用于高頻反射器天線(xiàn)的電子跟蹤的布置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高頻反射器天線(xiàn)，該高頻反射器天線(xiàn)包括至少一個(gè)主反射器，至少一個(gè)副反射器，以及至少一個(gè)號(hào)角，其中用來(lái)影響依賴(lài)于方向的接收特性的靜止的元件被布置在主反射器和號(hào)角之間的波束路徑中，并且本發(fā)明還涉及一種用于這種天線(xiàn)的電子跟蹤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了沿高頻反射器天線(xiàn)的信號(hào)源的方向自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)高頻反射器天線(xiàn)，在無(wú)線(xiàn)電技術(shù)、通信技術(shù)和防御技術(shù)的領(lǐng)域中，已知借助機(jī)械或光電回轉(zhuǎn)羅盤(pán)將這些引導(dǎo)到相對(duì)于天線(xiàn)可移動(dòng)的目標(biāo)，或到信號(hào)源。然而，基于羅盤(pán)的跟蹤具有的缺點(diǎn)是，目標(biāo)或信號(hào)源的部位必須是已知的或者至少必須是可預(yù)測(cè)的以便能夠根據(jù)羅盤(pán)信息對(duì)準(zhǔn)該目標(biāo)或信號(hào)源的部位。除了基于羅盤(pán)的目標(biāo)跟蹤或信號(hào)源跟蹤外，還已知周期性地或以重復(fù)模式改變高頻反射器天線(xiàn)的天線(xiàn)圖中的方向特性，并且根據(jù)接收的信號(hào)性能的關(guān)聯(lián)來(lái)獲取關(guān)于目標(biāo)或關(guān)于信號(hào)源的方向信息，該目標(biāo)相對(duì)于天線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)在空間上改變，該信號(hào)源相對(duì)于天線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)局部地改變。
[0003]德國(guó)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)DE 198 48 202 Al已經(jīng)公開(kāi)一種高頻反射器天線(xiàn)，該高頻反射器天線(xiàn)在副反射器的緊鄰處包括機(jī)械循環(huán)的無(wú)源元件，該機(jī)械循環(huán)的無(wú)源元件故意干涉整個(gè)天線(xiàn)系統(tǒng)的天線(xiàn)圖中的依賴(lài)于方向的接收特性。只要所針對(duì)的信號(hào)源或所針對(duì)的目標(biāo)位于天線(xiàn)陣列的中心或焦點(diǎn)中，來(lái)自循環(huán)元件的干涉就不引起接收的信號(hào)的顯著改變，這是因?yàn)樵诮裹c(diǎn)中的接收的信號(hào)的強(qiáng)度分布包括圓形對(duì)稱(chēng)性質(zhì)。但如果該目標(biāo)或信號(hào)源被布置在反射器天線(xiàn)的焦點(diǎn)外部，這意味著天線(xiàn)陣列被錯(cuò)誤地對(duì)準(zhǔn)，天線(xiàn)陣列的接收的信號(hào)強(qiáng)度與循環(huán)干涉元件的瞬時(shí)位置相關(guān)聯(lián)。在該干涉元件從中心號(hào)角觀(guān)察覆蓋該目標(biāo)或信號(hào)源的方向的短的時(shí)刻中，接收的信號(hào)強(qiáng)度降低，并且當(dāng)循環(huán)干涉元件位于信號(hào)源的方向外時(shí)，接收的信號(hào)強(qiáng)度再增高。通過(guò)循環(huán)干涉元件，接收的強(qiáng)度因此周期性地變化，并且接收的信號(hào)的機(jī)械調(diào)制發(fā)生。使用機(jī)械地循環(huán)的無(wú)源干涉元件導(dǎo)致有用的結(jié)果，該有用的結(jié)果可以用于自動(dòng)的目標(biāo)或信號(hào)源跟蹤。然而，循環(huán)干涉元件的恒定存在意味著存在不能被關(guān)閉的不變的信號(hào)接收干涉，因此不必要地降低接收品質(zhì)。通過(guò)強(qiáng)的信號(hào)源，可以容忍故意引入的干涉。然而，對(duì)于較弱的信號(hào)，或可以容易地被干涉的信號(hào)，這種類(lèi)型的產(chǎn)生跟蹤信號(hào)是不太合適的。由于根據(jù)在開(kāi)始提及的DE 198 48 202 Al的循環(huán)干涉元件被布置在副反射器的緊鄰處，干涉元件的幾何尺寸并且因此干涉性質(zhì)必須非常小心地被選擇，這是因?yàn)樵谔?hào)角的近和中間場(chǎng)區(qū)域中，接收的信號(hào)的電和磁矢量不再彼此垂直，并且在高頻反射器天線(xiàn)的這個(gè)范圍中理論模擬電-磁波性質(zhì)非常復(fù)雜，使得任何預(yù)測(cè)都非常困難。因此，在通常高頻反射器天線(xiàn)的號(hào)角的緊鄰處，干涉元件的干涉效果難以預(yù)測(cè)，并且干涉元件的性質(zhì)的非常小的變化可能引起干涉效果的非常大的變化。
