DE2719205C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlitzantennenanordnung für ein Kennungsabfragesystem mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1. Eine Schlitzantennenanordnung dieser Art ist aus der US-Patentschrift 38 06 945 bekannt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung seien folgende allge­ meine Betrachtungen vorausgeschickt:

In der Radartechnik sind Einrichtungen zur Kennungsabfrage oder IFF-Anlagen bekannt, welche es ermöglichen, zwischen Radarechosignalen von eigenen Flugzeugen oder Freundflugzeugen und solchen von nicht identifizierten oder feindlichen Flugzeugen zu unterscheiden. Verschiedene Einrichtungen sind so ausgebildet, daß von Hilfseinrichtungen einer Radaranlage ein Abfragesignal gegen ein das Zielobjekt bildendes Flug­ zeug hin ausgesendet wird, wonach, wenn es sich bei dem Flug­ zeug um ein eigenes oder ein Freundflugzeug handelt, ein in richtiger Weise codiertes Antwortsignal von einem Transponder des betreffenden Flugzeugs empfangen wird. Um nun den appara­ tiven Aufwand der auf dem eigenen Flugzeug mitzuführenden Teile der IFF-Anlage auf ein Minimum zu beschränken und die notwen­ digen Hilfseinrichtung des Bodenradars zu vereinfachen, hat man für die IFF-Anlagen ein einziges Frequenzband freigehalten. Zwar ermöglicht diese Vereinheitlichung den Bau zufrieden­ stellend arbeitender IFF-Anlagen, welche in Verbindung mit Radaranlagen beliebiger Frequenz eingesetzt werden können, doch treten bestimmte technische Schwierigkeiten auf, die sich mit bekannten IFF-Anlagen nicht beseitigen lassen.

Eine derartige Schwierigkeit besteht mitunter darin, daß von einem Freundflugzeug oder eigenen Flugzeug eine Kennungsantwort empfangen wird, welchem an sich kein Abfragesignal zugesandt worden ist. Eine derartige Kennungsantwort kann in Abwesenheit geeigneter Maßnahmen dann auftreten, wenn ein Freundflugzeug sich in einer Seitenkeule des Strahlungsdiagramms des am Orte des Radargerätes befindlichen IFF-Abfragesenders aufhält. Eine Möglichkeit zur Unterdrückung einer Kennungsantwort eines Freundflugzeuges, das sich in einem Seitenmaximum des IFF- Abfragesenders befindet, besteht darin, einen Abfragecode auszu­ senden, welcher nicht die Erzeugung einer Kennungsantwort ver­ ursacht. Wenn also beispielsweise ein bestimmter Unterschied im Leistungspegel zwischen Teilen des Abfragecodes in der Form auftritt, wie er von einem Transponder eines Freundflugzeuges empfangen wird, so kann dieser Transponder für Erzeugung einer Kennungsantwort gesperrt werden. Wenn also ein erster Teil eines Abfragecodes über eine nach allen Richtungen strah­ lende Antenne mit einer Leistung ausgesendet wird, welche gleich dem Leistungspegel eines entsprechenden ersten Teiles in dem ersten Seitenmaximum einer Richtantenne ist, während der übrige Teil des Abfragecodes über die genannte Richtantenne ausgestrahlt wird, so ermöglichen einfache Signalverarbeitungs­ schaltungen im Transponder des Freundflugzeuges zu bestimmen, ob sich das Flugzeug nun in der Hauptstrahlungskeule des Strahlungsdiagramms oder im ersten Seitenmaximum des Strah­ lungsdiagramms der betreffenden Richtantenne befindet. Der Transponder des Freundflugzeuges wird eingeschaltet, wenn sich das Flugzeug in der Hauptstrahlungskeule befindet, während der Transponder gesperrt wird, wenn sich das Flugzeug in dem Seitenmaximum aufhält.

Eine andere Maßnahme sieht vor, über eine Richtantenne einen ersten Teil des Abfragecodes in einem Summenkanal und den zweiten Teil des Abfragecodes über einen Differenzkanal auszu­ senden. Wiederum ermöglichen einfache Signalverarbeitungsschal­ tungen im Transponder des Flugzeugs eine Unterscheidung dahin­ gehend, ob sich das betreffende Flugzeug in der Hauptstrahlungs­ keule oder in einem Seitenmaximum des Strahlungsdiagramms der Richtantenne aufhält. Nachteilig ist, daß in vielen Fällen der von einer nach allen Richtungen strahlenden Antenne benötigte Raum nicht zur Verfügung steht oder die Eigenschaften einer Richtantenne zur Aussendung einer Differenzcharakteristik für diesen Anwendungsfall nicht gut genug sind.

