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DE1766540A1 - Method and device for equipping aircraft with directional antennas - Google Patents

Method and device for equipping aircraft with directional antennas

Info

Publication number
DE1766540A1
DE1766540A1 DE19681766540 DE1766540A DE1766540A1 DE 1766540 A1 DE1766540 A1 DE 1766540A1 DE 19681766540 DE19681766540 DE 19681766540 DE 1766540 A DE1766540 A DE 1766540A DE 1766540 A1 DE1766540 A1 DE 1766540A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aircraft
antenna
antennas
arranged along
wing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19681766540
Other languages
German (de)
Inventor
Bigeon Pierre Jean
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nord Aviation Societe Nationale de Constructions Aeronautiques
Original Assignee
Nord Aviation Societe Nationale de Constructions Aeronautiques
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nord Aviation Societe Nationale de Constructions Aeronautiques filed Critical Nord Aviation Societe Nationale de Constructions Aeronautiques
Publication of DE1766540A1 publication Critical patent/DE1766540A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
    • H01Q21/0043—Slotted waveguides
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
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    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
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    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
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Description

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Anmelder: Nord-Aviation Societl Nationale de Constructions Aferonautiques, ParisApplicant: Nord-Aviation Societl Nationale de Constructions Aferonautiques, Paris

Verfahren und Vorrichtung zur Ausrüstung^ von ffluggeräten mit Riehtantennen.Method and device for equipping aircraft with antennae.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausrüstung von Pluggeräten, insbesondere leichten Fluggeräten, mit Antennen hohen Wirkungsgrades und namentlich Antennen, die für die Übertragung gerichteter elektromagnetischer Wellen geeignet sind.The invention relates to a method and an apparatus for equipping plug-in devices, especially light aircraft, with antennas of high efficiency and in particular antennas for the transmission of directional electromagnetic Waves are suitable.

für einige Anwendungsfälle ist es erforderlich, an Bord von Pluggeräten, z.B. Plugzeugen oder Lenkraketen, über Antennen hohen Wirkungsgrades zu verfügen, was wegen dee nötigen Platzbedarfs im allgemeinen zu schweren; sperrigen und teuren Vorrichtungen führt. Deshalb können entsprechende !Flugaufträge nur durch Pluggeräte großer Abmessungen erfüllt werden, die folglich schwer und sperrig sind und deren Bau beträchtliche Mittel erfordert und die im übrigen leicht erkennbar und verwundbar sind·For some applications it is necessary to have high-efficiency antennas on board plug-in devices, for example plug-in devices or guided missiles, which is generally difficult because of the space required ; bulky and expensive fixtures. For this reason, corresponding flight orders can only be fulfilled by plug-in devices of large dimensions, which are consequently heavy and bulky and whose construction requires considerable resources and which are otherwise easily recognizable and vulnerable.

209814/0332209814/0332

Brief vom b.b.OÖ Blatt ά Dipl.-Ing. Q.SchltatM Letter from the bbOÖ sheet ά Dipl.-Ing. Q.SchltatM

an das Deutsche Patentamt München Patentanwalt to the German Patent Office Munich patent attorney

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und gestattet es, leichte Plugzeuge auszurüsten, was diese zur Erfüllung ganz neuer Plugaufträge befähigt.The invention avoids these disadvantages and makes it possible to equip lightweight plug-in tools, which these entirely to fulfill new plug jobs enabled.

Die im Rahmen der Erfindung in Betracht gezogenen Antennen sind Linearantennen, die durch eine Reihung strahlender Schlitze gebildet sind, zwischen die elektronisch steuerbare Kreise zur Verschiebung der Phase um feste oder veränderlicher Beträge eingeschaltet sind.The antennas considered in the context of the invention are linear antennas that become more radiant through a series Slots are formed between the electronically controllable circles to shift the phase by fixed or variable Amounts are turned on.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß längs der Längsachse des Fluggeräts eine Sendeantenne angeordnet wird und unabhängig davon zwei Paare von Empfangsantennen, wobei sich die Antennendiagramme eines Paares teilweise überlappen und diejenigen beider Paare kreuzen und den von der Sendeantenne "beleuchteten11 Teil des Raumes absuchen·The method according to the invention is essentially characterized in that a transmitting antenna is arranged along the longitudinal axis of the aircraft and, independently thereof, two pairs of receiving antennas, the antenna patterns of one pair partially overlapping and those of both pairs crossing and the " 11 part of the" illuminated by the transmitting antenna Search the room

