NL8100278A - Meervoudig antennestelsel. - Google Patents

Meervoudig antennestelsel. Download PDF

Info

Publication number
NL8100278A
NL8100278A NL8100278A NL8100278A NL8100278A NL 8100278 A NL8100278 A NL 8100278A NL 8100278 A NL8100278 A NL 8100278A NL 8100278 A NL8100278 A NL 8100278A NL 8100278 A NL8100278 A NL 8100278A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
transmission lines
antenna
couplings
terminals
coupling
Prior art date
Application number
NL8100278A
Other languages
English (en)
Other versions
NL189221C (nl
Original Assignee
Hazeltine Corp
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 Hazeltine Corp filed Critical Hazeltine Corp
Publication of NL8100278A publication Critical patent/NL8100278A/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL189221C publication Critical patent/NL189221C/nl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/22Antenna units of the array energised non-uniformly in amplitude or phase, e.g. tapered array or binomial array
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

E 3969-41 J
' P & c
Meervoudig antennestelsel.
De uitvinding heeft betrekking op een meervoudig antennestelsel en in het bijzonder op een antennestelsel bestemd voor uitbetaling in een beperkt ruimtelijk hoekgebied.
In de Nederlandse octrooiaanvrage 7607716 is een meervoudig antenne-5 stelsel voor beperkte aftasting beschreven waarbij een scherpe afsnijding van het elementenpatroon optreedt. Volgens die octrooiaanvrage wordt gebruik gemaakt van een koppelnetwerk voor het onderling verbinden van de ingangs-aansluitingen van een reeks antenne-element-modulen en de overeenkomstige antenne-elementen van elk moduul. Verder verbindt het netwerk de element-10 modulen onderling zodanig dat signalen die worden toegevoerd aan een willekeurige ingangsaansluiting voornamelijk worden toegevoerd aan de elementen van het overeenkomstige elementenmoduul en tevens worden toegevoerd aan geselecteerde elementen in de andere elementen-modulen van het stelsel.
Door deze selectieve koppeling kan de antenneapertuur worden voorzien van 15 een apertuurbekrachtiging die ongeveer overeenkomt met een elementverdeling volgens voor ingangssignalen toegevoerd aan een willekeurige ingangs aansluiting van het koppelnetwerk. De toevoer van golfenergiesignalen aan één der ingangsaansluitingen doet het antennestelsel derhalve een effektief patroon uitstralen dat overeenkomt met het stralingspatroon dat ongeveer 20 wordt uitgestraald door een apertuurverdeling volgens ——— , dat wil zeggen een elementenpatroon met een nagenoeg gelijkmatige amplitude over een geselecteerd ruimtelijk hoekgebied en vrijwel geen straling over de andere ruimtedelen, waarin de straling moet worden onderdrukt. De effektieve onderlinge afstand van de elementen van het stelsel kan worden vergroot totdat 25 tralielobben die tijdens de aftasting van een stralingsbundel over het gewenste ruimtelijke gebied kunnen optreden, kunnen vallen in gebieden van het antenne-elementen-patroon waarin antennestraling moet worden onderdrukt. Daardoor kan een aanmerkelijk grotere effektieve onderlinge afstand tussen de elementen worden toegepast voor een meervoudig antennestelsel met beperkte 30 aftasting en het aantal aktieve elementen, bijvoorbeeld faseverschuivers, dat nodig is voor het bedrijf van het meervoudig antennestelsel in een bepaald systeem, zoals een microgolf-landingsstelsel, kan aanmerkelijk worden verlaagd.
Een ander antennestelsel met een modulair koppelnetwerk voor een soort-35 gelijke sturing van het elementen-stralingspatroon is beschreven in de
Nederlandse octrooiaanvrage 7807328. Hoewel beide beschreven bekende stelsels, en in het bijzonder het eerstgenoemde bekende stelsel, in staat zijn een effektieve sturing te verschaffen van een antenne-elementen-patroon teneinde 8100278 Λ % - 2 - een elementenpatroon te verkrijgen dat een grotere effektieve onderlinge afstand van de elementen mogelijk maakt met de daaraan gepaard gaande besparing aan stuurkomponenten voor een antenne met beperkte aftasting zijn de bekende stelsels het beste bruikbaar in slechts een beperkte frequentie-5 band, hetgeen geldt voor de eerstgenoemde uitvoering, danwel zij maken een ingewikkeld netwerk van onderlinge verbindingen nodig, zoals in het laatstgenoemde uitvoeringsvoorbeeld.
De uitvinding beoogt een eenvoudig antennestelsel te verschaffen met sturing van het antenne-elementen-patroon teneinde de sturing van het 10 elementenpatroon en de besparingen van de eerder genoemde uitvoering te verkrijgen, onder toepassing van een vereenvoudigd koppelnetwerk dat kan werken over een betrekkelijk brede frequentieband.
