EP0021252B1 - Antenne radar du type pillbox avec antenne d'interrogation IFF intégrée - Google Patents

Antenne radar du type pillbox avec antenne d'interrogation IFF intégrée Download PDF

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EP0021252B1
EP0021252B1 EP80103252A EP80103252A EP0021252B1 EP 0021252 B1 EP0021252 B1 EP 0021252B1 EP 80103252 A EP80103252 A EP 80103252A EP 80103252 A EP80103252 A EP 80103252A EP 0021252 B1 EP0021252 B1 EP 0021252B1
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radar antenna
plate
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Anton Dipl.-Ing. Brunner
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/12—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H01Q19/13—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source being a single radiating element, e.g. a dipole, a slot, a waveguide termination
    • H01Q19/138—Parallel-plate feeds, e.g. pill-box, cheese aerials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/02—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns providing sum and difference patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • H01Q5/45—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more feeds in association with a common reflecting, diffracting or refracting device

Definitions

  • Primary radar and IFF antennas can be constructed separately, e.g. as pillbox antenna and IFF beam antenna, and then combine them spatially one above the other.
  • a beam antenna with a series-fed radar antenna and an integrated IFF beam is also known.
  • the disadvantage of a series fed radar antenna, e.g. a waveguide slot antenna consists in the narrow band and in particular in the frequency dependence of the main beam direction.
  • a pillbox antenna for primary radar with an integrated IFF antenna is known, which is attached in the interior of the pillbox antenna in a specially preferred area in the radiation direction in the form of radiating elements in front of a polarizing grating acting as a reflector wall.
  • the IFF emitters thus have no external reflection at the cylindrical parabolic reflector of the pillbox antenna. Because of the IFF radiator stem, the overall antenna, which is low and therefore suitable for placement on vehicles, is longer than a conventional pillbox antenna.
  • the object of the invention which relates to a radar antenna with an integrated IFF antenna of the type mentioned at the outset, is to make such an antenna shorter and, at the same time, to achieve optimum radiation properties in the horizontal plane within a larger frequency bandwidth.
  • this object is achieved in that between the two plates there is also a metallic intermediate plate running parallel to these two plates, but not reaching as far as the cylindrical parabolic reflector, so that two are known in the manner of a double-deck pillbox antenna known per se
  • Both sides of this intermediate plate result in plate interspaces between which there is a radiation connection via a device for deflecting the radiation provided along the cylindrical parabolic reflector, both the radar signal primary radiator and the device for radiation coupling of the IFF signal being arranged in the one plate interspace. while the other plate gap opens to the antenna aperture.
  • a simple pillbox antenna is formed by a cylindrical parabolic reflector and two metallic plates that run perpendicular to and parallel to one another and have a spacing of less than one wavelength. The feed takes place at the focal line. A fan-shaped radiation lobe is created.
  • the double-deck (folded) pillbox antenna known per se for example from US-A-2 638 546, has the advantage that the aperture is not partially shadowed by the primary radiator.
  • the double-decker pillbox antenna consists of a cylindrical parabolic reflector 1 and two mutually parallel, mutually parallel metallic plates 2 and 3 with an intermediate plate 4, which however does not extend to the parabolic reflector 1.
  • the intermediate plate 4 runs parallel to the two plates 2 and 3.
  • a radar signal primary radiator 7 in the plate space 6 arranged.
  • the radar signal primary radiator 7 can be designed, for example, as an open waveguide or as a small horn radiator, for example a deflecting horn radiator, as in FIG. 1.
