DE3743123C2

DE3743123C2 - Antennenvorrichtung

Info

Publication number: DE3743123C2
Application number: DE3743123A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Udagawa; Tetsuo Haruyama; Nobutake Orime; Takashi Katagi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2007-12-19
Also published as: GB2202092B; US4827270A; DE3743123A1; GB8729712D0; GB2202092A

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung zum Erfassen der Richtung eines Objekts im Flachwinkel bereich.

Ein System zum Erfassen der Richtung eines Objekts im Flachwinkelbereich ist bereits als "fixed beam system" in "Low-Angle Radar Tracking in the Presence of Multipath" von W. D. White, IEEE Transactions, Aerospace and Electronic Systems, Vol. AES-10, Seiten 835-852, November 1974, bekannt.

Die folgenden Erklärungen beziehen sich auf das System nach der genannten Literaturstelle.

Fig. 9 der beiliegenden Zeichnungen zeigt die relative Lage einer Antennenvorrichtung und eines zu erfassenden Objekts zueinander. In der Zeichnung bezeichnet Bezugszeichen 1 die Antennenvorrichtung, Bezugszeichen 2 das zu erfassende Objekt, Bezugszeichen 3 eine Wasseroberfläche, Bezugszeichen 4 das Spiegel bild des Objekts 2, gespiegelt an der Wasserober fläche 3, Bezugszeichen 5 den Weg einer direkten Welle und Bezugszeichen 6 den Weg einer reflektierten Welle.

Angenommen, die Antennenvorrichtung 1 ist in der Lage, zwei verschiedene Strahlen, Strahl F_A und Strahl F_B, auszusenden, so erfüllen diese die Symme triebedingung gemäß der folgenden Gleichung (1) in bezug auf einen beliebigen Winkel u.

Wenn weiter angenommen wird, daß die Achse der Antennenvorrichtung 1 in der Winkelhalbierenden zwischen dem Objekt 2 und dem Spiegelbild 4 liegt, so erfüllt die infolge des Strahles F_A entstehende Spannung V_A die folgende Gleichung (2):

Mit: E_S Amplitude der direkten Welle;
u Einfallswinkel der direkten Welle an der Antennenvorrichtung 1;
-u Einfallswinkel der reflektierten Welle an der Antennenvorrichtung 1;
ρ Spannungsreflexionskoeffizient der Wasseroberfläche; und
∅ Phasendifferenz zwischen der direkten und der reflektierten Welle.

Ebenso kann die infolge des Strahles F_B entstehende Spannung V_B durch die folgende Gleichung (3) darge stellt werden:

Der Quotient aus V_B und V_A berechnet sich somit zu:

Setzt man in die obige Gleichung (4) die Symmetrie bedingung aus Gleichung (1) ein, so erhält man:

Daraus folgt, daß es möglich ist, aus dem Quotienten der Spannungen V_B/V_A die genaue Richtung u des Objekts 2 mit Hilfe der bekannten Funktion F_B/F_A ohne Rücksicht auf die Existenz der reflektierten Welle herauszufinden.

Wie vorstehend beschrieben, ist das "fixed beam system" in der Lage, die Richtung eines Objekts im Flachwinkelbereich zu erfassen, wobei allerdings bisher das Problem bestand, daß kein Verfahren bekannt war, die Antenne so zu konstruieren, daß sie die Symmetriebedingung der vorstehenden Gleichung (1) erfüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Problem zu lösen. Sie zielt weiter darauf ab, die konkrete Konstruktion einer solchen Antennenvor richtung, die die Symmetriebedingung der Gleichung (1) erfüllt, darzulegen und so eine Antennenvorrichtung zu schaffen, in der das "fixed beam system" in der Praxis angewandt werden kann.