De uitvinding verschaft een meervoudig antennestelsel met een antenne-apertuur met een reeks van N antenne-element-modulen, waarbij elk moduul 15 tenminste twee groepen antenne-elementen bevat en elke groep antenne-elementen één of meer antenne-elementen bevat. De elementen-modulen en elementen-groepen zijn opgesteld langs een voorafbepaalde baan. Tevens is een reeks van 2N eerste transmissielijnièn aanwezig, waarvan er telkens één behoort bij elk der an tenne-e lemen ten-groepen, voor het toevoeren van 20 golfenergiesignalen aan de elementen van de elementengroep. Tevens is een reeks van N tweede transmissielijnen aanwezig, en wel één voor elk der antenne-elementen-modulen. Elk van de tweede transmissielijnen heeft een ingangsaansluiting en snijdt een geselecteerd aantal van de eerste transmissieli jnen. Er is een reeks van N stellen richtingkoppelingen aanwezig, 25 waarbij elk stel een geselecteerd aantal koppelingen omvat en waarbij overeenkomstige koppelingen van de N stellen nagenoeg identiek zijn. Elk stel koppelingen dient voor het koppelen van één der N tweede transmissie-' lijnen met de gesneden eerste transmissielijnen en elk van de richting koppelingen heeft een geselecteerde koppelamplitude en koppelfase teneinde 30 signalen die worden toegevoerd aan één der eerste ingangsaansluitingen voornamelijk toe te voeren aan de elementengroep van een elementenmoduul die overeenkomt met de ingangsaansluiting en tevens met geselecteerde relatieve amplitude en fase toevoert aan geselecteerde elementen in andere groepen van het stelsel.
35 Bij een voorkeursuitvoering zijn de elementen opgesteld langs een voorafbepaalde baan in de vorm van een rechte lijn. De golfenergiesignalen die worden toegevoerd aan de ingangsaansluitingen van de tweede transmissieli jnen kunnen met variërende amplitude worden geleverd, waardoor de antenne een stralingspatroon uitstraalt met een hoekfrequentievariatie. In plaats 40 daarvan kunnen de golfenergiesignalen een variërende fase hebben en op 8100278 r * - 3 - die wijze de antenne een met de tijd variërend hoekstralingpatroon doen uitstralen.
Bij een voorkeursuitvoering zijn de eerste en tweede transmissielijnen zo aangebracht dat golfenergiesignalen vanuit elk der ingangsaansluitingen 5 worden toegevoerd aan de antenne-elementen-groepen met gelijke faselengten van de overdracht en de geselecteerde amplitude en fase van de stellen koppelinrichtingen veroorzaken een apertuurbekrachtiging ongeveer over-eenkomstig —-— van de an tenne-e lemen ten als reaktie op signalen die worden toegevoerd aan een willekeurige ingangsaansluiting. De hart-op-hart afstand 10 tussen aangrenzend^ antenne-elementen-modulen in het stelsel kan gelijk zijn en deze afstand komt overeen met de effektieve elementafstand van het stelsel. In dat geval worden de relatieve amplituden en fasen zo gekozen dat een effektief elementenpatroon wordt uitgestraald dat tralielobben voor het geselecteerde effektieve elementenpatroon en stralingsgebied van 15 het stelsel onderdrukt. Volgens een voorkeursuitvoering kunnen de transmissielijnen worden uitgevoerd met microstrook-technieken en de transmissielijnen kunnen elkaar snijden ter plaatse van richtingkoppelingen die kunnen worden gevormd als aftakleiding-riciitingkoppelingen van de microstrook-transmissie-lijnen.
20 Volgens een voorkeursuitvoering is het meervoudige antennestelsel opgebouwd uit koppelmodulen die elk zijn aangesloten op soortgelijke antennemodulen teneinde een koppelnetwerk te vormen waarin een reeks eerste transmissielijnen aanwezig is die elk aan het ene uiteinde zijn aangesloten op antenne-element-aansluitingen en aan het andere uiteinde zijn afgesloten, 25 alsmede een reeks tweede transmissielijnen die geselecteerde eerste * transmissielijnen snijden en selectief daarmee gekoppeld zijn en aan het andere uiteinde zijn afgesloten. Het koppelmoduul omvat een ingangsaanslui-ting, tenminste twee paren antenne-element-aansluitingen, een reeks richtingkoppelingen waarvan het aantal gelijk is aan het maximale aantal eerste 30 transmissielijnen dat is gekoppeld met enige tweede transmissielijn en kruiskoppelpoorten, waarbij de koppelinrichtingen richtingkoppelcoëfficiënten hebben die zo zijn gekozen dat zij tezamen werkzaam zijn in het netwerk en dat het signaal dat wordt toegevoerd aan de ingangsaansluiting voornamelijk wordt toegevoerd aan de elementaansluitingen van het elementenmoduul en met 35 geselecteerde relatieve amplitude en fase tevens worden toegevoerd aan geselecteerde andere elementaansluitingein in andere elementenmodulen van het stelsel.
