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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR TRANSMITTING AND RECEIVING ELECTROMAGNETIC WAVES IN A ROUTE-SELECTIVE MANNER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/069720
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for transmitting or receiving electromagnetic waves in a route-selective manner. The inventive device consists of a single-conical or bi-conical antenna having one or two truncated cones (1; 5) and at least one exciter subassembly (3) on the plane of a truncated cone (1; 5), whereby said plane is parallel in relation to the base surface. All individual components (1, 3, 5) consist of an electroconductive material and are electroconductively connected. At least one electrically insulated exciter element (6; 7) is provided. The inventive device is characterised in that the exciter subassembly (3) is formed from an upper and a lower plate (2, 4). At least one exciter element (6; 7) is provided in the centre of the exciter subassembly (3). The plates (2, 4) are spaced apart by means of a slit diaphragm (11) which extends along the edge and is provided with slits that extend horizontally and/or vertically. The radiation behaviour of said slits can be controlled by means of electronic components (8, 9) for generating states of high or low impedance. Controlling the components (8, 9) results in an electronic beam sweep.

Inventors:
STAATS GERALD (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/000977
Publication Date:
September 20, 2001
Filing Date:
March 13, 2001
Export Citation:
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Assignee:
UNIV DRESDEN TECH (DE)
STAATS GERALD (DE)
International Classes:
H01Q3/24; H01Q13/04; H01Q19/10; H01Q21/00; H01Q21/20; H01Q25/00; (IPC1-7): H01Q3/26
Foreign References:
US3032762A1962-05-01
US3604012A1971-09-07
US3453621A1969-07-01
US3090956A1963-05-21
GB1505375A1978-03-30
Attorney, Agent or Firm:
Technische, Universität Dresden (Frank Dezernat 5, SG 5.1 Mommsenstrasse 13 Dresden, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum richtungsselektiven Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen, bestehend aus einer einfachkonischen oder bikonischen Antenne, mit ein oder zwei Kegelstümpfen (1 ; 5), und zumindest einer Erregerbaugruppe (3) an der zur Grundfläche parallelen Ebene eines Kegelstumpfes (1 ; 5), wobei alle Einzelteile (1,3,5) aus elektrisch leitfähigem Material bestehen und elektrisch leitfähig verbunden sind, und wenigstens ein elektrisch isoliertes Erregerelement (6 ; 7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerbaugruppe (3) aus einer oberen und einer unteren Platte (2,4) gebildet wird, im Zentrum der Erregerbaugruppe (3) wenigstens ein Erregerelement (6 ; 7) vorgesehen ist, die Platten (2,4) durch eine am Rand verlaufende Schlitzblende (11) beabstandet sind, die Schlitzblende (11) horizontal und/oder vertikal verlaufende Schlitze aufweist, die durch elektronische Bauelemente (8,9) zur Erzeugung hochohmiger oder niederohmiger Zustände in ihrem Strahlungsverhalten steuerbar sind, wobei durch die Ansteuerung der Bauelemente (8,9) eine elektronische Strahl schwenkung erfolgt.
2. Vorrichtung zum richtungsselektiven Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen, bestehend aus einer einfachkonischen oder bikonischen Antenne, mit ein oder zwei Kegelstümpfen (1 ; 5), und zumindest einer Erregerbaugruppe (3) an der zur Grundfläche parallelen Ebene eines Kegelstumpfes (1 ; 5), wobei alle Einzelteile (1,3,5) aus elektrisch leitfähigem Material bestehen und elektrisch leitfähig verbunden sind, und wenigstens ein elektrisch isoliertes Erregerelement (13 ; 14) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerbaugruppe (3) durch eine obere und eine untere Platte (2,4) gebildet wird, die Platten (2,4) durch einen zentrischen zylindrischen Körper (15) beabstandet sind, eine Anzahl von Erregerelementen (13 ; 14) im Abstand um den zentrischen zylindrischen Körper (15) auf einer der Platten (2 ; 4) angeordnet sind, die Erregerelemente (13 ; 14) einzeln oder in Gruppen von einer Steuereinheit ansteuer bar sind, wobei durch die Ansteuerung Erregerelemente (13 ; 14) eine elektronische Strahl schwenkung erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer bikonischen Antenne die zur Grundfläche parallelen Ebene einander zugewandt sind. und die parallelen Ebenen der beiden Kegelstümpfe (1,5) durch zumindest eine Erregerbaugruppe (3) beabstandet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erreger element (6 ; 7) durch einen Koppelstift (7) und/oder eine Koppelschleife (6) gebildet wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch l. oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erreger element (6, 7) durch einen Hohlleiter gebildet wird, der im Zentrum der Erregerbau gruppe (3) endet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rand der Platten (2,4) verlaufende metallische Schlitzblende (11) durch hförmige Elemente (12) gebildet wird, die so zueinander angeordnet und beabstandet sind. daß sich aus den Einschnitten und dem Abstand zweier Elemente (12) ein Kreuzschlitz bildet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1. 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rand der Platten (2,4) verlaufende metallische Schlitzblende (11) durch hförmige Elemente (12) gebildet wird, die so aneinandergereiht sind, daß sich horizontale Schlitze ergeben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3, 4, oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rand der Platten (2,4) verlaufende metallische Schlitzblende durch rechteckige Elemente (12) gebildet wird, die so angeordnet sind, daß sich vertikale Schlitze ergeben.
9. Vorrichtung nach Ansprüche 1, 2,3,4,5,6,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstümpfe (1,5) profiliert sind.
10. Vorrichtung nach Ansprüche l, 2,3,4,5,6,7,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstümpfe (1,5) als dielektrisch belastete einfachoder bikonische Antenne betrieben werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerelemente aus Koppelstiften (14) und/oder Koppelschleifen (13) gebildet werden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerelemente aus Hohlleitern gebildet werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 2,11, oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Erreger elemente (13,14) einzeln oder in Gruppen ansteuerbar sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 2,11,12, oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrische zylindrische Körper (15) ein Reflektor ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 2,11,12, oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrische zylindrische Körper (15) ein Dielektrikum ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 2,11,12,13,14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (2,4) zusätzlich durch eine am Rand verlaufende Schlitzblende (11) beabstandet sind. Hierzu 8 Blatt Zeichnungen.
Description:
Vorrichtung zum richtungsselektiven Senden und Empfangen elektromagnetischer Wellen Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum richtungsselektiven Senden und Empfangen elektromagnetischer Wellen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.