Aus der US 3 803 624 ist bereits eine Antennenvorrichtung bekannt, mit mehreren zentralen Antennenelementen, mehreren peripheren Antennenelementen, einer zentralen Speisung und einer peripheren Speisung, wobei die zentralen Antennenelemen te in mehrere Gruppen aufgeteilt sind und die zentrale Spei sung mehrere Leistungsteiler sowie eine erste Hybridschaltung zum Verbinden der Leistungsteiler aufweist, wobei die periphe ren Antennenelemente in mehrere Gruppen aufgeteilt sind und die periphere Speisung mehrere Leistungsteiler und eine zweite Hybridschaltung zum Verbinden der Leistungsteiler aufweist, und wobei die erste und die zweite Hybridschaltung die Summe und die Differenz von Signalen an den zentralen bzw. den peri pheren Antennenelementen erzeugen. Diese Druckschrift betrifft jedoch keine Antennenvorrichtung zum Erfassen der Richtung eines Objekts im Flachwinkelbereich, in dem eine von einer Oberfläche reflektierte Welle auftritt. Auch kann mit der An tennenvorrichtung gemäß dieser Druckschrift die obige Symme triebedingung der Gleichung (1) nicht erfüllt werden.

Die oben angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antennenvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unter anspruch angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung mit weiteren Einzel heiten anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1a ein Schema einer Antennenvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 1b eine Seitenansicht einer konkreten Ausführungs form einer Hybridschaltung;

Fig. 1c eine Draufsicht in Richtung der Pfeile G-G in Fig. 1b;

Fig. 1d, e Prinzipzeichnungen der Konstruktion eines Viertelwellen-Richtungskopplers für gekoppelte Leitungen, wobei Fig. 1e eine Seitenansicht des Kopplers und Fig. 1d eine Draufsicht in Richtung der Pfeile F-F in Fig. 1e ist;

Fig. 1f eine Draufsicht auf eine konkrete Ausführung eines Leistungsteilers;

Fig. 2a eine Darstellung der Aperturverteilung, für den Fall, daß ein Eingangssignal in die Zentralspeisung für die Antennenvor richtung gegeben wird;

Fig. 2b eine Darstellung der Aperturverteilung, für den Fall, daß ein Eingangssignal in die Peripherspeisung gegeben wird;

Fig. 2c eine Darstellung der Aperturverteilung, die bei Abgabe eines Hochfrequenzsignals an den Summensignaleingang der Hybridschaltung nach Fig. 1a bei der Antennenvorrichtung nach der Erfindung erhalten wird;

Fig. 2d die Strahlungscharakteristik der Antennenvor richtung, die unter den Bedingungen nach Fig. 2c erhalten wird;

Fig. 3a die Aperturverteilung, die bei Abgabe eines HF-Signales an den Differenzsignaleingang der Hybridschaltung nach Fig. 1a bei der Antennenvorrichtung nach der Erfindung erhalten wird;

Fig. 3b die Strahlungscharakteristik der Antennenvor richtung, die unter den Bedingungen nach Fig. 3a erhalten wird;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Antennenvorrichtung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Antennenvorrichtung;

Fig. 6a eine Darstellung der Aperturverteilung, die erhalten wird, wenn ein HF-Signal in einen C-Signalanschluß einer vierten Hybrid schaltung nach Fig. 5 gegeben wird;

Fig. 6b die Strahlungscharakteristik der Antennenvor richtung, die unter den Bedingungen nach Fig. 6a erhalten wird;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Antennenvorrichtung;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der Antennenvorrichtung; und

Fig. 9 eine Darstellung der Positionen der Antennen vorrichtung und eines zu erfassenden Objekts zueinander.

Im folgenden wird die Erfindung erläutert.

In Fig. 1a bezeichnen Bezugszeichen 7a Antennen elemente in dem zentralen Teil der Antennenvorrichtung, 7b Antennenelemente in dem peripheren Teil der Antennenvorrichtung, 8 eine Zentralspeisung mit einem Leistungsteiler zum Abgeben von HF-Signalen an die zentralen Antennenelemente 7a, 9 eine Peripher speisung mit einem Leistungsteiler zum Speisen der peripheren Antennenelemente 7b mit HF-Signalen und 10 eine Hybridschaltung zum Verbinden eines Eingangs der Zentralspeisung 8 mit einem Eingang der Peripherspeisung 9.