Die erfindungsgemäße Antennenanordnung zur Durchführung dieses Verfahrene besteht für Pluggeräte mit Pfeil- oder Deltatragflügeln in einer Sendeantenne in Gestalt einer Reihe strahlender Schlitze, die längs des Rumpfes oder Körpers des Pluggeräts angeordnet ist, und weiterhin in je einer Empfangsantenne an jedem Tragflügel in Gestalt einer oder zweier paralleler Schlitzreihen, die längs der Achse größter Dicke jedes Tragflügels angeordnet sind.The antenna arrangement according to the invention for implementation this procedure exists for plug devices with arrow or delta wings in a transmitting antenna in the form of a Series of radiating slots arranged along the trunk or body of the plug device and further in each a receiving antenna on each wing in the form of a or two parallel rows of slots arranged along the axis of greatest thickness of each wing.

Pur Pluggeräte mit geradem Tragflügel werden in einer Abwandlungsform die Empfangsantennen von einem ersten Antennenpaar gebildet, das längs der Achse größter Dicke des Tragflügels angeordnet ist, sowie von einem zweiten Antennenpaar, das längs der Längsachse des Rumpfes oder Körpers des Pluggeräts angeordnet und gegenüber der Sendeantenne entkoppelt ist.Pur plug devices with straight wings are in a modified form the receiving antennas are formed by a first pair of antennas along the axis of greatest thickness of the wing is arranged, and of a second pair of antennas, which along the longitudinal axis of the fuselage or Body of the plug device is arranged and decoupled from the transmitting antenna.

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Brief vom 6*6.68 Blatt 3 Dlpl.-Ing. G. SchllebsLetter from 6 * 6.68 sheet 3 Dlpl.-Ing. G. Schllebs

an das Deutsche Patentamt München Patentanwalt to the German Patent Office Munich patent attorney

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sieh aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung. In dieser zeigen schematischFurther details and advantages of the invention can be seen from the following description and from the drawing. In these show schematically

Pig. 1 die Punktion von Antennen mit strahlenden Schlitzen; Pig. 2 das Strahlungsdiagramm eines Antennenschlitzes; Pig. 3 die Punktion einer erfindungsgemäßen SendeantennePig. 1 the puncture of antennas with radiating slots; Pig. 2 shows the radiation pattern of an antenna slot; Pig. 3 the puncture of a transmitting antenna according to the invention

und
Pig. 4 eine erfindungsgemäße Antennenanordnung mit ihrenand
Pig. 4 an antenna arrangement according to the invention with their

Antennendiagrammen.Antenna diagrams.

Unter Bezug auf Pig. 1 sei daran erinnert, daß zwei Schlitze f1 und fp einer Antenne A, die voneinander den Abstand e haben, Strahlen E- und IU aufweisen, die für eine Richtung, die mit der Antennennormalen H einen Winkel θ "bildet, in Phase sind unter der Bedingung, daß das zwischen den beiden Schlitzen gelegene phasenverschiebende Element E, welches vom Kreis C gesteuert wird, zwischen den beiden Strahlen R.. und R2 eine PhasenverschiebungReferring to Pig. 1 it should be remembered that two slots f 1 and fp of an antenna A, which are spaced e from each other, have beams E- and IU which are in phase for a direction which forms an angle θ "with the antenna normal H below the condition that the phase-shifting element E, which is located between the two slots and is controlled by the circle C, has a phase shift between the two beams R .. and R 2

Δ*/= 27Γ e sine erzeugt; in dieser Gleichung bedeutet Λ die Wellenlänge Δ * / = 27Γ e sine generated; in this equation, Λ means the wavelength

