EP4518023A1 - Antennenanordnung mit zirkular polarisierten antennenelementen auf einem kopf eines körpers - Google Patents

Antennenanordnung mit zirkular polarisierten antennenelementen auf einem kopf eines körpers Download PDF

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EP4518023A1
EP4518023A1 EP24180066.3A EP24180066A EP4518023A1 EP 4518023 A1 EP4518023 A1 EP 4518023A1 EP 24180066 A EP24180066 A EP 24180066A EP 4518023 A1 EP4518023 A1 EP 4518023A1
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EP
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antenna
antenna elements
head
arrangement
elements
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EP24180066.3A
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EP4518023B1 (de
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Robert Gaida
Jennifer WENDEROTH
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MBDA Deutschland GmbH
Original Assignee
MBDA Deutschland GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/20—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/281—Nose antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q11/00—Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q11/02—Non-resonant antennas, e.g. travelling-wave antenna
    • H01Q11/08—Helical antennas

Definitions

  • the invention relates to antenna arrangements, in particular to an antenna arrangement with circularly polarized antenna elements on a head of a body for applications in radar technology.
  • the radar head can be equipped with a radar head to enable radar data to be recorded from the perspective of the missile's radar head.
  • the radar data can be analyzed and used, for example, to guide the missile or to control other objects.
  • the radar head takes up a volume in the missile, usually in its head.
  • a missile's drive can be adapted to the dimensions of the radar head (volume, body, shape, arrangement, weight, etc.) in order to meet one or more requirements for the missile's performance.
  • the shape and structure of the missile which includes an antenna arrangement, can be important, for example.
  • One of the objects of the invention is to provide antenna arrangements which allow to increase the performance of the radar head or the missile, for example by reducing the complexity of the radar head with regard to an analysis of the radar data acquired, or with regard to a reduction of the volume occupied by the radar head.
  • an antenna arrangement comprises a head of a body; and a plurality M of antenna elements arranged on the head of the body and outside the body. This increases a volume in the body and reduces a complexity of an analysis of the acquired radar data.
  • a plurality of antenna elements each comprise a housing, a tip and an antenna, wherein the antenna has the shape of an elongated helix that extends in a longitudinal direction of the antenna arrangement. Polarization losses are thereby reduced.
  • a plurality of antenna elements are configured for transmitting and/or receiving circularly polarized electromagnetic radiation, in particular electromagnetic radiation for applications in radar technology. Transmission and/or reception is made possible and a range of a radar is increased.
  • a length of the housing is not less than a length of the antenna. This enables the antenna to be arranged completely outside the head of the body.
  • the plurality of antenna elements are arranged symmetrically about an axis of symmetry of the antenna arrangement. This enables a simplified analysis of the radar data.
  • the plurality of antenna elements are arranged in a longitudinal direction of the antenna arrangement on an edge of the head of the body. This can increase the radiation and/or reception power or enable an enlarged field of view.
  • the plurality of antenna elements each comprise a housing made of a first material, and the head of the body is made of a second material, wherein the first material and the second material are different. This optimizes a radiation and/or reception performance.
  • the plurality of antenna elements are configured to generate and/or receive radiation with the same left- or right-handed circular polarization. This reduces polarization losses.
  • a missile comprises the antenna arrangement as described above. This enables a missile with an extended performance spectrum.
  • Fig. 1 shows a front view of an exemplary antenna arrangement 110 with antenna elements on a head of a body and outside the body, for example a missile 300 as in Fig. 3 shown.
  • the head of the body has, without loss of generality (oBdA), a rotational symmetry, ie it can be circular when viewed from the front along a rotation axis x .
  • the head of the body can also be elliptical when viewed from the front along the rotation axis x .
  • the antenna arrangement comprises a plurality M of antenna elements m with 1 ⁇ m ⁇ M .
  • the plurality M can be an even or an odd integer, for example 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 or 18.
  • the antenna elements can be identical or different.
  • S antenna elements can be configured for transmitting, E antenna elements for receiving and/or B antenna elements for bidirectional transmitting and receiving of electromagnetic radiation.
  • the plurality M of antenna elements m can, for example, comprise 0, 2, 4, or 8 antenna elements for transmitting and 16, 14, 12, or 8 antenna elements for receiving, a total of 16 antenna elements each.
