NL1010657C1

NL1010657C1 - Arrayantenne en werkwijze voor het bedrijven van een arrayantenne.

Info

Publication number: NL1010657C1
Application number: NL1010657A
Authority: NL
Inventors: Bernard Jozef Reits
Original assignee: Hollandse Signaalapparaten Bv
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-05-30
Also published as: AU5952499A; EP1005103B1; AU756560B2; CA2290310C; US6175330B1; EP1005103A1; DE69905128D1; ATE232022T1; CA2290310A1; DE69905128T2

Description

Arravantenne en werkwijze voor het bedrijven van een arravantenne

De uitvinding heeft betrekking op een arrayantenne, 5 omvattende een verzameling van stralers, voor het uitzenden of ontvangen van microgolfstraling, welke stralers binnen het volume van een denkbeeldig driedimensionaal lichaam, bij voorkeur een bol, althans in hoofdzaak homogeen zijn verdeeld, waarbij de individuele stralers elk via een 10 instelbare fazedraaier zijn aangesloten op een zendnetwerk, voor het in drie dimensies kiezen van een richting waarin microgolfstraling kan worden uitgezonden.

Een arrayantenne van dit type is bekend uit DE-A 28.22.845. 15 Met deze bekende arrayantenne is het echter niet mogelijk om de positie van een doel voldoende nauwkeurig te bepalen voor vuurleidingtoepassingen. Voor een nauwkeurige bepaling is het nodig om voor een doel de in het vakgebied bekende foutspanningen, bijvoorbeeld in azimut en elevatie te 20 genereren, bijvoorbeeld onder toepassing van een monopuls antenne.

Uit EP-B 0207 511 is een arrayantenne van het monopuls type bekend. Daarbij is de bolvormige antenne opgedeeld in acht 25 octanten, waarmee de foutspanningen kunnen worden bepaald door de uitgangssignalen van de acht octanten te combineren. De bekende arrayantenne voldoet goed als een doel op een snijlijn van twee scheidingsvlakken tussen de octanten ligt, omdat dan sprake is van symmetrie tussen de 30 verschillende delen van de antenne. Voor doelen die hier niet aan voldoen is de performance van de arrayantenne suboptimaal.

De arrayantenne volgens de uitvinding komt aan dit bezwaar 35 tegemoet en heeft als kenmerk, dat voor ontvangst de 1010657 2 verzameling van stralers is gesplitst in twee, drie of vier deelverzamelingen, dat voor elke deelverzameling de stralers althans in hoofdzaak homogeen zijn verdeeld in het lichaam en dat is voorzien in twee, drie of vier op de 5 deelverzamelingen aangesloten ontvangnetwerken voor het gelijktijdig in drie dimensies kiezen van twee, drie of vier richtingen waaruit microgolfstraling kan worden ontvangen.

10 De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het bedrijven van een arrayantenne, omvattende een verzameling van stralers, voor het uitzenden of ontvangen van microgolfstraling, welke stralers binnen het volume van een denkbeeldig driedimensionaal lichaam, bij voorkeur een 15 bol, althans in hoofdzaak homogeen zijn verdeeld, waarbij in een zendmode althans in hoofdzaak alle individuele stralers via instelbare fazedraaiers en via een zendnetwerk worden voorzien van een zendsignaal, voor het opwekken van een microgolfbundel in een vooraf bepaalde richting.

20

De inventieve werkwijze heeft als kenmerk, dat in een ontvangstmode twee, drie of vier deelverzamelingen met althans in hoofdzaak gelijke aantallen homogeen in het lichaam verdeelde stralers via instelbare fazedraaiers en 25 via twee, drie of vier ontvangnetwerken worden gecombineerd, voor het in drie dimensies kiezen van twee, drie of vier richtingen van waaruit microgolfstraling kan worden ontvangen.

30 Een gunstige realisatie van de werkwijze heeft als kenmerk, dat in de zendmode de microgolfbundel op een doel wordt gericht en dat in de ontvangstmode de twee, drie of vier richtingen zodanig worden gekozen dat uitgangssignalen van de twee, drie of vier ontvangnetwerken kunnen worden 1010657 3 gecombineerd tot een somsignaal en tenminste één verschilsignaal.

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van de 5 figuur, waarbij schematisch is aangegeven hoe binnen een bol 1 een verzameling stralers 2,i homogeen is verdeeld, althans zodanig dat bij het op een op zich bekende wijze in faze aansturen van de stralers, een bundel met een goede hoofdlus/zijlusaverhouding wordt verkregen. Volgens de 10 uitvinding is de verzameling stralers verdeeld in vier deelverzamelingen, die elk eveneens homogeen zijn verdeeld binnen bol 1. In de figuur zijn ter illustratie de stralers van de verschillende deelverzamelingen aangegeven als rondjes, vierkantjes, kruisjes, en driehoekjes. Elke 15 straler 2,i is via een bidirectionele fazedraaier 3,i en een circulator 4,i aangesloten op een zendnetwerk 5, dat microgolfenergie, afkomstig van een verder niet getoonde zender, verdeelt over alle stralers 2,i. Zendnetwerk 5 is bijvoorbeeld uitgevoerd als een ongewogen verdeelnetwerk in 20 striplijntechnologie. De stralers 2,i van de vier verschillende deelverzamelingen worden via de bijbehorende circulators 4,i aangesloten op vier ontvangnetwerken 6,7,8,9, zodanig dat ontvangen microgolfstraling gecombineerd kan worden afgegeven als vier signalen 25 A,B,C,D. Ontvangnetwerken 6,7,8,9 zijn bijvoorbeeld uitgevoerd als ongewogen combinernetwerken in striplijntechnologie.

