SE520642C2 - Avstämbar antenn - Google Patents

Description

25 30 520 642 i Sammanfattning av uppfinningen I fig. l visas en konventionell mobiltelefon och en konventionell vertikalt polarise- rad nodbasstationsantenn. Det antas att mobiltelefonen och basstationsantennen är anordnade på ett öppet fält.

I ett första upprätt läge, a, är mobiltelefonens antenn parallell med basstationsanten- nen. I detta läge finns en absolut polariseringsanpassning och ingen polariseringsför- lust uppträder mellan mobiltelefonen och basstationen. Om mobiltelefonen är belägen i en 45° vinkel i relation till nodantennen, vilket är indikerat i läge b, upp- träder en polariseringsmissanpassning vilket leder till en förlust på 3 dB i signal- effekt. Dessutom, om mobiltelefonen är riktad i en 90” vinkel till basstationsanten- nen, som kan ses vid position c, uppträder en total polariseringsmissanpassning och ingen signal överförs.

I en typisk miljö i vilken mobiltelefoner används, kommer multipla hinder att reflek- tera och sprida signalema mellan mobiltelefon och basstation. Detta innebär att även om mobiltelefonen placeras i ett 90° läge i relation till basstationsantennen, kommer vissa signaler att reflekteras, varvid polariseringen av signalen kommer att förändras så att den tas emot vid en tillräcklig signaleffektsnivå. Å andra sidan förekommer en absolut polariseringsanpassning sällan. Detta är illustrerat på fig. 2.

Uppfinningen eftersträvar att tillhandahålla ett antennelement vid vilket polarise- ringen kan styras godtyckligt och snabbt.

Enligt en första aspekt av uppfinningen, såsom definierad i patentkrav 1, tillhanda- hålls en sådan vågledare.

Det är ett ytterligare syfte att åstadkomma ett antennelement, som kan produceras kostnadseffektivt och som är kompakt. 10 15 20 25 30 520 642 3 Detta syfte har uppnåtts med innehållet i patentkrav 2.

Det är ett ytterligare syfte att tillhandahålla ett antennelement vid vilket polarise- ringen kan styras i realtid.

Detta syfte har uppnåtts enligt patentkrav 3.

Det är ett ytterligare syfte att åstadkomma en transceiver, som anpassar polarise- ringen med den motstående transceivem med vilken den kommunicerar.

Detta syfte har uppnåtts med innehållet definierat av patentkrav 15.

Det är ett ytterligare syfte att åstadkomma en transceiver vid vilken polariseringen av de sända och mottagna vågoma kan styras individuellt och samtidigt.

Detta syfte har uppnåtts med innehållet i patentkrav 16.

Det är ett ytterligare syfte att presentera ett förfarande vid vilket kommunikationen mellan två transceivrar kan optimeras.

Detta syfte har uppnåtts av innehållet beskrivet i patentkrav 17.

Det är ett ytterligare syfte att åstadkomma en optimering av kommunikationen mel- lan två transceivrar med avseende på länkamas kvalitet.

Detta syfte har uppnåtts med innehållet i patentkrav 18.

Det är ett ytterligare syfte att åstadkomma ett luftburet radarsystem som år okänsligt för stömingar.

Detta syfte har uppnåtts av innehållet definierat i patentkrav 19. 10 15 20 25 30 520 6412 Det är ett ytterligare syfte att åstadkomma en satellitterrninal, som optimerar kvali- tetsparametrar för kommunikationen.

Detta syfte har åstadkommits av innehållet definierat av patentkrav 20-22.

Ytterligare fördelar kommer att framträda ur den följande detaljerade beskrivningen av uppfinningen.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Fig. 1 fig. 2 fig. 3 fig. 4 fig. 5 fig. 6 fig. 7 fig. 8 fig. 9 fig. 10 fig. ll fig. 12 fig. 13 visar tre lägen för en mobiltelefon och en basstationsantenn på en öppen plats, visar en situation som hänför sig till sändningsegenskapema för en mobil- telefon och en basstationsantenn i en fysisk omgivning, visar en första föredragen utföringsform av det avstämningsbara antennele- mentet enligt uppfinningen, visar en andra föredragen utföringsform av det avstämningsbara antennele- mentet enligt uppfinningen, är ett tvärsnitt av fig. 3, är ett tvärsnitt av fig. 4 utmed linjema m-m, visar en tredje föredragen utíöringsforrn av det avstämningsbara antennele- mentet enligt uppfinningen, är ett tvärsnitt av fig. 7 utmed linjen h-h, visar en första utföringsform av en transceiver enligt uppfinningen, visar en andra utföringsfonn av en transceiver enligt uppfinningen, visar en radarapplikation, vid vilken transceivem enligt fig. 9 eller 10 an- vänds, visar en satellitterrninaltillämpning av transceivem enligt fig. 10, visar en annan satellitterrninaltillämpning av transceivem enligt fig. 10, 10 15 20 25 520 642 5 fig. 14 indikerar matematiska uttryck som hänför sig till vågledarstrukturen enligt uppfinningen, och fig. 15 är en tabell som visar olika polariseringsmoder åstadkomna av uppfinning- CH.

