DE3317693A1

DE3317693A1 - Mikrostrip-flaechenantenne mit (gamma)-speisung und verfahren zur frequenz- und/oder temperaturkompensation dafuer

Info

Publication number: DE3317693A1
Application number: DE3317693A
Authority: DE
Inventors: Robert 10570 Pleasantville N.Y. Bevan; Leonard 07045 Montville N.J. Schwartz
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1982-05-17
Filing date: 1983-05-16
Publication date: 1983-11-17
Also published as: GB2120859A; GB2120859B; IT1163371B; NO831734L; AU1274583A; CA1193715A; FR2527014B1; GB8312466D0; NO162137C; NO162137B; SE458570B; SE8302695L; AU556767B2; IL68247A0; FR2527014A1; JPS5972204A; SE8302695D0; IL68247A; US4746923A; IT8321100A1

Description

Mikrostrip-Flächenantenne mit Q^-Speisung lind Verfahren zur Frequenz- und/oder Temperaturkompensation dafür

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrostrip-Flächenantenne der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung und ein Verfahren zur Frequenz/Temperatur-Kompensation dafür.

Bei Doppler-Radarnavigationssystemen bereitet die bekannte Uberwasserverschiebung Schwierigkeiten. Wegen der unterschiedlichen Charakteristiken der vom Land rückgestrahlten Energie einerseits und der vom Wasser rückge-

^5 strahlten Energie andererseits erfolgt beim Flug über Wasser eine Verschiebung, welche zu einem beträchtlichen Geschwindigkeitsfehler führen kann. Um dieses zu vermeiden, ist es bekannt, jeden Radarstrahl zwischen zwei um wenige Grade unterschiedlichen Positionen hin- und herzuschalten, was jedoch zusätzlichen Schaltungsaufwand und zusätzliche Zeit erfordert.

Auch ist eine ebene Flächenantenne mit Mikrowelleneinzelstrahlern bekannt, welche schräg in einem Winkel von 4-5° angeordnet sind, um eine Radarstrahlgestalt Zustandekommen zu lassen, welche eine weitgehende Unabhängigkeit von Uberwasserverschiebung vermittelt. Allerdings Iä3t sich dieser Vorschlag nicht einfach verwirklichen (US-FS 2 983 920). Ferner ist die Verwendung von vorwärts- und rückwärts strahlenden Flächenantennen mit schrägen EinzeIstrahlergruppen zur Frequenzkompensation bekannt (US-PS 4- 180 818). Jedoch sind mit der Verwendung von schrägen Flächenantennen bzw. schrägen Einzelstrahlergruppen andere Schwierigkeiten verbunden. Normalerweise ist eine Antennenstrahlungsfläche bzw. Antennenöffnung an eine

rechteckige Fläche gebunden. Wenn eine schräge Antennenöffnung in eine solche rechteckige Fläche eingesetzt wird, dann ergeben sich beträchtliche Bereiche derselben, welche nicht mit strahlenden Elementen bzw. Einzelstrahlern belegt sind, so daß die wirksame Fläche und der Gewinn der Antenne geringer als im Falle der Ausnutzung der gesamten rechteckigen Fläche sind.

Ein Vorschlag zur Verbesserung dieses Standes der Itechnik ist bereits gemacht worden (US-Patentanmeldung 167-35) Er betrifft eine Antenne, bei welcher die geschilderten Schwierigkeiten dadurch gelöst sind, daß eine rechteckige Antennenöffnung vorgesehen ist, welche ein Strahlungsdiagramm Zustandekommen läßt, das demjenigen einer Antenne mit schräger Antennenöffnung sehr ähnlich ist. Zwar ist die Überwasserverschiebung vermindert und wird Frequenzkompensation erzielt, und zwar unter Ausnutzung der gesamten rechteckigen Anbringungsfläche, jedoch erfolgt die Frequenz- und/oder Temperaturkompensation für die einzelnen Radarstrahlen der mehrere Radarstrahlen abstrahlenden Antenne. Darüber hinaus ist die Einzelstrahlkompensation mit Einschränkungen bezüglich des Erstseitenzipfelniveaus und Weitwinkelseitenzipfeln behaftet, bewirkt durch die Art der Strahlungsdiagraminerzeugung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bereits vorgeschlagene Antenne weiter zu verbessern und eine riikrostrip-Flächenantenne der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, welche sich insbesondere durch einen vereinfachten Aufbau sowie eine verbesserte Funktionsweise auszeichnet.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale a) bis c) gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antenne sind in den Patentansprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet. Im Patentanspruch 6 ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Frequenz/Temperatur-Kompensation gekennzeichnet.

