DE939939C - Anordnung zur Erzeugung von Richtdiagrammen zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen - Google Patents

Anordnung zur Erzeugung von Richtdiagrammen zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen

Info

Publication number
DE939939C
DE939939C DER2760D DER0002760D DE939939C DE 939939 C DE939939 C DE 939939C DE R2760 D DER2760 D DE R2760D DE R0002760 D DER0002760 D DE R0002760D DE 939939 C DE939939 C DE 939939C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diagram
radiators
arrangement
radiator
rotating field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DER2760D
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Dr Phil Rindfleisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DER2760D priority Critical patent/DE939939C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE939939C publication Critical patent/DE939939C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

  • Anordnung zur Erzeugung von Richtdiagrammen zum Senden oder Empfangen elekiromagnetischer Wellen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Richtdiagrammen zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen, bei der die Kombination von Drehfeldantennen untereinander und mit Dipolantennen ausgenutzt wird. Wie weiter unten gezeigt wird, lassen sich durch derartige Kombinationen Richtwirkungen erzielen, die mit den bisherigen Anordnungen grundsätzlich nicht erreichbar sind.
  • Die bisher üblichen Anordnungen zur Erzeugung von Richtdiagrammen beruhen sämtlich auf zweckmäßigen Kombinationen von Dipolstrahlern, die zur Erzielung einer Maximum- oder Minimumcharakteristik mit entsprechender Phasenverschiebung betrieben werden. Der einfachste Fall ist die Erzielung der bekannten Doppelkreischarakteristik durch zwei gegenphasig gespeiste Strahler in einem Abstand, der klein gegen eine halbe Wellenlänge der benutzten Frequenz ist. Wesentlich leistungsfähigere Anordnungen erhält man durch Strahlergruppen oder -reihen, deren Gesamtausdehnung eine halbe Wellenlänge überschreitet. Allen diesen Anordnungen ist gemeinsam, daß die in der Charakteristik wirksamen Phasenunterschiede nur durch die verschiedenen Laufzeiten der Einzelstrahler zum jeweiligen Aufpunkt verursacht werden.
  • Gemäß der Erfindung wird nunmehr eine Anordnung zur Erzeugung von Richtdiagrammen zum Senden oder Empfangen vorgeschlagen, die zur Erzielung' möglichst "scharfer, insbesondere einseitiger Nullstellen und Maxima im Strahlungsdiagramm Kombinationen von Drehfeldstrahlern mit normalen Dipolstrahlern oder von Drehfeldstrahlem verschiedenen Umlaufsinnes vorsieht. Das genannte Ziel wird erreicht durch Ausnutzung der innerhalb der Hauptebene stetig mit dem räumlichen Winkel verlaufenden Änderung des Phasenwinkels eines Drehfeldstrahlers, in den meisten Fällen in Kombination mit den durch die bekannten Wirkungen der Laufzeitunterschiede entstehenden Phasenänderungen.
  • Der Gedanke der Erfindung wird im folgenden an einigen Beispielen erläutert. Zunächst seien jedoch einige Begriffsbestimmungen vorausgeschickt. Als »Dipolstrahlerec werde allgemein sowohl ein elektrischer Dipol (lineare Antenne kleiner oder mindest nicht wesentlich größer als A/2) wie auch ein magnetischer Dipol (Rahmen, Durchmesser ebenfalls klein gegen A/2) bezeichnet. Jeder Dipolstrahler hat bekanntlich in einer bestimmten Ebene ein Rundstrahldiagramm; diese Ebene liegt beim elektrischen Dipol senkrecht zur Längsausdehnung des Dipols, beim Rahmen in der Rahmenebene selbst. Wenn im folgenden vom Rundstrahldiagramm gesprochen wird, so ist diese Bezeichnung demnach für den elektrischen Dipol auf vertikale Polarisation, für den magnetischen Dipol auf horizontale Polarisation zu beziehen.
