DE69216998T2

DE69216998T2 - Breitbandige konforme Gruppenantenne aus geneigten Schlitzleitungen

Info

Publication number: DE69216998T2
Application number: DE69216998T
Authority: DE
Inventors: Steven W Bartley; Gary Salvail
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1991-11-04
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1997-08-28
Anticipated expiration: 2012-10-24
Also published as: IL103429A; TR26121A; US5220330A; EP0541276A1; CA2076897A1; EP0541276B1; JP2574616B2; NO924222L; CA2076897C; NO924222D0; JPH05315833A; GR3023215T3; DE69216998D1; ES2096732T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Antennengruppen und insbesondere Konformantennen, die für Flugkörperanwendungen nützlich sind.
Das amerikanische Patent US-A-5,023,623 mit dem Titel "Dual Mode Antenna Apparatus Having Slotted Waveguide and Broadband Arrays" von Donald E. Kreinheder et al. liefert eine Beschreibung von herkömmlichen Flugkörperzielerfassungs- und -verfolgungssystemen. Kurz gesagt, eine Art von Zielverfolgungssystem ist als Breitband-Sendersperr-Zielansteuerung (Broadband Anti-Radiation Homing - Broadband ARH) bekannt. Solch ein System ist passiv und verfolgt ein Ziel dadurch, daß es von dem Ziel emittierte Strahlung empfängt.
Bekannte Konformantennen für Flugkörper verwenden konforme Schlitzstrahler und Mikrostreifenleiterstrahler. Diese Antennen sind schmalbandig und aufgrund ihrer physikalischen und/oder elektrischen Eigenschaften können sie nicht geneigt bzw. gekippt werden, um ihre Vorwärtsabstrahlung zu erhöhen. Das Ergebnis ist ein begrenztes Sichtfeld.
Konventionelle konforme Montage bringt die Antennenelemente in eine Lage, derart, daß sie der Flugkörperoberfläche senkrecht gegenüber liegen, was zu einer schlechten Abstrahlung in der vorwärtsrichtung führt. Dies liegt daran, daß die Antenne so angebracht ist, daß der größte Teil der Energie von jedem Element senkrecht zum Körper des Flugkörpers gerichtet ist. Dies macht die Abstrahlung in der Vorwärtsrichtung schwierig. Das Problem wird für Elemente verschlimmert, die mit einem E-Feld, das tangential zum metallischen Körper des Flugkörpers ist, abstrahlen. Die Metall oberfläche wird diese Felder nicht tragen und sie beim Kontaktpunkt auf Null zwingen. Dies ist ein Hauptproblem bei Konformantennen, da ihre "Sicht" zur Flugkörper-Hauptstrahlrichtung tangential vom zylindrischen Abschnitt und nahezu tangential im Bugbereich ist.
In EP-A-0434282 ist eine Zwei-Moden-Antennenvorrichtung für einen Flugkörper mit geschlitzten Wellenleiter- und Breitbandgruppen offenbart. Die Vorrichtung weist eine Wellenleiterantennengruppe auf, die eine erste Strahlungscharakteristik einer ersten Polarisation erzeugt, und eine Breitband-ARH-Antennengruppe zum Erzeugen einer zweiten Strahlungscharakteristik innerhalb einer zweiten Polarisation. Die ARH-Antennengruppe weist eine Vielzahl von linearen Gruppenelementen auf, die mit einer Erdungsplatte gekoppelt und zwischen Reihen von rechteckigen Schlitzen der Wellenleitergruppe positioniert sind. Die Vorrichtung ist auf einem Kardanrahmen lokalisiert, der innerhalb des Flugkörpers angepaßt ist.
In GB-A-0670001 ist eine Richtantenne offenbart, um gerichtete Strahlungscharakteristiken zur Navigation eines Flugzeuges bereitzustellen. Die Antenne weist eine Vielzahl von geneigten metallischen Klappen auf, die an einer äußeren Oberfläche des Rumpfes des Flugzeuges befestigt sind, wobei die Klappen von einer Radiofrequenzenergiequelle mit Energie versorgt werden, um Strahlung zu emittieren.