Die aus der oben erwähnten US-Patentschrift bekannte Schlitzan­ tennenanordnung enthält eine Antennenelementreihe deren einzel­ nen Antennenelemente zwischen geerdeten Leiterbelägen verlaufende Streifenleiter und quer dazu verlaufende Strahlerschlitze enthalten, über die ein Abfragesignal mit der Frequenz f₁ aus­ gesendet und in demselben Frequenzband ein Kennungssignal mit der Frequenz f₂ von einem Freundflugzeug her empfangen werden kann. Den Streifenleitern zugeordnete Leiterbeläge bilden bei der bekannten Anordnung Wandteile von Resonanzhohlräumen, die den einzelnen Strahlerschlitzen jeweils zugeordnet sind. Beim Senden und beim Empfang mit jeweils unterschiedlicher Frequenz ergibt sich bei der bekannten Schlitzantennenanordnung ein mit­ unter nicht zufriedenstellender Wirkungsgrad.

Durch die Erfindung soll demgemäß die Aufgabe gelöst werden, eine Schlitzantennenanordnung mit den Merkmalen des Oberbe­ griffes von Patentanspruch 1 so weiterzubilden, daß die An­ regung der Schlitze verbessert wird und der Wirkungsgrad beim Senden und beim Empfang erhöht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 4.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Antennen­ systems in einer IFF-Anlage,

Fig. 1A eine perspektivische Darstellung eines Antennen­ elementes des Systems nach Fig. 1,

Fig. 2 eine schaubildliche, teilweise aufgebrochen wiedergegebene Darstellung eines Teiles eines An­ tennenelmentes gemäß Fig. 1A zur Darstellung der Strahlerschlitze, der Resonanzhohlräume und der Streifenleitereinspeisung in ihrer gegen­ seitigen Zuordnung und

Fig. 3 ein Ersatzschaltbild der Anordnung nach Fig. 2.

Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß bei dem hier gewählten Ausfüh­ rungsbeispiel eine IFF-Anlage der vorliegend vorgeschlagenen Art in Verbindung mit einer nicht näher bezeichneten, ortsbeweg­ lichen Radaranlage verwendet wird, um ein Flugzeug 10 als Freundflugzeug oder als feindliches Flugzeug identifizieren zu können. Hierzu sind eine phasengesteuerte Antennenelementanord­ nung 11 der Radaranlage und eine lineare Schlitzantennenanord­ nung der IFF-Anlage, welche mit der Bezugszahl 13 bezeichnet ist und nachfolgend beschrieben wird, in geeigneter Weise auf einer gemeinsamen Halterung 15 befestigt. Letztere, welche in durchgehenden Linien in ihrer Betriebsstellung gezeigt ist, ist an einem Unterbau 17 befestigt, der auf einem Fahrgestell 19 montiert ist. Der Sender und der Empfänger der Radaranlage, welche beide nicht gezeigt sind, befinden sich innerhalb des Unterbaus 17. Geeignete Verbindungen, welche in Fig. 1 nicht gezeigt sind, ermöglichen die Aussendungen, den Empfang und die Verarbeitung der von der phasengesteuerten Antennenelementanord­ nung 11 ausgesendeten bzw. empfangenen Radarsignale. Ein Aus­ führungsbeispiel der IFF-Schlitzantennenanordnung 13 wird nach­ folgend im einzelnen beschrieben. Es sei hier zunächst gesagt, daß die lineare Schlitzantennenanordnung 13 über geeignete, zu­ sammengefaßte Leitungen, welche nicht dargestellt sind, so beschaltet ist, daß ihr Richtstrahl aufgrund der Verbindung mit einem in dem Unterbau 17 befindlichen IFF-Sender und IFF-Empfänger (beide nicht dargestellt) gebündelt und gesteuert werden kann. Der IFF-Sender wird wiederum in geeigneter Weise so gesteuert, daß er erforderlichenfalls ein codiertes Abfragesignal aussendet, wobei ein Teil dieses Abfragesignales über den Summenkanal einer zusammengefaßten Monopuls-Antenneneinspeisung und ein zweiter Teil des Abfragesignals über den Differenzkanal der zusammengefaßten Monopuls-Antenneneinspeisung geführt wird. Es ergibt sich somit, daß das Verhältnis zwischen den Amplituden der beiden Teile des codierten Abfragesignales am Orte irgend eines im Raume gelegenen, bestrahlten Punktes als von der Lage dieses Punktes relativ zur Mittellinie des Richtstrahles abhängig angesehen wird, welcher sich ausbreitet, wenn der Summen­ kanal der zusammengefaßten Monopuls-Antenneneinspeisung benutzt wird. Mit anderen Worten, immer dann, wenn die Amplitude des ersten Teiles des codierten Abfragesignales an einem bestimmten Punkt im Raume höher als die Amplitude des zweiten Teiles dieses Abfragesignales ist, befindet sich der genannte Punkt innerhalb der Hauptstrahlungskeule des Strahlungsdiagramms, welches bei Benutzung des Summenkanals der Monopuls-Antenneneinspeisung entsteht. Im Gegensatz hierzu liegt der genannte Punkt außer­ halb der Hauptstrahlungskeule, wenn die Amplitude des ersten Teiles des Abfragesignales kleiner als die Amplitude des zweiten Teiles dieses Signales ist.