De uitvinding wordt hieronder nader toegelicht aan de hand van de tekening, die betrekking heeft op een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens 40 de uitvinding.
8100278 ·#: ♦ - 4 - ·
Fig. 1 is een schema van een meervoudig antennestelsel volgens de uitvinding.
Fig. IA is een schema van een richtingkoppeling waaruit de notatie toegepast in fig. 1 blijkt.
5 Fig. 2 is een afbeelding van een microstrook-uitvoering van het antennestelsel volgens de uitvinding.
Fig. 2A is een afbeelding van de werking van de microstrook-koppel-inrichtingen gebruikt in de uitvoering volgens fig. 2.
Fig. 3 is een afbeelding van een mogelijke apertuurbekrachtiging 10 die beschikbaar is met een inrichting volgens de uitvinding.
Fig. 4 is een schema van een andere ui tvoe rings vorm van een meervoudig antennestelsel volgens de uitvinding.
Fig. 5 is een afbeelding van een mogelijke apertuurbekrachtiging voor . het stelsel uit fig. 4.
15 De antenne uit fig. 1 heeft een apertuur die bestaat uit een reeks antenne-elementen-modulen. Elk moduul omvat twee antenne-elementen-groepen. Elk der groepen omvat in het geval van de antenne volgens fig. 1 slechts een enkel antenne-element, maar zoals aangegeven in de Nederlandse octrooiaanvrage 7607715 kunnen de antenne-elementen-groepen elk één of meer 20 antenne-elementen omvatten. De antenne-elementen die worden toegepast in een meervoudig antennestelsel als afgebeeld in fig. 1 zijn in een typerend geyal dipoolantennes, golfpijp-openingen, gleuven of soortgelijke kleine 0 stralers. Bij de afgebeelde uitvoeringsvorm zijn de antenne-elementen opgesteld langs een rechte lijn en zij vormen een apertuur die een lineair 25 stelsel antenne-elementen’ bevat. De uitvinding is niet noodzakelijkerwijs beperkt tot zulke lineaire stelsels van antenne-elementen, maar kan ook worden toegepast op stelsels waarin de antenne-elementen zijn .opgesteld . langs een andere baan dan een rechte lijn, bijvoorbeeld een cirkelboog en zij zijn ook van toepassing op de opstelling van antenne-elementen in een 30 vlak en de mogelijkheid van aftasting in één of meer hoekrichtingen ten opzichte van dat vlak.
In fig. 1 omvat het eerste antenne-element-moduul de elementen Al en Al', het tweede antenne-moduul omvat de elementen A2 en A21, het derde antenne-elementen-moduul omvat de antenne-elementen A3 en A3' enz. Voor 35 elk der antenne-elementen van het stelsel uit fig. 1 is een eerste trans-missielijn aanwezig die aan het ene einde is aangesloten op dat element en aan het andere uiteinde is afgesloten met een resistieve belasting. Er is dus een transmissielijn 10 die aan het ene uiteinde is verbonden met het antenne-element Al en aan het andere uiteinde is aangesloten op een 8100278 • - 5 - resistieve belasting 22. Op soortgelijke wijze is de transmissielijn 12 aangesloten tussen het antenne-element Al' en de resistieve belasting 24 en de transmissielijnen 14, 16, 18 en 20 zijn op soortgelijke wijzen aangesloten op respektieve antenne-elementen A2, A21, A3, A3' en zijn voorzien 5 van hun eigen resistieve afsluitbelastingen. Zoals blijkt uit het schema van fig. 1 is er tevens een reeks tweede transmissielijnen aanwezig, die elk overeenkomen met elk der antenne-element-modulen en die de eerste transmissielijnen snijden. Er is dus een transmissielijn 30 die overeenkomt met het antenne-elementen-moduul bestaande uit de antenne-elementen 10 Al en Al'. De transmissielijn 30 heeft een ingangsaansluiting Tl en is met zijn andere uiteinde aangesloten op een resistieve belasting 31. Op soortgelijke wijze zijn verder twee transmissielijnen 32, 34 en 36 aangesloten tussen respektieve ingangsaansluitingen T2, T3 en T4 en respektieve resistieve belastingen 33, 35 en 37. Elk der tweede transmissielijnen is 15 selectief gekoppeld met de erdoor gesneden eerste transmissielijnen, als afgebeeld in fig. 1. De tekenwijze van de richtingkoppelingen uit fig. 1 is aangegeven in fig. IA. Elk der transmissielijnen 30, 32 en 34 is via een overeenkomstig stel richtingkoppelingen (C1-C5 voor de lijn 30; C1-C7 voor de lijn 32 en C1-C8 voor de lijn 34) gekoppeld met de erdoor 20 gesneden eerste transmissielijnen.
Elk van. de koppelingen Cl tot en met C8 heeft een koppelamplitude en een koppelfase die zo is gekozen dat signalen toegevoerd aan één der ingangsaansluitingen Tl, T2 en T3 met geselecteerde amplitude en fase worden toegevoerd aan de elementen van het stelsel. Volgens de uitvinding 25 is elk stel overeenkomstige koppelingen Cl tot en met C8 nagenoeg identiek.