In US-E-31772 ist eine Vorrichtung zum digitalen Anzeigen des Peilwinkels einer Mikrowellenenergiequelle offenbart. Die Vorrichtung weist eine Gruppe von Antennenelementen auf, die in gleichen Abständen um einen Bogen eines Kreises in einem Flugzeug angeordnet sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ARH-Flugkörperlenkungsantenne bereitzustellen, die konform zu der Flugkörperoberfläche, doppelpolarisiert und breitbandig ist.
Eine weitere Aufgabe ist es, eine Konformantennengruppe für einen Flugkörper bereitzustellen, die RF-Strahlung über der vorderen Halbkugel registrieren wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Gruppe von Antennenelementen mit aufgeweiteten Aussparungen bereitgestellt, wie in den Ansprüchen spezifiziert.
Eine Gruppe gemäß der Erfindung verwendet Breitbandantennenelemente, bei denen sowohl die E- als auch die H- Ebene-Elemente in Richtung der Hauptstrahlrichtung geneigt bzw. gekippt sind, um die Richtschärfe in dieser Richtung zu verbessern. Dies gleicht die aufhebenden Effekte der metallischen Außenhaut in der H-Ebene aus ebenso wie es das Leistungsverhalten der E-Ebene erhöht. Das Kippen der Elemente macht die Antenne ebenfalls kompakter, was dabei hilft, sie an den konformen Gebrauch anzupassen.
Die Antenne verwendet Elemente mit Schlitzleitungen (Aussparungen), die ein flaches Profil besitzen. Diese Elemente sind für dichte Packung in sowohl den E- als auch H- Ebenen geeignet, um Beugungskeulen im Sichtfeld der Antenne zu verhindern, während die Antenne zur Hauptstrahlrichtung abgetastet wird. Elemente mit Schlitzleitungen (Aussparungen) sind breitbandig, wobei größere als Drei-zu- Eins-Bandbreiten erreicht werden. Doppelte Polarisation bzw. Doppelpolarisation wird erreicht, indem man die E- und H-Ebene-Elemente auf eine lineare Art und Weise oder entlang des Umfangs kombiniert. Eine einzel- oder doppelpolarisierte Gruppe kann auf dem Zylinderabschnitt angebracht sein, auf dem Bug, oder radial um den Körper des Flugkörpers herum. Bei der radialen Anordnung neigen sich die Elemente immer noch in Richtung der Hauptstrahlrichtung. Jede Kombination von Gruppenpositionen ist möglich. Die Elemente mit Schlitzleitungen bzw. Schlitzleitungselemente können mit Abständen gepackt werden, die dicht genug sind, um elektronische Keulenschwenkung zu ermöglichen, ohne Beugungskeulen bei der höchsten Betriebsfrequenz zu erzeugen.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung offensichtlicher werden, wie in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, die zeigen:
Fig. 1 ein herkömmliches verjüngtes bzw. spitz zulaufendes Schlitzleitungsantennenelement;
die Figuren 2 und 3 jeweils Drauf- bzw. Seitenansichten einer H-Ebene-Gruppe, wobei die Elemente gemäß der Erfindung in Richtung der Hauptstrahlrichtung geneigt sind;
Fig. 4 eine Gruppe geneigter Elemente mit verjüngter Aussparung von symmetrischen E-Ebene-Elementen;
Fig. 5 eine Gruppe geneigter Elemente mit verjüngten Aussparungen von asymmetrischen E-Ebene-Elementen;
Fig. 6 eine lineare Gruppe von geneigten E-Ebene-Elementen mit modifizierten Verjüngungen, um sich an die Neigung anzupassen;
Fig. 7 eine Doppelpolarisationsantenne gemäß der Erfindung, die zwei geneigte E-Ebene-Gruppen verwendet, die eine geneigte H-Ebene-Gruppe flankieren;