  • the plurality M of antenna elements can also comprise 4 Antenna elements for transmitting and 14 antenna elements for receiving, a total of 16 antenna elements, i.e. 2 antenna elements for transmitting and for receiving.
  • Antenna elements can differ at least in the direction of rotation of the polarization and otherwise be identical.
  • the antenna elements for transmitting and the antenna elements for receiving can be arranged in groups one after the other on the body or the head of the body, for example 2 of the plurality S and 14 of the plurality E ; or 4 of the plurality S and 12 of the plurality E ; or 4 of the plurality S , 4 of the plurality E , 4 of the plurality S , 4 of the plurality E ; or alternately 1 of the plurality S and 1 of the plurality E.
  • the e.g. 16 antenna elements can also all be configured for transmitting and/or receiving.
  • the configuration for transmitting can exclude the configuration for receiving and vice versa. In the case of a pure receiving arrangement, when all antenna elements are configured for receiving and no antenna element is configured for transmitting, the antenna arrangement can, for example, receive radar waves reflected from a target object that have been emitted by a transmitter onto the target object.
  • the antenna elements can be configured in particular to transmit and/or receive electromagnetic radiation for radar applications.
  • the antenna elements can also be configured to transmit and/or receive in different frequency ranges.
  • the plurality M of antenna elements m can be arranged rotationally symmetrically on a circle with radius r i , in a plane perpendicular to the axis of rotation x of the head of e.g. the missile.
  • the position of the antenna elements can be represented, for example, by a rotation angle ⁇ ( m ) with 1 ⁇ m ⁇ M.
  • Different rotation angles are possible for the plurality S and the plurality E.
  • the radius r i is smaller than a radius of the missile r a , if oBdA the case of concentric circles as the shape of the missile (outer, solid circle in Fig. 1 ) and the arrangement of the antenna elements (inner, dotted circle in Fig. 1 ).
  • a radius d m /2 of one, several, or all of the antenna elements m can be smaller, equal, or larger than the difference r a - r i of the radii r a and r i .
  • the location of the antenna elements at the edge of the head of the body can, for example, enable an enlarged field of view.
  • Fig. 2 shows a side view of an exemplary antenna arrangement 210 with antenna elements mounted on a head of an external body, for example a missile 300 as in Fig. 3 , are arranged.
  • the head of the body has a hyperbolic shape when viewed laterally along an axis y that is orthogonal to an axis x .
  • the head of the body can also have the shape of a circle or a triangle when viewed laterally along an axis y .
  • the antenna arrangement comprises a plurality M of antenna elements m with 1 ⁇ m ⁇ M .
  • the antenna arrangement comprises a plurality M of antenna elements m with 1 ⁇ m ⁇ M .
  • FIG. 2 an example with 8 antenna elements is shown.
  • Alternative solutions which are all identical to the example in Fig. 2 are combinable, and vice versa, are related to the Fig.1 described in detail.
  • Each of the antenna elements m may comprise a radome (derived from the English " radar dome ") with a housing 211 and a tip 212.
  • the housing may have a diameter (cf. d m in Fig. 1 ) in the range of 5 to 50 mm, preferably 10 to 20 mm, more preferably 12 to 15 mm.
  • the housing 211 may have a length l m of 20 to 200 mm, preferably 50 to 120 mm, more preferably 70 to 100 mm.
  • the radome may be arranged completely or at least partially outside the head of the body in order to increase a volume of available space inside the head of the body.
  • Each of the antenna elements m may further comprise an antenna 213.
  • the antenna 213 may be a helical antenna configured to transmit and/or receive circularly polarized electromagnetic radiation. Other antennas extending in one direction, e.g. in the x -direction, configured to transmit and/or receive circularly polarized electromagnetic radiation are also possible.
  • the antenna 213 can, for example, form a helix around a cylinder, a cone, an ellipsoid, etc.
  • the antenna 213 can have a directional characteristic 214 that is rotationally symmetrical in a radiation direction.
  • the antenna 213 may be arranged in the radome.
  • a length of the antenna 213 may be smaller than the length l m of the radome, so that the antenna 213 in the radome can be arranged completely outside the head of the body.
  • each individual radome of an antenna 213 can be independent of the shape and material of the head of the body in order to enable optimal performance of the antenna 213. Losses and/or distortions when transmitting and receiving a radar signal can thereby be minimized.