  • the radar signal coming from a feeder 8 is thus coupled into the lower plate space 6 via the primary radiator 7.
  • the radiation transition from the lower plate space 6 into the upper space 5 takes place in the arrangement according to FIG. 1 with the aid of two 45 ° bevels 9 and 10 in the cross-sectional contour of the cylindrical parabolic reflector 1.
  • the transition can also be made by a simple slot between the intermediate plate 4 and the cylindrical parabolic reflector 1.
  • the intermediate plate 4 is fastened in a holder 11 made of dielectric material and running along the cylindrical parabolic reflector 1.
  • Such a mounting of the intermediate plate 4 may be preferable to the use of discrete spacer pins, since disturbing inhomogeneity points can arise when using such pins.
  • a funnel-shaped opening 12 is provided in front of the aperture 20 of the upper intermediate space 5 in order to enable the desired vertical bundling chen.
  • the intermediate space can be held by a support 21 made of dielectric material, which can also serve as a climatic seal.
  • IFF coupling takes place on both sides of the deflection horn 7 and thus also the pillbox parabolic focal line by means of two radiators 13 and 14.
  • the vertical polarization of these two IFF radiators 13 and 14 is in any case spreadable and horizontal horizontal or vertical primary radar polarization can also easily go to the floor above, ie be redirected into the intermediate space 5.
  • the IFF coupling takes place through the extended inner conductor of two coaxial lines and must be adjusted due to its short extension relative to the wavelength.
  • the emitters 13 and 14 serving for IFF coupling can be offset somewhat from one another in the transverse direction, so that the distances between these coupling emitters 13 and 14 are each different from the radar signal primary emitter and an IFF main beam direction that is necessary for an optimized, target-controlled interrogation and squinting towards the main radar lobe arises.
  • a sum-difference formation of the signals of the two IFF emitters 13 and 14 for narrowing the effective lobe width and for suppressing side lobe signal suppression is advantageously carried out by a hybrid circuit 15 attached to the outside of the plate 3 directly below the IFF coupling. 16 and 17 denote the sum and difference input of this hybrid circuit 15.
  • the lower plate gap 6 is closed on the side facing away from the cylindrical parabolic reflector with a metallic rear wall 18.
  • the distance d 2 between the device for coupling the radiation of the IFF signals, ie the two radiators 13 and 14, and the rear wall 18 is advantageously dimensioned such that the rear wall acts as a sub-reflector for the IFF signals.
  • the distance d 1 between the radiation center of the radar signal primary emitter 7 and the rear wall 18 be greater than the distance d between the emitters 13 and 14 of the device for coupling in radiation the IFF signals on one side and the rear wall 18 on the other side. This measure prevents interference from the primary radar by the IFF radiation.
  • the resulting deviation of the IFF radiation center of gravity from the focal line of the cylindrical parabolic reflector 1 is not critical at the usual wavelength for IFF signals of approximately 30 centimeters.
  • a polarization grating 22 in the region of the funnel in which the horizontal polarization can spread.
  • a polarization grating 22 consists in a known manner e.g. from wires or meander lines inclined at 45 ° to the aperture edges, which in addition to the existing z.
  • vertical e-vector generate an equally large, 90 ° phase-shifted horizontal e-vector, so that the desired circular polarization arises.
  • This polarization conversion is undesirable for the IFF signal, since the signals of the transponders to be interrogated are also vertically polarized.
  • An arrangement of the polarization grating within the funnel 12 at a point at which the transverse dimension is less than half an IFF wavelength prevents the excitation of a horizontal IFF component, since this component cannot spread there.
  • the support 21 and the polarization grating 22 can also be structurally combined.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Claims (20)