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer Doppelpolansationsantenne gemäß der Erfindung, die ein Paar von geneigten H-Ebene-Elementen auf jeder geneigten Karte verwendet, wobei die geneigten Elemente der E-Ebene-Gruppe zwischen ihnen positioniert sind;
die Figuren 9 bis 11 eine Gruppe entlang des Umfangs von geneigten E- und H-Ebene-Elementen einer Konformantenne in einem Flugkörper gemäß der Erfindung;
die Figuren 12 bis 14 drei beispielhafte Anordnungen von linearen Gruppen geneigter Elemente innerhalb eines Körpers eines Flugkörpers gemäß der Erfindung;
Fig. 15 4ie Zusammenschaltung der E-Ebene-Elemente einer Gruppe entlang des Umfangs, die die Erfindung verkörpert;
Fig. 16 die Zusammenschaltung der H-Ebene-Elemente einer Gruppe entlang des Umfangs, die die Erfindung verkörpert;
Fig. 17 das Kombinieren einer Untergruppe, die ausgewählte Elemente der Elemente einer Gruppe geneigter Elemente gemäß der Erfindung aufweist;
Fig. 18 eine Endansicht eines Flugkörpers, die die Anordnung von Längsgruppen aus geneigten Elementen gemäß der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 19 ein schematisches Diagramm, das ein Doppelpolarisationsgruppensystem veranschaulicht, das eine Längsgruppe von geneigten Elementen verwendet, die N-Paare von E-Ebene-Elementen und N H-Ebene-Elemente aufweisen; und
Fig. 20 ein schematisches Diagramm, das ein Doppelpolarisationsgruppensystem veranschaulicht, das eine Längsgruppe von geneigten Elementen verwendet, die N Paare von H-Ebene-Elementen und N E-Ebene-Elemente aufweisen.
Die Erfindung verwendet das Antennenelement mit verjüngter Schlitzleitung, das manchmal auch als Element mit verjüngter Aussparung bezeichnet wird. Fig. 1 veranschaulicht eine nicht-modifizierte Schlitzleitung 30. Eine kompensierte Speisung 32 überträgt Energie zu einer aufgeweiteten dielektrischen Aussparung 34, die die Energie in den freien Raum einspeist.
Wie in der Antenne des amerikanischen Patents US-A- 5,023,623 verwendet eine Gruppe, die die vorliegende Erfindung verkörpert, eine Vielzahl von Antennenelementen mit verjüngter Aussparung, um die Antennengruppe zu beinhalten. Um die Richtschärfe in Richtung der Hauptstrahlrichtung zu erhöhen, sind die Antennenelemente jedoch gemäß der Erfindung geneigt. Jeder Neigungswinkel zwischen 0 und 90 Grad kann gemäß der Erfindung verwendet werden, obwohl 30º und 90º bevorzugte Neigungswinkel sind. Die Neigung ist für eine typische H-Ebene-Gruppe in der Draufsicht von Fig. 2 und in der Seitenansicht von Fig. 3 veranschaulicht. Hier sind eine Vielzahl von Strahlerelementen mit verjüngter Aussparung 30A, 30B, ... 30N in einer parallelen Beziehung mit räumlichem Abstand angeordnet. Anstatt daß jeder Strahler senkrecht in Bezug auf dieselbe horizontale Bezugslinie eingestellt bzw. ausgerichtet ist, wie in der herkömmlichen Gruppe von Strahlerelementen mit verjüngter Aussparung, sind die Elemente jeweils um einen Neigungswinkel α geneigt, der weniger als 90º und typischerweise 30º oder 45º beträgt. Der räumliche Abstand zwischen benachbarten Kanten der geneigten Strahlerelemente beträgt weniger als oder gleich λh/2, wobei Äh die kürzeste Betriebswellenlänge der Gruppe ist. Falls der räumliche Abstand größer als λ/2 ist, können unerwünschte Beugungskeulen bei den höheren Betriebsfrequenzen gebildet werden. Der erwünschte räumliche Abstand und Neigungswinkel der H-Ebene-Elemente wird mit einer Spannvorrichtung erreicht, d. h. dem starren Strukturrahmen, der die Antennenelemente in Position hält und die Elemente an dem Körper des Flugkörpers befestigt.