  • Der gleiche Strahler ergibt in einer der zur der genannten Ebene senkrechten Ebene ein Doppelkreisdiagramm. Als Drehfelddiagramm schließlich wird in der üblichen Weise das Diagramm bezeichnet, das aus der Kombination von zwei räumlich und phasenmäßig um 9o° gegeneinander versetzten Dipolstrahlern entsteht; hierbei- ergibt sich bekanntlich in der Ebene der zur Überlagerung kommenden Dipolkreischarakteristiken ein Diagramm, dessen Amplitude für jeden räumlichen Winkel den gleichen Wert besitzt (wie beim Rundstrahler), dessen Phasenwinkel jedoch nicht überall gleich, sondern proportional dem räumlichen Winkel ist.
  • Die folgenden Beispiele gelten unter Benutzung der jeweils zu verwendenden Strahler für beide Arten der Polarisation..
  • Allgemein gelten folgende Bezeichnungen: Für die Abb. 2 a, 3 a, q. a, in denen die räumliche Anordnung der Strahler wiedergegeben ist, wird ein Koordinatensystem x, y in der üblichen Orientierung zugrunde gelegt. Der räumliche Winkel a wird von der x-Achse aus linksdrehend gezählt. Die Projektionen der Strahler in die Diagrammebene werden mit Si, (Drehfeldstrahler), ST (Strahler mit Runddiagramm) und Sao (Strahler mit Doppelkreisdiagramm) bezeichnet. Der Abstand der Strahler wird überall mit d bezeichnet.
  • Die Maximalamplitude des Einzelstrahlers wird überall gleich angenommen und mit a., die resultierende Amplitude der Strahlerkombination mit a bezeichnet. Der Phasenwinkel des resultierenden Diagramms wird cp genannt. a und 9p sind in den Diagrammen i, 2b, 2c, 3b und q.b in den carthesischen Koordinaten in Abhängigkeit vom Winkel (im Bogenmaß) abgetragen. Als erstes Beispiel diene eine Kombination` eines Drehfelddiagramms mit einem Rundstrahldiagramm, wobei die Projektionen der Strahler in der betrachteten Ebene den Abstand Null besitzen. Ferner mögen für den Winkel a = o beide Strahler den Phasenunterschied Null besitzen. Wie sich aus dein Vektordiagramm leicht ablesen läßt, ergibt sich für die Strahlungscharakteristik der Kombination bei der Strahlung die Gleichung: für den Phasenwinkel gelten dabei folgende Beziehungen Das Amplituden- und Phasendiagramm der Anordnung ist in Abb. i dargestellt. Der besondere Vorteil dieser Anordnung ist die Erzielung nur einer, und zwar scharfer Nullstelle (i. Ordnung), zum Unterschied einerseits gegen einen normalen Doppelkreisstrahler mit seinen zwei Minima, andererseits gegen die bekannte Kardioidenanordnung, die zwar auch nur eine, jedoch sehr breite Nullstelle (2. Ordnung) besitzt. Die Anordnung besitzt ferner im Unterschied zu den Anordnungen der im folgenden beschriebenen Beispiele ohne weiteres einen ausgesprochenen Breitbandcharakter.
  • Das zweite Beispiel behandelt wiederum eine Kombination eines Drehfelddiagramms mit einem Rundstrahldiagramm, wobei die Projektionen der Strahler S.,. und 5,,. jedoch in der y-Richtung einen gewissen 'Abstand d besitzen mögen (Abb. 2 a). Hierbei ist eine getrennte Betrachtung erforderlich, je 'nachdem ob der Drehfeldstrahler einen links- oder einen rechtsstehenden Phasenwinkel besitzt.
  • Nimmt man in der Nullrichtung wieder die Phasendifferenz Null zwischen Rundstrahler und Drehfeldstrahler an, so ergibt sich a) für linksdrehende Phasenwinkel: b.) für rechtsdrehende Phasenwinkel: Für den Phasenwinkel 99 gelten dabei die Beziehungen: Die entsprechenden Amplituden- und Phasendiagramme (für d = A,2/2) sind in den Abb. 2b und 2c dargestellt.