Fig. 1b und c zeigen ein Ausführungsbeispiel der Hybridschaltung 10, die sich aus einem Dreiarm-Ver zweigungs-Hybrid 111 und einer Leitung 112 mit 90° Phasenverschiebung unter Verwendung von Streifen leitern zusammensetzt.

Wenn ein HF-Signal an den A-Eingang 102 der Hybrid schaltung in Fig. 1c gegeben wird, wird es in Signale gleicher Amplitude an den Punkten C 103 und D 104 geteilt. Die beiderseitige Phasenbeziehung ist derart, daß der Punkt C dem Punkt D um 90° voreilt. Diese Phasenvoreilung wird durch die Phasen verzögerungsleitung 112 korrigiert, wodurch Signale mit gleicher Amplitude und gleicher Phase an den Ausgängen E 105 und F 106 auftreten.

Wird ein HF-Signal an den B-Eingang 107 gegeben, wird es in Signale gleicher Amplitude an den Punkten C und D geteilt, wobei die Phasenbeziehung so ist, daß Punkt C 103 Punkt D 104 um 90° nacheilt. Diese Phasennacheilung resultiert in einer Nacheilung um 180°, nachdem das Signal die Phasenverzögerungslei tung 112 passiert hat, mit dein Ergebnis, daß Signale mit gleicher Amplitude und entgegengesetzer Phase an den Ausgängen E 105 und F 106 auftreten. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Hybrid schaltung nicht auf die Konstruktion gemäß den Fig. 1b und c beschränkt ist, sondern auch ein "rat race"-Kreis usw. sein kann. In den Fig. 1b und c bezeichnen Bezugszeichen 113 ein dielek trisches Substrat, 114 eine Massenverbindung und λ die Signalwellenlänge.

Im folgenden wird der Viertelwellen-Richtungskoppler für gekoppelte Leitungen als ein grundlegendes Element für die Konstruktion des Leistungsteilers erläutert.

Fig. 1e zeigt eine Seitenansicht des Viertel wellen-Richtungskopplers für gekoppelte Leitungen 120 mit Streifenleitungen. Fig. 1d ist eine Draufsicht, die die Form des Leitungsverbinders auf beiden Seiten des dielektrischen Substrats 121, das die Innenschicht bildet, zeigt.

Wenn ein HF-Signal an den A-Eingang 102 in Fig. 1d gegeben wird, so wird es auf die Anschlüsse C 122 und D 123 verteilt. Das Leistungsverhältnis wird in diesem Fall hauptsächlich durch den Grad K der Überlappung zwischen dem vorderen Leiter 101 und dem hinteren Leiter 124 bestimmt. Ein ge wünschtes Leistungsverhältnis kann durch geeignete Wahl des Überlappungsgrads K erreicht werden. Die Phasenbeziehung ist derart, daß der C-Anschluß 122 dem D-Anschluß 123 um 90° vorauseilt. Im Übrigen kommt kein Signal aus dem B-Anschluß 107.

Im folgenden wird der Leistungsteiler erläutert.

Fig. 1f zeigt eine Draufsicht auf ein Beispiel eines Achtwege-Leistungsteilers, bei dem die vorgenann ten Viertelwellen-Richtungskoppler an mehreren Stellen miteinander verbunden sind. Ein an den A-Eingang in Fig. 1f gegebenes HF-Signal wird nachfol gend mit Hilfe von Viertelwellen-Richtungskopplern für gekoppelte Leitungen CP1 bis CP7 geteilt, und man erhält Ausgangssignale an den Ausgängen b bis i. Ein vorbestimmtes Leistungsverhältnis, wie die Taylor-Verteilung etc. kann durch geeignete Wahl der Überlappungsgrade der Viertelwellen-Richtungskopp ler für gekoppelte Leitungen erreicht werden. Da die vorstehend beschriebene 90°-Phasenvoreilung durch DL1 bis DL7 korrigiert wird, werden Ausgangs signale mit gleicher Phase erhalten, wobei mit DL1 bis DL7 90°-Phasenverschiebungsleitungen und mit AT1 bis AT7 angepaßte Abschlußwiderstände bezeich net sind.

