DE874801C

DE874801C - Radio beacon

Info

Publication number: DE874801C
Application number: DEF4309A
Authority: DE
Inventors: Sidney Benson Pickles
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1943-11-15
Filing date: 1950-10-01
Publication date: 1953-04-27
Also published as: BE474201A; GB596391A; CH272118A

Description

Die Erfindung betrifft Funkbaken, und zwar in Form von Antennenanordnungen für die Erzeugung von Strahlungsfeldern für Feldstärkevergleichspeilungen. The invention relates to radio beacons in Form of antenna arrangements for the generation of radiation fields for field strength comparison bearings.

Es besteht oft die Aufgabe, Strahlungsfelder zu erzeugen, die eine scharfe Anzeige der Abweichung vom Kurs ergeben. Diese scharfe Anzeige rmiß ohne Bildung von falschen Kursen ermöglicht werden und gleichzeitig soll eine gewünschte Differenz im Energiepegel an allen Punkten um das Strahlungsdiagramm erhalten werden.There is often the task of generating radiation fields that provide a clear indication of the deviation from the Course. This sharp display can be made possible without the formation of wrong courses at the same time, there should be a desired difference in energy level at all points around the radiation diagram can be obtained.

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Antennenanlage und Speisekreise für dieselbe zu schaffen, um die gewünschten Strahlungsdiagramme mit einer minimalen Anzahl von Antennenelementen zu erzeugen.It is the object of the invention to provide an antenna system and feed circuits for the same to the desired Generate radiation patterns with a minimum number of antenna elements.

Hierzu wird von einer Richtantennenanlage ausgegangen, die aus mindestens zwei Antennenanordnungen besteht, ferner aus einer mit einem Signal modulierten Hochfrequenzenergiequelle und einer Seitenbandenergiequelle der mit Trägerwellenunterdrückung kombinierten gleichen Hoch- und Signalfrequenzen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen ersten Kopplungskreis für die Anlegung der Energie von der signalmodulierten Hochfrequenzquelle an eine der genannten Antennenanordnungen, einen zweiten Kopplungskreis für die Anlegung der Seitenbandenergie an die andere Antennenanordnung, einen Phasenschieber für die Einstellung der relativen Phase der den zwei Antennenanordnungen zugeführten Schwingungen und eine Längeneinstellvorrichtung fürFor this purpose, a directional antenna system is assumed, which consists of at least two antenna arrangements also consists of a signal-modulated radio frequency energy source and a Sideband energy source of the same high and signal frequencies combined with carrier wave suppression. The invention is characterized by a first coupling circuit for the application of the Energy from the signal-modulated high-frequency source to one of the antenna arrangements mentioned, a second coupling circuit for applying the sideband energy to the other antenna arrangement, a phase shifter for adjusting the relative phase of the two antenna arrays fed to the two antenna assemblies Vibrations and a length adjustment device for

die Einstellung der effektiven elektrischen Länge der genannten zwei Antennenanordnungen, derart, daß die gewünschte Strahlungskopplung einer Antennenanordnung mit der anderen Antennenanordnung bei Aufrechterhaltung der relativen Phaseneinstellung erhalten wird. Der Antennenabstand und die zugeführte Energie können so eingestellt- werden, daß eine gewünschte Feldverteilung erzeugt wird. Eine oder beide Antennen können gerichtete Antennen ίο sein und können aus einer Anzahl Antennenelementen oder einem einzigen Element bestehen. Die den Antennen zugeführte Energie kann abwechselnd in ihrer Phase umgetastet werden oder kann gleichzeitig an beide Antennen mit solcher Phasenbeziehung angelegt werden, daß zwei sich überlappende Strahlungsfelder entstehen, die zur Bildung einer Gleichsignalanzeige' dienen.adjusting the effective electrical length of said two antenna assemblies such that the desired radiation coupling of an antenna arrangement with the other antenna arrangement Maintaining the relative phase adjustment is obtained. The antenna distance and the supplied Energy can be adjusted in such a way that a desired field distribution is generated. One or both antennas can be directional antennas and can consist of a number of antenna elements or a single element. The energy supplied to the antennas can alternate in their phase can be keyed or can be switched to both antennas with such a phase relationship at the same time be applied that two overlapping radiation fields arise, which lead to the formation of a DC signal display 'are used.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the figures.

ao Fig. ι zeigt eine Antennenanordnung zur Erläuterung der Erfindung;ao Fig. ι shows an antenna arrangement for explanation the invention;

Fig. 2 zeigt in Blockschemaform eine einfache Funkbake mit zwei Antennenelementen;.Fig. 2 shows, in block diagram form, a simple radio beacon with two antenna elements;

Fig. 3 zeigt das durch die Bake von Fig. 2 erzeugte Strahlungsdiagramm;Fig. 3 shows the radiation pattern generated by the beacon of Fig. 2;

Fig. 4 zeigt eine Detailvariante für die Speiseanordnung der in Fig. 2 gezeigten Bake;FIG. 4 shows a detailed variant for the feed arrangement of the beacon shown in FIG. 2;