Bei der E-Ebene erfordern die herkömmlichen verjüngten Schlitzleitungselemente, wie sie z. B. in der Gruppe des amerikanischen Patents US-A-5,023,623 verwendet werden, Modifikation, um sie in Richtung der Hauptstrahlrichtung zu neigen. Symmetrische oder asymmetrische Ausführungsformen für die verjüngten Bereiche der Schlitzleitungsstrahler können verwendet werden. Die asymmetrischen Elemente mit aufgeweiteter Aussparung können einfacher in ein geneigtes Profil passen, und können kompakter angeordnet werden, so daß die λn/2-Abstandsregel nicht gebrochen wird. Asymmetrische Elemente liefern jedoch eine schlechtere Anpassung an die Antenne und verursachen höhere VSWR (Rückflußdämpfung) und eine Verringerung der Leistungsfähigkeit bzw. des Wirkungsgrades der Antenne. Die symmetrischen Elemente mit aufgeweiteter Aussparung liefern eine bessere Anpassung (niedrigere VSWR) und folglich einen höheren Antennenwirkungsgrad. Jedoch begrenzt die Symmetrie den Neigungswinkel der Gruppe in Richtung der Hauptstrahlrichtung und begrenzt die dichte Packung, die benötigt wird, um den λn/2-Abstand aufrecht zu erhalten.
Fig. 4 veranschaulicht eine Gruppe 40 geneigter Elemente mit verjüngter Aussparung aus einer Vielzahl von auf demselben dielektrischen Substrat ausgebildeten benachbarten bzw. aneinander angrenzenden Elementen. Hier ist die Aufweitung auf jeder Seite der Aussparung symmetrisch während jedes Element um einen Winkel α gegenüber der Horizontalen geneigt ist.
Fig. 5 veranschaulicht eine Gruppe von E-Ebene-Elementen 45, die ebenfalls um einen Winkel α geneigt sind, wobei aber die Aufweitung auf den entsprechenden Seiten der Aussparung asymmetrisch ist.
Fig. 6 veranschaulicht eine lineare Gruppe 50, die eine Vielzahl von asymmetrischen E-Ebene-Elementen 52A-52N mit modifizierten Verjüngungen aufweist, um sich an die Neigung anzupassen.
Die Antennenelemente können unter Verwendung konventionneller Techniken hergestellt werden, um Streifenleitungsantennenelemente mit aufgeweiteter Aussparung zu bauen. Jedes Element wird typischerweise aus einer dielektrischen Substratplatte hergestellt, die anfangs auf jeder Oberfläche mit Kupferschichten verkleidet ist. Die Platte kann, z. B., glasfaserverstärktes Teflon aufweisen. Die Kupferschicht auf einer Oberfläche wird teilweise weggeätzt, um die aufgeweitete Aussparung auszubilden; die Kupferoberfläche auf der gegenüberliegenden Schicht wird selektiv weggeätzt, um den Balunschaltkreis und das Speisenetzwerk auszubilden. Weitere Details der Art und Weise der Herstellung können im amerikanischen Patent US-A-5,023,623 gefunden werden.
Es gibt wenigstens zwei Ansätze für Doppelpolarisation für die lineare Gruppe, die geneigte Strahlerelemente verwendet, gemäß der Erfindung. Ein Ansatz, der in Fig. 7 veranschaulicht ist, verwendet eine geneigte H-Ebene-Gruppe 60, die auf beiden Seiten von geneigten E-Ebene-Gruppen 70 und 80 flankiert wird. Ein weiterer Ansatz, der in Fig. 8 veranschaulicht ist, weist eine geneigte H-Ebene-Gruppe 90 aus Doppelschlitzleitungselementen aus, d. h. jedes geneigte Gruppenelement weist ein Paar von Elementen mit verjüngter Aussparung auf. Eine geneigte E-Ebene-Gruppe 95 ist entlang der Mittellinie der geneigten H-Ebene-Gruppe 90 positioniert, zwischen den Paaren von H-Ebene-Strahlerelementen.