[0004]根據(jù)德國(guó)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)DE 100 41 996 Al的教導(dǎo)，根據(jù)在開(kāi)始提及的DE 198 48202 Al的方法進(jìn)一步發(fā)展。作為恒定地位于號(hào)角和副反射器之間的近場(chǎng)區(qū)域中的機(jī)械循環(huán)干涉元件的替代，提出了特別地被選擇用于接收的信號(hào)的某些預(yù)選極化的元件的靜止布置，其中，這些元件是電子地可切換的。為此目的，根據(jù)DE 198 48 202 Al的教導(dǎo)，小的電子地可切換的偶極子天線(xiàn)的陣列被布置在主反射器和副反射器之間的中間場(chǎng)區(qū)域中的波束路徑中，即，在離開(kāi)號(hào)角一定距離處的波束路徑中。小的偶極子天線(xiàn)可以例如在與接收的信號(hào)的共振條件中通過(guò)PIN 二極管被接通和斷開(kāi)。因?yàn)殡娮拥乜汕袚Q的偶極子天線(xiàn)輪流地(一個(gè)接一個(gè)地)被激活，高頻反射器天線(xiàn)的天線(xiàn)圖被故意地改變。循環(huán)的且電子地可切換的方向特性的這種變化然后可以與接收的信號(hào)強(qiáng)度的變化一起與內(nèi)部同步的電子地循環(huán)的矢量信號(hào)關(guān)聯(lián)。根據(jù)隨著時(shí)間過(guò)去局部地被激活的干涉元件與同步變化的目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度或接收信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)，如同機(jī)械循環(huán)的干涉元件的情況的方向信息可以被獲取，其中存在目標(biāo)或信號(hào)源，該目標(biāo)或信號(hào)源在高頻反射器天線(xiàn)的焦點(diǎn)外部。這種進(jìn)一步發(fā)展的高頻反射器天線(xiàn)具有的優(yōu)點(diǎn)是，干涉元件，電子地可切換的偶極子天線(xiàn)，可以被電子地激活和去活。然而，這種高頻反射器天線(xiàn)的使用被限于傳輸信號(hào)的一次預(yù)選的極化。為了不同地極化的信號(hào)源的接收，因此有必要機(jī)械地改變副反射器和主反射器之間的電子地可切換的元件并且將它們與新的極化對(duì)準(zhǔn)。
[0005]用于同時(shí)地接收和傳輸?shù)母哳l反射器天線(xiàn)包括接收和傳輸之間的高頻場(chǎng)的空間輸出強(qiáng)度的近和中間場(chǎng)區(qū)域中的差異(它相差達(dá)到120dB)。只要僅僅用于方向檢測(cè)的接收將受影響，根據(jù)DE 100 41 996 Al的教導(dǎo)的布置就滿(mǎn)足。但如果高頻反射器天線(xiàn)同時(shí)地或交替地切換到傳輸模式中，則電子地可切換的干涉元件和/或緊鄰的電子連接也可能以不希望的方式接收高頻反射器天線(xiàn)的傳輸輸出。因此，有必要非常精確地選擇電子地可切換的干涉元件的空間定位。早在電子地可切換的干涉元件的空間位置中出現(xiàn)微小改變時(shí)，例如當(dāng)振動(dòng)發(fā)生時(shí)或者如果對(duì)高頻反射器天線(xiàn)作出不適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)，錯(cuò)誤地布置的電子地可切換的干涉元件由于高的傳輸輸出而可能在最好的情況下以不希望的方式接收傳輸輸出并且將其反饋到天線(xiàn)電子設(shè)備中，并且在最差的情況下破壞高頻反射器天線(xiàn)的電子設(shè)備。