Aus der DE 196 36 084 Al ist eine phasengesteuerte Antenne bekannt, bestehend aus einer vorgebbaren Anzahl von zeilen-und/oder matrixformig angeordneten Sende-/Empfangs- strahlerelementen, an die die zugehörigen Sende-/Empfangsmodule angeschlossen sind. Die Sende-/Empfangsstrahlerelemente bestehen zeilenweise aus einem metallischen Hohlleiter mit einem rechteckförmigen Querschnitt. Das Problem bei derartigen Antennen besteht darin, daß zur Ansteuerung der einzelnen Sende-/Empfangsstrahlerelemente, zur Veränderung der Richt- charakteristik in Azimut und Elevation, eine umfangreiche, verlustbehaftete Steuerelektronik (Dämpfungsteller und Phasenschieber) notwendig ist. In horizontaler als auch in vertikaler Richtung ist der maximal erreichbare Winkelbereich, in dem der Strahl gesteuert werden kann, beschränkt. Bei terrestrischer Anwendung werden zur Abdeckung von 360° in der horizontalen Ebene mehrere, mindestens 2, meistens 3 oder mehr, Antennen benötigt. Eine elektronische Strahlschwenkung in der vertikalen Ebene ist bei terrestrischen Anwendungen selten erforderlich.

Aus Kühn, R. : Mikrowellenantennen, Verlag Technik Berlin, 1964 ist seit langem die sogenannte einfach-oder bi-konische Antenne bekannt. Dieses trifft auch auf die unterschied- lichen Arten der Speisung zu. Beispiele für die Speisung sind die koaxiale Speisung, bei der der Außenleiter des speisenden Koaxialkabels mit dem unteren Kegel und der Innenleiter mit dem oberen Kegel verbunden ist und die Antenne im TEM-Mode erregt wird oder die Speisung im Hohleitermode TMol (vertikale Polarisation der abgestrahlten Welle), angeregt durch einen Koppelstift. Bei dieser Art der Speisung kann durch die Verwendung einer Koppelschleife auch derTE0l-Mode (horizontale Polarisation der abgestrahlten Welle) angeregt werden.