Bei der erfindungsgemäßen Mikrostrip-Plächenantenne niit "Ύ" -Speisung findet eine vierstrahlige Freouenz/Teniperatur-Kompensation in der ^-Richtung statt. Es wird also die Summe der vier Radarstrahlen hinsichtlich Frequenz und/oder Temperatur kompensiert, im Gegensatz zur Einzel-

^5 Strahlkompensation beim erwähnten früheren Vorschlag- Iadurch wird in vorteilhafter Weise ein besseres Antennenmusterverhalten erzielt, weil die Antenne keine gesonderten Mikrostrip-Leitungen zur Speisung jeder ^-'-strahlenden Einze !strahlergruppe bzw. -reihe benötigt. Darüber hinaus ist die erfindurgsgemäße Antenne nicht mit den Einschränkungen hinsichtlich des Erstseitenzipfelniveaus und der Weitwinkelseitenzipfel behaftet, welche erwähntermaßen mit der Einzelstrahlkompensation in nachteiliger Weise verbunden sind. Für die Antenne mit ^f" -Speisung ist der Antennengewinn um etwa 3,5 db erhöht und das Seitenzipfelverhalten beträchtlich besser als bei der Einzelstrahlantenne.

Während bei dem erwähnten früheren Vorschlag die Antenne in zwei δ -Hälften aufgeteilt ist, wird bei der erfindungsgemäßen Antenne die.Überwasserkorrektur durch Aufteilung der Antenne in zwei ^ -Hälften und Uberkompensierung der ersten Hälfte erzielt.

*>*> Nachstehend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

ν ·■-' I /U

η _

Figur 1a, schanktisch die Strahlung einer bewegten Antenne, welche nur einen .Radarstrahl abstrahli und zwar in der den Geschwindigkeitsvektor

enthaltenden Ebene ;

Figur 1b Diagramme zur Veranschaulichung der rückgestrahlten Echostrahlung des Radarstrahls ge-Ί0 maß Figur 1a in Abhängigkeit vora Einfallwin

kel über Land und über Wasser bei verschiedenen Wasserzustäriden;

Figur Ic Eiagra^me zur V"rar.:;chaulichung der Lar.:i/".-/asser-Verschiebui:.: des Eaergie/Frequens-Spek-

truas der Echosrrahlang des Radarstrahis gemäß Figur la;

Figur 2 schematisch vier schräge Radarstrahlen, weiehe von swei Antennenöffnungen eines Hub

schraubers abgectranlt werden;

Figur 3a das Koordinatensystem einer üblichen rechteckigen Antenne;
25

Figur 3b das Koordinatensystem für eine Antenna sit schräger Antennenöffnung;

Figur 3c schematisch eine Antenne mit schräger Antsn- 5® nenöffnung, und zwar mit einem Schrägungswin-

kel K - 45°;

Figur 4- schematisch eine Antenne mit einer abgestump:

ten schrägen Antannenöffnung; 35

Figur 5 schematisch die Antenne gemäß Figur 4-, wobei deren Eingänge und die jeweils einem Eingang zugeordneten Radarstrahlen eingezeichnet sind;

Figur 6 schematisch die Verbindung der Einzelstrahlerreihen der Antenne gemäß Figur 5 jeweils-über einen !transformator mit einer Speiseleitung der Antenne;

Figur 7 schematisch die Radarstrahlveränderungen bezüglich der Normalen der Antenne gemäß Figur 5 und 6 zur Frequenzkompensation; 15

Figur 8 einen Computerausdruck zur Veranschaulichung der Amplitudenverteilung entlang der schrägen X-Achse bei der Antenne gemäß Figur 5 und 6;

Figur 9 einen Computerausdruck zur Veranschaulichung

der Amplitudenverteilung entlang der schrägen Y-Achse bei der Antenne gemäß Figur 5 und 6;

