NO316146B1 - Antenneanordning med mikrostrimmelantennepar - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt horisontalt polariserte antenneanordninger som har et rundtvirkende stralingsmønster i horisontalplanet Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen en antenneanordning som omfatter et par mikrostrimmelantenner som hver har en første koblingsleder med en ende koblet til en jordet ledende plate

Siden mikrostnmmelantennners virkemåte prinsipielt er analog med den for sliss-antenner, i alle fall sa lenge de førstnevnte har rette kanter som bølgene stråles ut fra, skal virkemåten for en antenneanordning av angjeldende mikrostrimmeltype forklares ut fra en slissantennes virkemåte

På de vedføyde tegninger viser fig 1{a) og 1(b) en vanlig shssantenne slik som angitt i artikkelen " X- band Omnidirectional Double- slot Array Antenna" av T Takeshima, publisert i Electronic Engineering, nr 39, side 617 - 621, oktober 1967 Disse figurer viser skjematisk en utforming av en horisontalt polarisert antenneanordning som har et rundtvirkende stralingsmønster i horisontalplanet (shssantenne i rektangulær bølgeleder) Fig 1 (a) er en perspektivskisse, mens fig 1 (b) viser et snitt langs linjen A-A og fig 1(c) er et sideoppnss I fig 1(a) - 1(c) angir henvisningstallet 60 en strålingssliss, 61 en bølgeleder og 62 en flens

Virkemåten for den shssantenne i rektangulær bølgeleder som er vist i fig 1 (a) -1 (c) skal forklares med henvisning til fig 2(a) og 2(b) Fig 2(a) er en skisse som viser magnetfeltfordehngen inne i bølgelederen 61 Fig 2(b) viser et snitt langs linjen A-A og angir fordelingen av magnetfelt inne i bølgelederen sammen med strømmene som flyter langs bølgelederens sideflater

Slike fordelinger av magnetfelt og strøm som er vist i fig 2(a) og 2(b) kan oppnås ved å kortslutte endepartiet av bølgelederen Når strålmgsslissene 60 er anordnet parallelt med bølgelederens akse pa steder som er forskjøvet bort fra midten av den rektangulære bølgeleders sideflate, vil da elektromagnetiske bølger som vandrer langs den rektangulære bølgeleder 61 eksitere strahngsshssene 60 til å sende ut elektromagnetiske bølger

I dette tilfelle vil strahngsshssene 60 bh eksitert ved at hver av dem plasseres på et sted hvor det magnetiske felt inne i bølgelederen 61 har en maksimalverdi Den elektromagnetiske bølgestråhng kan til en viss grad reguleres ved a forandre posisjonen for den enkelte strålingssliss 60

For at bølgeleder-slissantennen som er vist i fig 1(a) - 1(c) skal kunne anvendes som en horisontalt polarisert, rundtstrålende antenne, er strahngsshssene 60 anordnet slik som vist i fig 3{a), dvs pa forsiden og baksiden av bølgelederen 61 Fordelingen av det elektriske felt i horisontalplanet vil da bh endret, slik som vist i fig 3(b) Når strålings-shssene 60 eksiteres ute av fase vil da strahngsfeltet bh kontinuerlig i horisontalplanet Som en følge av dette kan teoretisk rundtstrålende virkning oppnås

Dersom to stråhngsslisser dannes symmetrisk på forsiden og baksiden, slik som vist i fig 1(a), kan imidlertid de to stråhngsslisser eksiteres i samme fase nar strahngsshssene er anordnet i symmetriske posisjoner pa bølgelederen 61 i forhold til midten av bølgeleder-en og i en avstand pa Xg/2 (hvor tø er bølgelengden i bølgelederen)

Slike eksisterte, horisontalt rundtstrålende antenner utformet som forklart ovenfor, er i vidstrakt bruk som antenneanordnmger for fjernsyn og radar

Fra publikasjonen GB 2 221 577 er det tidligere ogsa kjent en plateantenne beregnet på montering på et luftfartøys skrog Denne antenneanordning har to antenne-elementer som hvert bestar av en ledende plate og en hk jordet plate, som peker i motsatte ret-ninger og som er montert på hver sin side av et båndbølgeledernett som gir matingene det nødvendige faseforhold Videre er det fra publikasjonen GB 2 067 842 kjent en mikrostnmmelantenne hvor et andre stralelegeme mates parasittisk fra det første