1. Antenne radar réalisée sous la forme d'une antenne du type pillbox et pourvue d'une antenne IFF (Identification friend foe = identification ami- ennemi) intégrée constituée par un réflecteur cylindro-parabolique (1), par deux plaques métalliques (2, 3) et qui y sont perpendiculaires et qui s'étendent parallèlement entre elles et par une antenne primaire pour les signaux radar, et dont le centre de rayonnement est disposé au foyer du réflecteur cylindro-parabolique, antenne primaire près de laquelle est prévu un dispositif (13, 14) pour le couplage du rayonnement du signal IFF, caractérisée par le fait qu'entre les deux plaques (2, 3) est encore prévue une plaque intermédiaire (4) s'étendant parallèlement à ces deux plaques mais ne s'étendant toutefois pas jusqu'au réflecteur cylindro-parabolique (1) pour qu'il en résulte, selon le genre d'une antenne pillbox à deux étages, connue en soi, deux intervalles entre-plaques (5, 6) entre lesquelles existe und liaison de rayonnement par l'intermédiaire d'un dispositif prévu le long du réflecteur cylindro-parabolique (1) pour dévier le rayonnement, la réalisation étant telle que sont prévus dans l'un des intervalles entre-plaques (6) aussi bien l'antenne primaire (7) pour les signaux radar que près de celui-ci le dispositif (13, 14) pour le couplage du rayonnement du signal IFF, alors que l'autre intervalle entre-plaques (5) s'ouvre en direction de l'ouverture de l'antenne (20).
2. Antenne radar selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'antenne primaire (7) pour les signaux radar est un cornet, par exemple un cornet déviateur.
3. Antenne radar selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'antenne primaire pour les.signaux radar est un guide d'ondes ouvert.
4. Antenne radar selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le dispositif pour la déviation du rayonnement de l'un à l'autre intervalle entre-plaques (5, 6) est une fente qui résulte du fait que la plaque intermédiaire (4) ne s'étend pas tout à fait jusqu'au réflecteur cylindro-parabolique (1).
5. Antenne radar selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le dispositif pour la déviation du rayonnement de l'un à l'autre des intervalles entre-plaques (5, 6) est formé par deux biseaux à 45° (9, 10) ménagés dans le contour de la section transversale du réflecteur cylindro-parabolique (1).
6. Antenne radar selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la plaque intermédiaire (4) est fixée dans un support (11) constitué par un matériau diélectrique et s'étendant le long du réflecteur cylindro-parabolique (1).
7. Antenne radar selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'intervalle entre-plaques (6) dans lequel se trouve l'antenne primaire (7) pour les signaux radar est obturé à l'aide d'une paroi postérieure métallique (18) qui se situe du côté qui est opposé au réflecteur parabolique (1).
8. Antenne radar selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la distance (d2) entre le dispositif (13, 14) et le couplage du rayonnement des signaux IFF et la paroi postérieure (18) est dimensionnée de telle façon que cette dernière agit comme sous-réflecteur pour les signaux IFF.
9. Antenne radar selon la revendication 8, caractérisée par le fait que dans le cas d'une polarisation verticale du rayonnement des signaux radar à émettre de même que des signaux IFF à émettre, la distance (d,) entre le centre du rayonnement de l'antenne primaire (7) pour les signaux radar et la paroi postérieure (18), est supérieure à la distance (d2) entre le dispositif (13, 14) et le couplage du rayonnement du signal IFF et cette paroi postérieure (18).
10. Antenne radar selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée par le fait que dans les parties de la paroi postérieure (18) qui se situent davantage vers l'extérieur, des revêtements absorbants (19) sont fixés sur cette paroi.
11. Antenne radar selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée par le fait que la paroi postérieure (18) est conformée de telle façon que l'on obtient une occupation souhaitée du réflecteur cylindro-parabolique (1).
12. Antenne radar selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le dispositif pour le couplage du rayonnement des signaux IFF est constitué par deux antennes (13, 14) disposées de part et d'autre de l'antenne primaire (7) pour le signal radar.
13. Antenne radar selon la revendication 12, caractérisée par le fait que les deux antennes IFF (13, 14) sont respectivement formées par le conducteur intérieur prolongé et adapté du point de vue électrique, de deux conducteurs coaxiaux d'amenée qui sont passés à travers l'une (3) des plaques métalliques.
14. Antenne radar selon la revendication 12 ou 13, caractérisée par le fait que les deux antennes IFF (13, 14) sont décalées dans le sens transversal, en sorte que les distances de ces deux antennes (13, 14) par rapport à l'antenne primaire (7) des signaux radar, sont différentes.
15. Antenne radar selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisée par le fait qu'un circuit hybride (15) pour former la somme et la différence est disposé directement sous les deux antennes IFF (13, 14), sur le côté extérieur de la plaque inférieure (3).
16. Antenne radar selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'intervalle entre-plaques (5) dans lequel ne se trouve pas l'antenne radar primaire (7), s'évase coniquement (12) vers l'extérieur.
17. Antenne radar selon la revendication 16, caractérisée par le fait que dans l'intervalle entre-plaques (5), est prévu support diélectrique (21), dans le voisinage du cône (12).
18. Antenne radar selon la revendication 16 ou 17, caractérisée par le fait que dans le cône (10) est prévue une grille polarisante circulaire (22).
19. Antenne radar selon la revendication 18, caractérisée par le fait que la grille (22) est montée de telle façon dans le cône (12) qu'en raison des conditions différentes de propagation pour le vecteur horizontal de l'intensité du champ électrique des signaux haute fréquence du radar primaire, elle agit uniquement pour le radar primaire mais non pour IFF.
20. Antenne radar selon la revendication 17 et l'une des revendications 18 et 19, caractérisée par le fait que le support diélectrique (21) et la grille polarisante (22) sont rassemblés du point de vue de la construction.
EP80103252A 1979-06-21 1980-06-11 Antenne radar du type pillbox avec antenne d'interrogation IFF intégrée Expired EP0021252B1 (fr)

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