DE2533179C3

DE2533179C3 - Rundsicht-Radarantenne mit Höhenerfassung

Info

Publication number: DE2533179C3
Application number: DE19752533179
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl.-Ing. 8131 Wangen Brunner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-07-24
Filing date: 1975-07-24
Publication date: 1984-08-30
Also published as: DE2533179A1; DE2533179B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rundsicht-Radarantenne mit Höhenerfassung unter Verwendung eines durch eine Linienquelle gespeisten Zylinderparabolreflektors, wobei die azimutale Abtastung durch mechanische Rotation und die Abtastung in der Elevation durch elektronische Schwenkung des von der parallel zur Zylinderachse des Reflektors verlaufenden, durch eine Strahlerreihe gebildeten Linienquelle abgegebenen Strahlenbündels erfolgt

Eine bekannte Möglichkeit für eine 3D-Radarantenne unter Verwendung einer im Azimut rotierenden 'Reflektorantenne ist in dem Aufsatz von Skolnik, »Survey of Phased Array Accomplishments and Requirements for Navy Ships« zum 1970 Phased-Array Antenna Symposium, 2. bis 5. Juni 1970, Polytechnic Institute of Brooklyn, Seiten 10 und 11 angegeben. Danach erfolgt die Fokussierung und Strahlauslenkung in der horizontalen Ebene durch einen mechanisch rotierenden Zylinderparabolreflektor mit Linienquelle, während die Ablenkung des Strahls in der vertikalen Ebene elektronisch durch Frequenzänderung (frequency scanning) der Speiseenergie für den den Reflektor anstrahlenden Linienstrahler vorgenommen wird. Der Linienstrahler wird dabei über eine serpentinenförmige Verzögerungsleitung gespeist

Aus der DE-OS 22 48 325 ist auch eine Antenne —

allerdings nicht für Rundsichtradarzwecke — bekannt, die eine Abtastung in der Azimutalebene durch mechanische Drehung und in der Elevationsebene durch elektronische Strahlschwenkung ausführt

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rundsicht-Radarantenne mit Zylinderparabolreflektor und Linear-Strahlerspeisung so weiterzubilden, daß sich gegenüber der Verwendung der bekannten Strahlauslenkung durch Frequenzänderung, bei dem zwischen den einzelnen Strahlern der Linienquelle Umwegleitungen erforderlich sind, das Speisesystem einfacher ausbilden läßt und außerdem die Frequenzbandbreite größer ist

Gemäß der Erfindung, die sich auf eine Rundsicht-Radarantenne der eingangs genannten Art bezieht wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einzelstrahler der linearen Strahlerreihe zu einem Primärstrahler gehören, der als geschlossener, wellenführender Sektorhornstrahler ausgebildet ist, in welchem im parallel zur Zylinderachse des Reflektors verlaufenden Aperturbereich horizontale Zwischenwände eingefügt sind, so daß sich übereinanderliegende Hohlleiterstücke ergeben, welche die Einzelstrahler bilden, und daß mittels den Einzelstrahlern zugeordneter, elektronisch steuerbarer Phasenschieber eine Fokussierung und eine »ewünschte Strahlablenkung in der Elevation vorgenommen wird.

Aus »lEEE-Spectrum«, November 1968, Seite 106 und aus dem Buch von Oliner und Knittel vom Polytechnic Institute of Brooklyn, »Phased Array Antennas«, erschienen 1972 bei Artech House Ina, Seite 208 sind Strahlergruppen für sich bekannt die als geschlossene, sektorhornartig aufgeweitete Hohlleiter ausgeführt sind, bei denen im Aperturbereich horizontale Zwischenwände vorgesehen sind, so daß sich nebeneinanderliegende Hohlleiterstücke ergeben, die als Einzelstrahler wirksam sind. Es handelt sich hierbei wie beim Primärspeisesystem nach der Erfindung nicht um eine Strahlungsspeisung, sondern um die Speisung der Einzelstrahler mittels einer geführten Welle. Zur Strahlauslenkung enthalten die Hohlleiterstücke elektronisch steuerbare Phasenschieber.
Zur Verminderung der Antennentiefe kann bei der

*5 Rundsicht-Radarantenne nach der Erfindung der Sektorhornstrahler nach unten umgelenkt werden. Zur Vermeidung einer Reflektoraperturabdeckung durch den Sektorhornstrahler ist auch eine versetzte, seitliche Speisung der Zylinderparabolantenne möglich. In diesem Fall ist zur Reduzierung der Antennenabmessung ein Knicken des Sektorhomstrahlers um dessen Breitseite zweckmäßig.

Wird eine versetzte Speisung gewählt so wird im Interesse einer geringen Aperturabdeckung des Reflektors durch den Primärstrahler dieser schmal gehalten.

Dies bedeutet daß zur Vermeidung einer größeren

Überstrahlung ein tieferer Zylinderparabolreflektor gewählt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von vier, in jeweils einer Figur dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Rundsicht-Radarantenne unter Verwendung eines geraden Sektorhomstrahlers,

F i g. 2 eine ähnliche Antenne, jedoch unter Verwendung eines Umlenkhorns,

Fig.3 eine Rundsicht-Radarantenne nach der Erfindung mit versetzter Speisung unter Verwendung eines

geraden Sektorhorns, und

Fig.4 eine Rundsicht-Radarantenne nach der Erfindung mit versetzter Speisung unter Verwendung eines geknickten Sektorhomes.