  • Die besondere Bedeutung eines Diagramms nach Abb. 2b liegt in der scharfen, nur einmal auftretenden Nullstelle (erheblich schärfer als bei einer üblichen Gruppe mit gleichem Strahlerabstand),wobei zugleich außerhalb eines schmalen Winkelbereiches eine fast konstante Amplitude vorhanden ist. Ein derartiges Diagramm ist zum Beispiel sehr erwünscht in allen Fällen, wo mit einer Antenne zugleich Beobachtung annähernd des gesamten Umkreises und Vornahme einer scharfen einseitigen Peilung vorgenommen werden soll.
  • Mit einer Anordnung entsprechend dem Diagramm der Abb. 2 c ergibt sich ein wesentlich schärferes Maximum in der Hauptrichtung als bei der üblichen Anordnung zweier gleichphasiger Strahler, was für bestimmte Fälle der Maximumpeilung von Bedeutung ist. Dabei gelten die Gleichungen mit -f- a für den rechtsdrehenden, mit - a für den linksdrehenden Verlauf. Das Amplituden- und Phasendiagramm ist in Abb. 3b dargestellt. Dabei ist linksdrehender Verlauf, d = 2/4 und p. = jc/2 angenommen. Es ergibt sich eine Nullstelle erster Ordnung für den Winkel a = o.
  • Außer den in den bisherigen Beispielen beschriebenen Anordnungen, die sämtlich in Kombinationen von Drehfeldstrahlern mit Dipolstrahlern bestehen; lassen sich vorteilhaft auch Kombinationen von Drehfeldstrahlern untereinander mit verschiedenem Umlaufsinn des Phasenwinkels benutzen. (Für Gruppen aus Drehfeldstrahlern mit gleichem Umlaufsinn gelten die von Rundstrahlergruppen her bekannten Amplitudendiagramme. ) Die einfachste Anordnung dieser Art ist eine Gruppe aus zwei Drehfeldstrahlern Si, und Sdr1 in der y-Achse, die untereinander den Abstand d haben (Abb. 4a). Für den Winkel a = o sei die Phasendifferenz = n. Dann ergibt sich folgende Gleichung: Auch hier ist die Seitenbestimmung durch die Einseitigkeit des Diagramms ohne weiteres gegeben.
  • Wird in den beiden eben genannten Beispielen statt des Rundstrahldiagramms ein Doppelkreisdiagramm benutzt, so erhält man Kombinationsdiagramme mit ähnlichen Eigenschaften, jedoch mit dem Unterschied, daß die Diagramme (wegen des Phasensprunges im Doppelkreisdiagramm) symmetrisch zur Richtung der Verbindungslinie der Strahler verlaufen.
  • Es lassen sich jedoch auch Kombinationen von Drehfeld- und Doppelkreisdiagrammen angeben, die nur eine Symmetrielinie besitzen. Als Beispiel dafür dient eine Reihenanordnung von Strahlern nach Abb. 3a. Die beiden Strahler Si, und Sao sind längs der x-Achse angeordnet; sie besitzen untereinander den Abstand d. Die Phasendifferenz der Strahler untereinander haben für a 4 o den Wert cp.
  • Dann ergeben sich für das resultierende Amplituden- und Phasendiagramm folgende Gleichungen: Für den Abstand d = Q1/2 ist das Amplituden- und Phasendiagramm in Abb. q.b dargestellt. (Es ist hierbei nicht, wie an allen früheren Beispielen, der Abstand d = A/2 angenommen worden, da sich hierbei vier Nullstellen im Diagramm ergeben würden; ein derartiges Diagramm besitzt keine solche praktische Bedeutung wie ein Diagramm mit zwei Nullstellen.) Die aus dem Amplitudendiagramm nach Abb. q.b ersichtliche große Flankensteilheit der Nullstelle ist die höchste, die überhaupt mit einer Anordnung aus zwei Strahlern erreicht werden kann. Um den Winkel ur gegen diese Nullstelle verschoben enthält das Diagramm noch eine zweite, sehr breite Nullstelle. Der Unterschied in den beiden Nullstellen ist so groß, daß auch hier die erwünschte Eindeutigkeit der Seitenbestimmung ohne weiteres gegeben ist.