Detalierad beskrivning av föredragna utföringsfornier av uppflnningen F ig. 3 visar en första föredragen utföringsforrn av ett antennelement 34 enligt upp- finningen. Antennelementet 34 omfattar en vågledare 1, som är baserad på en lång- sträckt, rörforrnig profil 1. Utmed en övre yta 4 på vågledaren är ett antal slitsar 2, 2', 3, 3' tillhandahållna för att mottaga och sända elektromagnetiska signaler. I den föreliggande utföringsformen är vågledartvärsnittet utformat som en enkelkamsvåg- ledare (engelska: single ridge wave-guide) som har en kam 12, som visas i fig. 5, men andra tvärsnitt, såsom ett rektangulärt tvärsnitt kan, användas.

Slitsarna är anordnade parvis i en uppsättning av första och andra vinklar mot vågle- darens längsgående riktning, varvid respektive slits i ett par är anordnad i ett avstånd d på en kvarts ledarvåglängd och varvid slitsama i ett par 2, 2' eller 3, 3' är anordna- de i en tredje vinkel mot varandra. Fördelaktigt är uppsättningen av första och andra vinklar i45° och den tredje vinkeln är 90°, men andra vinklar kan användas.

I fig. 3 visas för illustrativa syften endast två par av slitsar. Emellertid kan många tillkommande slitsar tillhandahållas, varvid vågledarstrukturens längd skulle kunna ökas.

En första cirkulator Cl är anordnad vid en ände av vågledaren 1 med en öppning b vänd mot vågledaren och en andra cirkulator C2 är anordnad i den andra änden av vågledaren med en öppning e vänd mot vågledaren. 10 15 20 25 30 520 642 6 En första matare S_a matar öppningen a hos den första cirkulatom Cl, medan en andra matare S_b matar öppningen d hos den andra cirkulatom C2.

En signalerings- och styrenhet CTRU är anordnad för att ta emot en inkommande signal och tillhandahålla två identiska utmatningssignaler. Signalerings- och styr- enheten CTRU omfattar en amplitud- och fasstyrenhet APC 14 med vilken ampli- tuden och fasen kan styras individuellt för de två signalerna.

Ett första filter F_b har tillhandahållits vid en öppning c hos den första cirkulatom Cl, medan ett andra filter F_a har tillhandahållits vid en öppning f hos den andra cirkulatom C2.

Signal- och styrenheten CTRU åstadkommer att en första elektromagnetisk våg W_a träder in i öppningen a hos den första cirkulatom Cl och sedan lämnar öppningen b och fortsätter att fortplanta sig inuti vågledaren.

Fragment av energin hos vågen W_a sänds ut från varje par 2, 2' och 3, 3' av de vin- kelrätt anordnade slitsama, så att vågkomponenter W_al och Wwa2, vilka hänför sig till respektive slits i paret, bildas utanför vågledaren såsom indikeras i fig. 3. Båda vågkomponenterna W_al och W_a2 är riktade vinkelrätt mot den övre ytan 4 på vågledaren 1.

Den återstående energin hos vågen W_a inträder i öppningen e och lämnar öppning- en f hos den andra cirkulatorn C2 och träder in i det andra filtret F _a, i vilket vågen dämpas fullständigt.

Likaledes åstadkommer signal- och styrenheten att en andra elektromagnetisk våg W_b träder in i öppningen d hos den andra cirkulatom C2, lämnar öppningen e och fortplantar sig inuti vågledaren, i den motsatta riktningen gentemot den första vågen W_a. 10 15 20 25 30 520 642 7 Fragrnent av energin hos vågen W_b emitteras ur varje par av vinkelrätt anordnade slitsar 2, så att vinkelräta vågkomponenter W_bl och W_b2, vilka hänför sig till respektive slits, bildas utanför vågledaren. Bägge vågkomponentema W_bl och W_b2 är riktade vinkelrätt mot den slitsade vågledarytan.