Fig. 5 zeigt eine Antennenanordnung mit drei Antennenelementen, die durch die Senderausrüstung von Fig. 2 oder 4 gespeist werden können;Fig. 5 shows an antenna arrangement with three antenna elements passing through the transmitter equipment can be fed from Fig. 2 or 4;

Fig. 6 ist das durch die in Fig. 5 gezeigte Bake erzeugte Strahlungsdiagramm;Figure 6 is the radiation pattern produced by the beacon shown in Figure 5;

Fig. 7 ist ein Strahlungsdiagramm, welches durch eine bekannte Bake mit drei Antennen erhalten wird; Fig. 8 zeigt eine Bake, welche sechs Antennen in einer Antennenanordnung vereinigt;Fig. 7 is a radiation pattern obtained by a known three-antenna beacon; 8 shows a beacon which combines six antennas in one antenna arrangement;

Fig. 9 ist ein Strahlungsdiagramm, welches durch die in Fig. 8 gezeigte Bake erhalten wird;Fig. 9 is a radiation pattern obtained by the beacon shown in Fig. 8;

Fig. 10 ist ein Strahlungsdiagramm, welches durch die in Fig. 8 gezeigte Anlage erhalten wird, wenn keine Reflektoren verwendet werden.Fig. 10 is a radiation pattern obtained by the The system shown in Fig. 8 is obtained when reflectors are not used.

In Fig. ι ist erne Antennenanordnung gezeigt, welche um einen ersten oder Bezugsstrahler R gruppiert ist. In einer Linie mit R sind eine Anzahl Antennenelemente π, rz,~r% r 4, rm und rn angeordnet, die unter entsprechenden Abständen d x, d 2, d 3, d 4, dm, dn von R aufgestellt sind. Bei solch einer Anordnung kann die Gesamtstrahlung Rt unter irgendeinem Winkel 0 gegenüber der Senkrechten zur Antennenanordnung als die Summe der Strahlungen von den verschiedenen Elementen an diesem Punkt ausgedrückt werden. Die Gesamtstrahlung kann aus folgender Gleichung bestimmt werden:In Fig. Ι erne antenna arrangement is shown, which is grouped around a first or reference radiator R. In a line with R a number of antenna elements π, rz, ~ r% r 4, rm and rn are arranged, which are set up at corresponding distances dx, d 2, d 3, d 4, dm, dn from R. With such an arrangement, the total radiation Rt at any angle 0 from the normal to the antenna array can be expressed as the sum of the radiations from the various elements at that point. The total radiation can be determined from the following equation:

Rt= R (Q)- sin cot + rx (Q) sin {cot + d 1 sin 0 + ψ) -\-τ2(θ) sin (cot — dz sin θ — ψ) + r 3 (0) sin (cut + ds sin 0 + ψ) Rt = R (Q) - sin cot + rx (Q) sin {cot + d 1 sin 0 + ψ) - \ - τ2 (θ) sin (cot - dz sin θ - ψ) + r 3 (0) sin ( cut + ds sin 0 + ψ)

-\~ν4(θ) sin (cat—-d^siii ^ — ψ) (^χ) - \ ~ ν4 (θ) sin (cat - -d ^ siii ^ - ψ) ( ^χ )

-f- rn (Q) sin (cot + dn sin 0 -j- ψ) -j- rm (Q) sin (cot—dm sin Q— ψ), -f- rn (Q) sin (cot + dn sin 0 -j- ψ) -j- rm (Q) sin (cot - dm sin Q - ψ),

wobei ψ die an die einzelnen Strahler zugeführte Energiephase, d 1, d 2 ... die in Fig. 1 dargestellten Abstände und t die Zeit darstellen und ω gleich 2 π mal der Arbeitsfrequenz ist. Für die beste Wirkungsweise der Anlage als Funkbake wird die Energiephase, im allgemeinen nur die Seitenbandenergie, in den Hilfsstrahlen! auf beiden Seiten von R (ö) gleich 90° gemacht. Macht man diese Voraussetzung in der obigen Gleichung, so reduziert sich die Gleichung zuwhere ψ represents the energy phase supplied to the individual radiators, d 1, d 2 ... represent the distances shown in FIG. 1 and t represents the time and ω is equal to 2 π times the operating frequency. For the best effectiveness of the system as a radio beacon, the energy phase, generally only the sideband energy, is in the auxiliary beams! made equal to 90 ° on both sides of R (ö). If one makes this assumption in the above equation, then the equation is reduced to