Darüber hinaus ist die Anregung der gewünschten Moden auch durch Ankopplung der Antenne an einen Rundhohlleiter (der z. B. in der Antenne mit offener Apertur endet) erreichbar, in diesem Fall kommen die Hohleitermoden TEol (horizontale Polarisation der abgestrahlten Welle) bzw. TMol (vertikale Polarisation der abgestrahlten Welle) zur Anwendung. Weiterhin kann die Anregung mit einem rotierenden Hohleitermode TEn erfolgen, der im Rundhohlleiter durch einen dielektrischen Polarisator erzeugt wurde. Alle diese Ausführungen der bi-konischen Antenne weisen in der horizontalen Ebene infolge der rotationssymmetrischen Anregung ein omnidirektionales Richtdiagramm auf, decken also 360° ab und bündeln stark in der vertikalen Ebene. Infolge der omnidirektionalen Richtcharakteristik in der horizontalen Ebene besitzt die Antenne trotz der starken Bündelung in der vertikalen Ebene nur einen geringen Gewinn. In vertikaler Richtung ist durch die Veränderung der Kegel- geometrie eine mechanische Einstellung des Tilts (Richtung des Strahlungsmaximums in vertikaler Richtung) möglich.

Aus der US 5.134.420 ist eine bi-konische Antenne mit hemisphärischen bzw. omni- direktionalen Beam bekannt. Als Antenne dient eine einfach-konische oder bi-konische Antenne. Die bi-konische Antenne wird durch zwei Kegelstümpfe gebildet, die mit ihren abgeflachten Seiten einander zugewandt sind und von einem Rundhohlleiter durchdrungen werden. Der Rundhohlleiter weist im Bereich zwischen den beiden abgeflachten Enden der Kegelstümpfe vertikale Schlitze auf, die dazu dienen, einen Teil der Speiseleistung auskoppeln und horizontal polarisiert abzustrahlen, nachdem diese einen unterhalb des ersten Kegels der bi-konischen Antenne angeordneten, dielektrischen Polarisator passiert hat. Das obere Ende des Rundhohlleiters durchdringt die abgeflachte Seite des oberen Kegelstumpfes, endet dort mit offener Apertur und bildet mit der Innenseite des oberen Kegels einen Hornstrahler, der eine zirkular polarisierte Welle abstrahlt. Das Richtdiagramm dieser Antenne ist elektronisch nicht steuerbar, die Antenne weist keinen großen Gewinn auf, ist omnidirektional bzw. hemisphärisch und die beiden Polarisationen sind nicht unabhängig voneinander.

Aus der DE 196 52 595 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur richtungsselektiven Abstrahlung elektromagnetischer Wellen bekannt. Als Antenne dient eine einfach-konische oder bi-konische Antenne. Die bi-konische Antenne wird durch zwei Kegel gebildet, die mit ihren Spitzen einander zugewandt sind. Die Spitze des oberen Kegels ist zu einem Innenleiter und die verbreiterte Spitze des unteren Kegels zu einem Außenleiter eines gemeinsamen koaxialen Wellenleiters ausgeformt. Zur Einkopplung elektromagnetischer Felder in den koaxialen Wellenleiter sind an dessen Außenleiter radialaußenseitig Anschlußbuchsen verteilt, mittels derer auf einer Leiterplatte angeordnete Kopplungselemente kontaktiert sind und eine elektromagnetische Welle im koaxialen Wellenleiter angeregt wird. Verschiedene Schwingungszustände im koaxialen Wellenleiter führen zu entsprechenden Schwingungsmoden in der elektrisch mit diesem verbundenen bi-konischen Antenne. Nachteilig ist, daß verschiedene Schwingungsmoden nur in der Koaxialleitung erzeugt werden können. Dadurch ist die Anzahl der verwendbaren Moden und damit indirekt der kleinste verfügbare Öffnungs- winkel im horizontalen Richtdiagramm der Antenne begrenzt. Mit größer werdender Anzahl der verwendeten Moden sinkt die Bandbreite der Anordnung, der maximal erzielbare Gewinn der Anordnung ist also beschränkt. Die Anordnung ist mechanisch nicht sonderlich stabil, die Übergangszone zwischen koaxialen Wellenleiter und einfach-oder bi-konischer Antenne ist aufwendig zu fertigen. Die Anordnung ist nur in der Lage, vertikal polarisierte Wellen abzustrahlen. Zur Ansteuerung wird mindestens ein Phasenschieber benötigt.