Den återstående energin hos vågen W_b träder in i öppningen b, lämnar öppningen c hos den första cirkulatorn och inträder i det första filtret F_b, i vilket den åter- stående vågen dämpas fullständigt.

Komponenterna av vågorna W_al och W_a2 överlagras till ett cirkulärpolariserat fält W_a' utanför vågledaren.

Analogt överlagras komponentema W_bl och W_b2 till ett cirkulärpolariserat fält W_b' utanför vågledaren, och har en motsatt cirkulärpolarisering i relation till fältet W_a'.

De sistnämnda två cirkulärpolariserade fälten W_a' och W_b' överlagras vidare till ett resulterande fält W', som också är riktat vinkelrätt mot den slitsade ytan på våg- ledaren.

Om W_a och W_b och därigenom W_a' och W_b' är lika med avseende på ampli- tud, blir den resulterande vågen W' linjärt polariserad, varvid orienteringen hos det linjärt polariserade fältet beror på fasskillnaden mellan fälten W_a och W_b.

Om W_a och W_b är olika med avseende på amplitud blir den resulterande vågen W' elliptisk, varvid riktningen hos ellipsen beror på fasskillnaden mellan fälten W_a och W_b och axelförhållandet beror på amplitudförhållandet mellan W_a och W_b.

Om endera av W_a' eller W_b' är noll, så blir W' en cirkulärpolariserad våg med en motsvarande rotationsriktning. l0 15 20 25 30 520 642 s Följaktligen kan enligt uppfinningen godtyckliga polariseringsinoder åstadkommas.

Vågledaren ovan med polarisatioiisstyrning kan användas för ett antal olika tillämp- ningar, t.ex. i mobiltelefoner, för att spara utsändningseffekt eller reducera interfe- rens för utvalda polariseringar och följaktligen använda tillgängligt spektrum mer effektivt. Polariseringsstyrningen kan också användas för att minimera emissioner i en önskad riktning.

Antennelementet ovan kan t.ex. användas som en basstationsutsändningsantenn för mobiltelefoner. Det är uppenbart att vågledaren kan fungera som en inottagarantenn, om inottagarenheter kopplas till varje respektive cirkulator över öppningen a hos cirkulatorn Cl och öppningen d hos cirkulatom C2, och ersätta matarna S_a och S_a Antennelementet ovan kan också användas för radar- och satellittenniiialändainål såsom kommer att förklaras senare.

Uppfinningens andra utföringsforin En andra utföringsfonn av antenneleinentet enligt uppfinningen är avbildad i fig. 4.

Antennelementet 3l i fig. 4 omfattar en vågledare l' som liknar vågledaren l visad i fig. 3. I fig. 6 visas det rektangulära tvärsnittet av vågledaren l' enligt fig. 4.

Antennelementet 31 omfattar en matare 20 anordnad i en ände av vågledaren l', medan en kortslutning SClO är anordnad vid den motsatta änden. l detta exempel består kortslutningen SC 10 av vågledarväggen.

' L flfn-f-...Anínm-.Z . i/lataren 20 kan oinfatta en cirkulator oci ett intel som visas i ng. 3.

En amplitud- och fasstyrenhet APC 15 bestående av en matris av dioder 4 och en reflektor är tillhandahållen. Som framgår av fig. 6 är diodema anordnade i profilens 10 15 20 25 30 V , = . t v 520 642 9 centrum, med kontaktdon mekaniskt fästa på den övre respektive den undre väggen hos vågledaren vid isolerade punkter (ej visade).

Genom att individuellt lägga på en motriktad spänning över eller en framåtriktad ström genom dioderna 5-9 är det möjligt att justera reflektionsplanet och dämp- ningen hos den reflekterade vågen.

En dämpning åstadkoms genom att föra en relativt låg ström genom vilken som helst av dioderna, medan en reflektion åstadkoms genom att föra en stor (tex. tio gånger större) ström genom vilken som helst av dioderna.

Ingen dämpning äger rum om diodema 5-9 inte leder ström. I detta fall kommer en inkommande våg att reflekteras av reflektionsväggen SC 10 på vågledaren.

Genom att lägga på olika kombinationer av strömmar genom raden av dioder 5-9 kan en given dämpning och ett givet läge för planet för reflektionen åstadkommas.

Det är till exempel möjligt leda små strömmar genom den första och den andra dioden 5, 6 och en stor ström genom den fjärde dioden 8. Följaktligen kommer den inkommande vågen att dämpas vid den första och andra dioden, reflekteras vid den fjärde dioden och dämpas igen vid den första och den andra dioden.