  • the shape and material of the respective radomes can also be adapted to the configuration of the antenna 213 (transmit, receive, transmit and receive).
  • the antenna elements can be mounted on the head of a missile 300 as in Fig. 3 be attached so that space is freed up inside the head or the missile as a whole for, for example, a second instrument for guiding the missile.
  • the second instrument can be an optical seeker head, such as a seeker head for detecting electromagnetic radiation in the infrared frequency range.
  • Each antenna 213 can be configured to generate radiation with the same left- or right-handed circular polarization, regardless of a relative position and location of the antenna elements m. As a result, a radiated and backscattered radar signal from each transmitting antenna can be received by each receiving antenna without polarization losses.
  • Polarization losses here refer to losses caused by different polarizations.
  • Fig. 3 shows a side view of a missile 300 with an antenna arrangement 310 and a fuselage 320.
  • the fuselage 320 can comprise a single-stage, two-stage or multi-stage drive module. One or more of the drive stages of the drive module can be jettisonable.
  • the antenna arrangement 310 can surround one or more submodules.
  • the antenna arrangement 310 can, for example, be a active or passive radar, one or more effectors, a controller and/or means for wireless communication.
  • an antenna arrangement 310 may comprise a plurality of antenna elements, as described with reference to Fig. 1 and Fig. 2 described in detail.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenanordnung. Die Antennenanordnung umfasst einen Kopf eines Körpers; und eine Vielzahl M von Antennenelementen, die auf dem Kopf des Körpers und außerhalb des Körpers angeordnet ist.

Description

    TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft Antennenanordnungen, insbesondere eine Antennenanordnung mit zirkular polarisierten Antennenelementen auf einem Kopf eines Körpers für Anwendungen in der Radartechnologie.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Zum Lenken von Flugkörpern können diese mit einem Radarkopf ausgestattet sein, um ein Erfassen von Radardaten aus Perspektive des Radarkopfs des Flugkörpers zu ermöglichen. Die Radardaten können analysiert und bspw. zum Lenken des Flugkörpers oder zum Steuern von anderen Objekten verwendet werden. Der Radarkopf beansprucht im Flugkörper, regelmäßig in dessen Kopf, ein Volumen. Ein Antrieb des Flugkörpers kann an eine Dimensionierung des Radarkopfs (Volumen, Körper, Form, Anordnung, Gewicht, usw.) angepasst sein, um eine oder mehrere Anforderungen an eine Leistung des Flugkörpers zu erfüllen. Für eine präzise Steuerung mittels der Radardaten kann bspw. eine Form und Struktur des Flugkörpers, welcher eine Antennenanordnung umfasst, bedeutsam sein.
  • Eine der Aufgaben der Erfindung besteht darin Antennenanordnungen bereitzustellen, welche es erlauben eine Leistung des Radarkopfs oder des Flugkörpers zu erhöhen, bspw. durch eine verringerte Komplexität des Radarkopfs hinsichtlich einer Analyse der erfassten Radardaten, oder hinsichtlich einer Reduktion des durch den Radarkopf in Anspruch genommenen Volumens.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung ist durch die unabhängigen Ansprüche definiert. Die abhängigen Ansprüche definieren vorteilhafte Ausführungsformen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Antennenanordnung einen Kopf eines Körpers; und eine Vielzahl M von Antennenelementen, die auf dem Kopf des Körpers und außerhalb des Körpers angeordnet ist. Hierdurch wird ein Volumen in dem Körper erhöht und eine Komplexität einer Analyse der erfassten Radardaten reduziert.
  • Gemäß einer Weiterbildung umfasst eine Vielzahl von Antennenelementen jeweils ein Gehäuse, eine Spitze, und eine Antenne, wobei die Antenne die Form einer länglichen Helix aufweist, die sich in eine Längsrichtung der Antennenanordnung erstreckt. Polarisationsverluste werden hierdurch verringert.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist eine Vielzahl von Antennenelementen zum Senden und/oder Empfangen von zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung konfiguriert, insbesondere von elektromagnetischer Strahlung für Anwendungen in der Radartechnologie. Senden und/oder Empfangen wird ermöglicht und eine Reichweite eines Radars erhöht.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist eine Länge des Gehäuses nicht kleiner als eine Länge der Antenne. Hierdurch wird eine Anordnung der Antenne vollständig außerhalb des Kopfes des Körpers ermöglicht.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist die Vielzahl von Antennenelementen symmetrisch um eine Symmetrieachse der Antennenanordnung angeordnet. Hierdurch wird eine vereinfachte Analyse der Radardaten ermöglicht.
  • Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Vielzahl M von Antennenelementen eine Vielzahl E von Antennenelementen zum Empfangen, eine Vielzahl S von Antennenelementen zum Senden und/oder eine Vielzahl B von Antennenelementen zum bidirektionalen Senden und Empfangen, mit E + S + B = M und E ≥ 0, S ≥ 0, B ≥ 0. Hierdurch wird eine Funktionalität erweitert und eine Reichweite erhöht oder eine Komplexität verringert.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist die Vielzahl von Antennenelementen in einer Längsrichtung der Antennenanordnung an einem Rand des Kopfes des Körpers angeordnet. Hierdurch kann eine Abstrahl- und/oder Empfangsleistung erhöht werden oder ein vergrößertes Sichtfeld ermöglicht werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Vielzahl von Antennenelementen jeweils ein Gehäuse, das aus einem ersten Material gefertigt ist, und der Kopf des Körpers ist aus einem zweiten Material gefertigt, wobei sich das erste Material und das zweite Material unterscheiden. Hierdurch wird eine Abstrahl- und/oder Empfangsleistung optimiert.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist die Vielzahl von Antennenelementen konfiguriert, um Strahlung mit derselben links- oder rechtsdrehenden zirkularen Polarisation zu erzeugen und/oder zu empfangen. Hierdurch werden Polarisationsverluste verringert.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Flugkörper die Antennenanordnung wie oben beschrieben. Hierdurch wird ein Flugkörper mit einem erweiterten Leistungsspektrum ermöglicht.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
    • Fig. 1
    Frontansicht einer beispielhaften Antennenanordnung mit symmetrisch auf einem rotationssymmetrischen Kopf eines Körpers angeordneten Antennenelementen.
    Fig. 2
    Seitenansicht der beispielhaften Antennenanordnung von Fig. 1.
    Fig. 3
    Seitenansicht eines Flugkörpers mit beispielhafter Antennenanordnung.
  • Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Richtungsangebende Terminologie wie etwa "oben", "unten", "links", "rechts", "über", "unter", "horizontal", "vertikal", "vorne", "hinten" und ähnliche Angaben werden lediglich zu erläuternden Zwecken verwendet und dienen nicht der Beschränkung der Allgemeinheit auf spezifische Ausgestaltungen wie in den Figuren gezeigt.
  • In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen regelmäßig gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts anderes angegeben ist.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt eine Frontansicht einer beispielhaften Antennenanordnung 110 mit Antennenelementen auf einem Kopf eines Körpers und außerhalb des Körpers, beispielsweise eines Flugkörpers 300 wie in Fig. 3 gezeigt. Der Kopf des Körpers weist ohne Beschränkung der Allgemeinheit (oBdA) eine Rotationssymmetrie auf, d.h. er kann kreisförmig sein, wenn von vorne, entlang einer Rotationsachse x betrachtet. Der Kopf des Körpers kann bspw. auch ellipsenförmig sein, wenn von vorne entlang der Rotationsachse x betrachtet.
  • Wie in der Fig.1 gezeigt, umfasst die Antennenanordnung eine Vielzahl M von Antennenelementen m mit 1 ≤ m ≤ M. Die Vielzahl M kann eine gerade oder eine ungerade ganze Zahl sein, beispielsweise 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 oder 18. Die Antennenelemente können identisch oder unterschiedlich sein. Bspw. können S Antennenelemente zum Senden, E Antennenelemente zum Empfangen und/oder B Antennenelemente zum bidirektionalen Senden und Empfangen von elektromagnetischer Strahlung konfiguriert sein. Die Vielzahl M von Antennenelementen m kann bspw. 0, 2, 4, oder 8 Antennenelemente zum Senden sowie 16, 14, 12, oder 8 Antennenelemente zum Empfangen umfassen, insgesamt jeweils 16 Antennenelemente. Die Vielzahl M von Antennenelementen kann auch 4 Antennenelemente zum Senden und 14 Antennenelemente zum Empfangen umfassen, insgesamt 16 Antennenelemente, also 2 Antennenelemente zum Senden und zum Empfangen. Andere Kombinationen sind auch möglich, insbesondere der Fall, dass alle Antennenelemente zum Senden und zum Empfangen konfiguriert sind, B = M. Antennenelemente können sich zumindest bei der Drehrichtung der Polarisation unterscheiden und ansonsten identisch sein.