Aus der DE 3 237 136 A1 ist noch eine Antenne mit elektronisch schwenkbarem Richtdia- gramm bekannt. Als Antenne dient eine zirkulare Parallel-Platten-Anordnung mit zentraler Einspeisung. Senkrecht zwischen den Platten befindet sich eine Vielzahl, als Kurzschlüsse zwischen die Platten schaltbaren Metallstäben, die ein oder mehrere Reflektorgitter nachbilden können. Am Rande der Parallel-Platten-Anordnung befinden sich zwei Kegelstümpfe, die einander mit ihren abgeflachten Seiten zugewandt sind. Diese Antenne ist nur für die vertikale Polarisationsebene geeignet, da die schaltbaren Metallstäbe als Reflektorgitter polarisations- sensitiv sind, d. h. das schaltbare Reflektorgitter ist nur für die vertikale Polarisation wirksam.

Eine horizontal polarisierte Welle wird nicht beeinflußt und kann demzufolge auch nicht gesteuert und abgestrahlt werden. Infolge des schlechten Radar-Rückstreuquerschnittes (rcs- radar cross section) des Reflektorgitters ergibt sich für die Anordnung ein geringes Vor- /Rückverhältnis. Diese Verluste führen zu einer Verringerung des Gewinns.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die beide Polarisationsebenen unabhängig voneinander abstrahlen kann, einen hohen Gewinn aufweist und bei der zur Schwenkung des Strahlungsdiagramms nur wenige elektronische Mittel, insbesondere keine Phasenschieber, eingesetzt werden müssen, die zudem in einfacher Weise ansteuerbar sind. Die Vorrichtung soll in ihrer Ausführung sehr stabil und einfach zu fertigen sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß die Erregerbaugruppe aus einer oberen und einer unteren Platte gebildet wird, im Zentrum der Erregerbaugruppe wenigstens ein Erregerelement vorgesehen ist, die Platten durch eine am Rand verlaufende Schlitzblende beabstandet sind, die Schlitzblende horizontal und/oder vertikal verlaufende Schlitze aufweist, die durch elektronische Bauelemente zur Erzeugung hochohmiger oder niederohmiger Zustände in ihrem Strahlungsverhalten steuerbar sind, wobei durch die Ansteuerung der Bauelemente eine elektronische Strahlschwenkung erfolgt.

Die Vorrichtung läßt sich mit einer einfach-konischen oder bi-konischen Antenne realisieren.

Bei Verwendung einer bi-konischen Antenne sind die zur Grundfläche parallelen Ebene einander zugewandt, und die parallelen Ebenen der beiden Kegelstümpfe durch zumindest eine Erregerbaugruppe beabstandet.

Das Erregerelement im Zentrum der Erregerbaugruppe wird durch einen Koppelstift oder durch eine Koppelschleife gebildet. Es ist auch möglich Koppelstift und Koppelschleife gemeinsam vorzusehen. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz eines Hohlleiters als Erregerelement, der im Zentrum der Erregerbaugruppe endet. Hierbei kommen als Anregungs- moden vorzugsweise solche Moden in Betracht, die zur Hohleiterachse rotationssymmetrische Feldverläufe aufweisen, d. h. z. B. TEoI-und TMoI-Mode, und als orthogonale Moden vonein- ander entkoppelt sind. Die Anregung kann auch mit einem rotierenden Hohleitermode TEn erfolgen, der im Rundhohlleiter durch einen dielektrischen Polarisator erzeugt wurde.

Für einfache Ausführungen können nur vertikal oder horizontal verlaufende Schlitze in der Schlitzblende ausreichend sein.

Eine weitere Ausführung ergibt sich durch die abwechselnde Anordnung von vertikal und horizontal verlaufenden Schlitzen.

Vorteilhaft wird die am Rand der Platten verlaufende metallische Schlitzblende durch h-förmige Elemente gebildet, die so zueinander angeordnet und beabstandet sind, daß sich aus den Einschnitten und dem Abstand zweier Elemente zueinander jeweils ein Kreuzschlitz ergibt. Diese horizontal und/oder vertikal verlaufenden Schlitze in der Schlitzblende sind durch elektronische Bauelemente, die hoch-oder niederohmige Zustände annehmen können, in ihrem Strahlungsverhalten beeinflußbar.

Weiterhin läßt sich die Vorrichtung in der Ausbildung der Kegelstümpfe variieren. Das kann durch gleiche als auch durch verschiedene Neigungswinkel der Kegelstümpfe, durch eine Profilierung der Oberfläche derselben als auch durch Betreiben der Kegelstümpfe als dielektrisch belastete einfach-oder bi-konische Antenne erfolgen.