De stellen koppelingen zijn zo gekozen dat signalen die worden toegevoerd aan een ingangsaansluiting, bijvoorbeeld de ingangsaansluiting T3, in hoofdzaak worden toegevoerd aan een overeenkomstig paar antenne-elementen A3, A3' (die tezamen een elementenmoduul vormen) en tevens worden toegevoerd 30 aan geselecteerde andere elementen in het stelsel, met zodanige amplituden en fasen dan een bekrachtiging van de elementenapertuur wordt verkregen die si.n x ongeveer overeenkomt met een apertuurverdeling volgens - . Zoals
X
hiervoor beschreven ten aanzien van de eerder genoemde octrooiaanvragen resulteert deze soort amplitudeverdeling over de elementen van de apertuur 35 in een uitgestraald elementenpatroon dat grotendeels overeenkomt met straling met gelijkmatige amplitude binnen een geselecteerd gewenst ruimtelijk boekgebied waarin de antenne moet werken en straling met aanmerkelijk geringere amplitude in andere ruimtelijke gebieden, bijvoorbeeld de gebieden waarin een tralielobbe van het stelsel zou kunnen optreden. Een geschikte bekrachtiging 8100278 - 6 - ' van de elementenapertuur voor signalen toegevoerd aan de aansluiting T3 van het stelsel uit fig. 1 is afgebeeld in fig. 3, waarin de elementen A3 en A3' een signaalamplitude 1 vertonen, de elementen A2' en A4 een signaalamplitude van 0,5 vertonen en de elementen Al' en A5 een signaal-5 amplitude van -0,2 vertonen. Er wordt geen signaal toegevoerd aan de elementen A2 en A4'. De volgende koppelcoëfficiënten voor de koppelingen Cl tot en met C8 geven ongeveer het patroon volgens fig. 3 voor de elementamplituden, met een gelijkmatige verdeling van de koppelingen langs de eerste en tweede transmissiënjnen.
10 Cx = -0,1776 C5 = 0,8000 C_ = -0,1377 Cr = 0,3936 2. o C3 = 0,2610 C7 - 0,0000 C4 « 0,7304 Cg = -0,2901
Opgemerkt dient te worden dat voor sommige elementen de baan van de 15 ingangsaansluiting naar het element verscheidene richtingen kan volgen en dat derhalve de berekening van koppelwaarden voor een bepaalde gewenste bekrachtiging van de elementenapertuur bij. voorkeur plaatsvindt met behulp van een numeriek rekentuig.
Het hierboven gegeven stel koppelwaarden is geschikt voor gebruik in 20 een meervoudige stelsel ontworpen voor het sturen van een antennebundel binnen een ruimtelijk hoekgebied van Ï5° zonder tralielobben. De elementenmodulen van zulk een stelsel kunnen niet minder dan twee golflengten uit elkaar liggen en het effektieve elementenpatroon dat wordt verkregen met de bekrachtiging volgens fig. 3 onderdrukt tralielobben.
25 Een ander stel koppelwaarden dat een soortgelijke berkachtiging van de apertuur levert, waarbij de elementenwaarden als volgt zijn C, = -0,118 Cc = 0,581 1 5 C2 = -0,045 Cg = 0,300 C3 = 0,251 C? =0 30 C4 = 0,557 Cg = -0,150
Een belangrijke eigenschap van de uitvinding is dat de banen door het netwerk vanaf een willekeurige ingangsaansluiting T naar de antenne-elementen die zijn gekoppeld met die aansluiting ongeveer gelijke lengten van de transmissiën jnen vertonen. Dit feit maakt de variatie van de invoegfase 35 door het netwerk als functie van de bedrijfsfrequentie zo gering mogelijk. Daardoor kan het stelsel volgens de uitvinding uitstekend werken over een betrekkelijk breed frequentiebereik.
Het is duidelijk dat het mogelijk is andere en meer uitgebreide amplitude bekrachtigingen van de apertuur te verkrijgen als gevolg van een ingangssignaal 8100278 > * - 7 - voor één der ingangsaansluitingen uit fig. 1, door gebruik te maken van een verder uitgebreid eerste en tweede stel transmissielijnen en verdere richtingkoppelingen in elk der stellen koppelingen die in het stelsel voorkomen .
5 In het stelsel volgens fig. 4 bestaat elk der antennemodulen bijvoor beeld uit drie antenne-elementengroepen, waarbij elke groep één element bevat. Derhalve wordt het signaal dat wordt toegevoerd aan elk der ingangs-aansluitingen (Tl, T2, T3 enz) voornamelijk toegevoerd aan de drie antenne-elementengroepen die daarmee overeenkomen en in de tweede plaats ook aan 10 elementen in andere geselecteerde groepen uit het stelsel, teneinde de gewenste apertuurbekrachtigingen volgens fig. 5 en de onderstaande tabel te verkrijgen: A3 = 1 A3’ = A3" = 0,83 15 A2" = A4' = 0,41 A2- = A4 = 0 A2' = A4” = -0,21
Bij de uitvoering volgens fig. 4 zijn de koppelwaarden voor de stellen richtingkoppelingen Cl tót en met C9 als volgt: 20 Cl = -0,310 C6 = 0,577 C2 = 0 C7 0,228 C3 = 0,518 C8 = -0,092 C4 = 0,650 C9 = -0,163 C5 = 0,693 25 Evenals bij de uitvoering volgens de Nederlandse octrooiaanvrage 7607716 kan het meervoudige antennestelsel volgens fig. 1 worden gebruikt tezamen met een signaalgenerator en een faseverschuivingscircuit teneinde een antennebundel te verkrijgen die elektronisch kan worden gestuurd door variatie van de verdeling van het stel signalen dat wordt toegevoerd aan 30 elk der ingangsaansluitingen Tl, T2, T3 enz. In plaats daarvan is het mogelijk een zogenaamd Doppler-stelsel te verkrijgen door een variatie van de amplitude van het signaal met de tijd voor elk der ingangs-aansluitingen toe te passen. Als ingangssignalen volgens een reeks worden toegevoerd aan de aansluitingen Tl, T2, T3, T4 enz straalt de antenne-apertuur een antenne-35 patroon uit met een frequentie die varieert met de hoekrichting in de ruimte.