Die im Flugzeug 10 befindlichen Teile der IFF-Anlage sind an sich bekannter Bauart und bestehen beispielsweise aus einer Antenne 10a und einem Transponder 10t. Letzterer enthält zusätzlich zu einem Empfänger und einem Sender logische Schalt­ kreise, um die Amplituden des ersten und des zweiten Teiles des codierten Abfragesignales zu bestimmen und in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen diesen Amplituden den Sender des Trans­ ponders 10t entweder freizugeben oder zu sperren.

Befindet sich die Halterung 15 in der in Fig. 1 durch strich­ punktierte Linien angedeuteten Verstaustellung oder Transport­ stellung, so soll die hier mit h_m bezeichnete Bauhöhe der phasengesteuerten Antennenelementanordnung 11 und der IFF-Schlitz­ antennenanordnung 13 möglichst gering sein. Um dies zu erreichen ist die Dicke der Antennenelemente der IFF-Schlitzantennenanordnung 13 senkrecht zu der Halterung 15 gemessen minimal.

Aus Fig. 1A ist zu erkennen, daß jedes Antennenelement ein Paar von Strahlerschlitzen 21a und 21b enthält, die in einer metallischen Deckplatte 23 vorgesehen sind und jeweils einem Resonanzhohlraum 25 zugeordnet sind, der die Strahlerschlitze 21a und 21b jeweils mit einem Einspeisungsansatz koppelt. Kopplungsabschnitte sind in Fig. 2 mit 38a und 38b bezeichnet. Jeder der Einspeisungsansätze ist über eine Streifenleitung mit einem an sich bekannten Phasenschieber verbunden. Steuersignale für die einzelnen Phasenschieber werden über ein Kabel 29 zuge­ führt und Hochfrequenzsignale für die Summen- und Differenzan­ schlüse der zusammengefaßten Monopuls-Antenneneinspeisung werden über nicht dargestellte Koaxialkabel geleitet. Man erkennt nun, daß dann, wenn die IFF-Schlitzantennenanordnung die in Fig. 1 gezeigte Stellung einnimmt und der Summenanschluß der zusammengefaßten Monopuls-Antenneneinspeisung beaufschlagt wird, ein einziger symmetrischer steuerbarer Richtstrahl erzeugt wird. Die zentrale Nullinie fällt also mit der Mittellinie des einzigen Richtstrahles zusammen, welcher bei Beaufschlagung des Summenanschlusses erzeugt wird. Weiter ist festzustellen, daß mit Bezug auf den Höhenwinkel die erzeugten Richtstrahlen breit sind.