Följaktligen kan amplituden och fasen hos den reflekterade vågen justeras i relation till den inkommande vågen.

På ett exemplifierande sätt är vågledaren 1' dimensionerad på ett sådant sätt att utan dämpning är den direkta vågen och den reflekterade vågen av samma magnitud, vilket resulterar i att en linjärt polariserad våg emitteras genom slitsarna.

När dämpningen aktiveras ändras förhållandet mellan den vänster- och högergående cirkulärpolariserade signalen och den resulterande emitterade vågen kommer att bli elliptiskt polariserad till en grad som beror på magnituden av dämpningen. 10 15 20 25 520 642 10 Följaktligen kan alla polariseringsmoder i ett omfång från en linjär polarisering, genom en elliptisk polarisering, till en cirkulär polarisering för en rotationsriktning åstadkommas genom uppfinningen, i likhet med utíöringsforrnen visad i fig. 3.

Alternativt kan den motsatta rotationsriktningen åstadkommas genom att tillhanda- hålla förstärkning i amplitud- och fasstyrenheten APC 15.

I fig. 14 visas ett matematiskt uttryck som hänför sig till E-fáltet som härrör från ett par av slitsar. En inkommande våg Ei reflekteras av dämpningselementet som har reflektionskoefficienten F. Avståndet mellan paret av slitsar och reflektionsplanet har valts för att tillhandahålla enkla uttryck. Den reflekterade vågen benämns E,.

I fig. 15 har en tabell tillhandahållits som visar olika polariseringsmoder som en funktion av utvalda värden for dämpningen av den reflekterade vågen ot och fasen hos den reflekterade vågen ß. Det framgår att en cirkulär polarisering uppträder om dämpningen är total, d.v.s. ot = -oo. Det framgår också att polariseringen är linjär när dämpningen är noll, ot = 0, d.v.s. total reflektion.

Som framgår av tabellen i fig. 15 kan den linjära och elliptiska polariseringen vidare orienteras godtyckligt och axelförhållandet hos den elliptiska polariseringen kan styras godtyckligt genom styrning av fasskillnaden mellan den inkommande och den reflekterade vågen.

Tredje föredragna uttöringsfonnen I fig. 7 visas en altemativ utfóringsforrn av antennelementet enligt uppfinningen.

Enligt denna utforingsform består amplitud- och fasstyrenheten APC 16 av en elektromagnetisk anordning i antennelementet 32. 10 15 20 25 30 , » « . I v 520 642 11 APC:n 16 omfattar en reflektionsplatta eller kortslutning SC 11, som förflyttas fram och tillbaka i syfte att tillhandahålla den önskade fasvariationen. Ett mekaniskt manöverorgan 13' driver två tryckstänger 13, genom vilka reflektorplattan SC 11 rörs. Det mekaniska manöverorganet driver dessutom en dämpningsdel 12, beståen- de till exempel av kol, fram och tillbaka och oberoende av reflektorplattan SC 11.

Pâ detta sätt styrs dämpningen. När dämpningsdelen 12 sträcker sig från reflektor- plattan ll åstadkoms en stor dämpning. När dämpningsdelen 12 är i nivå med reflektorplattan ll åstadkoms ingen eller mycket lite dämpning.

I fig. 8 visas tvärsnittet av vågledaren 1', reflektorplattan 11 och dämpningsdelen 12.

Det framgår att dämpningsdelen 12 är anordnad i vågledarens mitt och omgiven av reflektorplattan SC l 1.

F iärde föredragna utföringsformen I fig. 9 visas en transceiver 33 enligt en ytterligare utföringsfonn av uppfinningen.

Transceivem 33 omfattar ett antennelement bildat av vågledaren visad i fig. 5 eller 6 och en amplitud- och fasstyrenhet APC, som visats i fig. 4 eller 7.

I fig. 9 indikeras vågledaren 1', amplitud- och fasstyrenheten APC och kortslutning- en SC eller reflektorplattan. Vågledarstrukturen är kopplad till en cirkulator C, som har öppningar a, b och c för att cirkulera vågor i den indikerade riktningen, varvid öppningen c är vänd mot vågledaren.

Dessutom omfattar antennelementet 33 en konventionell sändenhet TX_U och en konventionell mottagsenhet RX_U, vilka enheter är anordnade för att sända och ta emot radiosignaler från en utmatningsöppning respektive en inmatningsöppning, för att överföra data, tal eller andra typer av signaler. 10 15 20 25 30 “ . 1 . « n 520 642 12 Fördelaktigt används transceivem ovan i ett tidsmultiplext system, d.v.s. antingen sänder systemet eller så mottager systemet.