Figur 10 einen Computerausdruck zur Veranschaulichung der bei der Antenne gemäß Figur 5 und 6 vor

gesehenen Kopplungs- und Strahlungskoeffizienten;

Figur 11 einen Computerausdruck zur Veranschaulichung der Fernfeldstrahlungsverteilung in der ^*-

Schnitthauptebene, welche durch die Kopplungsund Strahlungskoeffizienten gemäß Figur 10 bewirkt wird;

Figur 12 einen Coaiputerausdruck zur Veranschaulichung der Fernfeldstrahlungsverteilung in der 6 -Schnitthauptebene, welche durch die Kopplungs

und Strahlungskoeffizienten gemäß Figur 10 bewirkt wird;

Figur 13 schematisch einen Eckbereich der Antenne gemaß Figur 5 und 6 zur Veranschaulichung des

Aufbaus derselben; und

Figur 14 schematisch die gesamte Antenne gemäß Figur 5 und 6 zur Veranschaulichung. des Aufbaus derselben.

Unabhängig davon, wie der EchoStrahlungsnachlauf erfolgt, ist bei allen Doppler-Radarnavigationssystenien eine Land/ Wasser-Verschiebung gegeben, wenn sie nicht zur Vermeidung derselben besonders ausgebildet sind. In Figur 1a ist ein einfaches Doppler-Radarnavigationssystem mit einem einzigen Radarstrahl der Breite Δ ^ dargestellt, welcher in der Ebene des Geschwindigkeitsvektors des bewegten Doppler-Radarnavigationssystems im Winkel V^₀ zum Geschwindigkeitsvektor abgestrahlt wird und auf die rückstrahlende Fläche im Winkel Y _Q einfällt, der zux Winkel v*"q zwischen dem Geschwindigkeitsvektor und der .Radarstrahlmittelachse komplementär ist. über Land ergibt die gleichmäßige Rückstrahlung gemäß Figur Ib das in Figur 1c mit ausgezogenen Linien wiedergegebene Energie/ Frequenz-Spektrum, dessen Mitte eine Funktion des Winkels v~₀ und dessen Breite eine Funktion der Radarstrahlbreite Δν*- ist. Beim Flug über Wasser ist die Rückstrahlung gemäß Figur 1b ungleichförmig, wobei größeren Einfallwinkein Ψ bzw. kleineren Winkeln Ϋ* niedrigere Rück-

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Strahlungskoeffizienten zugeordnet sind. Da kleineren Winkeln y höhere Frequenzen des Doppler-Spektrums zugeordnet sind, werden letztere in Bezug auf die niedrigeren Frequenzen gedämpft, so daß der Spektrumscheitel zu einer niedrigeren Frequenz verschoben wird. Diese Land/Wasser-Verschiebung liegt entsprechend den jeweiligen Antennenparametern im allgemeinen zwischen 1 % und 3 %

Die dreidimensionale Situation ist verwickelter, wie Figur 2 veranschaulicht, welche einen Hubschrauber zeigt, der entlang einer waagerechten X-Achse fliegt, senkrecht

^5 zu welcher eine ebenfalls waagerechte Y-Achse verläuft, während eine Z-Achse sich senkrecht sowohl zur X-Achse als auch zur Y-Achse erstreckt. Rechteckige Antennensysteme erzeugen vier schräg nach unten gerichtete Radarstrahlen 1 bis 4, wobei jeder Radarstrahl 1 bzw. 2 bzw.

j bzw. 4 mit der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse einen bestimmten Winkel einschließt, beispielsweise der Radarstrahl 2 den Winkel /*q bzw. 6 q bzw. ¹Kq gemäß Figur 2.

Eine konventionelle rechteckige Antenne, wie sie in Figur 3a mit dem zugehörigen Koordinatensystem dargestellt ist, weist eine Amplitudenfunktion A(x, y) auf, welche als das Produkt zweier gesonderter Funktionen f(x) und g(y) bezüglich der X-Achse bzw. der Y-Achse beschrieben werden kann, also in der Form A(x, y) = f(x) * g(y). Man spricht daher davon, daß das Antennenmuster bzw. das Strahlungsdiagramm einer konventionellen rechteckigen Antenne nach V^ und 6 "getrennt" werden kann. Da der Eückstrahlungskoeffizient über Wasser sich mit dem Einfallwinkel Ψ" ändert, ist ein nach Y* und ¹K anstatt

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nach V" und tf* "trennbares" Antennenmuster wünschenswert. Ein solches Antennenmuster würde die Land/Wasser-Verschiebung weitestgehend beseitigen.

