IT8320225A1

IT8320225A1 - Antenna onnidirezionale biconica

Info

Publication number: IT8320225A1
Application number: IT1983A20225A
Authority: IT
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1982-05-18
Filing date: 1983-03-23
Publication date: 1984-09-23
Also published as: IT8320225A0; GB2165097A; IT1160821B; FR2573576A1; DE3218690C1; FR2573576B1; GB2165097B

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"Antenna onnidirezionale biconica"

Fra i due coni 1, 2, rivolti l'uno verso l'altro con i loro vertici ,sono disposte -e tuttavia non nella loro zona marginale esterna - una o pi? griglie di polarizzazione 8,9,10 rotanti coassialmente, le quali sono costituite ciascuna di stretti conduttori paralleli?inclinati rispetto al piano orizzontale. Breferibilmente ? di 4-5? l'inclinazione dei conduttori della griglia pi? esterna ovvero dell'unica griglia. Impiegando pi? griglie i conduttori di queste , quanto pi? sono situati all'interno, tanto meno sono inclinati rispetto all'orizzontale. Con l'antenna secondo l'invenzione ? possibile attuare una trasmissione e,oppure ricezione in due bande di frequenza distanziate, laddove le onde nella banda inferiore sono polarizza te linearmente verticalmente mentre nella banda di frequenza inferiore - a seconda della configurazione della griglia-sono polarizzate a piacere.

Se i conduttori della griglia pi? esterna ovvero dell 'unica griglia.sono inclinati di 45? rispetto ai spiano orizzontale, allora l'antenna nella banda

di. frequenza superiore pu? ricevere segnali polarizzati orizzontalmente, verticalmente, circolarmente a sinistra oppure circolarmente a destra, con una perdita massima di 3 dB. L'antenna secondo l'invenzione .?..adatta come antenna Transponder -,radar secondario per pi? bande di frequenza e differenti polarizzazioni -(figura.1)

DESCRIZIONE DELL ' INVENZIONE

L 'inv-enzione siriferisce ad un'antenna onnidirezione biconica, a simmetria di rotazione, con aliment.azione -tramite una linea coassiale introdotia dal basso centralmente, il cui conduttore interno ? connesso al vertice del cono superiore, mentre il suo conduttore esterno ?.connesso al .vertice del cono inferiore rivoltoverso il vertice del ... . cono superiore.

Tali antenne indicate anche come irra-.. diatori-a corno biconici , sono note ad esempio dal.. testo-di Silver: Microwave Antenna Thectry and-Design, Mac Graw-Hill Book Company/194-9, pagina 10. -Esse possono essere fatte funzionare a banda larga su una grande gamma di frequenza, e tuttavia esclusivamente per onde elettromagnetiche polarizzate verticalmente.

L'invenzione si pone il compito di eseguire una tale antenna biconica, in modo che con -essa ? possibile trasmettere e,oppure ricevere in due bande di frequenza distanziate, laddove nella banda di frequenza inferiore sussite una polarizzazione lineare verticale e nella banda di -frequenza superiore ? possibile qualsiasi-altra polarizzazione.

Finora un tale problema poteva -essere risolto soltanto -quando per ogni banda di frequenza si impiegava una particolare antenna onnidirezionale, il che pero' significa che complessivamente sono necessarie due antenne.

che

Secondo .1'inv-enzione,isi riferisce ad unaantenna. onnidirezionale iliconica, a simmetria di rotazione, del genere .menzionato all'inizio, .questo,problema viene risolto per il fatto che fra i dueconi , ma non nella loro zona marginale esterna , sono disposte una o pi? griglie.di polarizzazione rotanti coassialment.e e costituite ciascuna di -stretti conduttori elettrici,paralleli ,cbe sono inclinati rispettoal piano orizzontale. Le onde della banda di frequenza inferiore vengono quindi irradiate,-senza influenze, in polarizzazione-lineare verticale, mentre le onde della banda di-frequenza superiore vengono irradiate con una polarizzazione corrispondente falla griglia esterna ovvero all'unica griglia. pertanto per quanto riguarda la disposizione di antenna secodo l'invenzione relativamente all'effetto si tratta di un'antenna onnidirezionale doppia per due diverse polarizzazioni, in cui l'antenna per la banda di frequenza superiore ? integrata nell'antenna per la banda di frequenza inferiore.

Se si impiegano ad esempio due griglie com conduttori di andamento a meandri, allora nella banda "di frequenza superiore ? possibile?produrre un' irradiazione polarizzata circolarmente.

Se per produrre polarizzazione lineare ne.lla banda di frequenza superiore si impiegano pi? griglie di polarizzazione, allora i conduttori di queste griglie sono opportunamente inclinati differentemente,e precisamente in modo tale che l'inclinazione rispetto al piano orizzontale ? minima per la griglia pi?.intena, mentre ? massima per la griglia ,pi?.esterna?