  • Die Antennenelemente zum Senden und die Antennenelemente zum Empfangen können in Gruppen aufeinanderfolgend auf dem Körper oder dem Kopf des Körpers angeordnet sein, bspw. 2 der Vielzahl S und 14 der Vielzahl E; oder 4 der Vielzahl S und 12 der Vielzahl E; oder 4 der Vielzahl S, 4 der Vielzahl E, 4 der Vielzahl S, 4 der Vielzahl E; oder abwechselnd 1 der Vielzahl S und 1 der Vielzahl E. Die bspw. 16 Antennenelemente können auch alle zum Senden und/oder Empfangen konfiguriert sein. Die Konfiguration zum Senden kann die Konfiguration zum Empfangen ausschließen und vice versa. Im Falle einer reinen Empfangsanordnung, wenn alle Antennenelemente zum Empfangen konfiguriert sind und kein Antennenelement zum Senden konfiguriert ist, kann die Antennenanordnung bspw. von einem Zielobjekt reflektierte Radarwellen empfangen, die von einem Sender auf das Zielobjekt abgestrahlt worden sind.
  • Die Antennenelemente können insbesondere zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung für Radaranwendungen konfiguriert sein. Die Antennenelemente können auch zum Senden und/oder zum Empfangen in unterschiedlichen Frequenzbereichen konfiguriert sein.
  • Die Vielzahl M von Antennenelementen m kann rotationssymmetrisch auf einem Kreis mit Radius r i, in einer Ebene senkrecht zu Rotationsachse x des Kopfes von bspw. dem Flugkörper angeordnet sein. Die Position der Antennenelemente kann bspw. durch einen Rotationswinkel ϕ(m) mit 1 ≤ m ≤ M dargestellt werden. Der Rotationswinkel ϕ(m) für das Antennenelement m kann durch die Beziehung ϕ(m) = (m - 1) × Δϕ, mit Δϕ = 360°/M gegeben sein. Für die Vielzahl S und die Vielzahl E sind unterschiedliche Rotationswinkel möglich. Wie in der Fig.1 gezeigt, ist der Radius r i kleiner als ein Radius des Flugkörpers r a, wenn oBdA der Fall von konzentrischen Kreisen als Form des Flugkörpers (äußerer, solider Kreis in Fig. 1) und der Anordnung der Antennenelemente (innerer, gepunkteter Kreis in Fig. 1) betrachtet wird. Ein Radius d m/2 von einem, von mehreren, oder von allen der Antennenelemente m kann kleiner, gleich, oder größer als die Differenz r a - r i der Radien r a und r i sein. Die Lage der Antennenelemente am Rand des Kopfes des Körpers kann bspw. ein vergrößertes Sichtfeld ermöglichen.
  • Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften Antennenanordnung 210 mit Antennenelementen, die auf einem Kopf eines Körpers außerhalb des Körpers, beispielsweise eines Flugkörpers 300 wie in Fig. 3, angeordnet sind. Der Kopf des Körpers weist oBdA eine hyperbolische Form auf, wenn seitlich, entlang einer Achse y betrachtet, die orthogonal zu einer Achse x ist. Der Kopf des Körpers kann bspw. auch die Form eines Kreises oder eines Dreiecks aufweisen, wenn seitlich, entlang einer Achse y betrachtet.
  • Wie mit Bezug zur Fig.1 im Detail beschrieben umfasst die Antennenanordnung eine Vielzahl M von Antennenelementen m mit 1 ≤ m ≤ M. Zur Vereinfachung der Beschreibung ist in Fig. 2 ein Beispiel mit 8 Antennenelementen veranschaulicht. Alternative Lösungen, die ausnahmslos mit dem Beispiel in Fig. 2 kombinierbar sind, und vice versa, sind mit Bezug zur Fig.1 im Detail beschrieben.