  • Mit den obigen Beispielen sind einige prinzipiell besonders wichtige Anwendungsmöglichkeiten der vorgeschlagenen Anordnung beschrieben, jedoch ist die Anordnung nicht hierauf beschränkt. Insbesondere lassen sich durch Einstellung anderer Amplituden-und Phasenverhältnisse zahlreiche andere Diagrammformen erzielen. Ferner ist es möglich, mit Gruppen von mehr als zwei Strahlern zu arbeiten, insbesondere auch Kombinationen höherer Ordnung unter Benutzung der genannten Elementarkombinationen (aus jeweils zwei Strahlern) vorzunehmen und hierdurch die verschiedenartigsten Diagramme zu erzeugen.
  • Die konstruktive Ausführung kann unter Benutzung der verschiedenen bekannten Strahlertypen vorgenommen werden. Insbesondere braucht die verwendete Dipolcharakteristik nicht durch elementare elektrische oder magnetische Dipolstrahler erzeugt zu werden, sondern das erwünschte Diagramm kann auch durch zwei gegenphasig gespeiste Strahler erhalten werden.
  • Wie bei jeder bekannten Strahlerkombination kann auch bei dieser Anordnung durch Änderung der Phasenbeziehungen eine elektrische Diagrammverformung vorgenommen werden. So ergibt sich z. B. bei dem im ersten Beispiel (Abb. i) beschriebenen Fall bei der Änderung in der Phasenverschiebung des Rundstrahlers gegenüber dem Drehfeldstrahler eine genau gleiche Änderung der räumlichen Winkellage der Nullstelle.
  • Es ist ferner in gewissen Fällen möglich, für die Erzeugung verschiedenartiger zur Überlagerung kommender Diagramme das gleiche Strahlersystem zu benutzen. So läßt sich z. B. ein Drehfeldstrahler für vertikale Polarisation, der aus zwei um go° räumlich und phasenmäßig gegeneinander verschobenen Einzelstrahlern aufgebaut ist, außerdem gleichphasig derart speisen, daß ein Rundstrahldiagramm Überlagert wird.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Erzeugung von Richtdiagrammen zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung möglichst "scharfer, insbesondere einseitiger Nullstellen und Maxima im Strahlungsdiagramm Kombinationen von Drehfeldstrahlern mit normalen Dipolstrahlern oder Kombinationen von Drehfeldstrahlern verschiedenen Umlaufsinnes vorgesehen sind.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines Diagramms mit nur einer einzigen scharfen Nullstelle die Kombination eines Drehfeldstrahlers reit einem Rundstrahler vorgesehen ist, wobei die Projektionen der Strahler in der Diagrammebene den Abstand Null besitzen.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines Diagramms mit einer einzigen schärfen Nullstelle und einer annähernd gleichmäßigen Amplitude im größten Teil des Winkelbereichs eine Gruppenanordnung aus einem Drehfeldsträhler und einem Rund-Strahler vorgesehen ist, wobei die Projektionen der Strahler in der Diagrammebene einen Abstand etwa in der Größe der Hälfte der benutzten Wellenlänge sowie in der einen zur Verbindungslinie der Projektionen senkrechten Richtung die Phasendifferenz Null besitzen. q..