Impiegando solo un'unica griglia di polarizzazione per produrre polarizzazione lineare nella banda di frequenza superiore , i suoi conduttori sono vantaggiosamente inclinati di 45? rispetto al piano orizzontale. Se invece per produrre pola-; rizzazione lineare nella banda di frequenza superiore si impiegano piu.griglie di polarizzazione, allora solo quella pi? esterna di queste griglie, viene eseguita inclinata di 45? rispetto al piano orizzontale. Si possono prevedere ad esempio tre griglie di polarizzazione, delle quali i conduttori di quella pi? interna sono inclinati di circa 16?, quelli della griglia centrale sono inclinati di circa 32? e i conduttori della griglia esterna sono inclinati di 4-5? rispetto al piano orizzontale .Una tale antenna ? adatta a emettere segnali polarizzati verticalmente ,nella banda di.frequenza inferiore, e a ricevere segnali, polarizzati orizzontalmente, verti-. esimente , circolammente a sinistra oppure ..circolarmente a dester?, nella gamma di frequenza superiore, laddove tutti questi,segnali ricevuti., a,causa dell 'inclinazione di 45 dei conduttori di griglia presentano .una perdita..massima teorica di 3 dB rispetto ad -unlantenna adattata alla speciale polafrizzazione -del segnale,di ricezione.

Un antenna eseguita secondo l'invenzione . ? impiegabile preferibilmente come antenna Transponder radar secondario, per eegnali di.bandaS a polarizzazione verticale-( 2 fino a 4 GHz e .segnali. di ricezione di banda X .eKu polarizzati a piacere., 8 fino a 18 GHz).

L'invenzione viene illustrata nel seguito in base ad un esempio di realizzazione rappresentato in una figura

La figura mostra una vista laterale in ; sezione di un'antenna onnidirezionale biconica, a simmetria di rotazione, per un Transponder radar secondario . Con questa antenna si intendono ricev?re segnali nella banda X e nella banda Ku ed emettere segnali nella banda S. L'antenna presenta un cono metallico superiore 1 ed un cono metallico inferiore 2. 1 vertici dei due coni 1 e 2 spno fra di loro affacciati, il conduttore interno 5 di una linea di alimentazione coassiale ? connesso nella zona del vertice del cono superiore 1, mentre il conduttore esterno 4 di qiesta linea di alimentazione coassi?le ? collegato conduttivamente col vertice del cono inferiore 2. Attorno alleasse longitudinale dell'ant enna,che. si estende verticalmente ed ? identico all'asse di simmetria di rotazione , sono disposti tre supporti cilindrici 5,6,7 in materiale schiumificato ,che in corrispondenza dei loro bordi superiori ed inferiori sono adattati alla forma biconica. Questi supporti 5,6 e 7 servono a contenere tre fogli di polarizzazine 8,9,10 , che racchiudono pure concentricamente l'asse longitudinale.

Per la stabilizzazione ? previsto un quarto anello di supporto 11, parimenti adattato alla forma biconica e fatto di materiale schiumificato . I fogli di polarizzazione 8,9? e 10 sono fatti rispettiva-' mente di strisce conduttive parallele , laddove le strisce del foglio di polarizzazone interno 8

sono inclinate di circa 16?,quelle del foglio di polarizzazione centrale 9, di circa 32?,e le strisce dei foglio di polarizzazione esterno 10 sono inclinate di 45? rispetto al piano orizzontale. Mediante i fogli di polarizzazione 8,9 e 10 si ottiene una rotazione della polarizzazione delle onde elettromagnetiche nella banda di frequenza superiore ,ossia nella banda X e nella banda Ku , in ragione di 45? , in tre stadi. I fogli di polarizzazione 8,9 e 10 agi-j scono unicamente nelle bande X e K . Sulla banda

S essi non hanno alcuna influenza . L'estensione ! di apertura verticale nell'esempio di realizzazione rappresentato ? di mentre l'estensione orizzontale/ ognuno dei due coni 1 e 2 ? di

laddove rap'presenta la lunghez.za di onda di??j-| " esercizio della banda S. Pertanto si ottiene un an?-golo di apertura fra due coni 1 e 2 pari a circa 80?.

L'antenna biconica disposta ad una determinata distanza al disopra di una lastra di base, 12, metallica,circolare ,sulla .quale ? disposto un anello 13 di materiale .assortente., il quale si.... . estende perifericamente..dal bordo della lastra di.dase 12..metallica fino al.bordo esterno del cono in -feriore 2, e quindi,nella sua altezza ? dimensionata in modo.da.-terminare con il bodo esterno del cono inferiore 2. II.bordo esterno del cono inferio -re 2, tramite una zona-conduttrice verticale 14,? collegat o con la lastra dibase 12 per cui viene definita la-distanza-fra l-'antenna-biconica e la lastra di base 12.