Weiterhin wird die Aufgabe in Verbindung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 2 genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß die Erregerbaugruppe durch eine obere und eine untere Platte gebildet wird, die Platten durch einen zentrischen zylindrischen Körper beabstandet sind, eine Anzahl von Erregerelementen im Abstand um den zentrischen zylindrischen Körper auf einer der Platten angeordnet sind, die Erregerelemente einzeln oder in Gruppen von einer Steuereinheit ansteuerbar sind, wobei durch die Ansteuerung der Erregerelemente eine elektronische Strahlschwenkung erfolgt.

In einer vorteilhaften Variante ist der zentrische zylindrische Körper ein Reflektor. Bei einer weiteren Variante ist der zentrische zylindrische Körper ein Dielektrikum, vorzugsweise in der Ausführung einer Luneburg-Linse, d. h. mit einer ortsabhängigen Permittivität.

Diese Variante der Vorrichtung läßt sich ebenfalls mit einer einfach-konischen oder mit einer bi-konische Antenne realisieren. Bei einer Ausführung mit einer bi-konischen Antenne sind die parallelen Ebenen der beiden Kegelstümpfe durch zumindest eine Erregerbaugruppe beabstandet.

Die Erregerelemente um den zentrischen zylindrischen Körper können aus Koppelstiften oder Koppelschleifen gebildet werden. Koppelstifte und Koppelschleifen können auch gemeinsam vorgesehen werden. Außerdem können als Erregerelemente Hohlleiter eingesetzt werden, die zwischen den Platten in Abstand um den zentrischen zylindrischen Körper enden.

Mit einer Ansteuerbaugruppe sind die Erregerelemente einzeln oder in Gruppen ansteuerbar verbunden. Weiterhin läßt sich die Vorrichtung in der Ausbildung der Kegelstümpfe variieren. Das kann durch gleiche als auch durch verschiedene Neigungswinkel der Kegelstümpfe, durch eine Profilierung der Oberfläche derselben als auch durch Betreiben der Kegelstümpfe als dielektrisch belastete einfach-oder bi-konische Antenne erfolgen.

Ferner ergibt sich eine Ausführung durch die Anordnung einer Schlitzblende um den zentrischen zylindrischen Körper am Rand der Platten.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß bei minimalen Aufwand die Richtcharakteristik der Antenne elektronisch (trägheitslos) 360° in der horizontalen Ebene mittels einer Ansteuerung der Bauelemente oder der Koppelelemente schwenkbar ist, wobei die elektronische Strahlschwenkung ohne Phasenschieber realisiert wird. Bei entsprechender Ansteuerung besitzt die Antenne in der horizontalen Ebene eine große Richtwirkung. Die Antenne ist multibeamfähig ; beide Polarisationsebenen sind voneinander entkoppelt und können unabhängig voneinander verwendet werden. Durch einen Phasenunterschied von 90° in der Anregung zwischen beiden Polarisationsebenen kann darüber hinaus auch die Erzeugung von zirkularer Polarisation ermöglicht werden. In der vertikalen Ebene weist die Antenne eine große Richtwirkung (kleiner Öffnungswinkel) bei gut unterdrückten Nebenkeulen auf. Es besteht die Möglichkeit durch die Anordnung mehrerer Erregerbaugruppen übereinander, mit einem größeren Ansteueraufwand, auch einen elektronisch einstellbaren Tilt zu realisieren.

Desweiteren ist die Antenne reziprok, d. h. für Sende-und Empfangsfall gleichermaßen geeignet. Hierfür von besonderer Bedeutung ist die Verlustarmut etwaiger Bauelemente.