Rt (Q) = sin cot [R (Q) + r 1 (Q) sin (d 1 sin 0) + y 2 (0) sin (d 2 sin 0) + r 3 (Θ) sin (d 3 sin Θ) + r 4 (0) sin (d 4 sin 0) + rm (0) sin (dm sin 0) + rn (0) sin (dn sin 0) + cos cot—rx (Q) cos (d χ sin 0) + rz(O) cos (dz sin 0)—/3(0) cos (ei3 sin 0) + ^4(0) cos (d 4 sin 0)—rn (Q) cos (dn sin 0) + rm (0) cos (dm sin 0)]. Rt (Q) = sin cot [R (Q) + r 1 (Q) sin (d 1 sin 0) + y 2 (0) sin (d 2 sin 0) + r 3 (Θ) sin (d 3 sin Θ ) + r 4 (0) sin (d 4 sin 0) + rm (0) sin (dm sin 0) + rn (0) sin (dn sin 0) + cos cot - rx (Q) cos (d χ sin 0 ) + rz (O) cos (dz sin 0) - / 3 (0) cos (ei3 sin 0) + ^ 4 (0) cos (d 4 sin 0) - rn (Q) cos (dn sin 0) + rm (0) cos (dm sin 0)].

(2)(2)

In dieser Gleichung stellen die Sinusausdrücke all· gemein die für die Strahlung von der Anlage verlangte Energie dar und die Cosinusausdrücke die nicht erwünschte Energie unter rechtem Winkel dazu. Einige der Cosinusausdrücke sind negativ infolge der Anordnung der Elemente auf entgegengesetzten Seiten vom Mittelstrahler R. Der resultierende Cosinusausdruck verringert sich in seiner Größe mit dem Abstand der Elemente auf entgegengesetzten Seiten vom Mittelstrahler. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung mit Strahlern auf entgegengesetzten Seiten begrenzt, und die Antennenanlage kann auch verwendet werden, wenn alle Antenneneinheiten auf derselben Seite vom Hauptstrahler R liegen. Solch eine Antennenanordnung hat jedoch eine große Strahlungskomponente auf dem Kurs (0 = 0), wodurch sich ein hoher Signalpegel ergibt. Die Signalveränderung infolge der Sinusausdrücke, welche in der Nähe von Null mit 0 variieren, ist dann viel kleiner prozentual zum gesamten Signal, wodurch sich ein unempfindlicherer Kurs ergibt.In this equation, the sine terms generally represent the energy required for the radiation from the installation and the cosine terms represent the undesired energy at right angles to it. Some of the cosine terms are negative due to the arrangement of the elements on opposite sides from the center radiator R. The resulting cosine term decreases in size with the spacing of the elements on opposite sides from the center radiator. However, the invention is not limited to this arrangement with radiators on opposite sides, and the antenna system can also be used when all the antenna units are on the same side of the main radiator R. However, such an antenna arrangement has a large radiation component on the course (0 = 0), which results in a high signal level. The signal change as a result of the sine expressions, which vary with 0 in the vicinity of zero, is then much smaller as a percentage of the total signal, which results in a less sensitive course.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden dem Mittelstrahler R Trägerschwingungen zugeführt, die mit einem Signal moduliert sind, und die Seitenstrahler r x, r 2 werden mit Seitenbandschwingungen gespeist, die vorzugsweise 90⁰ phasenverschoben zu den Seitenbandschwingungen des Mittelstrahlers sind. Mit solch einer Anordnung kann eine gewünschte Schärfe des Felddiagramms mit einer kleineren Antennenanzahl erhalten werden, als für dieselbe Schärfe bei einer vollkommen gleichartig no gespeisten Anordnung notwendig wäre.According to one embodiment of the invention the means radiator R are supplied carrier waves which are modulated with a signal, and rx the side reflector, r 2 are fed with sideband oscillations, preferably 90 ⁰ out of phase with the sideband oscillations of the middle radiator is. With such an arrangement, a desired sharpness of the field diagram can be obtained with a smaller number of antennas than would be necessary for the same sharpness with a completely similarly no-fed arrangement.

Fig. 2 zeigt beispielsweise die einfachste Form der gemäß der Erfindung konstruierten Antennenanordnung. Von einer Hochfrequenzquelle 20 werden Trägerfrequenzschwingungen getrennten Modulatoren 21 und 22 zugeführt. Diese Modulatoren modulieren die Hochfrequenzenergie mit gewünschten Signalen, z. B. 90 und 150 Hz, wie bei den üblichen Funkbaken. Die Modulatoren können mechanische oder elektronische Modulatoren sein. Die Energie vom Modulator 21 wird an den Anschlußpunkt 23 einer Brücke 25 und die Energie vom Modulator 22 an den diagonal entgegengesetzten Anschlußpunkt 24 angelegt. Da die Arme der Brücke 25 in der Länge gleich sind, wird sich die Trägerfrequenzenergie und die Seitenbandenergie von den Modulatoren 21 und 22 amFor example, Fig. 2 shows the simplest form of the antenna arrangement constructed in accordance with the invention. From a high-frequency source 20, carrier frequency oscillations are separated from modulators 21 and 22 supplied. These modulators modulate the radio frequency energy with desired signals, z. B. 90 and 150 Hz, as with the usual radio beacons. The modulators can be mechanical or electronic modulators. The energy from the modulator 21 is connected to the connection point 23 of a bridge 25 and the power from modulator 22 is applied to the diagonally opposite junction point 24. There If the arms of the bridge 25 are equal in length, the carrier frequency energy and the sideband energy will be from modulators 21 and 22 am