Eine Gruppe von geneigten E- und H-Ebene-Elementen entlang des Umfangs gemäß der Erfindung, die innerhalb eines Körpers 105 eines Flugkörpers angebracht ist, ist in Fig. 9 gezeigt. In dieser Gruppe sind, wie oben unter Bezug auf die Figs. 7 und 8 beschrieben, die Elemente von sowohl der E-Ebene- als auch H-Ebene-Gruppe in Richtung der Hauptstrahlrichtung geneigt. Das Element 102 ist ein Beispiel eines H-Ebene-Elementes; die Elemente 104A und 106A stellen ein Beispiel eines E-Ebene-Elemente-Paares dar. Fig. 10 ist eine Endansicht der Gruppe 100 von Fig. 9, die vom Bugende des Flugkörpers genommen wurde, und veranschaulicht die E- Ebene-Elemente 104A, 1048, etc. Die Gruppe entlang des Umfangs kann auf dem zylindrischen Teil 108 des Flugkörpers wie in Fig. 9 gezeigt positioniert werden, oder auf dem geneigten Oberflächenbereich (siehe 109 von Fig. 11) des Bugs. Indem man die ARH-Antennen auf dem zylindrischen Bereich 108 hält, verhindert man ihre Interferenz mit anderen Sensorkombinationen im Bug.
Typischerweise ist der zylindrische Teil des Körpers des Flugkörpers aus einem metallischen, elektrisch leitfähigen Material gebildet, während das Bugende oder Radom aus einem dielektrischen Material hergestellt ist, beispielsweise aus einer geschichteten Konstruktion von verstärkten Teflon-Außenhäuten und Polyamid-Glas -Wabenstruktur.
Fig. 11 ist eine im Aufriß gezeigte Ansicht eines Flugkörpers 128, der eine Gruppe 110 von geneigten Strahlungselementen mit aufgeweiteter Aussparung entlang des Umfangs verwendet. In diesem Beispiel ist die Gruppe entlang des Umfangs im zylindrischen Teil 127 des Körpers 128 des Flugkörpers angeordnet. Die Gruppe 110 weist N-geneigte H- Ebene-Strahlungselemente 112 und N-Paare von E-Ebene-Strahlungselementen 114 und 116 auf, wobei die Elemente eines gegebenen Paares ein korrespondierendes H-Ebene-Element flankieren.
Die linearen Gruppen gemäß der vorliegenden Erfindung können auf dem zylindrischen Teil, auf dem Heckteil des Bugs oder Nahe dem vorderen Ende des Bugs positioniert werden, wobei innerhalb des Bugs für andere Sensoren wie z. B. IR-Sensoren noch Platz bleibt. Die Figs. 12 bis 14 veranschaulichen drei beispielhafte Anordnungen.
Fig. 12 zeigt einen Flugkörper 130 in seitlich im Aufriß gezeigter Ansicht, mit Längsgruppen 132 und 134 von geneigten Elementen mit aufgeweiteter Aussparung gemäß der Erfindung, die angrenzend an und angepaßt an die Kontur des zylindrischen Teils des Flugkörpers angeordnet sind.
Fig; 13 veranschaulicht einen Flugkörper 140, in dem Längsgruppen 142 und 144 im Heckteil des Bugs des Flugkörpers angeordnet sind und sich an die Kontur des Körpers des Flugkörpers anpassen.
Fig. 14 veranschaulicht einen Flugkörper 145, in dem Längsgruppen 146 und 147 im vorderen Teil des Bugs des Flugkörpers angeordnet sind und sich an die Kontur des Flugkörpers anpassen.
Wenn die Gruppen gemäß der Erfindung im Bugabschnitt des Flugkörpers angebracht werden, ist es nicht notwendig, daß der gesamte Bugabschnitt aus einem dielektrischen Material hergestellt ist. Vielmehr kann der Bug aus einer metallenen Außenhaut mit in der metallenen Außenhaut über den Antennengruppen ausgebildeten dielektrischen Fenstern bestehen.