Sändenheten TX_U är kopplad via en ledning 24, ett sändfilter F_T till öppningen b på cirkulatom. Mottagsenheten RX_U är kopplad via en ledning 25 till öppningen a genom ett mottagsfilter F_R till öppningen a på cirkulatorn.

En sändkvalitetsenhet Q_TX och en mottagskvalitetsenhet Q_RX har tillhandahål- lits för att mäta och styra kvalitetsförlusten eller dämpningen, som är involverad när transceivem kommunicerar med en motstående transceiver.

Enligt den föredragna utföringsforrnen är sänd- och mottagskvalitetsenheterna Q_TX och Q_RX anordnade att mäta en kvalitetsparameter, t.ex. bitfelsfrekvensen, hos respektive sänd eller mottagen signal genom ledningar 18 och 19. Mätning av sådana parametrar är välkänd inom tekniken och kan genomföras på trafiksignaler och testsignaler. Många typer av parametrar, såsom signaldämpning och förhållan- det mellan signal och brus, kan användas för att bestämma sändningens kvalitet.

Sändkvalitetsenheten Q_TX är dessutom anordnad att sända ut testsignaler 21 genom sändenheten TX_U.

En polariserings- och styrenhet POL har tillhandahållits för att styra reflektionen eller dämpningen i vågledaren och för att därigenom styra polariseringen hos den sända och/eller mottagna signalen som svar på respektive inmatningssignaler 22, 23 från mottagningskvalitetsenheten Q_RX och sändningskvalitetsenheten Q_TX.

Polariseringsstyrenheten omfattar funktionalitet, som producerar lämpliga styrsigna- ler i syfte att ge den önskade polariseringen, och kommunicerar de önskade inställ- ningarna via ledningar 17 till amplitud- och fasstyrenheten APC.

Ett exempel på en lämplig mottagningsavstämningsrutin inhyst i polariserings- och styrenheten POL är att kontinuerligt övervaka den mottagna signalens bitfelsfrek- vens. Kända rutiner för att vidarebefordra felkorrigering (FEC) (engelska: forward 10 15 20 25 30 520 642 13 error correction routines) existerar, vid vilka korrigeringsaktiviteten kan användas för att kontinuerligt bestämma bitfelsfrekvensen utan att dataförluster inträffar.

Enligt uppfinningen sveper polariseringsmoden genom polariseringsomfånget vid förutbestämda intervall i syfte att finna den särskilda polariseringsmod som till- handahåller den högsta kvalitetsparametem, eller i detta fall, den lägsta bitfelsfrek- vensen. Denna polariseringsmod väljs för att ta emot kommunikation från den mot- stående transceivem tills ett nytt värde skall påträffas.

Ett exempel på en lämplig sändningsavstämningsrutin kräver att den motstående transceivem, med vilken den aktuella transceivem kommunicerar, är anordnad att mäta signaldegraderingen, t.ex. uttryckt i bitfelsfrekvens, och retumera sådan data till den aktuella transceivem genom en lämplig datakanal. Vid den föreliggande uttöringsformen härstammar denna information från mottagsenheten RX_U och signaleras till kvalitetssändenheten Q_TX genom ledningen l9. Styr- och polari- seringsenheten POL tar emot kvalitetsmätningama från kvalitetsenheten Q_TX genom en ledning 22 och styr polariseringsmoden som används för sändning. Som nämnts ovan kan de sända signalemas kvalitet härledas från specifika testsignaler eller för trafiksignaler. Polariseringsmoderna sveps som i exemplet ovan och transceivem väljer polariseringen som ger optimala resultat. Återigen kan aktiviteten för att vidarebefordra felkorrigering användas för att bestämma kvalitetsparametem.

Rutinerna ovan genomförs vid lämpliga intervall, vilka t.ex. kan svara mot statis- tiska data för typiskt uppträdande polariseringsförändringar.

Andra strategier kan användas för att fmna en optimal polarisering, t.ex. genom att anbringa förutbestämda inlämingssekvenser från vilka lämpliga kvalitetsmätningar kan härledas.

Enligt den föreliggande utföringsformen behöver den motstående transceivem inte vara försedd med medel för polariseringsstyrning. 10 15 20 25 30 '_ V' = å H _ , _ . , t. r. _,. o , t .- - f . - = . t _ - - 1 v. .a-l I n I I 1 “ l ' . r , s «. . . -. - ._ . , , r _ t < i n = 1 ' u » .. ~ w = * ' 14 Det bör förstås att, i den föreliggande ansökningens sammanhang, hänför sig termen transceiver inte nödvändigtvis till en dubbelriktad enhet, utan också till enheter som är anpassade endast för sändning eller mottagning.