Infolge der großen Richtwirkung in horizontaler als auch in vertikaler Ebene ergibt sich ein vergleichsweise hoher Gewinn gegenüber der herkömmlichen bikonischen Antenne.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematisch dargestellte Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit bi-konischer Antenne in Explosivdarstellung Fig. 2 eine erste Ausführung eines Erregerteils nach Fig. 1 Fig. 3 eine zweite Ausführung eines Erregerteils nach Fig. 1 Fig. 4 eine dritte Ausführung eines Erregerteils nach Fig. 1 Fig. 5 eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit bi-konischer Antenne in Explosivdarstellung Fig. 6 eine erste Ausführung des Erregerteils nach Fig. 5 Fig. 7 eine zweite Ausführung des Erregerteils nach Fig. 5 Fig. 8 eine dritte Ausführung des Erregerteils nach Fig. 5 In der Fig. 1 wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer bi-konischen Antenne in Explosivdarstellung gezeigt. Die Vorrichtung besteht aus den beiden Kegelstümpfen 1 und 5, die mit ihren zur Grundfläche parallelen Ebenen einander zugewandt sind. Zwischen diesen parallelen Ebenen befindet sich eine Erregerbaugruppe 3, die mit den Kegelstümpfen 1,5 durch Platten 2 und 4 aus Blech elektrisch leitend verbunden ist. Die Platten 2,4 bilden mit der Erregerbaugruppe 3 eine Radial-Platten-Leitung. Alle Teile sind metallisch und bilden eine stabile Konstruktion.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer Erregerbaugruppe 3 in Explosivdarstellung, bei der auf die Darstellung der Kegelstümpfe verzichtet wurde. Die obere Begrenzung bildet eine scheibenförmige Platte 2. Zur unteren Begrenzung ist die Platte 4 mit gleicher Abmessung vorgesehen. Die beiden Platten 2,4 sind durch eine metallische Schlitzblende 11 an deren Rand beabstandet. Die metallische Schlitzblende 11 wird aus gleichmäßig am Umfang der Platten 2,4 verteilten h-fbrmigen Elementen 12 gebildet, wobei die h-formigen Elemente 12 mit ihren Seitenkanten auf den Platten 2,4 stehen. Zwei benachbarte Elemente 12 bilden mit ihren Ein- schnitten einen horizontalen und dem Abstand einen vertikalen Schlitz in Form eines Kreuz- schlitzes. Zur Ansteuerung der horizontalen Schlitze ist an jeweils einem Einschnitt eines jeden Elementes 12 ein Bauelement 8 zur Erzeugung hochohmiger oder niederohmiger Zustände vorgesehen. Zur Ansteuerung der vertikalen Schlitze sind Bauelemente 9 zwischen jeweils benachbarten Elementen 12 vorgesehen. Zu den Bauelementen 8,9 führen Leitungen 10. Im Zentrum der kreisrunden Anordnung ist ein Koppelstift 7 vorgesehen, der die untere Platte 4 durchstößt. Der Koppelstift ist von einer Koppelschleife 6 umgeben.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsvariante einer Erregerbaugruppe 3 in Explosivdarstellung, bei der auf die Darstellung der Kegelstümpfe verzichtet wurde. Zwei kreisrunde Platten 2,4 sind hier ebenfalls durch h-förmige Elemente 12 beabstandet, wobei die Elemente 12 ohne Abstand aneinandergereiht sind. Somit ergeben sich bei dieser Ausführung nur horizontale Schlitze, die durch Bauelemente 8 ansteuerbar sind. Zu den Bauelementen 8 fuhren Leitungen 10. Im Zentrum der kreisrunden Anordnung ist ein Koppelstift 7, die untere Platte 4 durchstoßend angeordnet.

Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsvariante einer Erregerbaugruppe 3 in Explosivdarstellung, bei der auf die Darstellung der Kegelstümpfe verzichtet wurde. Zur Beabstandung der Platten 2,4 sind rechteckige Elemente 12 vorgesehen. Es ergeben sich aus einem Abstand zwischen den Elementen 12 vertikale Schlitze, die durch Bauelemente 9 ansteuerbar sind. Im Zentrum der kreisrunden Anordnung ist eine Koppelschleife 6 vorgesehen.

