DE4323351A1

DE4323351A1 - Antenna having a variable polar diagram

Info

Publication number: DE4323351A1
Application number: DE19934323351
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Lindner
Original assignee: Deutsche Aerospace AG
Current assignee: Micas Elektronik U Co Kg 09376 Oelsnitz D GmbH
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1993-07-13
Publication date: 1995-01-19

Abstract

The invention relates to an antenna having a variable polar diagram. It consists of a substrate which is arranged in front of the antenna, for example of a radar module.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne mit variablem Anten nendiagramm gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an antenna with a variable antenna NEN diagram according to the preamble of claim 1.

Antennen mit variablem Antennendiagramm finden ihren Ein satz im Bereich der Kleinradare, bei denen zur Anpassung des Kleinradars an die jeweiligen Umgebungsbedingungen dieses vorteilhafterweise ein variables Antennendiagramm und damit einhergehend eine variable Richtcharakteristik aufweisen sollte.Antennas with a variable antenna pattern are used set in the field of small radars for which to adapt of the small radar to the respective environmental conditions this advantageously a variable antenna pattern and with it a variable directional characteristic should have.

Bekannt sind Hohlleiter-Trichterantenne, deren Seitenwände mechanisch klappbar angeordnet sind, um dadurch die Richt charakteristik der Antenne zu beeinflussen bzw. deren Aper tur ändern zu können, wobei letzteres symmetrisch oder asymmetrisch (d. h. einseitig) zur Änderung der Richtcha rakteristik vorgenommen werden kann. Mit abnehmender Sen defrequenz ist es dabei erforderlich, die Antennengeome trie zu vergrößern, was jedoch zu einer Verteuerung der Anordnung führt.Waveguide funnel antenna, the side walls of which are known are arranged mechanically foldable, thereby the direction to influence the characteristics of the antenna or its aper To be able to change, the latter symmetrical or asymmetrical (i.e. one-sided) to change the directional chcha characteristic can be made. With decreasing sen Defrequency, it is necessary to the antenna geome trie to enlarge, which however increases the price of the Arrangement leads.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine An tenne zu schaffen, bei der die Richtcharakteristik sowie der Öffnungswinkel einfacher geändert werden können.The invention is based on the object, an tenne to create, with the directional characteristic as well the opening angle can be changed more easily.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Den Unteransprüchen sind wei tere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungen der Er findung zu entnehmen.This object is achieved by the features of Claim 1 solved. The subclaims are white tere advantageous refinements and designs of the Er to find.

Erfindungsgemäß wird dabei die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens ein Antennenvorsatz vor der Antenne angeordnet ist.According to the invention, the object is achieved in that at least one antenna attachment arranged in front of the antenna is.

Die mittels der Erfindung erzielten Vorteile liegen dabei darin, daß durch sie übliche Radare preiswert und unkom pliziert umrüstbar sind.The advantages achieved by means of the invention lie here in that it uses inexpensive and uncomfortable radars can be retrofitted.

Die Erfindung wird im folgenden exemplarisch anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below using the example of Figures explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Radars mit einem schwenk baren Antennenvorsatz; Figure 1 is a side view of a radar with a pivotable antenna attachment.

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Radar mit dem schwenkbaren Antennenvorsatz nach Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of the radar with the pivotable antenna attachment according to FIG. 1.

Das in Fig. 1 gezeigte Radar besteht aus einem üblichen Radarmodul 1, welches über z. B. eine (zellenfeste) Modulantenne 2 oder eine andersartige Antenne Freiraumwel len abstrahlt.The radar shown in Fig. 1 consists of a conventional radar module 1 , which z. B. a (cell-fixed) module antenna 2 or a different antenna Freiraumwel len emits.

Im Nahfeld der Modulantenne 2 ist ein verstellbarer An tennenvorsatz 3 realisiert, dessen eines Ende in etwa kurz vor dem Ursprungspunkt der Hauptkeule an der Modulantenne 2 angeordnet ist.In the near field of the module antenna 2 , an adjustable antenna attachment 3 is realized, one end of which is arranged approximately shortly before the origin of the main lobe on the module antenna 2 .