L'antenna biconica secondo.l'invenzione viene coperta mediante una cappa protettiva dielettrica-45?

Con l'antenna rappresentata nell'esempio . di realizzazione ? possibile soddisfare ad un requi--sito relativo ad una polarizzazione.verticale.nellabanda S e-ad una polarizzazione,inclinata di 45 nelle bande X e Ku . Essa ? pi anto impiegabile. come antenna Transponder , che riceve segnali.nelle bande X e K ,mentre -emette segnali nella banda S.

I segnali da ricevere possono -essere polarizzati orizzontalmente, verticalmente , circolarmente a sinistra oppure circolarmente a destra. Un'antenna

Claims

RIVENDICAZIONI

1?- Antenna onnidirezionale biconica, a simmetria di rotazione, con alimentazione tramite una linea coassiale introdotta dal basso,centralmente, il cui conduttore interno,?..connesso..al.vertice del cono superiore ,mentre ilsuo .conduttore esterno,? connesso al vertice del cono inferiorerivo Ito verso il vertice del cono superiore, caratterizzata dal fatto che fra .i due coni (1,2), ma non nella loro.zona marginale esterna, sono disposte una o.pi? griglie di polarizzazione (8,9,10),rotanti- coassialmente le quali .sono fatte rispettivamente di stretti conduttori- elettrici ,paralleli inclinati tal piano orizzontale.

2.- Antenna onnidirezionale-secondo la rivendicazi?ne 1, -caratterizzata dal fatto che-impiegando pi? griglie di polarizzazione (8,9,10) il loro conduttori sono inclinati-differentemente, e precisamente in modo tale che l'inclinazione rispetto al piano orizzontale ? minima per la griglia pi? interna (8) ed ? massima per la griglia pi? esterna (10).

3?- Antenna onnidirezionale secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che impiegando solo un'unica griglia di polarizzazione i suoiconduttori sono inclinati di 45? rispetto al piano orizzontale.

4.- Antenna onnidirezioneale secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i conduttori della griglia di polarizzatone (10) pi? esterna sono inclinati di 45? rispetto al piano orizzontale.

5.- Antenna onndirezionale secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che sono previste tre griglie di polarizzazione (8,9,10) , delle quali , rispetto al piano orizzontale,i conduttori della griglia interna (8) sono inclinati di circa 16?, quelli della griglia centrale (9) sono inclinati di circa 32? e i conduttori della griglia esterna (10) sono inclinati di 45?.

6.- Antenna onnidirezionale secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le griglie di polarizzazione rotanti (8,9,10) sono eseguite nella forma di fogli di polarizzazione, i cui conduttori sono formati da strisce ?

7?- Antenna onnidirezionale secondo una delle rivendi cazioni precedenti, caratterizzata dal fatto; che i fogli di.polarizzazione (8,9,10) sono disposti fra supporti (5,6,7,11), che sono eseguite

a forma di anello, sono fatti di materiale isolante e incorrispondenza dei loro bordi superiori ed inferiori sono adattati alla forma biconica.

8.- Antenna on.nidinsionele secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che il materiale isolante dei supporti (5,6,7,11) ? materiale schiumificato.

9?- Antenna onnidirezionale secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata da un montaggio ad una determinata distanza su una lastra di base (12) metallica di forma circolare.

10.- Antenna onnidirezionale secondo la rivendica-, zione 9, caratterizzata dal fatto che sulla lastra di base (12) metallica ? disposto un anello (15) di materiale assorbente, che si estende perifericamente dal bordo della lastradi base (12) metallica fino al bordo del cono inferiore (2) e nella sua altezza ? dimensionato in modo da terminare con il bordo esterno del cono inferiore (2).

11.- Antenna unidirezionale secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata da una coperfcura mediante una cappa protettiva dielettrica (15)?: 12.- Antenna onnidirezionale secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata da jun angolo di apertura fra i due coni (1,2) di circa 80?

15.- Antenna onnidirezionale secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal^fatte che l?ampiezza verticale dell'apertura anulare fra i due conile pari a circa 0,85 volte la lunghezza della pi? lunga onda elettromagnetica da trasmettere .

14-.- Antenna onnidirezionale secondo una delle rivendicazioni precedenti , caratterizzata dall'impiego come antenna Transponder - radar secondario per seguali di banda S ( 2 fino a 4-GHz) polarizzati verticalmente e segnali di banda X e (8 fino a 18 GHz) polarizzati a piacere. .