Eine derartige Antenne liefert ein ebenes Strahlungsdiagramm D (Pig. 2) mit einer WinkelbreiteSuch an antenna provides a planar radiation pattern D (Pig. 2) with an angular width

Die seitliche öffnung des Strahlungsdiagrammes ist The side opening of the radiation pattern is

S = MOi. (3)S = MOi. (3)

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Brief vom bob.bö B|att 4 Dipl.-Ing. Q. Schileb· Letter from bob.bö B | att 4 Dipl.-Ing. Q. Schileb

an das Deutsche Patentamt München Patentanwaltto the German Patent Office Munich patent attorney

In den Gleichungen bedeutet:In the equations:

L die gesamte Länge der Schlitzreihe, 1 die Breite der Schlitze senkrecht zur Richtung ihrer Reihung,
λ die benutzte Wellenlänge»L is the total length of the row of slots, 1 is the width of the slots perpendicular to the direction of their row,
λ is the wavelength used »

Die Gleichungen sind theoretische Ausdrücke, die im Bogenmaß gemessene Winkel liefern; die praktischen Gleichungen liefern eine leichte Vergrößerung dieser Winkel, die für die größten. Antennenabmessungen etwa 15 $> erreichen kanne The equations are theoretical expressions that give angles measured in radians; the practical equations give a slight increase in these angles, for the largest. Antenna dimensions can reach about 15 $> e

Um eine Neigung der Abstrahlrichtung gegenüber der Normalen zur Abstrahlebene um einen Winkel θ zu erreichen, müssen also zwei aufeinanderfolgende Antennenschlitze mit dem Abstand e eine entsprechende Phasenverschiebung aufweisen.In order to achieve an inclination of the emission direction with respect to the normal to the emission plane by an angle θ, that is, two successive antenna slots with the distance e have a corresponding phase shift.

Die Phasenverschiebung kann durch jede geeignete Vorrichtung erzielt werden, die zwischen den strahlenden Schlitzen angeordnet ist. Diese elektronisch gesteuerten Phasenschieber gestatten es, die Strahlungsrichtung des Antennendiagramms schnell zu ändern, wobei die Antenne sowohl im Sende- als auch im Empfangsbetrieb arbeiten kann.The phase shift can be achieved by any suitable device placed between the radiating slits is. These electronically controlled phase shifters allow the radiation direction of the antenna pattern can be changed quickly, whereby the antenna can work in both transmit and receive mode.

Die Sendeantenne (Pig. 3 und 4·) wird von einer Reihe 1 von strahlenden Schlitzen gebildet, die längs des Rumpfes 2 dee Fluggerätes angeordnet sind; Strahlungsdiagramm 3 der Antenne kann je nach Aufgabenstellung fest oder orientierbar sein, dieses Diagramm entwirft auf dem Boden eine "beleuchtete Zone» 4.The transmitting antenna (Pig. 3 and 4 ·) is from a row 1 of radiating slits formed along the trunk 2 dee Aircraft are arranged; Radiation diagram 3 of the antenna can be fixed or orientable depending on the task, this diagram designs a "lighted" on the floor Zone »4.

Die Empfangsantennen an den pfeil- oder deltaförmig angenommenen Tragflügeln 5 und 6 (Pig. 4) werden jede von. zwei parallelen Schlitzreihen 7,8 und 9»10 gebildet, die längs der Achse größter Dioke der jeweiligen Tragflügel angeordnet sind.The receiving antennas at the arrow-shaped or delta-shaped ones Hydrofoils 5 and 6 (Pig. 4) are each of. formed two parallel rows of slots 7, 8 and 9 »10, the longitudinal the axis of the largest dioke of the respective wing are arranged.

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Brief vom 6.6.69 Blatt 5 Dipl.-Ing. G. Schliefe Letter dated June 6, 69, sheet 5 Dipl.-Ing. G. Asleep

an das Deutsche Patentamt München ' Patentanwalt to the German Patent Office Munich 'patent attorney

Die Phasenverschiebung zwischen strahlenden Elementen in jedem der beiden BändeE ist derart, daß die jedem Band entsprechenden Diagramme, nämlich 7a, 8a und 9a» 10a, eine festgelegte Winkelüberdeckung in Eichtung ihrer kleinsten Strahlungsbreite aufweisen.The phase shift between radiating elements in each of the two bands E is such that that corresponding to each band Diagrams, namely 7a, 8a and 9a »10a, one have specified angular overlap in the direction of their smallest radiation width.