Dieser Antennenvorsatz 3 besteht aus einem ebenen Substrat 31, auf welchem eine metallische Array-Struktur 41 auf gebracht ist. Im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels be steht die metallische Array-Struktur 41 aus Direktoren 4, die die Form von Dipolen in Streifenleitungstechnik auf weisen. Die Direktoren 4 sind gegeneinander isoliert und parallel zueinander und zu der Modulantenne 2 ausge richtet.This antenna attachment 3 consists of a flat substrate 31 , on which a metallic array structure 41 is brought up. In the context of this exemplary embodiment, the metallic array structure 41 consists of directors 4 which have the shape of dipoles in stripline technology. The directors 4 are isolated from one another and parallel to one another and aligned with the module antenna 2 .

In einer ersten Weiterbildung, die hier nicht gezeigt ist, sind die Direktoren 4 untereinander leitend verbunden und/oder gegenüber der Modulantenne 2 um einen Winkel α verdreht angeordnet.In a first development, which is not shown here, the directors 4 are conductively connected to one another and / or are rotated by an angle α with respect to the module antenna 2 .

Eine Vergrößerung des Antennenöffnungswinkels kann durch Entfernung der Direktoren 4 erfolgen, wobei dies in Fig. 1 und 2 durch Abschneiden der Direktoren 4 von rechts nach links stufenweise geschehen kann. Zur Erhöhung des Richt gewinnes kann die Anzahl der Direktoren 4 durch z. B. drucktechnische Maßnahmen auf dem Substrat 3 erhöht wer den. The antenna opening angle can be increased by removing the directors 4 , this being possible step by step in FIGS. 1 and 2 by cutting off the directors 4 from right to left. To increase the directional profit, the number of directors 4 by z. B. printing measures on the substrate 3 who increased the.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Radar mit dem ge schwenkten Antennenvorsatz nach Fig. 1. Fig. 2 shows a plan view of the radar with the ge pivoted antenna attachment according to FIG. 1st

Der Antennenvorsatz ist hierbei orthogonal zur Modulan tenne 2 ausgerichtet. Zur Änderung der Richtcharakteristik dieser Modulantenne 2 wird der Antennenvorsatz 3 um einen Drehpunkt an seinem einen Ende gedreht. Der Drehpunkt ist hierbei anordnungsmäßig durch ein feststellbares Schar nier- oder Kugelgelenk realisiert, welches das Substrat 3 - galvanisch entkoppelt - mit der Modulantenne 2 verbin det. Von Vorteil ist hierbei, wenn die galvanische Ent kopplung derart realisiert ist, daß eine konstante Strah lungskopplung möglich ist. Die Drehung des Antennenvor satzes 3 kann somit in horizontaler Raumrichtung erfolgen.The antenna attachment is aligned orthogonally to the module antenna 2 . To change the directional characteristic of this module antenna 2 , the antenna attachment 3 is rotated about a pivot point at one end. The fulcrum is realized according to the arrangement by a lockable hinge or ball joint, which galvanically decouples the substrate 3 from the module antenna 2 . It is advantageous here if the galvanic coupling is realized in such a way that a constant radiation coupling is possible. The rotation of the antenna set 3 can thus take place in the horizontal direction.

Eine nicht gezeigte zweite Weiterbildung weist in oder an den Scharnier- bzw. Kugelgelenken bzw. an einer anderen Stelle des Substrates 31 Servomotoren zur jeweiligen Aus richtung des Antennenvorsatzes 3 auf.A second development, not shown, has in or on the hinge or ball joints or at another location on the substrate 31 servo motors for the respective direction of the antenna attachment 3 .