Wenngleich Fig. 1f Viertelwellen-Richtungskoppler für gekoppelte Leitungen als Beispiel für Teilerele mente zeigt, ist die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und es können beispielsweise Wilkinson-Koppler etc. Verwendung finden. Auch ist die Zahl der Ausgänge nicht auf acht beschränkt. Vielmehr kann eine beliebige Anzahl Ausgänge zum Speisen der Antennenelemente durch geeignete Auswahl der Anzahl der Verbindungsstufen der Teilerelemente vorgesehen sein.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Antennenvor richtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel für den Fall erläutert, daß sie im Sendebetrieb arbeitet.

Wird ein HF-Signal an den Summensignaleingang (ent sprechend dem A-Anschluß 102 in Fig. 1c) der Hybrid schaltung 10 gegeben, wird dieses HF-Signal in Abhängigkeit von der Charakteristik der Hybridschaltung mit derselben Phase wie vorstehend beschrieben geteilt, wobei das HF-Signal derselben Phase der Zentralspeisung 8 und der peripheren Speisung 9 zugeführt wird. Sowohl die Zentralspeisung 8 als auch die periphere Speisung 9 führen vorbestimmte Verteilungen auf die zentralen Antennenelemente 7a und die peripheren Antennenelemente 7b aus.

Mit anderen Worten: Wird ein HF-Signal nur an die Zentralspeisung 8 gegeben, tritt eine Aperturverteilung nach Fig. 2a auf. Wird im Gegensatz dazu das Eingangs signal nur in die periphere Speisung 9 gegeben, hat die Aperturverteilung eine Form gemäß Fig. 2b.

Wird das HF-Signal an den Summensignaleingang der Hybridschaltung 10 gegeben, werden Signale gleicher Amplitude und gleicher Phase sowohl der Zentralspeisung 8 als auch der peripheren Speisung 9 zugeführt. Als Folge davon wird eine Aperturverteilung in Form der Summe der Verteilungen gemäß den Fig. 2a und b auftreten, wodurch eine Verteilung gemäß Fig. 2c erreicht wird.

Da diese Aperturverteilung den Zustand darstellt, in welchem die zentralen Antennenelemente 7a und die peripheren Antennenelemente 7b alle mit gleicher Phase erregt werden, tritt gemäß der Fig. 2d eine bezüglich des Steigens und Fallens symmetrische Strahlungscharakteristik mit Maximalwert in Geradeaus richtung bezüglich der Antennenvorrichtung 1 auf.

Wird ein HF-Signal an den Differenz-Sig naleingang (entsprechend dem B-Eingang 107 in Fig. 1c) der Hybridschaltung 10 gegeben, wird es in Abhängigkeit von der Charakteristik der Hybrid schaltung mit entgegengesetzter Phase geteilt und an die Zentralspeisung 8 und die periphere Speisung 9 gegeben. Die Zentralspeisung 8 und die periphere Speisung 9 bewirken die vorbestimmte Verteilung auf die zentralen Antennenelemente 7a und die peri pheren Antennenelemente 7b. Die Apertur verteilung ist in diesem Fall so, wie wenn die Verteilung nach Fig. 2b von der nach Fig. 2a abgezogen wird, was die Verteilung nach Fig. 3a ergibt. Da diese Aperturverteilung dem Zustand entspricht, daß die peripheren Antennenelemente 7b mit entgegen gesetzter Phase in bezug auf die zentralen Antennen elemente 7a erregt werden, entsteht eine Strahlungs charakteristik, die bezüglich des Steigens und Fallens symmetrisch ist und den Minimalwert in Geradeausrichtung der Antennenvorrichtung 1 aufweist (vgl. Fig. 3b).