Auf diese Art wird ein System von vier Empfangsantennen gebildet, die gekreuzte und teilweise überdeckte Antennendiagramme besitzen, was es gestattet, den vom Seädestrahl beleuchteten Teil des Raumes abzusuchen. Dies kann je nach Aufgabenstellung mit an sich bekannten Suchverfahren, z.B. durch hochfrequente Abtastung oder mit Einzelimpulsen, erfolgen· In this way, a system of four receiving antennas is formed, the crossed and partially covered antenna patterns have what makes it possible to search the part of the room illuminated by the lake beam. This may vary depending on The task is carried out using search methods known per se, e.g. by high-frequency scanning or with individual pulses

Dieses um eine mittlere Strahlungs- oder Beleuchtungsrichtung erfolgende Absuchen liefert so ein Signal für den Pehler der Orientierung der Empfangsstrahlen zum beleuchteten und reflektierenden Teil, und dieses Fehlersignal gestattet es seinerseits, die Empfangsstrahlen korrekt auszurichten, und alle Abweichungen verschiedenen Ursprungs auszugleichen.This search, which takes place around a mean direction of radiation or illumination, thus supplies a signal for the Pehler in the orientation of the received beams to the illuminated and reflective part, and this error signal In turn, it allows the receiving beams to be correctly aligned and any deviations of different origin balance.

Ist das JPluggerät, Plugzeug oder Eakete, mit geraden Tragflügeln versehen, kann eine analoge Antennenanordnung vorgesehen werden, indem ein Empfangsantennenpaar längs der größten Dicke des Tragsflügels angeordnet und das andere Antennenpaar in Längsrichtung am Rumpf· In diesem 3?alle muß für eine Entkopplung zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne gesorgt werden.Is the Jlugger, Plugzeug or Eakete, with straight wings provided, an analog antenna arrangement can be provided by placing a pair of receiving antennas along the largest thickness of the wing and the other pair of antennas in the longitudinal direction on the fuselage · In this 3? all a decoupling between the transmitting antenna and the receiving antenna must be ensured.

Die beschriebene Antennenanordnung kann bei einer ganzen Reihe von Einrichtungen angewandt werden:The antenna arrangement described can be used in a number of facilities:

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Brief vom ο. ο. ο© Β|>η g DIpI.-Ing. Q. Schitob·Letter from ο. ο. ο © Β |> η g DIpI.-Ing. Q. Schitob

an das Deut seile Patentamt München Patentanwaltto the German patent office Munich patent attorney

Bordradar,On-board radar,

aktive oder halbaktive automatische Richtgeräte, Radio-Höhenmesser,active or semi-active automatic straightening devices, radio altimeters,

Vorrichtungen zur Messung des Vorbeiflugabstandes, Zielraketen,Devices for measuring the flyby distance, target missiles,

und ganz allgemein für jede Einrichtung, die gerichtete elektromagnetische Wellen benutzt. Im Rahmen der Erfindung können die Antennensysteme allen Erfordernissen angepaßt werden.and more generally for any device using directional electromagnetic waves. Within the scope of the invention the antenna systems can be adapted to all requirements.