Hoewel de antenne volgens fig. 1 slechts is ingericht op bundelaf tasting of andere aktieve variatie van het antennepatroon in één hoekcoördinaat in de ruimte is het duidelijk dat een reeks meervoudige stelsel als afgebeeld in fig. 1 naast elkaar kan worden aangebracht (bijvoorbeeld in een richting 8 1 00 2 7 8 - 8 - loodrecht op het vlak van tekening) teneinde een vlak stelsel van antenne-elementen te verkrijgen. De beginselen die van toepassing zijn op het lineaire stelsel uit fig. 1 zijn evenzeer van toepassing op het vlakke stelsel, met toevoeging van verdere koppelnetwerken die de ingangs-5 aansluitingen van elk der netwerken voor de lineaire stelsels antenne- elementen verbinden. Volgens een andere variant van het meervoudige stelsel uit fig. 1, die ook reeds is beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 7607716 is het mogelijk een reeks antenne-elementen voor elk der antenne-elementplaatsen Al, Al’, A2, A21 van het lineaire stelsel uit fig. 1 10 toe te passen. Deze reeks antenne-elementen kan bijvoorbeeld worden gebruikt om het elementenpatroon te vormen in de richting van de hoekcoördinaat loodrecht op de lijn langs welke de elementen Al, Al' , A2, A2' zijn opgesteld.
In fig. 2 is een uitvoeringsvorm van het stelsel uit fig. 1 afgebeeld waarbij de transmissielijnen en koppelingen zijn gevormd uit een enkele 15 laag microstrook-transmissielijnen. Verder zijn de koppelingen in het koppelnetwerk uit fig. 2 opgesteld volgens koppelmodulen 40, 42, 44, zodat elk der ingangsaansluitingen T een overeenkomstig stel antennes A en A' en een stel tussenliggende koppelingen omvat, die alle kunnen worden gevórmd • op een enkel paneel met gedrukte bedrading in de vorm van microstrook-trans- 20 missielijnen. Verder kunnen de microstrook-transmissielijnen die worden gebruikt in elk der elementmodulen 40, 42, 44 van de antenne uit fig. 2 identiek zijn en derhalve naast elkaar worden aangebracht in de gedrukte bedrading, waarbij gebruik wordt gemaakt van kruiskoppelingspoorten 46a, 46b, 46c, 46d voor het vormen van een compleet koppelnetwerk voor het 25 stelsel. In plaats daarvan kan door gebruikmaking van zichzelf herhalende druktechnieken het gehele koppelnetwerk worden aangebracht op een enkel groot paneel met gedrukte bedrading.
In het schema uit fig. 1 kunnen gemakkelijk het eerste stel transmissie- i lijnen die elk zijn verbonden met een antenne-element en het tweede stel 30 transmissielijnen die elk zijn. verbonden met een ingangsaansluiting worden onderscheiden. In fig. 2 is het moeilijker, de eerste en tweede stellen transmissielijnen te herkennen, daar de transmissielijnen diagonaal lopen door elk der toegepaste richtingkoppelingen in het microstrook-circuit. Opgemerkt dient te worden dat de koppelingen Cl van het stelsel uit fig. 2 35 koppelingen voor "0 dB" zijn; dat wil zeggen de lijnen die elkaar kruisen in de koppeling C7 zijn niet met elkaar gekoppeld. Derhalve is de koppel-waarde voor de koppeling C7 in de bovenstaande tabel gelijk aan 0. In fig. 2A is het schema afgebeeld van de koppelingen die aanwezig zijn in de uitvoering volgens fig. 2 van de antenne.
8 1 0 0 2 7 8 - 9 -
Het is duidelijk dat de voorbeelden van bekrachtigingen van het stelsel en de aangegeven koppelwaarden hier slechts bij wijze van voorbeeld zijn gegeven en de uitvinding niet beperken. Het is zondermeer mogelijk deze koppelwaarden te bepalen met behulp van een numeriek rekentuig, uitgaande 5 van de relatieve amplituden en fasen van de koppelsignalen die vanuit elk der ingangsaansluitingen van het stelsel moeten worden toegevoerd aan elk der antenne-elementen uit het stelsel.
De meervoudige antennestelsels volgens de uitvinding zijn hiervoor beschreven in hun toepassing als zendantenne, waarbij signalen worden 10 toegevoerd aan de ingangsaansluitingen T van het stelsel en worden uitgestraald door de antenne-elementen. Het is natuurlijk duidelijk dat zulke antennes volledig reciprook zijn en dat signalen die vanuit de ruimte worden toegevoerd aan de antenne-elementen de aansluitingen T van het stelsel bereiken met een responsiepatroon van de antenne dat identiek is 15 aan het stralingspatroon van de antenne. Derhalve omvat de uitvinding zowel ontvangantennes als zendantennes.
\ 8100278