Pa denne bakgrunn av pnnsielt kjent teknikk har foreliggende oppfinnelsen som oppgave a fremskaffe en antenneanordning av den innledningsvis nevnte art og som frembringer et stråhngsfelt som er sammenhengende i horisontalplanet (asimuttretmngen), slik at det oppnås et rundtstrålende strahngsdiagram, ved a mate de to mikrostnmmelantenner ute av fase, slik som ved å dele opp en leder i en matelednmg

Oppfinnelsen gjelder således en antenneanordning som omfatter et par mikrostnmmelantenner som hver har en første koblmgsleder med en ende koblet til en jordet ledende plate, og som har som særtrekk at de jordede ledende plater er anordnet rygg mot rygg og innbyrdes parallelt, og nevnte første kobhngsledere er anordnet for a eksiteres ute av fase

For å forbedre retningsvirkningen i horisontalplanet kan dessuten andre ikke-eksiterte kobhngsledere av samme form være anordnet rett overfor de første kobhngsledere

For i stor grad å forenkle produksjonen kan de jordede ledende plater i en utførelse av antenneanordningen i henhold til oppfinelsen være utført i ett stykke som en eneste jordet ledende plate som er gitt en S-form

Til denne beskrivelse er det vedføyd tegninger, på hvilke

Fig 1 viser en perspektivskisse (a) av en vanlig rundtvirkende antenneanordning,

sammen med et snitt (b) tatt langs linjen A-A i fig 1 (a) og et sideoppriss (c) av

denne antenneanordning,

fig 2 viser fordelingen (a) av magnetfelt i antenneanordningen vist i fig 1(a) og

retningen (b) av strøm og magnetfelt i et snitt tatt langs linjen A-A i fig 2(a),

fig 3 er en skjematisk fremstilling (a) som tjener til å forklare retningsvirkningen av antenneanordningen vist i fig 1 (a) og som også viser den horisontale elektriske

feltfordeling (b) opprettet av antenneanordningen i fig 3(a),

fig 4 viser en perspektivskisse (a) av en første utførelse av en antenneanordning i henhold til foreliggende oppfinnelse, sammen med et snitt <b) tatt langs linjen

A-A i fig 4(a),

fig 5 viser en perspektivskisse (a) av en andre utførelse av en antenneanordning i henhold til foreliggende oppfinnelse, sammen med et snitt (b) tatt langs linjen

A-A i fig 5(a), og

fig 6 viser en perspektivskisse (a) av en tredje utførelse av en antenneanordning i henhold til foreliggende oppfinnelse, sammen med et snitt (b) tatt langs linjen A-A i fig 6(a)

Forklaringer som henviser til fig 1 - 3 er allerede gitt ovenfor og oppfinnelsen skal nå beskrives i betraktning av fig 4-6

Utførelse 1

Fig 4(a) og 4(b) viser skjematisk en utforming av den første utførelse av foreliggende oppfinnelse, idet fig 4{a) er en perspektivskisse og fig 4(b) viser et snitt tatt langs linjen A-A samt en fordeling av elektrisk felt i dette snitt I disse figurer er en sidekant av hver koblingsleder 24, 24' kortsluttet til en tilsvarende kant av de ledende plater 2, 2' for a danne en mikrostnmmelantenne

I en vanlig mikrostnmmelantenne er det indre elektriske felt ikke forvrengt selv om en sperre (avslutningsleder) anordnes på det sted hvor det indre felt får nullverdi Mikro-stnmmelantennen i henhold til foreliggende oppfinnelse kan dannes ved a dele en ordinær mikrostnmmelantenne i to avsnitt ved hjelp av en kortslutningsleder, og anvende en av de to avsnitt som antenne En bølge polarisert vinkelrett på kortslutningslederen blir da frembragt i mikrostrimmelantennen ved å mate antennen pa et sted perpendi-kulært pa kortslutningslederen