Figur 3b zeigt ein schrägachsig s Koordinatensystem zur Erzielung eines nach τ und Y* "trennbaren" Antennenxusters, wobei die Y'-Achse mit der Projektion der Radar- ^O Strahlmittelachse auf die X-I-Ebene zusammenfällt und mit der Y-Achse den Schrägungswinkel K einschließt.

Figur 3c veranschaulicht eine Antenne mit schräger Antennenöffnung (Schrägungswinkel K = 4-5°). Für diese Antenne ist die Amplitudenfunktion A(x, y¹) das Produkt zweier gesonderter Funktionen f'(x) und g'(y') bezüglich der X-Achse bzw. der Y'-Achse, also A(x, y¹) «= f'(x) * g^f(y"). Das Antennenmuster für die Antenne mit schräger Antennenöffnung kann nach Y" und dem Winkel £, zwischen der Y'-Achse und der Radarstrahlmittelachse "getrennt" werden.

In der Nähe des RadarstrahlZentrums kann das Antennenauster in enger Näherung auch nach jf und ψ "getrennt" werden, so daß eine weitestgehende Unabhängigkeit von der Land/Wasser-Verschiebung gegeben ist. Jedoch zeigt Figur 3c auch, daß bei einer Antenne mit schräger Antennenöffnung beträchtliche Bereiche der rechteckigen Anbringungsfläche unausgenutzt bleiben, so daß der Gewinn niedriger als im Fall der Belegung der gesamten rechteckigen Fläche mit strahlenden Elementen bzw. Einzelstrahlern ist.

Darüber hinaus begrenzt die Kürze der Reihen von Einzelstrahlern deren Anzahl in jeder Reihe, was einen unannehmbar niedrigen Einführungsverlust bewirken kann.

Jedoch ist es gemäß Figur 4 möglich, eine schräge Antennenöffnung vorzusehen, sie abzustumpfen und eine recht-

eckige Antennenöffnung abzuleiten, welche die gewünschte "Trennbarkeit" beibehält. Darüber hinaus ist es möglich, den Schrägungswinkel K so zu modifizieren, daß eine.den. Auswirkungen des Abstumpfens der ursprünglichen Antennenöffnung entgegenwirkende Überkompensation erzielt wird. Auf diesen Grundgedanken basiert die Erfindung.

Unter Berücksichtigung dessen wird die abgestumpfte An-'tennenöffnung für eine Hälfte der tatsächlichen Antenne erhalten und werden die sich ergebenden, strahlenden Konduktanzen gefaltet, so daß das Speisesystem reziprok ist. Diese modifizierte Antennenöffnung wird dann verdoppelt, um die zweite Hälfte der Antenne zu bilden.

Bai einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es erforderlich, die Speiseleitungen und die Einzelstrahlerreihen um 90 zu drehen, um unter Beibehaltung der Frequenzkompensation und Uberwasservorspannungskorrektur ein vereinfachtes Speisesystem verwenden zu können.

Zur Erzielung der Überwasserkorrektur ist es erforderlich, das Verhältnis von Speiseeingang und schräger Verteilung beizubehalten, wie Figur 5 veranschaulicht. Daraus ist ersichtlich, daß in die Antenne von irgendeinem Eingang her eintretende Energie einen schrägen Radarstrahl 1 bzw. 2 bzw. 3 bzw. 4- erzeugt, wobei einander abwechselnde Faare, also das Radarstrahlpaar, 1, 2 und das Radarstrahlpaar 3, ·* dieselbe Schräge aufweisen.

