Strahlungsfeld, sondern

hinter dem Reflektor R₁ angeordnet ist. Um die kreisende Bewegung des Dipols am Ende der eingespannten Energieleitung K₁, K₂ zu erhalten, ist am Ende eine rotierende, exzentrisch angebrachte Masse g angeordnet, wodurch bei Rotation eine elastische Ausbiegung der Leitung unter der Wirkung der Zentrifugalkraft verursacht wird. Die exzentrische Masse ist an einem Wellenstumpf W» befestigt und mittels der Kugellager L am Ende der Energieleitung gelagert. Der Antrieb erfolgt über die Welle W₁, welche innerhalb des Innenleiters drehbar gelagert ist und hinter den Reflektor R₁ führt, wo der Antriebsmotor M₀ angebracht ist. Dessen Rotor ist mit der Welle W₁ gekuppelt. Die Drehzahl wird zweckmäßig so eingestellt, daß sie über der kritischen Drehzahl liegt, welche bekanntlich von der Massenverteilung und den elastischen Kräften des ganzen Systems abhängt. Oberhalb der kritischen Drehzahl stellt sich ein stationärer Zustand ein, wobei der gemeinsame, bei Stillstand exzentrisch liegende Schwerpunkt auf die Drehachse zu liegen kommt. Die Folge davon ist, daß der Dipol eine kreisförmige translatorische Bewegung um den Punkt Z auf der Reflektorachse, welche mit der Drehachse übereinstimmt, ausführt. Die Ankopplung der Hochfrequenzschaltung erfolgt über die Kopplungssehleife S₁.

Claims

Patentansprüche:

i. Richtantennenanlage mit einer keulenförmigen Sende- oder Empfangscharakteristik, deren Achse eine räumliche Pendelbewegung ausführt, wobei diese Anlage einen in Nähe des Brennpunktes eines parabolischen Reflektors angeordneten Dipol aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Dipol zur Erzeugung der Pendelbewegung der Strahlungscharakteristik eine relative Bewegung um die Spiegelachse ausführt, bei der die Dipolachse mindestens angenähert zu sich selbst parallel bleibt.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Dipolmitte kreisförmig ist.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Dipolmitte ellipsenförmig ist.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung elastisch verbiegbar ist und an ihrem mit dem Dipol verbundenen Ende in einer in der Reflektorachse liegenden von einem ortsfesten Motor angetriebenen Scheibe exzentrisch drehbar gelagert ist.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung elastisch verbiegbar ist und an ihrem, mit dem Dipol verbundenen Ende eine exzentrisch angeordnete Schwungscheibe aufweist, die über eine im Innenleiter der konzentrischen Leitung drehbar gelagerte Welle von einem auf der Rückseite des Reflektors angeordneten ortsfesten Motor angetrieben wird.
6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung im Reflektorscheitelpunkt beweglich gelagert ist.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung im Reflektorscheitelpunkt ein verbiegbares Wellrohrstück aufweist.
8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung im Reflektorscheitelpunkt ein Drehgelenk aufweist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgelenk ein Kardangelenk ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Q 5325 8.