Som det er klart vist i fig 4(b) er derfor et par mikrostnmmelantenner av samme form og med kobhngsledere 24, 24' anordnet på en slik måte at de ledende plater 2, 2' er innbyrdes parallelle, og slik at de to mikrostnmmelantenner er vendt i motsatt retning, idet de to kobhngsledere 24, 24' mates ute av fase Som en følge av dette blir det frembragte strahngsfelt sammenhengende i horisontalplanet (asimuttretningen) og et rundtstrålende strålmgsdiagram kan da oppnås

Utførelse 2

Fig 5(a) og 5(b) viser en skjematisk utforming av den andre utførelse av foreliggende oppfinnelse, idet fig 5(a) er en perspektivskisse og fig 5(b) viser den elektriske feltfordehng i et snitt tatt langs linjen A-A I disse figurer er den jordede ledende plate 2 utformet til S-form og blir eksitert med koaksialledninger 8', 8" som er avgrenet fra koaksialledningen 8 ved hjelp av et deleledd 25

Den jordtilkoblede ledende plate er foldet i innbyrdes motsatt retning ved sine to ender, og de foldede partier er ytterligere foldet ved sine endeavsnitt De ytterligere foldede avsnitt danner kobhngsledere med hver sin sidekant kortsluttet Disse kobhngsledere mates innbyrdes ute av fase over koaksiallednmgene 8', 8"

Det dannes således to likeartet utformede mikrostnmmelantenner

Stråhngsfeltet blir derfor sammenhengende i horisontalplanet (asimuttretningen) og et rundtvirkende stråhngsmønster kan oppnås ved a mate de to kobhngsledere ute av fase, slik som i den første utførelse

Utførelse 3

Fig 6(a) og 6{b) viser skjematisk en utforming av den tredje utførelse av foreliggende oppfinnelse, idet fig 6(a) er en perspektivskisse og fig 6(b) viser fordelingen av elektrisk felt i et snitt tatt langs linjen A-A Denne utførelse gir en utforming hvor ikke-eksiterte andre kobhngsledere 26, 26' er lagt til antenneanordningen i den første utførelse, og en sidekant av hver kobhngsleder 26, 26' er kortsluttet til en tilordnet plate av de ledende plater 2, 2'

Den antenneanordning som er vist i fig 6(a) kan frembringe et rundtstrålende stralings-diagram slik som i den første og andre utførelse Som vist i fig 6(a) og 6(b), er et par mikrostnmmelantenner av samme form og med kobhngsledere 24, 24', 26, 26' anordnet pa en slik mate at de jordede ledende plater 2, 2' blir plassert parallelt med hverandre og de to mikrostnmmelantenner vender i innbyrdes motsatt retning, idet kobhngslederne 24, 24' mates innbyrdes ute av fase De ikke-eksiterte kobhngsledere 26, 26' er anordnet slik på de jordede ledende plater 2, 2' at de er vendt mot hver sin tilordnede kobhngsleder 24, 24' og danner en symmetrisk antenneanordning

Stralingsfeltet blir sammenhengende i horisontalplanet (asimuttretningen) ved at de to mikrostnmmelantenner eksiteres ute av fase Da antenneanordningen i den første utførelse har en asymmetrisk utforming, slik som vist i fig 6(b), vil det opptre npler i horisontalplanet For a gjøre antenneanordningen btsymmetnsk, er andre kobhngsledere 26, 26' av samme form anordnet, slik som vist i fig 6(b) Den således oppbygde antenneanordning får da en symmetrisk utforming som kan forbedre retningsvirkningen i horisontalplanet

Claims (3)

1 Antenneanordning som omfatter et par mikrostnmmelantenner som hver har en første kobhngsleder (24, 24') med en ende koblet til en jordet ledende plate (2, 2'), karakterisert ved at de jordede ledende plater er anordnet rygg mot rygg og innbyrdes parallelt, og nevnte første kobhngsledere er anordnet for å eksiteres ute av fase

2 Antenneanordning som angitt i krav 1, og hvor andre ikke-eksiterte kobhngsledere (26, 26') av samme form er anordnet rett overfor nevnte første kobhngsledere (24, 24')

3 Antenneanordning som angitt i krav 1, og hvor de jordede ledende plater er utført i ett stykke som en eneste jordet ledende plate (2) formet til en S