Claims (10)

  1. 2. Meervoudig antennestelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de voorafbepaalde baan een rechte lijn is.
  2. 3. Meervoudig antennestelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de antenne een stralingspatroon met een hoekfrequentievariatie uitstraalt door middel van een orgaan voor het toevoeren van in amplitude variërende signalen aan de aansluitingen.
  3. 4. Meervoudig antennestelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk dat 30 de antenne een stralingspatroon met in de tijd variërende hoekstand uitzendt door middel van een orgaan voor het toevoeren van in fase variërende signalen aan de aansluitingen.
  4. 5. Meervoudig antennestelsel volgens één of meer der conclusies 1 tot en met 4, met het kenmerk dat de eerste en tweede transmissielijnen (10, 12 35 .....20; 30, 32, 34, 36) en de koppelingen (Cl, C2 .....C9) zodanig zijn uitgevoerd dat ongeveer gelijke lengten van de transmissielijnen tussen elk der ingangsaansluitingen en de gekoppelde antenne-elementen bestaan.
  5. 6. Meervoudig antennestelsel volgens één of meer der conclusies 1 tot en met 5, met het kenmerk dat de geselecteerde amplitude en fase ongeveer 8100278 - 11 - sin x overeenkomen met een bekrachtiging van de apertuur volgens de —-— .
  6. 7. Meervoudig antennestelsel volgens één of meer der conclusies 1 tot en met 6, met het kenmerk dat de afstand tussen aangrenzende antenne-element-modulen gelijk is en overeenkomt met de effektieve elementen- 5 afstand van het stelsel, waarbij de relatieve amplitudei en fasen zo zijn gekozen dat een effektief elementenpatroon wordt uitgestraald waarin tralielobben voor de effektieve elementenafstand zijn onderdrukt.
  7. 8. Meervoudig antennestelsel volgens één of meer der conclusies 1 tot en met 7, met het kenmerk dat de eerste en tweede transmissielijnen (10, 12 10 ----20) 30, 32, 34, 36) microstrook-transmissielijnen omvatten en waarbij de transmissielijnen elkaar snijden ter plaatse van de richtingkoppelingen (Cl, C2----C9) en de richtingkoppelingen aftakleiding-koppelingen omvatten.
  8. 9. Meervoudig antennestelsel volgens één of meer der conclusies 1 tot en met 8, met het kenmerk dat de eerste transmissielijnen (10, 12... 15 20) aan het andere uiteinde zijn afgesloten, terwijl de tweede transmissielijnen (30, 32____36) selectief zijn gekoppeld met geselecteerde eerste transmissielijnen via een reeks van M richtingkoppelingen (Cl, C2....C9) waarbij M gelijk is aan het maximale aantal eerste transmissielijnen dat is gekoppeld met enige tweede transmissielijn, waarbij de koppelingen zijn 20 voorzien van kruiskoppelpoorten en de koppelingen (Cl, C2....C9) koppel- coëfficiënten hebben die zo zijn gekozen dat in totaal in de antenne signalen toegevoerd aan de ingangsaansluitingen van de koppelingen voornamelijk worden toegevoerd aan de elementaansluitingen daarvan en tevens met een geselecteerde relatieve amplitude en fase worden toegevoerd aan geselecteerde 25 andere elementaansluitingen in andere koppelingen van de antenne.
  9. 10. Koppelmoduul ten gebruike in een meervoudig antennestelsel met een reeks antenne-element-aansluitingen en een reeks ingangsaansluitingen, waarbij het koppelmoduul is aangesloten op soortgelijke modulen en tezamen daarmee een koppelnetwerk vormt, gekenmerkt door een reeks van eerste 30 transmissielijnen (10, 12....20) die elk aan het ene uiteinde zijn aangesloten op de antenne-element-aansluitingen en aan het andere uiteinde zijn afgesloten en een reeks van tweede transmissielijnen (30, 32....36) die de eerste transmissielijnen snijden en selectief zijn gekoppeld met geselecteerde eerste transmissielijnen, waarbij het koppelmoduul een ingangs-35 aansluiting, tenminste een paar antenne-element-aansluitingen en een reeks van M richtingkoppelingen (Cl, C2.....C9) omvat, waarbij M gelijk is aan het maximale aantal eerste transmissielijnen dat is gekoppeld met enige tweede transmissielijn, waarbij de koppelingen (Cl,C2...,C9) zijn voorzien van kruiskoppelpoorten en de koppelingen (Cl, C2.....C9) koppelcoëfficiënten 8100278 l- - 12 - hebben die zo zijn gekozen dat in totaal in de antenne signalen toegevoerd aan de ingangsaansluitingen van de koppelingen voornamelijk worden toegevoerd aan de elementaansluitingen daarvan en tevens met geselecteerde relatieve amplitudal en fasen worden toegevoerd aan geselecteerde andere 5 elementaansluitingen in andere koppelingen van de antenne.
  10. 11. Antenne met een netwerk met een reeks antenne-element-aansluitingen, een reeks ingangsaansluitingen en een orgaan voor het selectief koppelen van de element-aansluitingen en de ingang-aansluitingen, met het kenmerk dat het koppelorgaan eerste transmissielijnen omvat die aan het ene 10 uiteinde zijn aangesloten op de antenne-element-aansluitingen en aan het andere uiteinde zijn afgesloten, alsmede tweede transmissielijnen die aan het ene uiteinde zijn aangesloten op de ingangsaansluitingen en aan het andere uiteinde zijn afgesloten, benevens een stel richtingkoppelingen die selectief elk van de tweede transmissielijnen verbinden met geselecteerde 15 eerste transmissielijnen. 8 1 00 27 8
NLAANVRAGE8100278,A 1980-01-29 1981-01-21 Meervoudig antennestelsel. NL189221C (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11673580 1980-01-29
US06/116,735 US4321605A (en) 1980-01-29 1980-01-29 Array antenna system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL8100278A true NL8100278A (nl) 1981-08-17
NL189221C NL189221C (nl) 1993-02-01