Verbindungspunkt der Leitung io mit der Brücke 25 im Anschlußpunkt 26 phasengleich kombinieren, so daß der Antenne 33 über einen Phasenschieber 31 sowohl die Trägerschwingungen wie auch die Seitenbandschwingungen von den Modulatoren 21 und 22 zugeführt werden. Gleichzeitig werden am Verbindungspunkt 27 der Brücke 25 mit der Leitung 11 nur Seitenbandschwingungen auftreten, da der Träger infolge der Kreuzungsstelle 28 in einem Arm der Brücke 25 unterdrückt wird. Die Seitenbandschwingungen vom Modulator 22 sind bezüglich der über die Leitung 10 der Antenne 33 zugeführten Seitenbandschwingungen in der Phase umgekehrt. Die Leitung 11 führt so der Antenne 34 über den Phasenschieber 32 nur Seitenbandschwingungen zu, von denen die einen gegenüber den entsprechenden an die Antenne 33 gespeisten Seitenbandschwingungen in der Phase umgekehrt sind. Infolge der Phasenbeziehung wird sich die Seitenbandbandenergie von 21, die von der Antenne 34 ausgestrahlt wird, in gewissen Richtungen zu der von der Antenne 33 ausgestrahlten addieren, während die Seitenbandenergie von 22, welche von der Antenne 34 ausgestrahlt wird, sich von der entsprechenden Seitenbandenergie von 33 in denselben Richtungen subtrahieren wird. Die Phasenschieber 31 und 32 können dann so eingestellt werden, daß in der Antenne 34 die gewünschte Phasenbeziehung der Energie bezüglich der in der Antenne 33 erzeugt wird, so daß die gewünschte Strahlungsverteilung erhalten wird. Es ist im allgemeinen vorzuziehen, diese Einstellung so vorzunehmen, daß die Seitenbandschwingungen in den Antennen 33 und 34 90⁰ Phasenverschiebung aufweisen. Die Strahlungskopplung der Antenne 34 bezüglich der Energie der Antenne 33 wird unter Umständen jedoch nicht die gewünschte sein, um das benötigte Trägerfrequenzdiagramm zu erhalten. Um die gewünschte Wirkung zu erreichen, ist der Phasenschieber 31 in der Leitung 10 vorgesehen. Eine Einstellung entweder des Phasen-Schiebers 31 oder des Phasenschiebers 32 neigt jedoch zu einer Verzerrung der schon durch die erste Einstellung vom Phasenschieber 32 erzielten Seitenbanddiagramme.
Um demgemäß die gewünschte Strahlungskopplung der Antenne 34 zu erhalten, werden zweckmäßigerweise beide Phasenschieber 31 und 32 um gleiche Beträge verstellt. Vorzugsweise wird der Phasenschieber 32 so eingestellt, daß die Leitung 11 mit der Antenne 34 solch eine Impedanz bildet, daß praktisch keine Strahlungskopplung vorhanden ist. Das Trägerstrahlungsdiagramm wird dann praktisch dasselbe sein, als wenn die Antenne 33 allein strahlen würde. Durch die Einstellung der Phase und Impedanz in der Schaltung können die gewünschten Strahlungsdiagramme erhalten werden.Combine the connection point of the line io with the bridge 25 at the connection point 26 in phase, so that both the carrier oscillations and the sideband oscillations from the modulators 21 and 22 are fed to the antenna 33 via a phase shifter 31. At the same time, only sideband oscillations will occur at the connection point 27 of the bridge 25 with the line 11, since the carrier is suppressed as a result of the crossing point 28 in one arm of the bridge 25. The sideband oscillations from the modulator 22 are reversed in phase with respect to the sideband oscillations fed to the antenna 33 via the line 10. The line 11 thus only feeds sideband oscillations to the antenna 34 via the phase shifter 32, one of which is reversed in phase with respect to the corresponding sideband oscillations fed to the antenna 33. As a result of the phase relationship, the sideband energy of 21, which is emitted by the antenna 34, will add in certain directions to that emitted by the antenna 33, while the sideband energy of 22, which is emitted by the antenna 34, differs from the corresponding sideband energy of 33 will subtract in the same directions. The phase shifters 31 and 32 can then be adjusted in such a way that the desired phase relationship of the energy with respect to that in the antenna 33 is generated in the antenna 34, so that the desired radiation distribution is obtained. It is generally preferable to make this adjustment so that the sideband oscillations in antennas 33 and 34 are 90 ^{° out of} phase. The radiation coupling of the antenna 34 with respect to the energy of the antenna 33 will, however, under certain circumstances not be the desired one in order to obtain the required carrier frequency diagram. In order to achieve the desired effect, the phase shifter 31 is provided in the line 10. An adjustment of either the phase shifter 31 or the phase shifter 32, however, tends to distort the sideband diagrams already achieved by the first adjustment of the phase shifter 32.
In order accordingly to obtain the desired radiation coupling of the antenna 34, both phase shifters 31 and 32 are expediently adjusted by the same amounts. The phase shifter 32 is preferably set in such a way that the line 11 forms such an impedance with the antenna 34 that there is practically no radiation coupling. The carrier radiation diagram will then be practically the same as if the antenna 33 would radiate alone. By adjusting the phase and impedance in the circuit, the desired radiation patterns can be obtained.