Die bisherigen Erläuterungen beziehen sich auf den Sendebetrieb der Antennenvorrichtung. Da im allgemeinen das Reziprozitätstheorem sowohl für die Sende- als auch die Empfangscharakteristik der Antenne gilt, entsteht die gleiche Strahlungs charakteristik auch dann, wenn die Antennenvor richtung im Empfangsbetrieb arbeitet. Das bedeutet, daß die Empfangscharakteristik, die an dem Summen signalanschluß der Hybridschaltung 10 erhalten werden soll, die gleiche ist, wie die in Fig. 2d, während die Empfangscharakteristik, die an dem Differenzsignalanschluß der Hybridschaltung 10 erhalten werden soll, die gleiche ist, wie die Empfangscharakteristik nach Fig. 3b.

Demzufolge kann die Symmetriebedingung der Gleichung (1) im Signalempfangsmodus durch die Verwendung des von der Hybridschaltung als Strahl F_A empfangenen Summensignals und des als Strahl F_B empfangenen Differenzsignals in der Gleichung (1) erfüllt werden, wodurch die Richtung eines im Flachwinkelbereich gelegenen Objekts durch die Verwendung des "fixed beam system" erfaßt werden kann.

Während bei dem beschriebenen ersten Ausführungsbei spiel der Antennenvorrichtung die Zentralspeisung 8 einen einzigen Leistungsteiler aufweist, kann sie selbstverständlich auch mehrere Leistungsteiler 11 und eine oder mehrere Hybridschal tung(en) 12 umfassen (Fig. 4). Das "fixed beam system" nach dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 kann genauso angepaßt werden, wobei zusätzlich die Winkelmessung von einem Monopulssystem durchgeführt werden kann, welches das Differenzsignal von der Hybridschaltung 12 verwendet.

Die beschriebene Antennenvorrichtung ist so konstruiert, daß die Antennenelemente und die Speisungen in einen zentralen Teil und einen peripheren Teil aufgesplittet sind und ein Eingangs anschluß der Zentralspeisung und ein Eingangsanschluß der peripheren Speisung durch die Hybridschaltung verbunden sind, wodurch die für die Anwendung des "fixed beam system" unerläßliche Symmetriebedingung des Strahles erfüllt werden kann und die Antennen vorrichtung, welche die Richtung eines im Flachwinkel bereich gelegenen Objekts erfassen kann, effektiv einsetzbar ist.

Im folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Antennenvorrichtung erläutert.

In Fig. 5 bezeichnen Bezugszeichen 27a mehrere zentrale Antennenelemente, 27b mehrere periphere Antennenelemente, 28a eine erste Teilantenne, die von den zentralen Antennenelementen 27a gebildet wird, 28b eine zweite Teilantenne, die von den peripheren Antennenelementen 27b gebildet wird, 29a mehrere zentrale Leistungsteiler zum Abgeben von HF-Signalen an die zentralen Antennenelemente 27a, 29b mehrere periphere Leistungsteiler zum Abgeben von HF-Signalen an die peripheren Antennen elemente 27b, 20a eine erste Hybridschaltung zum Anschluß der zentralen Leistungsteiler 29a, 20b eine zweite Hybridschaltung zum Anschluß der peripheren Leistungsteiler 29b, 21 eine dritte Hybridschaltung zum Anschluß der Summensignalanschlüsse der ersten Hybridschaltung 20a und der zweiten Hybridschaltung 20b und 22 eine vierte Hybridschaltung zum Anschluß des Differenzsignalanschlusses der ersten Hybrid schaltung 20a und desjenigen der zweiten Hybridschal tung 20b.