Eine weitere, nicht gezeigte dritte Weiterbildung weist keine Scharnier- bzw. Kugelgelenke sondern eine un bewegliche Halterung zur Fixierung des Substrates 31 auf. Hierbei ist die Geometrie dieser Halterung so gewählt, daß durch die Montage der Halterung vor der Modulantenne 2 eine vordefinierte Richtcharakteristik sich einstellen kann.Another third development, not shown, has no hinge or ball joints, but an immovable holder for fixing the substrate 31 . The geometry of this holder is chosen so that a predefined directional characteristic can be obtained by mounting the holder in front of the module antenna 2 .

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung sowie ihrer Weiterbildung ist prinzipiell wie folgt. The operation of the arrangement according to the invention as well their training is basically as follows.

Das Radarmodul 1 erzeugt elektromagnetische Wellen, die es über seine Modulantenne 2 an den Antennenvorsatz 3 ab strahlt. Hierbei wird das Primärfeld der Modulantenne 2 durch die metallische Struktur 41 auf dem Substrat 31 so fokussiert, daß eine Einengung der Radarkeule erfolgt. Hierdurch wird die Strahlungsrichtung 5 des Radars über den Antennenvorsatz 3 abhängig von dar Auslenkung des An tennenvorsatzes 3 gerichtet, wodurch sich diverse Richt charakteristiken einstellen lassen. So kann bei in etwa orthogonaler Ausrichtung des Antennenvorsatz es 3 gegenüber der Modulantenne 2 der Originalmodus der Modulantenne 2 mit breitem Diagramm erhalten bleiben. Durch Änderung die ser Antennenvorsatzstellung kann zum einen ein eingeengtes Diagramm mit einer Reichweitensteigerung erzeugt werden. Ferner kann die Strahlungsrichtung geschwenkt werden bei konstanter Zelle der Modulantenne 2, sowie eine beliebige Änderung des Öffnungswinkels der Modulantenne 2 hervor gerufen werden.The radar module 1 generates electromagnetic waves, which it emits via its module antenna 2 to the antenna attachment 3 . Here, the primary field of the module antenna 2 is focused by the metallic structure 41 on the substrate 31 such that the radar lobe is narrowed. In this way, the radiation direction 5 is the radar on the antenna actuator 3 is dependent on the deflection of the antenna At intent directed 3, whereby various directional characteristics can be adjusted. Thus, if the antenna attachment 3 is approximately orthogonal in relation to the module antenna 2, the original mode of the module antenna 2 with a wide diagram can be retained. By changing this position of the antenna, a narrowed diagram with an increase in range can be generated. Furthermore, the radiation direction can be pivoted with a constant cell of the module antenna 2 , and any change in the opening angle of the module antenna 2 can be caused.

Claims

1. Antenna with a variable antenna pattern, in which an antenna attachment is mounted on an antenna of a radar module, characterized in that at least one antenna attachment ( 3 ) is arranged in front of the antenna.

2. Antenna according to claim 1, characterized in that the antenna attachment is realized from a metallized substrate ( 31 ).

3. Antenna according to claim 2, characterized in that the substrate ( 31 ) is rotatably mounted or is rigidly fixed.

4. Antenna according to claim 3, characterized in that the substrate ( 31 ) has at least one lockable hinge or a lockable ball joint at one end and is freely movable at its other end.

5. Antenna according to claim 3, characterized in that the substrate ( 31 ) is fixed in a holder.

6. Antenna according to one of the preceding claims 2 to 5, characterized in that the substrate ( 31 ) is coated on one or both sides.

7. Antenna according to one of the preceding claims 2 to 6, characterized in that on the substrate ( 31 ) a metallic structure ( 41 ) is applied or is worked out.

8. Antenna according to claim 7, characterized in that the metallic structure ( 41 ) consists of at least one compared director ( 4 ).

9. Antenna according to claim 8, characterized in that several directors ( 4 ) are aligned parallel to the antenna.

10. Antenna according to claim 8 or 9, characterized in that the [the] director (s) ( 4 ) consists of one [several] dipole [s].