Das durch die Anordnung von Fig. 2 erhaltene Strahlungsdiagramm ist in Fig. 3 dargestellt. In dieser Figur ist angenommen, daß das Diagramm 330 durch die resultierende Strahlung der Seitenbänder und des Trägers vom Modulator 21 erzeugt wird, und das Diagramm 340 ist die entsprechende Strahlung vom Modulator 22. Die durch diese Bake definierte Kurslinie ist durch 1-0-1 in der Zeichnung dargestellt.The radiation pattern obtained by the arrangement of FIG. 2 is shown in FIG. In This figure is assumed that the diagram 330 by the resulting radiation of the sidebands and the carrier is generated by the modulator 21, and the diagram 340 is the corresponding radiation from modulator 22. The course line defined by this beacon is shown by 1-0-1 in the drawing.

Das in Fig. 3 dargestellte Diagramm wird durch die Strahlung zweier Antennenelemente erzeugt, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, die einen Abstand von 170⁰ haben. Mit dieser Anlage wird eine Kursschärfe von 0,44 D.b/1,5⁰ Abweichung vom Kurs erhalten. Anstatt der in Fig. 2 gezeigten gleichzeitigen Speisung beider Antennenelemente können die Schaltungselemente unter der Linie A-A dieser Figur durch die Schaltung von Fig. 4 ersetzt werden. In dieser Anordnung ist die Trägerquelle 20 mit getrennten Modulatoren 426 und 427 gekoppelt. Der Modulator 426 ist ein gewöhnlicher Modulator und der Modulator 427 ein Seitenbandmodulator, z. B. ein abgeglichener Modulator mit Trägerwellenunterdrückung. Signalenergie von irgendeiner gewünschten Tonfrequenz, z. B. 1020 Hz, wird den Modulatoren 426 und 427 von der Tonfrequenzquelle 40 zugeführt. Die Energie von 426 wird über die Leitung 10 der Antenne 33 von Fig. 2 zugeführt. Die Seitenbandmodulationsenergie von 427 wird über einen Schalter 402 mittels einer Tastvorrichtung 400 und eines Tastrelais 401 abwechselnd an die Kontakte 11 α und 11 δ angelegt. Auf diese Weise werden die an die Leitung 11 bzw. die Antenne 34 angelegten Seitenbandschwingungen abwechselnd in der Phase umgepolt, so daß diese sich in denselben Richtungen von den von der Antenne 33 ausgestrahlten Seitenbandschwingungen addieren und subtrahieren. Dadurch ergeben sich abwechselnd Strahlungsdiagramme der mit 330 und 340 in Fig. 3 gezeigten Form. Ein Ausführungsbeispiel, welches drei Antennenelemente verwendet, ist in Fig. 5 gezeigt. Auch bei dieser Anordnung können die Antennenelemente durch die in Fig. 2 oder 4 gezeigte Speisenanordnung mit Energie versorgt werden. Die Antennen sind bei diesem Beispiel als Hochfrequenzrahmenantennen dargestellt. Selbstverständlich kann jedoch jede Antennenart verwendet werden, so z. B. auch die in den vorherigen Ausführungsbeispielen gezeigten vertikalen Dipole.The diagram shown in Fig. 3 generated by the radiation of two antenna elements, as illustrated in Fig. 2, having a pitch of 170 ^0th With this system, a course sharpness of 0.44 Db / 1.5 ⁰ deviation from the course is obtained. Instead of the simultaneous feeding of both antenna elements shown in FIG. 2, the circuit elements below the line AA in this figure can be replaced by the circuit from FIG. In this arrangement, carrier source 20 is coupled to separate modulators 426 and 427. The modulator 426 is a common modulator and the modulator 427 is a sideband modulator, e.g. B. a balanced modulator with carrier wave suppression. Signal energy of any desired audio frequency, e.g. B. 1020 Hz, the modulators 426 and 427 from the audio frequency source 40 is supplied. The energy from 426 is fed to antenna 33 of FIG. 2 via line 10. The sideband modulation of energy 427 is connected via a switch 402 by means of a sensing device 400 and an α Tastrelais 401 alternately to the contacts 11 and applied δ. 11 In this way, the sideband oscillations applied to the line 11 or the antenna 34 are alternately polarized so that they add and subtract in the same directions from the sideband oscillations emitted by the antenna 33. This results in alternating radiation diagrams of the form shown with 330 and 340 in FIG. 3. An embodiment which uses three antenna elements is shown in FIG. In this arrangement, too, the antenna elements can be supplied with energy by the food arrangement shown in FIG. 2 or 4. In this example, the antennas are shown as high-frequency frame antennas. Of course, any type of antenna can be used, e.g. B. also the vertical dipoles shown in the previous embodiments.