Aufgrund der Eigenart der Antenne sieht jede Speiseleitung beide Schrägverteilungen. So erzeugt beispielsweise die linke Speiseleitung bei Speisung vom Eingang 1' her eine schräge Verteilung über ihre erste Hälfte und die

entgegengesetzte Schräge über ihre zweite Hälfte. I Grenzfall bei der Strahlung gleicher Energie von ä-Hälfte der Speiseleitung wäre keine Uberwasserkorrektur gegeben. Durch Änderung des Schrägungswinkels K z\xr Überkompensation^ der ersten Hälfte der Speisung und Sorgen für eine solche Amplitude, daß eine bedeutende Energiemenge von derselben Hälfte abgestrahlt wird, ist es möglich, die Antenne im Hinblick auf maximalen Gewinn und minimale Uberwasserverschiebung zu optimieren.

Bei früheren Mikrostrip-Flächenantsnnen wurde ein Verbundstrahlfrequenakompensacionssystem vsrv/endeu. bei welchem jeder Radarstrahl aus zwei Radarstrahlen zusammengesetzt war, die sich für eine gegebene Freauenzver— Schiebung in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen. Zwar war mit diesem Vorschlag eine ausgezeichnete Frequenzkompensation verbunden, jedoch erforderte er eir.

äußerst verwickeltes Einzelstrahlergruppen- und Speisesystem. Demgegenüber kommt erfindungrsgemäß eine vereinfachte Strahlenpaarkompensation zur Anwendung. Teaperatureffekte sind physikalische Veränderungen, welche die strahlende Struktur in derselben Weise wie Frequenzünderungeη beeinflussen, und werden daher genauso kompensiert wie die Frequenz.

Vie erläutert, werden die V~ -Strahlen durch di.2 Speisungen erzeugt, welche parallel zur Antennen!ängsacr.f.o laufen. Eine Speisung strahlt vorwärts und die andere Speisung strahlt rückwärts ab. Ein Speiseeinf.73.ng wird jeweils zu einem Zeitpunkt beaufschlagt und erzsugt einen einzigen Radarstrahl.

ORIGINAL INSPECTED

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Jede Speiseleitung kann unabhängig davon, ob sie dem Vorwärtsstrahlen oder dem Rückwärtsstrahlen zugeordnet ist, in einer Ersatzschaltung als eine Reihe von Energiekopplern dargestellt werden, welche jede der Reihen von Einzelstrahlern speisen, die gemäß Figur 6 in einem gegenseitigen Abstand d angeordnet sind. Die zur Erzeugung des vorwärts gerichteten bzw. des rückwärts gerichteten Sadar-Strahles im gewünschten Winkel erforderlichen elektrischen Bahnlängen lassen sich berechnen und durch Anbringen einer sinusförmigen Speiseleitung 12 im vorgegebenen Raum verwirklichen. Der Richtungswinkel ist durch die Gleichung +. cos 0 =yr .+ ~]/T · (Vd) - m-(A /d), mit λ Wellenlänge im freien Raum, £ = effektive Dielektrizitätskonstante des Mikrostrip-Substrates, m = ganze Zahl und m = 1 für den Strahl erster Ordnung, definiert.

Eine Frequenzänderung bewirkt, daß die vorwärts und die rückwärts gerichteten Radarstrahlen sich bezüglich der Antennennormalen in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen. Da ein Antennensystem die ^f -bezogenen Doppler-Informationen aller vier Radarstrahlen mittelt, wird eine Frequenzkompensation darin erzielt, wenn Paare der Radarstrahlen sich in einander entgegengesetzten Richtungen für eine gegebene Frecuenzänderung bewegen.

Figur 7 veranschaulicht die tatsächliche Frequenzkompensation und zeigt, da3 beispielsweise bei ansteigender Frequenz die Radarstrahlen 1 und 3 in ^ von der Normalen weg und die Radarstrahlen 2 und 4 auf die Normale zu laufen. Wäre die StrahlverSchiebung gleich der Frequenzänderung, dann wäre die Antenne voll kompensiert. Jedoch ist die Änderung der rückwärts strahlenden ZinzeIstrahlergruppen mit der Frequenz von derjenigen der

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vorwärts strahlenden Einzelstrahlergruppen geringfügig verschieden. Der Unterschied ist geringer als 0,00025°/ MHz Betriebsfrequenzänderung, was vernachlässigter ist.