  • Jedes der Antennenelemente m kann ein Radom (aus dem Englischen "radar dome" abgeleitet) mit einem Gehäuse 211 und eine Spitze 212 umfassen. Das Gehäuse kann einen Durchmesser (vgl. d m in Fig. 1) im Bereich von 5 bis 50 mm aufweisen, vorzugsweise 10 bis 20 mm, noch bevorzugter 12 bis 15 mm. Das Gehäuse 211 kann eine Länge l m von 20 bis 200 mm aufweisen, vorzugsweise 50 bis 120 mm, noch bevorzugter 70 bis 100 mm. Das Radom kann vollständig oder zumindest teilweise, außerhalb des Kopfes des Körpers angeordnet sein, um ein Volumen eines verfügbaren Raumes innerhalb des Kopfes des Körpers zu erhöhen. Jedes der Antennenelemente m kann ferner eine Antenne 213 aufweisen. Die Antenne 213 kann eine Helixantenne sein, die zum Senden und/oder Empfangen von zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung konfiguriert ist. Andere, in eine Richtung, bspw. in die x-Richtung, ausgedehnte Antennen, die zum Senden und/oder Empfangen von zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung konfiguriert sind, sind ebenfalls möglich. Die Antenne 213 kann bspw. eine Helix um einen Zylinder, einen Konus, ein Ellipsoid, usw. bilden. Die Antenne 213 kann eine Richtcharakteristik 214 aufweisen, die in eine Abstrahlrichtung rotationssymmetrisch ist.
  • Die Antenne 213 kann im Radom angeordnet sein. Insbesondere kann eine Länge der Antenne 213 kleiner als die Länge l m des Radoms sein, so dass die Antenne 213 im Radom vollständig außerhalb des Kopfes des Körpers angeordnet werden kann.
  • Form und Material können für jedes einzelne Radom einer Antenne 213 unabhängig von Form und Material des Kopfes des Körpers sein, um eine optimale Leistung der Antenne 213 zu ermöglichen. Verluste und/oder Verzerrungen beim Senden und Empfangen eines Radarsignals können dadurch minimiert werden. Form und Material der jeweiligen Radome können auch an die Konfiguration der Antenne 213 angepasst sein (Senden, Empfangen, Senden und Empfangen).
  • Aufgrund der Form der Antennenelemente und der Dimensionierung der jeweiligen Antenne 213 können die Antennenelemente auf dem Kopf eines Flugkörpers 300 wie in Fig. 3 angebracht werden, so dass im Inneren des Kopfes oder des Flugkörpers insgesamt Raum für bspw. ein zweites Instrument zum Lenken des Flugkörpers frei wird. Das zweite Instrument kann ein optischer Suchkopf sein wie bspw. ein Suchkopf zum Erfassen von elektromagnetischer Strahlung im Frequenzbereich des Infraroten. Antennenanordnungen gemäß der vorliegenden Offenbarung können somit die Verwendung von mehreren Suchköpfen ermöglichen, um ein Lenken des Flugkörpers zu verbessern während eine umfassende Änderung der Form des Flugkörpers nicht erforderlich ist.
  • Jede Antenne 213 kann konfiguriert sein, um Strahlung mit derselben links- oder rechtsdrehenden zirkularen Polarisation zu erzeugen, unabhängig von einer relativen Position und Lage der Antennenelemente m. Dadurch kann ein abgestrahltes und zurückgestreutes Radarsignal von jeder Sendeantenne ohne Polarisationsverluste von jeder Empfangsantenne empfangen werden. Polarisationsverluste bezeichnen hierbei Verluste, die durch unterschiedliche Polarisationen verursacht sind.
  • Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Flugkörpers 300 mit einer Antennenanordnung 310 und einem Rumpf 320. Der Rumpf 320 kann ein einstufiges, zweistufiges oder mehrstufiges Antriebsmodul umfassen. Eine oder mehrere der Antriebsstufen des Antriebsmoduls können abwerfbar sein. Die Antennenanordnung 310 kann ein oder mehrere Submodule umgeben. Die Antennenanordnung 310 kann bspw. ein aktives oder ein passives Radar, einen oder mehrere Effektoren, eine Steuerung und/oder Mittel zur drahtlosen Kommunikation umgeben. Insbesondere kann eine Antennenanordnung 310 eine Vielzahl von Antennenelementen umfassen, wie mit Bezug zur Fig. 1 und Fig. 2 im Detail beschrieben.