In een eerste gebruiksmode worden de fazedraaiers 3,i op 30 een op zich bekende wijze zodanig gezet dat via zendnetwerk 5 aangevoerde microgolfenergie in één richting als een bundel wordt uitgezonden. Ontvangen echosignalen worden via de fazedraaiers 3,i op een op' zich bekende wijze coherent gecombineerd tot vier onderling coherente echosignalen aan 101 0657 4 de uitgangen A,B,C,D, die vervolgens kunnen worden gesommeerd voor het verkrijgen van één echosignaal.

In een tweede gebruiksmode worden de fazedraaiers 3,i op 5 een op zich bekende wijze zodanig gezet dat via zendnetwerk 5 aangevoerde microgolfenergie in een richting als een bundel wordt uitgezonden. Na het beëindigen van de uitzending worden de fazedraaiers 3,i verzet, zodanig dat de vier deelverzamelingen vier verschillende ontvangst-10 bundels vormen, die elk een kleine hoek maken met de uitgezonden bundel. Het ligt dan voor de hand de bundels zodanig neer te leggen dat een klassieke monopulsmeting wordt verricht, zodat de ontvangen echosignalen via de fazedraaiers 3,i coherent kunnen worden gecombineerd tot 15 vier monopulsuitgangen A,B,C,D, die vervolgens op de klassieke wijze kunnen worden verwerkt tot som- en verschilsignalen.

Het ook mogelijk de uitvinding te realiseren met slechts 20 twee deelverzamelingen van stralers 2,i, waarbij dan op geheel analoge wijze uit een radaruitzending een foutspanning in azimut of in elevatie kan worden bepaald uit de signalen A en B. Men kan dan bijvoorbeeld de even radaruitzendingen benutten voor het bepalen van een 25 foutspanning in azimut en de oneven uitzendingen voor het bepalen van een foutspanning in elevatie.

Het ook mogelijk de uitvinding te realiseren met drie deelverzamelingen van stralers 2,i, waarbij dan drie 30 ontvangbundels worden gerealiseerd die bijvoorbeeld boven, schuin links onder en schuin rechts onder de zendbundel worden gepositioneerd, waarna weer op een op zich voor de hand liggende wijze de foutspanningen in azimut en elevatie kunnen worden bepaald uit de signalen A,B en c.

1010657

Claims

1. Arrayantenne, omvattende een verzameling van stralers, voor het uitzenden of ontvangen van microgolfstraling, 5 welke stralers binnen het volume van een denkbeeldig driedimensionaal lichaam, bij voorkeur een bol, althans in hoofdzaak homogeen zijn verdeeld, waarbij de individuele stralers elk via een instelbare fazedraaier zijn aangesloten op een zendnetwerk, voor het in drie dimensies 10 kiezen van een richting waarin microgolfstraling kan worden uitgezonden, met het kenmerk, dat voor ontvangst de verzameling van stralers is gesplitst in twee, drie of vier deelverzamelingen, dat voor elke deelverzameling de stralers althans in hoofdzaak homogeen zijn verdeeld in het 15 lichaam en dat is voorzien in twee,drie of vier op de deelverzamelingen aangesloten ontvangnetwerken voor het gelijktijdig in drie dimensies kiezen van twee, drie of vier richtingen waaruit microgolfstraling kan worden ontvangen. 20

2. Werkwijze voor het bedrijven van een arrayantenne, omvattende een verzameling van stralers, voor het uitzenden of ontvangen van microgolfstraling, welke stralers binnen het volume van een denkbeeldig driedimensionaal lichaam, 25 bij voorkeur een bol, althans in hoofdzaak homogeen zijn verdeeld, waarbij in een zendmode althans in hoofdzaak alle individuele stralers via instelbare fazedraaiers en via een zendnetwerk worden voorzien van een zendsignaal, voor het opwekken van een microgolfbundel in een vooraf bepaalde 30 richting, met het kenmerk, dat in een ontvangstmode twee, drie of vier deelverzamelingen met althans in hoofdzaak gelijke aantallen homogeen in het lichaam verdeelde stralers via instelbare fazedraaiers en via twee, drie of vier ontvangnetwerken worden gecombineerd, voor het in drie 1010657 dimensies kiezen van twee, drie of vier richtingen van waaruit microgolfstraling kan worden ontvangen.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat in 5 de zendmode de microgolfbundel op een doel wordt gericht en dat in de ontvangstmode de twee, drie of vier richtingen zodanig worden gekozen dat uitgangssignalen van de twee, drie of vier ontvangnetwerken kunnen worden gecombineerd tot een somsignaal en tenminste één verschilsignaal. 1010657