Figur 8 veranschaulicht eine Amplitudenverteilung entlang der schrägen X'-Achse für eine erfindungsiTemäße Antenne bei typischer Radarstrahlbreite und typischen:

^O Richtunpswinkel anhand eines Conputerausdrucks. Die d->v gestellte Amplitudenverteilung ist auf eine schräre Ach se bezogen, kann jedoch mittel.:; eines CoSj,ucer ' für die gewünschte rechteckige Antennenöffnung delt werden. Figur 9 veranschaulicht analog eine Amplitudenverteilung entlang der schrägen Y'-Achse, und zwar gleichfalls anhand eines Computerausdrucks.

Figur 13 und 14 zeigen eine bevorzugte Ausführungsforx der erfindungsgemäßen Mikrowellenantenne, wobei Figur die rechte obere Ecke der Ansicht gemäß Figur 14 in größerem Maßstab wiedergibt. Gemäi Figur 13 und 14 weist die Mikrostrip-Flächenantenne zwei zueinander parallele Speiseleitungen 12 und 14 für das Rückwärts- bzw. Vorwärtsstrahlen und 36 Reihen von Einzelstrahlern 20 au:', welche sich in einem gegenseitigen Abstand von 9»5·Ο ·~~ (0,375 '') quer zwischen den beiden Speise leitungen 1Γ und 14 erstrecken und jeweils aus 26 Einzelstrahlern .IC bestehen, die zur Minimierung der Erzeugung von Radarstrahlen zweiter Ordnung in einem gegenseitigen Abstand von 11,227 mm (0,442 ·') angeordnet sind, wobei jeweils zwei einander benachbarte Sinzelstrahler 20 durch ein Reihenphasenglied 18 miteinander verbunden sind.

Jede Einzelstrahlerreihe ist an den beiden Enden durch je einen von einem !Transformator 16 gebildeten leitenden

ORIGINAL INSPECTED

Abschnitt mit der Speiseleitung 12 für das Rückwärts strahlen bzw. der Speiseleitung 14 für das Vorwärtsstrahlen ver bunden. Zur Energiezufuhr zur Speiseleitung 12 für das Rückwärtsstrahlen sind zwei Eingangsdämpfungsglieder 22 sowie 26 vorgesehen, zur Energiezufuhr zur Speiseleitung 14 für das Vorwärtsstrahlen zwei Eingangsdämpfungsglieder 30 sowie 34. In geringer Entfernung von jedem Eingangsdämpfungsglied 22 bzw. 26 bzw. 30 bzw. 34 erstreckt sich eine leitende Abgleichspindel 24 bzw. 28 bzw. 32 bzw. 56.

Die CCransformatoren 16 dienen ,jeweils als Impedanzwandler und vermitteln vorgegebene Impedanzniveaus an den Ab-

^5 zweigsteilen der Reihen von Einzelstrahlern 20 von den Speiseleitungen 12 und 14. Um ein bestimmtes Strahlungsdiagramm bzw. Antennenmuster zu erzielen, mu2 jede Reihe mit einem bestimmten Kopplungswert angekoppelt sein. Die jeweils erforderliche Impedanz läßt sich aus den üblichen Konstruktionscharakteristiken bestimmen.

Wird im Eetrieb ein Eingangsdämpfungsglied 22 bzw. 26 bzw. 30 bzv/. 34 mit Energie beaufschlagt, dann pflanzt; dieselbe sich entlang der entsprechenden Speiseleitung 12 bzw. 14 fort, wobei jede Reihe von Einzelstrahlern 20 einen Teil der Energie abzieht, der sich entlang der jeweiligen Reihe fortpflanzt. Die Beaufschlagung jedes Eingangsdämpfungsgliedes Z2 bzw. 26 bzw. 50 bzw. J^ mit Energie hat die Erzeugung eines entsprechenden Radarstrahles zur Folge. Ein nicht dargestellter, üblicher Mikrowellenschalter dient zum Enercieuüischalten.

Ein ebenfalls nicht dargestelltes, mit der Mikrowellenantenne gemäß Figur I3 und 14 verbundenes Speicherzzrzze™. speichert gesondert für jeden einzelnen Radarstrahl bei

•Ι Γ": ·:"":. *: 331769

?.ü~--:.-:e^r eines reflektierten Echosignals den effektiven CcCi-IUS bezüglich der ^-Richtung. Aus den Daten für die vier P.adarstrahlen wird durch übliche lütte 1 der Durchschnirr gebildet. Das System bringt diesen Strahlerzevgungsiind Durchschnittbildungszustand kontinuierlich auf den letzten Stand..