Family

ID=22368905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NLAANVRAGE8100278,A NL189221C (nl) 1980-01-29 1981-01-21 Meervoudig antennestelsel.

Country Status (13)

Country Link
US (1) US4321605A (nl)
JP (1) JPS56119503A (nl)
AU (1) AU532501B2 (nl)
BR (1) BR8100468A (nl)
CA (1) CA1164087A (nl)
DE (1) DE3102676A1 (nl)
FR (1) FR2474768B1 (nl)
GB (1) GB2068644B (nl)
IL (1) IL61943A (nl)
IT (1) IT1143320B (nl)
NL (1) NL189221C (nl)
SE (1) SE444624B (nl)
SU (1) SU1077586A3 (nl)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2541518A1 (fr) * 1982-10-26 1984-08-24 Thomson Csf Dispositif d'alimentation d'une antenne reseau a faisceau de balayage
GB2135520B (en) * 1982-12-16 1986-06-25 Marconi Co Ltd Receivers and transmitters comprising a plurality of antenna elements
JPS6024472A (ja) * 1983-07-21 1985-02-07 Nec Corp レ−ダ装置
JPS60102001A (ja) * 1983-11-09 1985-06-06 Nec Corp アレイアンテナ装置
CA1238713A (en) * 1984-06-04 1988-06-28 Alliedsignal Inc. Antenna feed network
EP0215971A1 (en) * 1985-09-24 1987-04-01 Allied Corporation Antenna feed network
US4827268A (en) * 1986-08-14 1989-05-02 Hughes Aircraft Company Beam-forming network
US4876548A (en) * 1986-12-19 1989-10-24 Hazeltine Corp. Phased array antenna with couplers in spatial filter arrangement
US5012254A (en) * 1987-03-26 1991-04-30 Hughes Aircraft Company Plural level beam-forming netowrk
US4924234A (en) * 1987-03-26 1990-05-08 Hughes Aircraft Company Plural level beam-forming network
US4825172A (en) * 1987-03-30 1989-04-25 Hughes Aircraft Company Equal power amplifier system for active phase array antenna and method of arranging same
DE3885082T2 (de) * 1988-01-20 1994-05-11 Hazeltine Corp Phasengesteuerte Antenne mit Kopplern, die zu einem örtlich koppelndem Filter angordnet sind.
JP2720972B2 (ja) 1988-02-05 1998-03-04 ヘーゼルタイン コーポレーション 空間フイルタ構成のカップラを有する整相アレイアンテナ
EP0359238A3 (en) * 1988-09-13 1991-05-22 Nec Corporation Array antenna device having ic units with if conversion circuits for coupling antenna elements and signal combiner
US5214436A (en) * 1990-05-29 1993-05-25 Hazeltine Corp. Aircraft antenna with coning and banking correction
CA2071714A1 (en) * 1991-07-15 1993-01-16 Gary George Sanford Electronically reconfigurable antenna
US5856810A (en) * 1996-10-02 1999-01-05 Gec-Marconi Hazeltine Corp. Electronic Systems Division Low sidelobe multi-beam lossless feed networks for array antennas
US6300901B1 (en) * 2000-05-18 2001-10-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Compact, modular tile architecture for limited field-of-view arrays
JP4569015B2 (ja) * 2001-02-28 2010-10-27 ソニー株式会社 広帯域アレイアンテナ
GB2467772B (en) * 2009-02-13 2012-05-02 Socowave Technologies Ltd Communication system, network element and method for antenna array calibration
US12040558B1 (en) * 2023-06-02 2024-07-16 The Florida International University Board Of Trustees Ultrawideband beamforming networks