Nunmehr sei Fig. 2 der Zeichnung näher betrachtet. Man erkennt, daß Hochfrequenzenergie über einen zur Verbindung zwischen einem Koaxialkabel und einer Streifenleitung dienenden Verbinder 32 an einen Eingangsanschluß 34i eines Streifenleitungs- Hybridkopplers 34 gelegt wird. Der Ausgangsanschluß 34o des Streifenleitungs-Hybridkopplers 34 ist an eine Anpassungsbe­ lastung 36 angeschlossen. Die Leiterarme 34a und 34b des Streifen­ leitungs-Hybridkopplers 34 haben in der dargestellten Weise Verbindung zu an sich bekannten, von Streifenleitung zu Streifen­ leitung wirksamen Viertelwellen-Impedanztransformatoren (Streifenleitungs-Kopplungsabschnitte 38a, 38b), welche auch als Speiseleitungen für die Strahlerschlitze dienen. Die Streifen­ leitungs-Kopplungsabschnitte 38a und 38b sind ihrerseits mit zur Anpassung dienenden Streifenleitungs-Kompensationsab­ schnitten 40a bzw. 40b abgeschlossen. Für den Fachmann ist erkennbar, daß die soeben erwähnten Streifenelemente als gedruckte Schaltung auf einer dielektrischen Platte 42l gebildet sind und daß die Streifenleitungsanordnung durch Darüber­ setzen einer weiteren dielektrischen Platte 42u vervollständigt wird. Auf den freiliegenden Oberflächen der dielektrischen Platten ist eine elektrisch leitfähig Deckschicht 43, bei­ spielsweise als dünner Kupferbelag, vorgesehen, so daß sich die fertige Streifenleiteranordnung ergibt. In einem Leiterbelag befinden sich rechteckige Aussparungen 44a und 44b, welche mit den Strahlerschlitzen 21a bzw. 21b fluchten. Eine Reihe von Bohrungen, beispielsweise die Bohrungen 46a und 46b, erstrecken sich durch die Streifenleiteranordnung in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise. Die Bohrungen sind jeweils mit elektrisch leitfähigem Material durch Plattierung erfüllt und bewirken so eine Verbindung der elektrisch leitfähigen Deckschichten 43 auf der Oberseite und der Unterseite der Streifenleiteran­ ordnung. Die plattierten Bohrungen bilden auf diese Weise Kurz­ schlußverbindungen oder Kurzschlußstifte. Sind die plattierten Bohrungen 46a und 46b im Vergleich zur Wellenlänge der auszu­ sendenden und zu empfangenden Hochfrequenzenergie verhältnis­ mäßig klein, so erscheinen sie für diese Hochfrequenzenergie als massive, elektrisch leitfähige Wand. Dies hat zur Wirkung, daß die Streifenleitungs-Kopplungsabschnitte 38a und 38b und die Streifenleitungs-Kompensationsabschnitte 40a und 40b wirkungsgemäß in Resonanzhohlräumen liegen, welche jeweils eine rechteckige Öffnung 44a bzw. 44b aufweisen. Zur Vervollständi­ gung der Anordnung sind in den Resonanzhohlräumen zwischen Teilen der Streifenleitungs-Kompensationsabschnitte 40a und 40b Abstimmeinrichtungen 48a bzw. 48b vorgesehen. Jede der Abstimm­ einrichtungen 48a und 48b enthält einen stopfenartigen Körper 48p aus dielektrischem Werkstoff, in welchem exzentrisch ein elektrisch leitfähiger Draht verankert ist. Der dielektrische Körper 48p ist mit Außengewinde versehen, welches dem Innen­ gewinde eine Kappe oder Muffe 48c entspricht, die wiederum an dem elektrisch leitfähigen Belag 43 befestigt ist.

Man erkennt, daß ohne die Kompensationsabschnitte 40a und 40b und die Abstimmeinrichtungen 48a und 48b die Streifenleiter­ anordnung und die Strahlerschlitze so ausgelegt und hergestellt werden können, daß sie bei einer einzigen Frequenz im L-Band zufriedenstellend arbeiten. Wenn jedoch, wie im vorliegenden Falle gewünscht wird, daß die Anordnung bei zwei verschiedenen Frequenzen f₁ und f₂ arbeitet, so herrscht eine Impedanzfehl­ anpassung entweder bei einer der Frequenzen oder bei beiden Frequenzen. Jede Fehlanpassung vermindert selbstverständlich den Wirkungsgrad des IFF-Antennensystems und sollte daher auf einem Minimum gehalten werden.