Von einer zentralen Anregung (Koppelstift 7 oder-schleife 6, Primärstrahler) ausgehend, wird die bi-konische Ausführung der Vorrichtung durch eine (auch mehrere) Radial-Platten-Leitung (gebildet aus den Platten 2 und 4) gespeist. Der äußere Rand der Radial-Platten-Leitung ist auf dem gesamten Umfang dieser Erregerbaugruppe 3 durch eine metallische Schlitzblende 11 verschlossen. In diese Schlitzblende 11 sind entsprechend den Ausführungsvarianten horizontale, vertikale oder gekreuzte Schlitze (Sekundärstrahler) eingebracht. Diese Schlitze sind resonant auf der Arbeitsfrequenz der Antenne und werden in ihrem Strahlungsverhalten durch im Feldstärkemaximum oder in dessen Nähe angeordnete, elektronische Bauelemente 8,9 beeinflußt. Grundlage hierfür ist das grundsätzlich andere Strahlungsverhalten einer bei leitfähigem Bauelement 8,9 aus dem halbierten Schlitz gebildeten Apertur im Vergleich zu dem Verhalten des resonanten Schlitzes bei gesperrten Bauelement 8,9. Die Bauelemente 8,9 können durch Leitungen 10 elektronisch oder vorzugsweise optisch über Lichtwellenleiter (analog oder digital) angesteuert werden. Horizontale Richtwirkung und Nebenkeulen-Unterdrückung können also durch die Anzahl der strahlenden Schlitze und damit durch die Ansteuerung der Bauelemente 8,9 in weiten Grenzen variiert werden. Vertikale Richtwirkung, Nebenkeulen und Tilt werden maßgeblich durch die mechanische Ausführung der beiden Kegelstümpfe 1 und 5 bestimmt. Tilt und Nebenkeulen können auch elektronisch beeinflußt werden, wenn zur Speisung statt einer zwei (oder mehrere) Erregerbaugruppen 3 verwendet werden. Die prinzipbedingte, massive, elektrisch leitfähige Verbindung zwischen unterem und oberen Kegelstumpf 5,1 durch die Schlitzblende und die Abschirmung der Primärstrahler durch dieselbe führen zu einem hervorragenden Blitzschutz der Antenne und zu einer mechanisch äußerst stabilen Konstruktion.

Die Strahlschwenkung erfolgt durch einfache Ansteuerung der Bauelemente 8,9 mit analogen, oder vorzugsweise, digitalen Ansteuersignalen. Öffnungswinkel und Richtwirkung einer oder mehrerer Hauptkeulen werden bestimmt durch die Anzahl der offenen, also strahlenden Schlitze. Eine Beeinflussung der Nebenkeulen ist durch eine analoge Ansteuerung der aktiven Bauelemente 8,9 und/oder durch eine nicht äquidistante Anordnung der offenen, strahlenden Schlitze, ebenfalls durch die Ansteuerung erreicht, möglich. Der oder die so realisierten Sektoren strahlender Schlitze können auf dem gesamtem Umfang der Schlitzblende 11 trägheitslos elektronisch in durch 3 60° (n-Anzahl der Schlitze auf 360° in horizontaler Richtung) 17 definierten Schritten beliebig verschoben werden, so daß in Azimutrichtung 360° Schwenk- winkel der Hauptkeule in n-Schritten erreicht werden. Unabhängig davon kann bei Ver- wendung von zwei oder mehreren Erregerbaugruppen 3 der Tilt (Elevation) elektronisch auf konventionelle Art und Weise durch die Phasenlage zwischen den Ansteuersignalen unterschiedlicher Erregerbaugruppen 3 eingestellt werden, falls ein elektronisch veränderbarer Tilt erforderlich sein sollte.

In der Fig. 5 ist eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit bi-konischer Antenne in Explosivdarstellung gezeigt. Die Vorrichtung besteht aus zwei Kegel- stümpfen 1 und 5, die mit ihren beiden zu den Grundflächen parallelen Ebenen einander zugewandt sind. Zwischen diesen beiden Ebenen befindet sich eine Erregerbaugruppe 3, die mit den Kegelstümpfen 1,5 durch Platten 2,4 aus Blech elektrische leitend verbunden sind. Die Platten 2,4 bilden mit der Erregerbaugruppe 3 eine Radial-Platten-Leitung.

In der Fig. 6 ist eine erste Ausführung für eine Erregerbaugruppe 3 ohne Darstellung der Kegelstümpfe gezeigt. Zwischen den beiden Platten befindet sich zentrisch ein zylindrischer Körper 15. Um den zylindrischen Körper 15 sind in gleichem Abstand eine Mehrzahl von Koppelstiften 7 regelmäßig angeordnet. Jeder der Koppelstifte 7 ist von einer Koppelschleife 6 umgeben.

In der Fig. 7 ist eine zweite Ausführung für eine Erregerbaugruppe 3 dargestellt. Die Aus- führung entspricht der Darstellung in Fig. 2, wobei hier nur Koppelstifte 14 (ohne Koppel- schleifen) vorgesehen sind. In der Fig. 8 ist eine dritte Ausführung für eine Erregerbaugruppe3 dargestellt. Die Aus- führung entspricht der Darstellung in Fig. 2, wobei hier nur Koppelschleifen 13 (ohne Koppel- stifte) vorgesehen sind.