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Claims (1)

Brief vom 6.6068 B!att 1 Dipl.-Ing. Q. Schlteb* an das Deutsche Patentamt München ' ' ^ ^ ^" Patentanwalt PatentansprücheLetter from 6.6068 B! Att 1 Dipl.-Ing. Q. Schlteb * to the German Patent Office Munich '' ^ ^ ^ "Patent Attorney Patent Claims 1. Verfahren zur Ortung mittels von Fluggeräten gesendeter und empfangener gerichteter elektromagnetischer Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sendeantenne (1) längs der Achse des Fluggeräts (2) und unabhängig davon zwei Paare von Empfangsantennen (7,8; 9,10) angeordnet sind, wobei sich die Antennendiagramme eines Paares teilweise überlappen und diejenigen beider Paare kreuzen undo en "beleuchteten" Teil (4) des Raumes absuchen·1. Procedure for location by means of aircraft sent and received directional electromagnetic waves, characterized in that a transmitting antenna (1) longitudinally the axis of the aircraft (2) and two pairs of receiving antennas (7,8; 9,10) are arranged independently thereof, whereby the antenna diagrams of one pair partially overlap and those of both pairs cross undo en "illuminated" Search part (4) of the room (2. Anordnung zur Ausrüstung von Fluggeräten, insbesondere leichten Fluggeräten, mit linearen Richtantennen hohen Wirkungsgrades, die durch eine Reihung strahlender Schlitze gebildet sind, zwischen die elektronisch steuerbare Kreise zur Verschiebung der Phase um einen festen oder veränderlichen Betrag eingeschaltet sind, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Längsachse des Fluggeräts eine Sendeantenne (1) mit feste* oder orientierbarem Antennendiagramm angeordnet ist und längs der Achse größter Dicke jedes Tragflügels (5,6) mindestens eine Empfangsantenne (7-10), deren Antennendiagramm auf den von der Sendeantenne "beleuchteten" Teil des Raumes ausgerichtet ist. (2. Arrangement for equipping aircraft, especially light aircraft, with linear directional antennas of high efficiency, which are formed by a series of radiating slots, between which electronically controllable circuits are switched on to shift the phase by a fixed or variable amount, in order to carry out the method according to claim 1, characterized in that a transmitting antenna (1) with a fixed or orientable antenna pattern is arranged along the longitudinal axis of the aircraft and at least one receiving antenna (7-10) and its antenna pattern are arranged along the axis of greatest thickness of each wing (5, 6) is aligned with the part of the room "illuminated" by the transmitting antenna. 3« Antennenanordnung nach Anspruch 2 für Fluggeräte mit Pfeil- oder Deltaflügeln, gekennzeichnet durch eine Sendeantenne (1), die längs des Rumpfes oder Körpers des Fluggeräts angeordnet ist, und durch je eine Empfangsantenne (7-10) an jedem Tragflügel (5,6) in Gestalt einer oder zweier paralleler Schlitzreihen, die längs der Achse größter Dicke jedes Tragflügels angeordnet sind.3 «Antenna arrangement according to claim 2 for aircraft with arrow or delta wings, characterized by a Transmitting antenna (1) which is arranged along the fuselage or body of the aircraft, and through one each Receiving antenna (7-10) on each wing (5,6) in the form of one or two parallel rows of slots which are arranged along the axis of greatest thickness of each wing. 2098U/03322098U / 0332 Brief vom 6.6β68 B|aW 8 Dipl.-Ing. G. Schild·Letter of 6.6 β 68 B | aW 8 Dipl.-Ing. G. Shield an das Deutsche Patentamt München Patentanwaltto the German Patent Office Munich patent attorney Antennenanordnung nach Anspruch 2 für Fluggeräte mit geradem Tragflügel, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsantennen von einem ersten Antennenpaar gebildet sind, das längs der Achse größter Dicke jedes Tragflügels angeordnet ist, sowie von einem zweiten Antennenpaar, das längs der Längsachse des Rumpfes oder Körpers des Fluggeräts angeordnet und gegenüber der gleichfalls längs des ßumpfes oder Körpers angeordneten Sendeantenne entkoppelt ist©Antenna arrangement according to Claim 2 for aircraft with straight wing, characterized in that the receiving antennas are formed by a first pair of antennas are arranged along the axis of greatest thickness of each wing, and a second pair of antennas, that is arranged along the longitudinal axis of the fuselage or body of the aircraft and opposite that likewise is decoupled along the ßumpfes or body arranged transmitting antenna © 20981 A /033220981 A / 0332
DE19681766540 1967-06-14 1968-06-10 Method and device for equipping aircraft with directional antennas Pending DE1766540A1 (en)

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