Die modulierte Trägerschwingung wird über die Leitung 10 und den Phasenschieber 31 der Antenne 534 zugeführt. Die Seitenbandschwingungen von der Leitung 11 werden jedoch an die zwei getrennten Antennen 533 und 533 A über eine Abzweigleitung und Amplitudensteuervorrichtungen 501, 502 sowie Phasenschieber 532, 532 A angelegt. Da bei dieser Ausführung die Seitenbandschwingungen getrennten Elementen zugeführt werden, kann die Amplitude in diesen Elementen relativ zueinander und zur Mittelantenne eingestellt werden, ohne die Impedanzanpassung zu verstimmen und eine Kreuzmodulation zu verursachen. Um das ganze Seitenbandantennensystem an die Leitung 11 anzupassen, kann ein Anpassungsteil 500 vorgesehen sein.The modulated carrier wave is fed to the antenna 534 via the line 10 and the phase shifter 31. The sideband oscillations of the line 11 are applied, however, to the two separate antennas 533 and 533 A via a branch line and amplitude control devices 501, 502 and phase shifters 532, 532 A. Since the sideband oscillations are fed to separate elements in this embodiment, the amplitude in these elements can be adjusted relative to one another and to the central antenna without detuning the impedance matching and causing cross-modulation. In order to adapt the entire sideband antenna system to the line 11, an adapter 500 can be provided.

In diesem Fall kann wie in dem einfacheren Fall in Fig. 3 die Energiephase in den Antennen 533 und 533 A bezüglich der Mittelantenne 534 für das gewünschte Diagramm geeignet eingestellt werden. Zur weiteren Einstellung der Diagrammform kann auch die Amplitude eingestellt werden. Darauf können die Phasenschieber so eingestellt werden, daß die Antenne 534 keine Strahlungskopplung auf die anderen Antennen ausübt. Diese aus drei AntennenIn this case, as in the simpler case in FIG. 3, the energy phase in the antennas 533 and 533 A with respect to the central antenna 534 can be suitably set for the desired diagram. The amplitude can also be set for further setting of the diagram form. The phase shifters can then be adjusted so that antenna 534 does not exert radiation coupling to the other antennas. This from three antennas

bestehende Anordnung liefert ein sehr scharfes Strahlungsdiagramm, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Die zwei sich überlappenden Diagramme 630 und 640 definieren eine Kurslinie 101-0-101. In dem besonderen gewählten Ausführungsbeispiel betrug der Abstand zwischen den Antennen 534 und 533 2io° und der Abstand zwischen den Antennen 534 und 533 A 450⁰. Der in der Mittelantenne fließende Trägerstrom hatte einen relativen Pegel von 0,96 Db, während der der Antenne 533 0.3 und der Antenne 533 A 0,1 Db betrug. Die in den Antennen 534, 533 und 533 A vorhandene Seitenbandenergie stand in dem Verhältnis von 0,12, 0,81 und 0,575 Db. Diese Speisung ergab eine Schärfe von ungefähr 4 Db pro Grad Abweichung vom Kurs. Die Diagramme haben jedoch an der Stelle L nur einen gernigen Feldstärkenunterschied zwischen den Nebenmaxima des einen Diagramms und den benachbarten Minima des anderen Diagramms. Es ist jedoch klar, daß durch Verzicht auf eine sehr große Schärfe dieser Unterschied leicht vergrößert werden kann, wobei trotzdem noch eme beträchtliche Kursschärfe erhalten bleibt.existing arrangement provides a very sharp radiation pattern, as shown in FIG. The two overlapping diagrams 630 and 640 define a course line 101-0-101. In the particular embodiment chosen, the distance between antennas 534 and 533 was 210 ° and the distance between antennas 534 and 533 A 450 ⁰ . The carrier current flowing in the central antenna had a relative level of 0.96 Db, while that of antenna 533 was 0.3 and that of antenna 533 A was 0.1 Db. The sideband energy present in antennas 534, 533 and 533 A was in the ratio of 0.12, 0.81 and 0.575 Db. This feed resulted in a sharpness of approximately 4 Db per degree off course. However, at the point L, the diagrams only have a pleasant field strength difference between the secondary maxima of one diagram and the neighboring minima of the other diagram. It is clear, however, that by foregoing very great sharpness this difference can easily be increased while still maintaining considerable course sharpness.