Der zentrische zylindrische Körper 15 in Fig. 6 bis 8 ist als metallischer Reflektor realisiert.

Die vom Koppelstift/Koppelschleife 14/13 eingekoppelte Leistung wird vom Reflektor reflektiert. Anstelle des metallischen Reflektors kann auch ein Dielektrikum. vorzugsweise in der Ausführung einer Luneburg-Linse, d. h. mit einer ortsabhängigen Permittivität vorgesehen werden. Das Dielektrikum ändert dabei nichts an der Ansteuerung der Koppelelemente. In diesem Falle passiert die vom Koppelstift/Koppelschleife 14/13 eingekoppelte Leistung das Dielektrikum.

Die Speisung der bi-konischen Antenne erfolgt durch eine Erregerbaugruppe 3, gebildet aus Koppelstiften 14 und/oder-schleifen 13 (Primärstrahler), angebracht um einen zylindrischen Körper 15 (mittig zwischen beiden Kegelstümpfen 1 und 5). Von dieser Anregung ausgehend wird die bi-konische Antenne durch eine (auch mehrere) Radial-Platten-Leitung (gebildet aus den Platten 2 und 4) gespeist. Die Formung des horizontalen Richtdiagramms erfolgt dadurch, daß immer die entsprechenden Koppelstifte/Koppelschleifen 14/13 durch einen Schalter mit dem Mikrowellensignal beaufschlagt werden, die gerade benötigt werden. Horizontale Richtwirkung und Nebenkeulen-Unterdrückung können durch die Ansteuerung der Koppel- stifte/Koppelschleifen 14/13 in weiten Grenzen variiert werden. Vertikale Richtwirkung, Nebenkeulen und Tilt werden maßgeblich durch die mechanische Ausführung der beiden Kegelstümpfe 1 und 5 bestimmt. Tilt und Nebenkeulen können auch elektronisch beeinflußt werden, wenn zur Speisung statt einer zwei (oder mehrere) Erregerbaugruppen 3 verwendet werden. Die prinzipbedingte, massive, elektrisch leitfähige Verbindung zwischen unterem und oberen Kegelstumpf 5, 1 durch den zylindrischen Körper 15 in der Mitte der Radial-Platten- Leitung führen zu einem guten Blitzschutz der Antenne und zu einer mechanisch stabilen Konstruktion.

Die Strahlschwenkung erfolgt durch die Beaufschlagung der Ankoppelstifte 14 und/oder-schleifen 13 mit dem hochfrequenten Ansteuersignal in einer solchen Art und Weise, daß sich eine Gruppe von aktiven Ankoppelstiften 14 und/oder-schleifen 13 bildet.

Öffnungswinkel und Richtwirkung einer oder mehrerer Hauptkeulen werden bestimmt durch die Anzahl der aktiven Koppelelelemente. Eine Beeinflussung der Nebenkeulen ist durch Veränderung der Leistung der entsprechenden Ansteuersignale oder durch eine nicht- äquidistante Anordnung der aktiven Koppelelemente, ebenfalls durch die Ansteuerung erreicht, möglich. Der oder die so realisierten Sektoren aktiver Koppelelemente können auf dem gesamtem Umfang des gedachten Kreises durch alle Koppelelemente 13,14 trägheitslos elektronisch in durch 360° (n-Anzahl der Koppelelemente auf 360° in horizontaler Richtung) n definierten Schritten beliebig verschoben werden, so daß in Azimutrichtung 360° Schwenk- winkel der Hauptkeule in n-Schritten erreicht werden. Unabhängig davon kann bei Verwendung von zwei oder mehreren Erregerbaugruppen 3 der Tilt (Elevation) elektronisch auf konventionelle Art und Weise durch die Phasenlage zwischen den Ansteuersignalen unterschiedlicher Erregerbaugruppen 3 eingestellt werden, falls ein elektronischer Tilt erforderlich sein sollte.

Bezugszeichenliste 1-Kegelstumpf 2-Platte 3-Erregerbaugruppe 4-Platte 5-Kegelstumpf 6-Koppelschleife 7-Koppelstift 8-Bauelement 9-Bauelement 10-Leitung 11-Schlitzblende 12-Element 13-Koppelschleife 14-Koppelstift : 15-zylindrischer Körper