F i g. 1 zeigt die Kombination einer Reflektorantenne mit einer phasengesteuerten Antenne nach der Erfindung unter Verwendung einer Liniei^uelle vor einem Zylinderparabolreflektor 1. Die parallel zur Zylinderachse des Reflektors 1 verlaufende Linienquelle wird durch eine geführte Welle angeregt Als Speisesystem wird ein gerader Sektorhornstrahler 2 verwendet, der an seiner Apertur horizontal liegende Zwischenwände 3 aufweist, so daß sich Hohlleiterstücke 4 ergeben, in welche Phasenschieber eingebracht sind. Die Hohlleiterstücke 4 wirken als einzelne Strahler der Linienquelle. Die vertikale Einzelstrahlerreihe ist durch kleine Trichterwände 5 und 6 in der horizontalen Ebene so erweitert, daß die Strahlungsbelegung des seitlichen Reflekf.orrandes in bezug auf Gewinn und Nebenzipfelpegel optimiert wird. Im Nahfeld dieser Linienquelle befindet sich der zylindrische Parabolreflektor 1, der in der vertikalen Ebene das mehr oder weniger ausgelenkte parallele Strahlenbündel umlenkt und die in der horizontalen Ebene divergierende Strahlung fokussiert Die elektronisch gesteuerten Phasenschieber in den Hohlleiterstücken 4 bewirken die Fokussierung und die Auslenkung in der Elevationsebene.

Eine andere Ausführungsform zeigt Fig.2, bei der zur Verringerung der Bautiefe der Sektorhornstrahler 7 nach unten umgelenkt ist Von den einzelnen, durch die Zwischenwände 8 gebildeten Hohlleiterstücken 9 wird die Strahlung auf den Zylinderparabolreflektor 1 gerichtet von welchem aus die Abstrahlung in den freien Raum je nach Einstellung der Phasenschieber und momentanem Stand der als ganzes drehbaren Antenne erfolgt

Die Umlenkung zu den Hohlleiterstücken 9 hin erfolgt an der parabolischen Fläche 10, wobei zugleich der Hauptanteil der Fokussierung vorgenommen wird.
Fig.3 zeigt einen Zylinderparabolreflektor 11 mit

ίο einer phasengesteuerten Linienquelle bei versetzter Speisung mittels eines Sektorhornstrahlers 12, so daß eine Reflektoraperturabdeckung durch den Sektorhornstrahler 12 vermieden wird. Die in einer Ansicht von oben dargestellte Ausführungsform weist genauso wie

die vorher beschriebenen Beispiele eine Linienquelle auf, welche aus Hohlleiterstücken 13 mit Phasenschiebern und zwei schrägen Trichterwänden 14 und 15 besteht Die von der Linienquelle zum Reflektor 11 abgestrahlten Strahlen sind mit 16 und die reflektierten Strahlen mit 17 bezeichnet

Die Anordnung nach F i g. 4 ähnelt derjenigen nach Fi g. 3, wobei jedoch zur Bestrahlung des Zyünderparabolreflektors 18 ein geknicktes Sektorhorn 19 verwendet wird, so daß die Antennenabmessung reduziert wird.

Die Knickstelle ist mit 20 bezeichnet. Die Linienquelle wird durch Hohlleiterstücke 21 mit Phasenschiebern sowie zwei schrägen Trichterwänden 22 und 23 gebildet. Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform in einer Ansicht von oben sind die von der Linienquelle zum Reflektor 18 abgestrahlten Strahlen mit 24 und die vom Reflektor 18 reflektierten Strahlen mit 25 bezeichnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rundsicht-Radarantenne mit Höhenerfassung unter Verwendung eines durch eine Linienquelle gespeisten Zylinderparabolreflektors, wobei die azimutale Abtastung durch mechanische Rotation und die Abtastung in der Elevation durch elektronische Schwenkung des von der parallel zur Zylinderachse des Reflektors verlaufenden, durch eine Strahlerreihe gebildeten Linienquelle abgegebenen Strahlenbündels erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstrahler (4) der linearen Strahlerreihe zu einem Primärstrahler (2) gehören, der als geschlossener, wellenführender Sektor-hornstrahler (2) ausgebildet ist, in welchem im parallel zur Zylinderachse des Reflektors (1) verlaufenden Aperturbereich horizontale Zwischenwände (3) eingefügt sind, so daß sich übereinanderliegende Hohlleiterstücke (4) ergeben, welche die Einzelstrahler (4) bilden, und daß mittels den Einzelstrahlern (4) zugeordneter, elektronisch steuerbarer Phasenschieber eine Fokussierung und eine gewünschte Strahlauslenkung in der Elevation vorgenommen wird.

2. Rundsicht-Radarantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sektorhornstrahler (7) eine Umlenkung nach unten aufweist

3. Rundsicht-Radarantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sektorhornstrahler (2) sehr schmal und der Zylinderparabolreflektor (1) tief ausgebildet ist.

4. Rundsicht-Radarantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerreihe derart versetzt zum Reflektor (U) angeordnet ist, daß sie außerhalb des vom Reflektor (11) reflektierten Strahlenbündels (17) liegt.

5. Rundsicht-Radarantenne nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sektorhornstrahler (19) in geeigneter Weise um seine Breitseite geknickt ist.