  • In der vorangegangenen detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale zur Verbesserung der Stringenz der Darstellung in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst worden. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass die obige Beschreibung lediglich illustrativer, keinesfalls jedoch beschränkender Natur ist. Sie dient der Abdeckung aller Alternativen, Modifikationen und Äquivalente der verschiedenen Merkmale und Ausführungsbeispiele. Viele andere Beispiele werden dem Fachmann aufgrund seiner fachlichen Kenntnisse in Anbetracht der obigen Beschreibung sofort und unmittelbar klar sein.
  • Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis bestmöglich darstellen zu können. Dadurch können Fachleute die Erfindung und ihre verschiedenen Ausführungsbeispiele in Bezug auf den beabsichtigten Einsatzzweck optimal modifizieren und nutzen. In den Ansprüchen sowie der Beschreibung werden die Begriffe "beinhaltend" und "aufweisend" als neutralsprachliche Begrifflichkeiten für die entsprechenden Begriffe "umfassend" verwendet. Weiterhin soll eine Verwendung der Begriffe "ein", "einer" und "eine" eine Mehrzahl derartig beschriebener Merkmale und Komponenten nicht grundsätzlich ausschließen.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • x10
    Antennenanordnung (x =1, 2 oder 3)
    211
    Gehäuse eines Radoms eines Antennenelementes m
    212
    Spitze eines Radoms eines Antennenelementes m
    213
    Antenne eines Antennenelementes m
    214
    Richtcharakteristik eines Antennenelementes m
    300
    Flugkörper
    320
    Rumpf des Flugkörpers 300

Claims (10)

  1. Antennenanordnung (110, 210, 310), umfassend:
    einen Kopf eines Körpers; und
    eine Vielzahl M von Antennenelementen (m), die auf dem Kopf (110) des Körpers und außerhalb des Körpers angeordnet ist.
  2. Antennenanordnung (110, 210, 310) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl M von Antennenelementen (m)jeweils ein Gehäuse (211), eine Spitze (212), und eine Antenne (213) umfasst, wobei die Antenne (213) die Form einer länglichen Helix aufweist, die sich in eine Längsrichtung der Antennenanordnung (110, 210, 310) erstreckt.
  3. Antennenanordnung (110, 210, 310) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vielzahl M von Antennenelementen (m) zum Senden und/oder Empfangen von zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung konfiguriert ist, insbesondere von elektromagnetischer Strahlung für Anwendungen in der Radartechnologie.
  4. Antennenanordnung (110, 210, 310) nach Anspruch 2, wobei eine Länge l m des Gehäuses (211) nicht kleiner als eine Länge der Antenne (213) ist.
  5. Antennenanordnung (110, 210, 310) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vielzahl M von Antennenelementen (m) symmetrisch um eine Symmetrieachse (x) der Antennenanordnung (110, 210, 310) angeordnet ist.
  6. Antennenanordnung (110, 210, 310) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vielzahl M von Antennenelementen (m) eine Vielzahl E von Antennenelementen zum Empfangen, eine Vielzahl S von Antennenelementen zum Senden und/oder eine Vielzahl B von Antennenelementen zum bidirektionalen Senden und Empfangen umfasst, mit E + S + B = M und E ≥ 0, S ≥ 0, B ≥ 0.
  7. Antennenanordnung (110, 210, 310) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vielzahl M von Antennenelementen (m) in einer Längsrichtung der Antennenanordnung (110, 210, 310) an einem Rand des Kopfes des Körpers angeordnet ist.
  8. Antennenanordnung (110, 210, 310) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl M von Antennenelementen (m) jeweils ein Gehäuse (211) umfasst, das aus einem ersten Material gefertigt und der Kopf des Körpers aus einem zweiten Material gefertigt ist, wobei sich das erste Material und das zweite Material unterscheiden.
  9. Antennenanordnung (110, 210, 310) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Vielzahl M von Antennenelementen (m) konfiguriert ist, um Strahlung mit derselben links- oder rechtsdrehenden zirkularen Polarisation zu erzeugen und/oder zu empfangen.
  10. Flugkörper (300), umfassend:
    die Antennenanordnung (110, 210, 310) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Körper der Flugkörper (300) ist.
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