  4. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines Diagramms mit einer einzigen scharfen Nullstelle eine Reihenanordnung aus. einem Dipolsträhler und einem Drehfeldstrahler vorgesehen ist, wobei die Phasendifferenz in einem Aufpunkt in der einen Richtung der Verbindungslinie der Strahlerproj ektionen gleich 18o° gemacht wird.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines Diagramms mit einem möglichst scharfen Minimum eine Gruppenanordnung von zwei gegenläufigen Drehfeldstrahlern vorgesehen ist.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung von Verformungen des Diagramms bei Festhaltung der räumlichen Anordnung der Strahler die Phasenbeziehungen der Strahler untereinander durch bekannte Verfahren elektrisch veränderbar sind. Anordnung nach Anspruch i, dadurch ge= kennzeichnet, daß die zur Überlagerung kommenden Diagramme ganz oder teilweise mit demselben Strahlungssystem erzeugt werden.
DER2760D 1943-04-09 1943-04-09 Anordnung zur Erzeugung von Richtdiagrammen zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen Expired DE939939C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DER2760D DE939939C (de) 1943-04-09 1943-04-09 Anordnung zur Erzeugung von Richtdiagrammen zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DER2760D DE939939C (de) 1943-04-09 1943-04-09 Anordnung zur Erzeugung von Richtdiagrammen zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE939939C true DE939939C (de) 1956-03-08

Family

ID=7396117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DER2760D Expired DE939939C (de) 1943-04-09 1943-04-09 Anordnung zur Erzeugung von Richtdiagrammen zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE939939C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1227088B (de) * 1957-12-17 1966-10-20 Telefunken Patent Richtantennenanordnung zur Minimumpeilung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1227088B (de) * 1957-12-17 1966-10-20 Telefunken Patent Richtantennenanordnung zur Minimumpeilung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3149200A1 (de) Kreispolarisierte mikrostreifenleiterantenne
DE1953732B2 (de) Antenne zur erzeugung eines eingesenkten kugelsektordiagrammes
DE3243529A1 (de) Sende/empfangsantenne mit mehreren einzelantennen und einer reziproken speiseeinrichtung
DE1081075B (de) Dielektrische Linse
DE69314412T2 (de) Antenne mit Nebenkeulenunterdrückung
DE1906325A1 (de) Strahlungssystem
DE1541463B2 (de) Antenne mit elektrischer diagrammschwenkung, bestehend aus mehreren einzelstrahlern
DE2454524A1 (de) Verfahren und system zum bestimmen eines vertikalen sektors mit einem radio-interferometer
DE939939C (de) Anordnung zur Erzeugung von Richtdiagrammen zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen
DE2139216A1 (de) Richtantennenanordnung
DE2048710A1 (de) Antennenanordnung
DE3440666C2 (de) Antistörverfahren und -vorrichtung für Radaranlagen sowie mit einer solchen Vorrichtung ausgestattete Radaranlage
DE874033C (de) Peilanordnung mit Seitenbestimmung
DE957857C (de) Schlitzantenne
DE1028632B (de) Antenne fuer Ultrakurzwellen
DE1516872C3 (de) Antenne aus mehreren mit gleicher Amplitude gespeisten Strahlerebenen
DE2135687A1 (de) Antenne mit linearer Polarisation
DE2156053C3 (de) Richtstrahlfeld mit zirkularer oder elliptischer Polarisation
DE420707C (de) Empfangsanordnung fuer gerichtete drahtlose Nachrichtenuebermittlung
DE869229C (de) Antennensystem
DE1516895C3 (de) Antenne aus mehreren Einzelstrahlern
DE700681C (de) Antennenanordnung zur Schwundverminderung in einer Horizontalrichtung
AT233068B (de) Antennenanordnung bestehend aus mindestens zwei mit unterschiedlicher Phase gespeisten Strahlern oder Strahlergruppen
DE2042588A1 (de) Elektrisch abgetastete Nachlaufan tennenspeisevorrichtung
DE2029048C3 (de) Antennenanordnung für ein Luft- oder Raumfahrzeug