Femte utfóringsforrnen I fig. 10 visas en annan transceiverutföringsfonn, vid vilken utsändningspolarise- ringen och mottagningspolariseringen kan avstämmas samtidigt och oberoende.

För detta ändamål omfattar en transceiver 34 samma element, d.v.s. filter, sänd- och mottagsenheter, sändkvalitetsenhet och mottagskvalitetsenhet, som vid den ovan beskrivna utfóringsforrnen av transceivem 33. Dessa element verkställer samma funktioner och rutiner som ovan.

I motsats till utföringsformen ovan omfattar antennelementet två tre öppningscirku- latorer, Cl och C2, anordnade i vardera änden av vågledaren l', och varje cirkulator är kopplad till en amplitud- och fasstyrenhet, APCI och APC2, som visats i fig. 5 och 7.

Transceivem omfattar en tillägnad sändpolariseringsenhet POL_TX och en tillägnad mottagspolariseringsenhet POL_RX, med vilka polariseringen av de mottagna signa- lema såväl som de sända signalema kan avstämmas samtidigt.

Den tillägnade sändpolariseringsenheten POL_TX styr den forsta amplitud- och styrenheten APC1. Den tillägnade mottagspolariseringsenheten styr den andra amplitud- och fasstyrenheten APC2. Polariseringsenhetema fungerar som förklarats OVaII.

En våg som tas emot genom slitsarna kommer att, på samma sätt som visats i fig. 3, leda till två motsatta vågkomponenter W_a och W_b, bildade inuti vågledaren, som indikerats i fig. 10. 10 15 20 25 30 520 642 15 En mottagen våg W_b kommer att fortplanta sig genom vågledaren, träda in i öpp- ningen a hos den första cirkulatom Cl, lämna öppningen b, reflekteras och få sin fas och amplitud justerad enligt behandlingen i den första amplitud- och fasstymingen APC l. Den reflekterade vågen kommer att försumma öppningen c, på grund av egenskaper som inte är anpassade till flltret F_T, och fortplanta sig tillsammans med vågen W_a och överlagras med denna. Därefter kommer en resulterande våg att träda in i öppningen e i den andra cirkulatom CZ, lämna öppningen f och passera genom mottagningsfiltret F _R för vidare behandling.

En sändvåg W_a, genererad av sändenheten TX_U, kommer att passera genom sändfiltret F_T, träda in i öppningen c hos den första cirkulatom Cl, lämna öpp- ningen a in i vågledardelen och gradvis emitteras genom slitsama. Vågen kommer att träda in i öppningen e hos den andra cirkulatom C2, tillbakavisas av mottag- ningsfiltret F_R, lämna öppningen d och få sin amplitud och fas justerad tillsam- mans med att bli reflekterad i den andra amplitud- och fasstyrenheten APC2, åter- inträda i öppningen d hos den andra cirkulatom och lämna öppningen e. Den reflek- terade vågen kommer att som W_b fortplanta sig genom vågledaren, och generera de resulterande vågorna utanför vågledaren såsom diskuterats ovan. Därefter kom- mer den återstående energin hos vågen W_b att träda in i öppningen a, reflekteras i APCl och träda in i filtret F_T, i vilket återstående energi absorberas.

Sjätte utföringsformen Enligt en ytterligare utföringsfonn av uppfinningen är den ovan beskrivna vägleda- ren visad i fig. 9 eller 10 införlivad i en radar anordnad i nosen av ett flygplan 40, som visats i fig. ll.

En radarsignalbehandlings- och signalgenereringsenhet (ej visad) är kopplad till inmatnings- och utmatningsöppningarna hos transceivem 34 enligt fig. 10. 10 15 20 25 30 ; . . , = 1 520 642 16 I en typ av militär radar för flygplansanvändning är den utsändande antennen och den mottagande antennen monterade tillsammans på en rollaxelsvängskiva i flyg- planets nos. Rollaxelsvängskivan möjliggör att antennen roteras i syfte att justera polariseringen hos den utsända strålen respektive det mottagna reflekterade ekot, oberoende av flygplanets roll.

I militära tillämpningar släpps maskeringsremsor av t.ex. aluminium och används för att lura ett efterföljande flygplan. De släppta remsorna kommer typiskt sett att falla genom luften med en given orientering, t.ex. horisontellt. Genom att styra roll- axelsvängskivan och därigenom polariseringen är det möjligt att kringgå reflektioner från lockbetet oberoende av flygplanets roll.