Betrachtet wird nun die kreisförmige, 360 Grad umfas sende Gruppe entlang des Umfangs, die sich um den Rumpf des Flugkörpers herum erstreckt, wie in den Figs. 15 und 16 gezeigt. Die Gruppe 200 weist sowohl E- als auch H-Ebene-Elemente auf, wobei die H-Ebene-Elemente 201, 202 ... in Fig. 15 gezeigt sind. Die Gruppe 200 weist weiter einen Schalter 210 auf, der eine Auswahl eines jeden H-Ebene-Elementes in der Gruppe erlaubt und es dem Prozessor 212 ermöglicht, die Amplitude des Zielsignais bei jedem H-Ebene-Element zu vergleichen. Obwohl der Schalter 210 als ein einzelnes Element gezeigt ist, kann er in der Tat einen Schalter für jedes H- Ebene-Element aufweisen, so daß mehr als ein Element zu einer gegebenen Zeit ausgewählt werden kann. Auf ähnliche Weise werden die Ausgänge bzw. Ausgaben der Paare von E- Ebene-Elementen, die jedem H-Ebene-Element benachbart sind, kombiniert und in einen Schalter 230 eingespeist, der es dem Prozessor 212 ermöglicht, das E-Ebene-Element-Paar mit dem größten Signal auszuwählen. Beispielsweise werden das E-Ebene-Paar 220 und 221, die dem H-Ebene-Element 201 benachbart sind, im Kombinierer 222 kombiniert, und das E- Ebene-Element 226 und 227, die dem H-Ebene-Element 203 benachbart sind, werden im Kombinierer 228 kombiniert. Die Signale von den entsprechenden Kombinierern werden in den Schalter 230 eingespeist, und der Ausgang bzw. die Ausgabe des Schalters wird in den Prozessor 212 eingespeist. Hier wiederum, weist der Schalter 230 in der Tat einen separaten Schalter für jedes E-Ebene-Elemente-Paar auf, um es zu ermöglichen, daß mehr als ein Elemente-Paar zu einer gegebenen Zeit ausgewählt wird.
Das H-Ebene-Element oder E-Ebene-Elemente-Paar mit dem höchsten Signal zeigt die beste Position zum Zentrieren einer Untergruppe von 8, 10 oder mehr Elementen zur genauen Zielverfolgung an. Indem man die Amplitude der E- und H- Ebene-Elemente vergleicht, kann man bestimmen, welche Polarisation man verfolgen soll, d. h. entweder die E- oder H- Ebene-Gruppenelemente. Die Ausgänge bzw. Ausgaben der ausgewählten Elemente für die Gruppe mit dem besten Leistungsverhalten in Bezug auf die Polarisation wird in ein herkömmliches Summen- und Differenznetzwerk geleitet.
Fig. 17 zeigt ein schematisches Diagramm eines Beispielnetzwerkes von ausgewählten Gruppenelementen. Bei diesem Beispiel werden acht E- oder H-Ebene-Paare oder Elemente bei Positionen 151 bis 158 durch entweder den Schalter 210 oder 230 ausgewählt, um das Ziel zu verfolgen. Das Element mit dem höchsten Zielsignal wird in der Gruppe an Po sition 154 oder 155 gesetzt. Die Signale von den Gruppenelementpositionen 151 bis 154 werden in einen 4-Weg-Kombinierer 160 eingespeist, und die Signale von den Gruppenelementpositionen 155 bis 158 werden in einen zweiten 4-Weg- Kombinierer 162 eingespeist. Die Ausgaben der jeweiligen Kombinierer werden in einen Schaltkreis 164 eingespeist, der die Summe und Differenz der entsprechenden kombinierten Signale von den Kombinierern 160 und 162 hervorbringt. Der Schaltkreis 164 kann, zum Beispiel, ein magisches T oder einen 180-Grad-Hybridschaltkreis aufweisen.
Betrachtet wird nun eine axiale Gruppe oder Längsgrup pe. Hier gibt es zwei Anordnungen, wobei die eine zwei H- Ebene-Elemente und ein E-Ebene-Element aufweist. Die andere weist zwei E-Ebene- und ein H-Ebene-Element auf. Beide Anordnungen erfordern, daß die Paare miteinander verbunden werden, um zwischen ihnen ein Phasenzentrum zu bilden. Diese gepaarten Elemente werden in der Gruppe wie ein Element behandelt. Eine phasenprogressive Phasenverschiebung wird verwendet, um die Gruppe abzutasten.
Eine Vielzahl von Längsgruppen ist typischerweise im Abstand von 45- oder 90-Grad-Inkrementen um den Rumpf des Flugkörpers herum angeordnet. Die Amplitude von jeder Längsgruppe wird mittels des Prozessors abgetastet. Die Gruppe mit dem stärksten Signal wird ausgewählt, um die Verfolgung auszuführen. Folglich sind, in Fig. 18, die Längsgruppen 251 bis 258 in Abständen von 45-Grad-Inkrementen um den Rumpf des Flugkörpers herum angeordnet. Das Signal von jeder Gruppe wird in einen multiplexierenden Schalter 260 eingespeist, dessen Ausgabe in den Prozessor eingespeist wird.