Im folgenden wird der Sendebetrieb des dritten Ausführungsbeispiels der Antennenvorrichtung erläutert.

Mehrere zentrale und periphere Antennenelemente, mehrere zentrale und periphere Leistungsteiler und die erste und zweite Hybridschaltung in der dritten Ausführung haben dieselben Funktionen wie diejenigen in der ersten und der zweiten Ausführung.

Wird ein HF-Signal an den Anschluß A (Fig. 5) gegeben, wird es in der ersten bis dritten Hybridschaltung 20a, 20b und 21 mit derselben Phase geteilt, wodurch Hochfrequenzsignale gleicher Phase den zentralen und peripheren Leistungsteiler 29a und 29b zugeführt werden. Der zentrale Leistungsteiler 29a und der periphere Leistungsteiler 29b bewirken die vorbestimmte Verteilung auf die zentralen Antennen elemente 27a und die peripheren Antennenelemente 27b, wobei die Aperturverteilung der nach Fig. 2c und die Strahlungcharakteristik der in Fig. 2d entspricht.

Wird das HF-Signal an den Anschluß B in Fig. 5 gegeben, wird es durch die erste bis dritte Hybridschaltung geteilt, wodurch die Apertur verteilung nach Fig. 3a und die Strahlungscharak teristik nach Fig. 3b entsteht.

Wird das HF-Signal an den Anschluß C in Fig. 5 gegeben, wird es durch die erste, zweite und vierte Hybridschaltung geteilt und dann den zentralen Leistungsteilern 29a und den peripheren Leistungsteilern 29b zugeführt. Die Aperturverteilung entspricht in diesem Fall derjenigen nach Fig. 6a, wobei die obere Hälfte und die untere Hälfte der Antennenvorrichtung 1 mit entgegengesetzter Phase erregt werden und die Strahlungscharakteristik nach Fig. 6b einen Null-Durchgang in der Vorwärts richtung der Antennenvorrichtung 1 aufweist.

Die bisherigen Erklärungen beziehen sich auf den Sendebetrieb der Antennenvorrichtung. Da das Rezipro zitätstheorem im allgemeinen sowohl auf die Signal sendecharakteristika als auch auf die Signal-Empfangs charakteristika der Antenne anzuwenden sind, gilt die vor stehend beschriebene Strahlungscharakteristik auch dann, wenn die Antennenvorrichtung im Empfangs betrieb arbeitet. Das bedeutet, daß die Empfangscharak teristik an Anschluß A in Fig. 5 dieselbe ist wie diejenige nach Fig. 2d, daß ferner die Empfangscharak teristik an Anschluß B dieselbe ist wie diejenige nach Fig. 3b und daß schließlich die Empfangscharak teristik an Anschluß C dieselbe ist wie diejenige nach Fig. 6b.

Daraus folgt, daß im Empfangsbetrieb durch die Verwendung des Signals an Anschluß A als Strahl F_A und des Signals an Anschluß B als Strahl F_B die Symmetriebedingung der Gleichung (1) erfüllt werden kann, wodurch die Richtung eines im Flachwinkel bereich gelegenen Objekts durch die Verwendung des "fixed beam system" erfaßt werden kann.

Die Winkelmessungen können auch mit einem Monopuls system unter Ausnutzung des Phänomens ausgeführt werden, daß die Signal-Empfangscharakteristik an dem Anschluß C identisch mit der Differenzcharakter istik des gewöhnlichen Monopulssystems ist.

Fig. 7 zeigt eine vierte Ausführungsform der Antennenvorrichtung.

Die vierte Ausführung ist identisch mit der ersten Ausführung, mit der Ausnahme, daß ein oder mehrere Reflektor(en) 41 vorgesehen ist (sind). Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Antennenvorrichtung besitzt somit die gleichen Funktionen und die gleichen resultierenden Effekte wie die nach den ersten Ausführungsbeispielen.