Ein entsprechendes Strahlungsdiagramm für eine bekannte symmetrische Antennenanordnung aus drei Antennen, bei der die Seitenstrahler 160° vom Mittelstrahler entfernt angeordnet sind, ist in Fig. 7 gezeigt. In dieser Figur definieren die zwei Diagramme 730 und 740 eine Kurslinie 201-0-201. Bei dieser An-Ordnung beträgt die Schärfe nur 1,26 Db pro Grad Abweichung vom Kurs, Die erfindungsgemäße Anordnung erzeugt also durch die unsymmetrische Antennenanordnung eine viel größere Leitstrahlschärfe als eine symmetrische Antennenanordnung. Ein weiteres Ausführungsbeispiel mit sechs Antennen ist in Fig. 8 gezeigt. Auch in dieser Figur sind die Speisekreise nicht dargestellt, es können jedoch auch hier die Anordnungen von Fig. 2 oder 4 verwendet werden. In der Anordnung von Fig. 8 ist die Wirkung eines kleinen Zwischenraums zwischen den Nebenblättern eines Diagramms und einem Minimum des anderen Diagramms durch eine zentrale symmetrische Anordnung in Verbindung mit einer Anzahl anderer unsymmetrisch angeordneter Antennen vermieden. Die mit der gewünschten Seitenbandenergie modulierte Trägerfrequenzenergie wird über die Leitung 10 und den Phasenschieber 31 an eine Mittelantenne 801 angelegt. Auf entgegengesetzten Seiten der Antenne 801 sind zwei gleich weit entfernt angeordnete symmetrische Seitenbandantennen 802, 803 vorgesehen, die mit der Leitung 11 über eine Querverbindung, welche eine Kreuzungsstelle 810 aufweist, gekoppelt sind. In der Leitung 11 liegt weiterhin ein Phasenschieber 834 und eine Amplitudensteuervorrichtung 844. Zusätzlich sind die unsymmetrisch angeordneten Seitenbandantennen 804, und 806 mit der Leitung 11 über Phasenschieber 831, 832 und 833 und Amplitudensteuervorrichtungen 841, 842 und 843 gekoppelt.A corresponding radiation diagram for a known symmetrical antenna arrangement consisting of three Antennas with the side radiators 160 ° from the central radiator remotely located is shown in FIG. In this figure, the two diagrams define 730 and 740 a course line 201-0-201. With this arrangement the sharpness is only 1.26 Db per degree deviation from the course, the arrangement according to the invention thus generates a much greater guide beam sharpness due to the asymmetrical antenna arrangement as a symmetrical antenna arrangement. Another embodiment with six antennas is shown in FIG. In this figure, too, the feed circuits are not shown; they can however, the arrangements of FIG. 2 or 4 can also be used here. In the arrangement of FIG the effect of a small space between the stipules of a chart and one Minimum of the other diagram by a central symmetrical arrangement in conjunction with a Number of other asymmetrically arranged antennas avoided. The ones with the desired sideband energy modulated carrier frequency energy is applied via line 10 and phase shifter 31 a center antenna 801 is applied. On opposite sides of antenna 801, two are equidistant remotely arranged symmetrical sideband antennas 802, 803 are provided, which are connected to line 11 are coupled via a cross connection which has an intersection point 810. On line 11 there is also a phase shifter 834 and an amplitude control device 844. In addition, the asymmetrically arranged sideband antennas 804, and 806 with the line 11 via phase shifter 831, 832 and 833 and amplitude control devices 841, 842 and 843 coupled.

Es wird oft gewünscht, das Strahlungsdiagramm der Bake unsymmetrisch auszubilden, so daß der rückwärtige Kurs eine viel geringere Amplitude aufweist als der erzeugte Frontkurs. Zu diesem Zweck können Reflektorantennen 811, 812, 813, 814, 815 und 816 vorgesehen sein, die mit einem Abstand von einer Viertelwellenlänge hinter den entsprechenden Antennen 801 bis 806 liegen. Diese Reflektoren werden durch Abstimmleitungen 821 bis 826 auf die gewünschte Reflexionswirkung abgestimmt. Über der Leitung 11 kann eine Stumpfleitung 800 vorgesehen sein, um das ganze Seitenbandantennensystem an die Leitung anzupassen, so daß der Abgleich an der Speisebrücke erhalten bleibt. Das erreichte Strahlungsdiagramm zeigt Fig. 9.It is often desired to make the radiation pattern of the beacon asymmetrical, so that the The rear course has a much smaller amplitude than the generated front course. To this Reflector antennas 811, 812, 813, 814, 815 and 816 may be provided with a spacing of a quarter wavelength behind the respective antennas 801 to 806. These reflectors are tuned to the desired reflection effect by tuning lines 821 to 826. Above A stub 800 may be provided around the line 11 to encompass the entire sideband antenna system to be adapted to the line so that the adjustment is maintained at the feed bridge. That The radiation diagram achieved is shown in FIG. 9.