Rollaxelsvängskivan förflyttas for att upprätthålla antennen i sitt läge oberoende av flygplanets lutning och för att således kompensera för dessa rörelser, vilka oundvik- ligen uppträder när flygplanet dyker eller svänger.

Enligt uppfinningen används vågledaren ovan som en utsändande och/eller motta- gande antenn och är fast monterad i relation till flygplanet. Därigenom kringgås en rollaxelsvängskiva och radarenheten kan göras mera kompakt.

Ytterligare utföringsformer I fig. 12 visas en annan applikation. Transceiverenheten 33 eller 34 på fig. 9 eller 10 används för en satellitterminal som har en reflektor 42.

Därigenom åstadkoms en terminal med anpassningsbar polarisering till låg kostnad som tillhandahåller vänstergående polariserade, såväl som högergående polarise- rade, vågor. En sådan terminal är lämplig för Ka- och Ku-bandsatellitbredbands- kommunikation opererande genom LEO- (engelska: low earth orbit) eller GEO- (engelska: geo-stationary orbit) satelliter. 10 m mi. 520 642 17 Den anpassningsbara polariseringen kan till exempel ersätta ett matningshom, polariserare och en OMT (engelska: Ortho Mode Transducer) inkluderande den nödvändiga vågledannonteringen, vilken ofta är associerad med kända matningsorgan.

För typiska Ka-bandsatelliter är ofta sändfrekvensen och mottagsfrekvensen for långt isär för att tillåta bägge banden att utnyttja samma slitsar med god prestanda.

I fig. 13 har två separata vågledare 1" och 1"' med olika slitskonfigurationer tillhan- dahållits som antennelement i en terminal för satellitkommunikation. De respektive antennelementen bildar delar av en transceiver 35 liknande transceivem visad i fig. 9. En dikroisk underreflektor 43 är tillhandahållen för att separera upp- och ner- länksvågorna.

Claims (22)

10 15 20 25 30 520 642 18 Patentkrav

1. l. Antennelement (30, 31, 32), omfattande en vågledare (1, l') omfattande ett antal slitsar (2, 2', 3, 3') anordnade parvis i en uppsättning av första och andra vinklar mot vågledarens längsgående riktning, varvid de respektive slitsarna i ett par är anordnade på ett avstånd d motsvarande en kvarts ledarvåglängd och varvid slítsarna i ett par (2, 2', 3, 3') är anordnade i en tredje vinkel gentemot varandra, varvid antennelementet är anordnat att kopplas till minst en matare (5) för att tillhandahålla en forsta våg inuti vågledaren (W_a), kännetecknat av att minst en amplitud- och fasstyrenhet (APC, 14, 15, 16) är tillhandahållen för att styra fasen och amplituden hos en andra våg (W_b) i relation till den första vågen, varvid den andra vågen fortplantar sig inuti vågledaren i en riktning som är motsatt den första vågen (W_a), varvid polariseringen hos en utsänd eller mottagen våg (W') utanför vågledaren kan styras.

2. Antennelement (30, 31, 32) enligt krav l, varvid amplitud- och fasstyrenheten (APC) omfattar en kortslutning (SC) anordnad i en ände av vågledaren (l') för att reflektera den första vågen (W_a) till den andra vågen (W_b).

3. Antennelement (31) enligt krav 2, varvid amplitud- och fasstyrenheten omfattar en matris av dioder (5-9).

4. Antennelement (31) enligt krav 3, varvid diodema (5-9) är anordnade i vågleda- ICIIS Cßfltfllm.

5. Antennelement (32) enligt krav 2, varvid amplitud- och fasstyrenheten omfattar en rörlig reflektionsplatta (SCl 1).

6. Antennelement (32) enligt krav 2, varvid amplitud- och fasstyrenheten omfattar en rörlig dämpningsdel (12). 10 15 20 25 30 520 642 19

7. Antennelement (32) enligt krav 5 eller 6, omfattande ett elektromagnetiskt manöverorgan (13, 13') för att forflytta reflektionsplattan (SC1 1) och/eller dämp- ningsdelen (12).

8. Antennelement (32) enligt krav 7, varvid dämpningsdelen (12) är anordnad i vågledarens (l') centrum och är omgiven av reflektionsplattan (SC11).