Fig. 8 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Antennenvorrichtung. Die fünfte Ausführung ist identisch mit der zweiten Ausführung nach Fig. 4, mit der Ausnahme, daß ein oder mehrere Reflektor(en) 41 vorgesehen ist (sind). Dementsprechend besitzt die Antennenvorrichtung dieselben Funktionen und dieselben resultierenden Effekte wie die nach der zweiten Ausführungsform. Wegen dieser Identität der beiden Ausführungsbeispiele, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher nicht weiter erläutert.

In der dritten und vierten Ausführungsform ist die periphere Speisung 9 nur mit Leistungsteilern ausgeführt. Selbstverständlich kann die periphere Speisung 9 auch mit mehreren Leistungsteilern und einer oder mehreren Hybridschaltung(en) ausgeführt werden, wodurch die gleichen Effekte wie in dem zweiten und fünften Ausführungsbeispiel auftreten.

Die vorstehenden Erläuterungen der einzelnen Aus führungsformen beziehen sich auf den Fall, daß die Wellen von einer Wasseroberfläche reflektiert wird. Selbstver ständlich ist aber die Erfindung nicht auf diesen Fall alleine beschränkt, sondern die gleichen Effekte in bezug auf die Reflexion der Wellen können auch am Boden, an Gebäuden oder verschiedenen anderen Strukturen erzielt werden.

Während die Erfindung anhand einer Antennenvorrichtung ohne Phasenschieber erläutert wurde, können die gleichen Effekte auch mit einer Antennenvorrichtung mit Phasenschiebern erzielt werden, wobei diese zwischen den Antennenelementen und den Speisungen lägen, so daß sie eine elektronische Strahlabtastung vornehmen könnten.

Claims

Antennenvorrichtung zum Erfassen der Richtung eines Ob jektes im Flachwinkelbereich, wobei eine von einer Ober fläche reflektierte Welle auftritt, mit
- - mehreren zentralen Antennenelementen (7a);
- - mehreren, die zentralen Antennenelemente (7a) umge bende peripheren Antennenelementen (7b);
- - einer zentralen Speisung (8) zum Abgeben von HF-Sig nalen an die peripheren Antennenelemente (7b), wobei
- - die zentralen Antennenelemente (27a) in mehrere Gruppen aufgeteilt sind und die zentrale Speisung mehrere Leistungsteiler (29a) zum Abgeben von HF-Sig nalen an jede Gruppe und eine erste Hybridschal tung (20a) zum Verbinden der Leistungsteiler (29a) aufweist,
- - die peripheren Antennenelemente (27b) in mehrere Gruppen aufgeteilt sind und die periphere Speisung mehrere Leistungsteiler (29b) zum Abgeben von HF-Sig nalen an jede Gruppe und eine zweite Hybridschal tung (20b) zum Verbinden der Leistungsteiler (29b) aufweist, und
- - die erste und die zweite Hybridschaltung (20a, 20b) die Summe und die Differenz von Signalen an den zen tralen (7a) bzw. den peripheren (7b) Antennenelemen ten erzeugen,
- - jeder Eingangsanschluß der ersten Hybridschaltung (20a) und jeder Eingangsanschluß der zweiten Hybrid schaltung (20b) über eine dritte und eine vierte Hybridschaltung (21, 22) verbunden sind, welche die Summe und die Differenz des Summensignales und des Differenzsignales der ersten und der zweiten Hybrid schaltung (20a, 20b) erzeugen, und
- - die Hybridschaltungen so ausgelegt und verschaltet sind, daß die Richtcharakteristik und die Apertur-Ver teilung der Summe und der Differenz der Signale bezüglich deren Amplitude und Phase an den zentralen und den peripheren Antennenelementen symmetrisch zur Mittelachse der Antenne sind, und wobei durch Messen des Verhältnisses des Differenzsignales zum Summen signal die Richtung des Objekts erfaßt wird.