Ein typisches Strahlungsdiagramm, welches durch eine Bake nach Fig. 8/aber ohne Reflektoren, erzeugt wird, ist in Fig. 10 dargestellt. Die zwei sich überlappenden Diagramme 830 und 840 definieren eine sehr scharfe Leitlinie 301-0-301. Um dieses Diagramm zu erzeugen, war der Abstand zwischen den verschiedenen Antennen wie folgt: Die Antennen 802 und 803 waren jede i6o° von 801 entfernt. Die Antenne 804 hatte einen Abstand von 495 ° und die Antenne 805 von 1170⁰ von 801. Die Antenne 806 hatte einen Abstand von 800° von der Antenne 801. Die Größe der den Seitenbandstrahlern zugeführten Energie betrug für die Antennen 802 und 803 0,5, für die Antenne 804 0,45, für die Antenne 806 0,448 und für die Antenne 805 0,310 Db. Diese Stromverteilung unter den einzelnen Strahlern wird durch Einstellung der Amplitudensteuervorrichtung 841 bis 844 erhalten.A typical radiation diagram which is generated by a beacon according to FIG. 8 / but without reflectors is shown in FIG. The two overlapping diagrams 830 and 840 define a very sharp guideline 301-0-301. To generate this diagram, the spacing between the various antennas was as follows: Antennas 802 and 803 were each 160 degrees away from 801. The antenna 804 had a pitch of 495 ° and the antenna 805 of 1170 ⁰ of 801. The antenna 806 had a distance of 800 ° from the antenna 801. The size of the side band radiators supplied energy was for the antennas 802 and 803 0.5 , for antenna 804 0.45, for antenna 806 0.448 and for antenna 805 0.310 Db. This current distribution among the individual radiators is obtained by adjusting the amplitude control device 841 to 844.

Die Erfindung läßt sich selbstverständlich auch an anderen Antennenanordnungen durchführen. Beispielsweise kann an Stelle der gezeigten einzigen Mittelantenne eine Antennenanordnung treten, an die die Trägerschwingungen angelegt werden. In gleicher Weise können andere Antennen durch Antennenanordnungen ersetzt werden. Die Richtwirkung der ganzen Anordnung kann weiterhin durch die Rieht-Charakteristiken der einzelnen Antennen verändert werden.The invention can of course also be carried out on other antenna arrangements. For example Instead of the single central antenna shown, an antenna arrangement can be used to which the carrier vibrations are applied. In the same way, other antennas can be made by antenna arrangements be replaced. The directional effect of the entire arrangement can still be determined by the directional characteristics of the individual antennas can be changed.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Directional antenna system for the generation of a directional radiation diagram more prescribed Form for field strength comparison measurements, consisting of at least two antenna arrangements, one a signal modulated radio frequency energy source and a sideband energy source the same high and signal frequencies combined with carrier wave suppression through a first coupling circuit for the application of the energy from the signal modulated High-frequency source to one of the antenna arrangements mentioned, a second coupling circuit for the application of the sideband energy the other antenna arrangement, a phase shifter for setting the relative phase the vibrations fed to the two antenna assemblies and a length adjustment device for setting the effective electrical length of said two antenna arrangements, such that the desired radiation coupling of one antenna arrangement to the other

Antenna arrangement is obtained while maintaining the relative phase adjustment.

2. Installation according to claim i, characterized in that the second antenna arrangement consists of a number of antennas in line with the first antenna array and with asymmetrical distances are arranged.

3. Plant according to claim 2, characterized by means for the separate adjustment of the Amplitude of the vibrations supplied to said antennas relative to one another and the amplitude of the oscillation in the first antenna arrangement.

4. A system according to claim i, characterized by a signal generator supplying two different audio frequencies, further characterized in that said signal-modulated radio-frequency energy source comprises a modulator for modulating the radio-frequency with both audio frequencies to produce a signal-modulated carrier, and that said sideband energy source has means for generating sideband oscillations of said two signals such that the sideband oscillations of one signal are reversed in phase with respect to those of the other signal.

5. System according to claim 1, characterized by switching means for the alternating phase reversal the vibrations fed to the second antenna arrangement, thereby alternating Overlapping diagrams for the definition of a beacon course line are created.

6. System according to any one of claims 1 to 5 for use as a course beacon, characterized by adjustable phase shifters for adjusting the phase of the second antenna arrangement supplied sideband oscillations with respect to the sideband oscillations of the modulated Carrier oscillation to generate two overlapping radiation diagrams that define a desired course line.

7. Plant according to claim 6, characterized by a carrier frequency energy source, separate Modulators for modulating the carrier frequency with two distinguishable signals and a bridge network which is coupled to said modulators so that the modulated Carrier energy from said modulators at a connection point of the network in phase and can be removed in antiphase at the other connection point.

8. Plant according to claim 6, characterized in that the signal-modulated energy source a radio frequency power source, a signal frequency power source and a modulator for the modulation of the high frequency with said signal consists and that the sideband energy source Has means for generating sideband oscillations from the radio frequency energy and the signal energy.

9. Plant according to claims 6 to 8, characterized by energy control circuits for the Adjustment of the energy levels in said antennas with respect to each other and to said first antenna array.

10. System according to claims 6 to 9, wherein the second antenna arrangement consists of a Number in a line and on opposite sides of the first antenna array lying antennas, characterized in that two of the antennas mentioned with equal spacing symmetrically on opposite sides of the first antenna arrangement lie and have coupling circles in order to excite them in phase opposition to one another, and that the other antennas of the second antenna arrangement asymmetrical distances to the first Have antenna arrangement.

For this purpose 2 sheets of drawings