9. Antennelement (30) enligt krav 1, varvid antennelementet omfattar en signal- och styrenhet (CTRU) for att producera en forsta och en andra signal, vilken omvandlas till den forsta respektive den andra vågen, varvid signal- och styrenheten (CTRU) styr amplitud- och fasenheten (APC 14) i syfte att styra fasen och amplituden hos den forsta vågen (W_a) i relation till den andra vågen (W_b).

10. Antennelement (30, 31, 32) enligt något av de föregående kraven, omfattande en forsta cirkulator (Cl) anordnad i en ände av vågledaren, varvid den forsta cirkulatom (Cl) är kopplad till ett forsta filter (F__b) for att dämpa vågor riktade mot den forsta cirku1atom(C1).

11. Antennelement (30) enligt krav 10, omfattande en andra cirku1ator(C2) anordnad i en ände av vågledaren (1, l') mittemot den forsta cirkulatom, varvid den andra cirkulatom (C2) är kopplad till ett andra filter for att dämpa vågor riktade mot den andra cirkulatom.

12. Antennelement enligt krav 11, varvid en sändningsvåg (W_a; W_b) matas till den forsta cirkulatom (Cl) och en mottagningsvåg (W_b; W_a) hämtas från den andra cirkulatom (C2).

13. Antennelement enligt något av de föregående kraven, varvid vågledaren (1') har en rektangulär profil. 10 15 20 25 30 ,. h., 520 642 20

14. Antennelement enligt något av de föregående kraven, varvid vågledaren är en enkelkamsvågledare (1 ).

15. Transceiver (33, 34) omfattande en slitsad vågledare (l, l', l", l'"), minst en amplitud- och fasstyrenhet (APC; APCl) anordnade i en ände av vågledaren for att styra polariseringsmoden for vågor som sänds ut från vågledaren eller tas emot genom vågledaren, minst en cirkulator (C, Cl, C2) genom vilken en mottagningsvåg kan hämtas eller en sändningsvåg kan sändas, en sändenhet (TX_U) och/eller en mottagsenhet (RX_U), en sändkvalitetsenhet (Q_TX) och/eller en mottag- ningskvalitetsenhet (Q_RX) och en polariseringsenhet (POL), varvid polariserings- enheten (POL) styr amplitud- och styrenheten (APC; APC1) som svar på respektive inmatningssignaler (22, 23) från mottagningskvalitetsenheten (Q_RX) och sänd- ningskvalitetsenheten (Q_TX).

16. Transceiver (34) enligt krav 15, omfattande en andra cirkulator (C2) anordnad mitt emot den forsta cirkulatom (Cl), en andra amplitud- och fasstyrenhet (APC2) anordnad mitt emot den första cirkulatom i en ände av vågledaren, varvid polariserings- och styrenheten (POL) omfattar en tillägnad sändpolariseringsenhet (POL_TX) och en tillägnad mottagspolariseringsenhet (POL_RX), varvid den tillägnade sändpolariseringsenheten (POL_TX) styr den första amplitud- och styrenheten (APC1), varvid den tillägnade mottagspolariseringsenheten styr den andra amplitud- och fasstyrenheten (APC2), varvid polariseringen hos de mottagna signalema såväl som de sända signalema kan stämmas av samtidigt och oberoende.

17. Förfarande för att använda en forsta transceiver (33, 34) som kommunicerar med en andra transceiver (33, 34), varvid den första transceiver har medel (APC) for att ändra polariseringen hos signalen som sänds till och/eller tas emot från den andra transceivern, i beroende av ett uppmätt kvalitetsvärde tillskrivet signalen som sänds till och/eller tas emot från den andra transceivern. 10 15 520 642 21

18. Förfarande enligt krav 17, varvid en svepningsrutin för polariseringsmoden utförs, vid vilken associeringsvärden för olika polariseringsmoder och kvalitets- parametem mäts och varvid kommunikation utförs med polariseringen, vilket ger optimala resultat med avseende på kvalitetsparametem.

19. Radarsystem för flygplan (40), som har en transceiver (33, 34) enligt krav 15 eller 16, bildande en del av radarsystemet, varvid transceiverns polarisering styrs som svar på flygplanets roll.

20. Satellittenninal som har en transceiver (34, 35) enligt krav 15 eller 16, i vilken minst ett antennelement (1, l') används i förbindelse med en reflektor (42).

21. Satellitterminal (35) enligt krav 20, vid vilken minst två antennelement (1", 1"') är tillhandahållna, varvid de två antennelementen är anordnade att vara verksamma på olika frekvensband för upp- respektive nerlänken.

22. Satellitterrninal (35) enligt krav 21, omfattande en dikroisk underreflektor (43) för att separera upp- och nerlänkssignalerna.