Die Art und Weise, in welcher die Impedanz des Systems der hier vorgeschlagenen Art so eingestellt wird, daß eine Anpassung erzielt wird, läßt sich am besten unter Bezugnahme auf die in Fig. 3 gezeigte Ersatzschaltung erläutern. Man erkennt, daß eine ideale Impedanzanpassung (bei irgendeiner Betriebsfrequenz) zwischen dem Strahlerschlitz 21a und der Kombination der ver­ bleibenden Bauteile gemäß Fig. 3 erfordert, daß die Impedanz des Strahlerschlitzes das Konjugierkomplexe der effektiven Impedanz der Kombination der verbliebenen Elemente ist. Das bedeutet, daß dann, wenn man von den mit bezeichneten Punkten in beide Richtungen schauend die Schaltung betrachtet, folgende Beziehung für die Impedanz gelten muß:

R_s±jX_s=R_c±jX_c

Hierin ist R_s der Widerstand des Strahlerschlitzes 21a. X_s ist die Reaktanz des Strahlerschlitzes 21a. R_c ist der effektive Widerstand der Kombination der übrigen Schaltungselemente gemäß Fig. 3 und X_c ist die effektive Reaktanz der Kombination der verbliebenen Schaltungselemente gemäß Fig. 3.

Man erkennt, daß es zur Vereinfachung bei der Errechnung der verschiedenen Parameter der vorstehend genannten Gleichung wünschenswert ist, Leitwerte anstelle der Widerstände und Suspetanzen anstelle der Reaktanzen zu verwenden, so daß man eine Admittanzanpassung anstelle einer Impedanzanpassung unter­ sucht und anstrebt. Weiter ergibt sich, daß dann, wenn die Resonanzfrequenz (nachfolgend f₀ bezeichnet) des Strahler­ schlitzes 21a, des nicht näher bezeichneten Resonanzhohlraumes und des Kompensationsabschnittes 40a der Streifenleiter­ anordnung dieselbe ist und die Betriebsfrequenz, beispiels­ weise die Frequenz f_e, niedriger als die Frequenz f₀ ist, folgendes gilt:

• a) Der Scheinwiderstand des Strahlerschlitzes 21a ist induktiv und
• b) der resultierende Scheinwiderstand der Kombination aus den noch verbleibenden Schaltungselemente nach Fig. 3 kann entweder induktiv oder kapazitiv sein.

Wenn andererseits die Betriebsfrequenz, beispielsweise die Frequenz f_h, höher als die Frequenz f₀ ist, so gilt folgendes:

• a) Der Scheinwiderstand des Strahlerschlitzes 21a ist kapazitiv und
• b) der resultierende Scheinwiderstand der Kombination aus den verbleibenden Schaltungselementen gemäß Fig. 3 ist entweder induktiv oder kapazitiv.

Ob nun die Impedanz der Kombination aus den verbleibenden Schaltungselementen nach Fig. 3 entweder bei der Betriebs­ frequenz f_e oder bei der Betriebsfrequenz f_h induktiv oder kapazitiv ist, hängt von der relativen Größe und dem jeweiligen Wirkungssinn (entweder induktiv oder kapazitiv) des Streifenleitungs-Kompensationsabschnittes 40a und des Resonanz­ hohlraumes in der Modifikation durch die Kopplung zwischen dem Kopplungsabschnitt 38a und dem Resonanzhohlraum ab. Man erkennt also, daß die Lösung des Anpassungsproblems bei den beiden Betriebsfrequenzen f_e und f_h in der Weise anzustreben ist, daß die induktiven und kapazitiven Komponenten in dem Streifen­ leitungs-Kompensationsabschnitt 40a und der Resonanzhohlraum so bemessen werden, daß bei einer Betriebsfrequenz f_e der resul­ tierende Scheinwiderstand der beiden genannten Teile kapazitiv und betragsmäßig gleich dem Scheinwiderstand des Strahler­ schlitzes 21a ist, während bei einer Betriebsfrequenz f_h der resultierende Scheinwiderstand der beiden Schaltungselemente induktiv zu sein hat und betragsmäßig gleich dem Scheinwider­ stand des Strahlerschlitzes 21a sein muß. Hierzu ist die Kopplung zwischen dem Kopplungsabschnitt 38a und dem Resonanz­ hohlraum vorliegend als nicht näher bezeichneter Impedanztrans­ formator ausgebildet. Das Übersetzungsverhältnis dieses Trans­ formators ist 2 : 1 aufgrund der Tatsache, daß der Resonanz­ hohlraum so bemessen ist, daß nur die TE₁₀-Welle anregbar ist, während die Streifenleiteranordnung nur die TEM-Wellen zuläßt. Das Impedanzverhältnis des Impedanztransformators ist daher 4 : 1. Das bedeutet, daß die Impedanz des Streifenleitungs- Kompensationsabschnittes 40a von dem Resonanzhohlraum in Richtung auf den Kompensationsabschnitt hin gesehen das Vierfache seines Wertes zu haben scheint.