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3056961A (en) * 1957-08-15 1962-10-02 Post Office Steerable directional random antenna array
US3293648A (en) * 1961-10-27 1966-12-20 Gen Electric Monopulse radar beam antenna array with network of adjustable directional couplers
US3295134A (en) * 1965-11-12 1966-12-27 Sanders Associates Inc Antenna system for radiating directional patterns
US3824500A (en) * 1973-04-19 1974-07-16 Sperry Rand Corp Transmission line coupling and combining network for high frequency antenna array
US4041501A (en) * 1975-07-10 1977-08-09 Hazeltine Corporation Limited scan array antenna systems with sharp cutoff of element pattern
DE2625062C3 (de) * 1976-06-03 1982-03-11 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Phasengesteuerte Antennenanordnung
US4117494A (en) * 1977-03-31 1978-09-26 Hazeltine Corporation Antenna coupling network with element pattern shift
US4168503A (en) * 1977-06-17 1979-09-18 Motorola, Inc. Antenna array with printed circuit lens in coupling network
US4143379A (en) * 1977-07-14 1979-03-06 Hazeltine Corporation Antenna system having modular coupling network
US4359740A (en) * 1978-02-06 1982-11-16 Hazeltine Corporation Phased array antenna with extinguishable phase shifters
GB2023940B (en) * 1978-06-15 1983-02-02 Plessey Co Ltd Directional arrays
AU531239B2 (en) * 1978-06-15 1983-08-18 Plessey Overseas Ltd. Directional arrays

Also Published As

Publication number Publication date
AU532501B2 (en) 1983-09-29
GB2068644A (en) 1981-08-12
DE3102676A1 (de) 1981-12-17
DE3102676C2 (nl) 1990-09-20
IT8167109A0 (it) 1981-01-28
JPS56119503A (en) 1981-09-19
JPH046121B2 (nl) 1992-02-04
GB2068644B (en) 1983-12-14
FR2474768A1 (fr) 1981-07-31
FR2474768B1 (fr) 1985-06-14
BR8100468A (pt) 1981-08-18
IL61943A (en) 1983-11-30
SE444624B (sv) 1986-04-21
IT1143320B (it) 1986-10-22
SU1077586A3 (ru) 1984-02-29
AU6563080A (en) 1981-08-06
SE8100577L (sv) 1981-07-30
US4321605A (en) 1982-03-23
CA1164087A (en) 1984-03-20
NL189221C (nl) 1993-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8100278A (nl) Meervoudig antennestelsel.
JP2585413B2 (ja) 同一の固体モジュールを使用する低サイドローブフエイズドアレイアンテナ
JP2585399B2 (ja) デュアルモード位相アレイアンテナシステム
KR100574228B1 (ko) 플랫-탑 엘리먼트 패턴을 형성하기 위한 유전체봉의 육각 배열 구조
CN106602265B (zh) 波束成形网络及其输入结构、输入输出方法及三波束天线
CA2568136C (en) Butler matrix implementation
AU605999B2 (en) Microstrip antenna system with multiple frequency elements
EP0959521B1 (en) Wideband phased array antennas and method
US6037910A (en) Phased-array antenna
US5430452A (en) Device for supply to the radiating elements of an array antenna, and application thereof to an antenna of an MLS type landing system
US7095384B2 (en) Array antenna
US3731217A (en) Quasi-optical signal processing utilizing hybrid matrices
EP0253465B1 (en) Beam forming antenna system
CN110456313A (zh) 应用于矩形微带毫米波雷达传感器的装置
JPS5931884B2 (ja) 輻射アンテナシステム
US5812089A (en) Apparatus and method for beamforming in a triangular grid pattern
US5333001A (en) Multifrequency antenna array
US4164742A (en) Multibeam slot array
JP2003532319A (ja) 単一給電の多素子アンテナ
JP2017518721A (ja) 放射特性を調整可能なアンテナ装置およびアンテナ装置の作動方法
US4143379A (en) Antenna system having modular coupling network
US11121462B2 (en) Passive electronically scanned array (PESA)
Ding et al. Two-dimensional Butler matrix concept for planar array
EP2290744B1 (en) Closed shape beam forming network
Hiranandani et al. Widening Butler matrix bandwidth within the X-band

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
V4 Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent

Free format text: 20010121