^O Figur "0 veranschaulicht die Kopplungs- und Strg koeffizienten der vollen Antennenöffnung einer typische. Mikrowellenantenne penäß Fi.sur 13 und 14, weicr.e zusa.-ü- rz.e~ -ir besonderen Substratda-cen aie riii:rosr.rip-?lächenan~s:ine herzustellen erlauben. Es sind die Sneisslei-

^5 turgsabzweigstallen Nr. 1 bis 36 und deren Y-Eoordinaten 'ir. Zoll) sowie für jede ZinzeIstrahlerreihe die Sopplurgskoeffizienten sowie der StrahlungskoefJTizient ,jedes der 26 Einzelstrahler 20 angegeben.

Figur Ί1 und 12 zeigen jeweils die Fernfeldstrahlungsverreiiung in der jf- bzw. ^ -Schnitthauptebene, weiche sicn mit den Kopplungs- und Strahlungskoeffizienten gerä2 5'igur 10 ergibt.

Claims

THE SINGER COMPANY, Stamford, Connecticut 069C4, USA

Patentansprüche

M. Mikrostrip-Flächenantenne mit ^"-Speisung für Doppler-Radarnavigationssysteme für Flugkörper, welche zwei zueinander parallele Speiseleitungen für das Vorwärts- bzw. Rückwärtsstrahlen, mehrere zueinander parallele, quer zwischen den "beiden Spei se leitungen angeordnete Einzelstrahlergruppen und an den beiden Enden jeder Speiseleitung je einen Eingang für die Energiezufuhr aufweist,

dadurch gekennze ichnet, daß jede EinzeIstrahlergruppe

a) an den beiden Enden über je einen Impedanzwandler (16) mit der einen bzw. der anderen Speiseleitung (14 bzw. 12) verbunden ist und

b) aus mehreren in Reihe geschalteten Einzelstrahlern (20) vorgegebener Größen besteht, wobei

c) jeweils zwei einander benachbarte Einzelstrahler (20) über ein Glied (18) zur Gewährleistung einer vorgegebenen Reihenphase miteinander verbunden sind.
2. Antenne nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine solche Einstellung der Verbindungen zwischen den Einzelstrahlern (20) mit entsprechenden Strahlungskoeffizienten und den beiden Speiseleitungen (14, 12), daß sich zur Überwasserkompensation eine Antennenamplitudenfunktion entlang der Flugachse ergibt, welche eine Abstumpfung der Amplitudenfunktion einer langen, schrägen Einzelstrahlergruppe darstellt.
3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennze ichne t, daß jeder Ein-1'5 gang für die Energiezufuhr ein leitendes Eingangsdämpfungsglied (22 bzw. 26 bzw. 30 bzw. 34-) und eine mit demselben verbundene Abgleichspindel (24 bzw. 28 bzw. 32 bzw. 36) aufweist.
4. Antenne nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennze ichnet, daß die beiden Speiseleitungen (14, 12) jeweils im wesentlichen sinusförmig ausgebildet sind, wobei die Speiseleitung (12) für das Rückwärtsstrahlen geringere Abmessungen als die Speiseleitung (14) für das Vorwärtsstrahlen aufweist.
5. Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet., daß bei Erregung am ersten bzw. zweiten bzw. dritten bzw. vierten Eingang für die Energiezufuhr ein erster bzw. zweiter bzw. dritter bzw. vierter Radarstrahl (1 bzw. 2 bzw. 3 bzw. 4) erzeugt wird.
6. Verfahren zur Frequenz- und/oder Temperaturkompen- sation bei Mikrostrip-Flächenantennen mit ^-Speisung

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für Doppler-Radarnavigationssysteme für Flugkörper, gekennzeichnet durch die folgenden 05 Schritte:

a) Erzeugen von vier gesonderten Radarstrahlen (1 bis 4-) durch aufeinanderfolgendes Erregen der Antenne an vier entsprechenden Eingängen für die Energie zu-

10 fuhr;

b) Aufnehmen und Speichern des Echosignals an jedem Eingang; und

15 c) Ermitteln des Durchschnitts der zu den Eingängen zurückgegebenen Echosignale.