Sind die Scheinwiderstände der Schaltungsteile ausgeglichen, so muß nun noch zur maximalen Leistungsübertragung dafür Sorge getragen werden, daß der Strahlungswiderstand des Strahler­ schlitzes 21a und der Realteil des Widerstandes der verbleibenden Schaltungsteile, von den Punkten A-A in Richtung auf den Generator zurückgesehen, gleichgemacht werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist der Widerstand des Letzteren die charakteristische Impedanz der Streifenleitung zuzüglich dem Widerstand des Streifenleitungs-Kompensationsabschnittes 40a. Der Wider­ stand des Letztgenannten wiederum ist abhängig von seiner Länge. Anhand von Fig. 2 läßt sich erkennen, daß die Länge dieses Streifenleitungsabschnittes neunzehn 1/4-Wellenlängen lang ist, wie dies erforderlich ist, um die jeweiligen Reak­ tanzen bei den Frequenzen f_e und f_h zu erzeugen (dabei ist stets zu beachten, daß die Länge des Streifenleitungsabschnittes ein ganzzahliges, ungeradzahliges Vielfaches, vorliegend 19, eines Wellenlängenviertels bei der Frequenz f₀ sein muß). Die geforderte Länge des Streifenleitungsabschnittes wird durch Falten innerhalb des Resonanzhohlraumes erzielt.

Der Realteil des Leitwertes und der Blindleitwert des Strahler­ schlitzes 21a sind von die Dielektrizitätskonstanten des aus­ füllenden Werkstoffes und von der Länge der metallischen Deck­ platte 23 abhängig. Es hat sich gezeigt, daß ein Dielektrizi­ tätskonstante des den Schlitz ausfüllenden Werkstoffes von über 1,0, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Aluminiumoxid mit einer Dielektrizitätskonstanten von annähernd 9,3, den Leitwert des Strahlerschlitzes erhöht, so daß eine Impedanzanpassung bei den Frequenzen f_e und f_h mit geringerer Reaktanz erzielt wird, so daß sich eine breitbandige Konstruktion ergibt. Die durch die Schlitzabdeckung eingeführte Suszeptanz kann durch entsprechende Justierung der Reaktanz des Resonanzhohlraumes kompensiert werden.

Man erkennt, daß eine ideale Impedanzanpassung bei irgend einer Betriebsfrequenz zwischen dem Strahlerschlitz 21a und der Kombination der verbleibenden Schaltungselemente gemäß Fig. 3 erfordert, daß die von dem nicht näher bezeichneten Generator bei den beiden Betriebsfrequenzen f₁, f₂ angetroffene Impedanz reell ist, d. h., daß sie nur eine kleine oder gar keine Reaktanzkomponente besitzt. Die von dem Generator gemäß Fig. 3 angetroffene Impedanz ist diejenige, welche am Ende des Streifenleitungs-Kopplungsabschnittes 38a, welcher hier als Transformator wirksam ist, festzustellen ist, wenn eine Blick­ richtung auf die Kombination von Schaltungselementen gemäß Fig. 3 gewählt wird. Wird zunächst der Beitrag des Streifen­ leitungs-Kompensationsabschnittes 40a bei der Frequenz f₀ (in den Zeichnungen nicht angegeben) in der Mitte zwischen den Frequenzen f₁ und f₂ vernachlässigt, so hat die Impedanz der mehr­ fach erwähnten Kombination von Schaltungselementen eine große Reaktanzkomponente. Der erste Schritt zur Anpassung besteht darin, daß die Resonanz der genannten Schaltungselementkombi­ nation auf die Frequenz f₀ in der Bandmitte gelegt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Länge des Resonanzhohlraumes durch Verändern der Lage der Abschlußwände des Raumes gegen­ über dem Strahlerschlitz justiert wird oder indem der Strahler­ schlitz eine dielektrische Belastung erhält. Der Streifen­ leitungs-Kompensationsabschnitt 40a dient dann zum Abstimmen der­ art, daß die Reaktanzkomponenten bei den Frequenzen f₁ und f₂ verschwinden. Eine Optimallänge des genannten Streifenleitungs­ abschnittes ergab sich praktisch bei 19 Viertelwellenlängen bezogen auf die Mittenfrequenz f₀ mit einer charakteristischen Impedanz von annähernd 94 Ohm. Die bei der Bestimmung der optimalen Auslegung des Streifenleitungs-Kompensationsabschnittes 40a anzustellenden Überlegungen bestehen darin, daß die Reak­ tanz dieses Abschnittes ausreichen muß, um die Reaktanz der kombinierten Anordnung des Strahlerschlitzes und des Resonanz­ hohlraumes bei den Frequenzen f₁ und auch f₂ wegzukompensieren. Im allgemeinen ist die Reaktanz des Streifenleitungs- Kompensationsabschnittes 40a folgendermaßen anzugeben:

X_s=-Z₀ cot βl

Hierin ist Z₀ die charakteristische Impedanz des Kompensations­ abschnittes, β=2π/λ (hierin ist λ die Wellenlänge in der Streifenleitung und l die Länge des genannten Abschnittes). Der Aufbau der Streifenleitung und der gegebene Abstand zwischen den Erdungsebenen setzen eine obere Grenze für die charakteristische Impedanz des Streifenleitungs-Kompensationsabschnittes 40a. Wenn die Impedanz dieses Abschnittes zu hoch ist, so ist die Breite zu gering, um in Streifenleitungsbauweise ausgeführt zu werden und die Verluste sind zu groß. Ist die charakteristische Impedanz des Streifenleitungs-Kompensationsabschnittes 40a gewählt, so wird diejenige Länge bestimmt, welche dann den gewünschten Abfall des Scheinwiderstandes ergibt, so daß ein kapazitiver Scheinwiderstand von annähernd 100 Ohm bei einer Frequenz f₁ und ein induktiver Scheinwiderstand von annähernd 100 Ohm bei einer Frequenz von f₂ auftreten.

Claims (4)

1. Schlitzantennenanordnung für ein Kennungsabfragesystem zum Senden eines Signals mit der Frequenz f₁ und zum Empfang eines Signals der mit der Frequenz f₁ im selben Frequenzband liegenden Frequenz f₂, mit Antennenele­ menten, die jeweils einen zwischen zwei geerdeten Leiter­ belägen (23, 43) angeordneten Streifenleiter (38a, 40a; 38b, 40b) und einen zu einem Kopplungsabschnitt (38; 38b) dieses Streifenleiters quer verlaufenden, in einem der Leiterbeläge vorgesehenen Strahlerschlitz (21a, 44a; 21b, 44b) aufweisen, sowie mit einem von mindestens einem der Leiterbeläge und weiteren Leiterwänden umgrenzten Resonanz­ hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Strahler­ schlitz (21a, 44a; 21b, 44b) versehene Leiterbelag und der diesem gegenüberliegende Leiterbelag Teil der Wände des Resonanzhohlraumes (25) bilden, in den der Streifenleiter hineinreicht, daß ein sich an den Kopplungsabschnitt (38a; 38b) anschließender Streifenleiter-Kompensationsabschnitt (40a; 40b) innerhalb des Resonanzhohlraumes verläuft, eine Länge gleich einem ungeradzahligen Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge bei der Mittenfrequenz von f₁ und f₂ hat und dessen charakteristische Impedanz so gewählt ist, daß am Streifenleitereingang zum Resonanzhohlraum im Bereich der Frequenzen f₁ und f₂ im wesentlichen Anpassung herrscht.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abstimmeinrichtung (48a; 48b) im Resonanzhohlraum (25) mit einem dielektrischen, stopfenartigen Körper (48p), welcher drehbar in dem Resonanzhohlraum zwischen den geerdeten Leiterbelägen (23, 43) gehaltert ist, und ein exzentrisch in ihm innerhalb des Resonanzhohlraumes ange­ ordnetes Leiterstück enthält.

3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Leiterwände des Resonanz­ hohlraumes (25) von einer zwischen den geerdeten Leiter­ belägen verlaufende Reihe durchplattierter Bohrungen (46a; 46b) gebildet ist, zwischen denen der Streifenleiter hindurchtritt.

4. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Strahlerschlitz versehene Leiterbelag einen weiteren, parallellaufenden, mit einem zugehörigen Resonanzhohlraum und Streifenleitern zusammenwirkenden Strahlerschlitz aufweist, der zur Ver­ wendung der Antennenanordnung im Monopulsbetrieb über einen Phasenschieber gespeist ist.