Fig. 19 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Längsgruppe 280 veranschaulicht, die N H- Ebene-Elemente und korrespondierende N Paare von E-Ebene- Elementen aufweist. Die E-Ebene-Elemente-Paare 282A und 283A, 282B und 283B ... 282N und 283N sind jeweils mit 2- Weg-Kombinierern verbunden, um die Signalbeiträge von jedem E-Ebene-Paar-Element zu kombinieren; beispielhafte Kombi-Seite-12nierer 288 und 292 sind in Fig. 19 gezeigt. Die Ausgaben der Kombinierer werden in einem multiplexierenden Schalter eingespeist, der zwischen dem E-Ebene-Kombinierer oder dem korrespondierenden H-Ebene-Elemente auswählt. Folglich, zum Beispiel, ist das H-Ebene-Element 281A mit dem Schalter 286 verbunden, der zwischen der Ausgabe des H-Ebene-Elementes 281A und E-Ebene-Kombinierers 288 auswählt. Der Schalter 290 wählt zwischen dem Ausgang bzw. der Ausgabe des 2-Weg- Kombinierers 292 und H-Ebene-Elements 2818 aus.
Die Ausgaben der Schalter werden dann in entsprechende variable Phasenschieber 294, 296 ... eingespeist, und werden in eines von zwei N/2-Kombinierernetzwerken 298 und 300 eingespeist. Die Elemente auf einer Seite der Mittellinie 306 der Längsgruppe werden in den Kombinierer 298 eingespeist, und jene auf der anderen Seite der Linie werden in den Kombinierer 300 eingespeist. Die Ausgaben der Kombinierer werden in ein Summen- und Differenznetzwerk 302 eingespeist und die entsprechenden Summen- und Differenzsignale werden zum Prozessor 304 gesendet. Der Prozessor 304 wählt die E- oder 11-Ebene-Elemente aus, um das Ziel abzutasten, und verwendet den Phasenabtastwinkel und die Summen- und Differenzsignaldaten, um die Position oder den Peilwinkel des Ziels zu identifizieren.
Fig. 20 ist ein schematisches Diagramm, das eine Längsgruppe 320 veranschaulicht, die N E-Ebene-Elemente und 2N H-Ebene-Elemente verwendet. Diese Ausführungsform ist ähnlich zu jener von Fig. 19, mit der Ausnahme, daß es die Ausgaben der H-Ebene-Elemente-Paare sind, die in einem 2- Weg-Kombinierer kombiniert und mit der Ausgabe des korrespondierenden E-Ebene-Elementes multiplexiert werden. Folglich sind die 11-Ebene-Elemente 322A und 323A mit einem 2- Weg-Kombinierer 326 verbunden. Ein multiplexierender Schalter 328 wählt entweder die Ausgabe des Kombinierers 326 oder des E-Ebene-Elementes 324 aus. Die ausgewählte Ausgabe wird dann in einen variablen Phasenschieber 330 eingespeist, und die phasenverschobene Ausgabe wird in ein N/2- Kombinierernetzwerk 332 eingespeist. Die Elemente auf der anderen Seite der Mittellinie 336 der Gruppe werden in einem N/2-Kombinierer 334 kombiniert. Die Ausgaben der jeweiligen N/2-Kombinierer werden zu einem Summen- und Differenzschaltkreis 338 gesendet, und die Summen- und Differenzausgabedaten werden zu dem Prozessor 340 gesendet. Hier wiederum wählt der Prozessor die E- oder 11-Ebene aus, um das Ziel abzutasten, in Abhängigkeit von der Polarisation des Ziels. Der Prozessor 340 verwendet den Abtastwinkel und die Summen- und Differenzsignaldaten, um die Zielposition zu identifizieren.
Es versteht sich, daß die oben beschriebene Ausführungsformen nur Beispiele der möglichen speziellen Ausführungsformen sind, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung repräsentieren können.

Claims

1. Eine Gruppe von ausgerichteten Antennenelementen (30A...30N) mit aufgeweiteten Aussparungen, die einen Teil eines Flugkörpers bilden, dadurch gekennzeichnet, daß

die Elemente (30A...30N) fest innerhalb des Flugkörpers angrenzend an eine äußere Oberfläche (105) des Flugkörpers angeordnet sind, und angeordnet sind, sich an die Kontur der äußeren Oberfläche (105) des Flugkörpers anzupassen; und

die Antennenelemente (30A...30N) in Richtung der Hauptstrahlrichtung des Flugkörpers geneigt sind, um die Richtschärfe in der Richtung der Hauptstrahlrichtung zu verbessern.

2. Die Gruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe in einer Anordnung (110) entlang eines Umfangs des Flugkörpers angeordnet ist.

3. Die Gruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe entlang der Längsrichtung des Flugkörpers angeordnet ist.

4. Die Gruppe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum elektronischen Abtasten eines Strahles, der mittels der Längsgruppe gebildet wurde, um ein Ziel zu lokalisieren.

5. Die Gruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente (30A...30N) einen Satz von H-Ebene-Antennenelementen aufweisen, die in Richtung der Hauptstrahlrichtung geneigt sind.

6. Die Gruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente einen Satz von E- Ebene-Antennenelementen aufweisen, die in Richtung der Hauptstrahlrichtung geneigt sind.

7. Die Gruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die E-Ebene-Antennenelemente symmetrische Antennenelemente mit aufgeweiteten Aussparungen sind.

8. Die Gruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die E-Ebene-Antennenelemente asymmetrische Antennenelemente (52A...52N) mit aufgeweiteten Aussparungen sind.

9. Die Gruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe doppelpolarisiert ist, insofern als daß sie einen Satz von in Richtung der Hauptstrahlrichtung geneigten H-Ebene-Antennenelementen und einen Satz von in Richtung der Hauptstrahlrichtung geneigten E-Ebene-Antennenelementen aufweist.

10. Die Gruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes E-Ebene-Element eine im allgemeinen orthogonale Orientierung relativ zu einem korrespondierenden 11-Ebene- Element aufweist.

11. Die Gruppe nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum elektronischen Abtasten eines 11- Ebene-Strahles, der von der Gruppe der H-Ebene-Elemente gebildet wurde, und eine Einrichtung zum elektronischen Abtasten eines E-Ebene-Strahles, der von der Gruppe der E- Ebene-Elemente gebildet wurde.

12. Die Gruppe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz (60) der H-Ebene-Antennenelemente N 11-Ebene-Elemente und der Satz (70, 80) der E- Ebene-Antennenelemente N Paare von E-Ebene-Elementen aufweist, wobei die Teile eines jeden E-Ebene-Elemente-Paares ein entsprechendes Element der 11-Ebene-Elemente flankieren.

13. Die Gruppe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz (95) der E-Ebene-Elemente N Elemente und der Satz (90) der 11-Ebene-Elemente N Paare von 11-Ebene-Elementen aufweist, wobei jedes E-Ebene-Element zwischen einem korrespondierenden Paar der 11-Ebene-Elemente angeordnet ist.

14. Die Gruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente Schlitzleitungselemente mit aufgeweiteten Aussparungen sind.

15. Die Gruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Radarprozessor (212), der auf von der Gruppe empfangene Signale anspricht, um die Zielposition relativ zu der Flugkörperhauptstrahlrichtung zu bestimmen; und

eine Einrichtung (210, 230) zum selektiven Einkoppeln der Signale von ausgewählten Antennenelementen oder Gruppen von Antennenelementen der Antennenelemente in den Radarprozessor, um es den Prozessor (212) zu ermöglichen, die spezielle Antenne zu bestimmen, die das höchste Ausgangssignal aufweist, und um eine Empfangsuntergruppe zu bilden, die das spezielle Antennenelement und eine Anzahl von benachbarten Antennenelementen aufweist.

16. Die Gruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (210, 230) zum selektiven Einkoppeln der Signale von ausgewählten Antennenelementen oder Gruppen von Antennenelementen der Antennenelemente eine Schalteinrichtung zum selektiven Schalten des Signals von einem ausgewählten Antennenelement zu dem Prozessor (212) aufweist, wodurch dör Prozessor (212) in die Lage versetzt wird, das Signal von entsprechenden Antennenelementen zu isolieren.

17. Die Gruppe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum selektiven Einkoppeln des weiteren ein erstes Kombinationsnetzwerk (160) zum selektiven Kombinieren der Signale von einer ersten ausgewählten Gruppe von Antennenelementen in der Nachbarschaft des Elementes, das das höchste Ausgangssignal produziert, und ein zweites Kombinationsnetzwerk (162) zum selektiven Kombinieren der Signale von einer zweiten ausgewählten Gruppe von Antennenelementen in der Nachbarschaft des Elementes, das das höchste Ausgangssignal produziert, und einen Schaltkreis (164), der auf die Ausgänge von den ersten und zweiten Kombinationsnetzwerken anspricht, um davon entsprechende Summen- und Differenzsignale zu produzieren, aufweist.

18. Die Gruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flugkörper einen zylindrischen Körperteil (127) und einen verjüngten Bugteil aufweist, wobei eine Gruppe entlang der Längsrichtung des zylindrischen Körperteils angeordnet ist.

19. Die Gruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe entlang der Längsrichtung innerhalb des Bugteils angeordnet ist und sich an die Gestalt der äußeren Oberfläche des Flugkörpers anpaßt.