[0006]高頻反射器天線(xiàn)的主反射器和副反射器之間的中間場(chǎng)范圍中的場(chǎng)性質(zhì)的進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)測(cè)量已經(jīng)導(dǎo)致以下事實(shí):這個(gè)空間區(qū)域中的干涉元件的布置對(duì)于穩(wěn)定的機(jī)械布置導(dǎo)致可用的結(jié)果并且對(duì)于小的意外不對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)致電子地可切換的干涉元件對(duì)增加的傳輸輸出的比較低的靈敏度。然而，相對(duì)于電子地可切換的干涉元件的放置的主反射器和副反射器之間的中間場(chǎng)范圍不適合于對(duì)于電子地可切換的干涉元件(這些元件同樣地適合于信號(hào)源的各種極化)的容納。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的要求是，提出一種高頻反射器天線(xiàn)，該高頻反射器天線(xiàn)具有用于電子目標(biāo)或信號(hào)源跟蹤的電子地可切換的干涉元件，該電子地可切換的干涉元件對(duì)小的不對(duì)準(zhǔn)不敏感，并且同時(shí)提供與不同地極化的傳輸器信號(hào)輻射的非常特別的相互作用。
[0008]本發(fā)明所基于的要求通過(guò)以下被解決:該元件突出到號(hào)角的孔口區(qū)域中并且因此被布置在號(hào)角的近場(chǎng)區(qū)域中。本發(fā)明的另外有利實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中述及。用于高頻反射器天線(xiàn)的電子跟蹤的對(duì)應(yīng)方法在權(quán)利要求5到9中述及。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，作出設(shè)置以便布置用來(lái)影響依賴(lài)于方向的接收特性的電子地可切換的元件使得這些突出到號(hào)角的自由孔口區(qū)域中并且因此被布置在號(hào)角的近場(chǎng)區(qū)域中。
[0010]驚訝地發(fā)現(xiàn)，精確地在對(duì)小的干涉非常敏感的近場(chǎng)區(qū)域中，高頻反射器天線(xiàn)的接收特性可以以依賴(lài)于方向的方式被影響，并且在這個(gè)區(qū)域中，依賴(lài)于方向的接收特性的特別的極化干涉也是可能的。
[0011]由于布置電子可切換偶極子的方式(它們的偶極子軸線(xiàn)布置在與號(hào)角同軸的螺旋線(xiàn)的切線(xiàn)上)，在高頻反射器天線(xiàn)中與圓形地極化的傳輸器信號(hào)輻射的場(chǎng)的它們的相互作用在一方面如此小以致于傳輸信號(hào)的破壞或傳輸信號(hào)到用來(lái)產(chǎn)生跟蹤信號(hào)的電子設(shè)備中并且因此到聯(lián)接到其上的高頻反射器天線(xiàn)的接收電子設(shè)備中的不合需要的聲學(xué)反饋是不可能的或至少通過(guò)次要手段可抑制的。在另一方面，前述相互作用足夠強(qiáng)以依賴(lài)于方向的方式影響高頻反射器天線(xiàn)的接收的信號(hào)，以便能夠獲取已經(jīng)迀移出高頻反射器天線(xiàn)的焦點(diǎn)的目標(biāo)或信號(hào)源的正確方向。
[0012]在高頻反射器天線(xiàn)中與任選地豎直地或水平地極化的傳輸器信號(hào)輻射的場(chǎng)的它們的相互作用在一方面如此小以致于傳輸信號(hào)的破壞或傳輸信號(hào)到用來(lái)產(chǎn)生跟蹤信號(hào)的電子設(shè)備中并且到聯(lián)接到其上的高頻反射器天線(xiàn)的接收電子設(shè)備中的不合需要的聲學(xué)反饋是不可能的或者是至少通過(guò)次要手段可抑制的。在另一方面，前述相互作用足夠強(qiáng)以便以依賴(lài)于方向的方式干涉高頻反射器天線(xiàn)的接收的信號(hào)，以便能夠獲取已經(jīng)迀移出高頻反射器天線(xiàn)的焦點(diǎn)的目標(biāo)或信號(hào)源的正確方向。
[0013]為了影響天線(xiàn)圖中的依賴(lài)于方向的接收特性，已經(jīng)被證明是特別有利的情況是:偶極子長(zhǎng)度對(duì)于Ku-帶在Ilmm和15mm之間，優(yōu)選地近似13mm，并且對(duì)于Ka-帶在6mm和1mm之間，優(yōu)選地近似8mm。為了電子地切換這些短的偶極子長(zhǎng)度，已經(jīng)被證明是優(yōu)點(diǎn)的是，單個(gè)偶極子由兩個(gè)短的共線(xiàn)地相對(duì)的電導(dǎo)體表面組成，該兩個(gè)電導(dǎo)體表面通過(guò)SMD設(shè)計(jì)的可切換的PIN 二極管彼此連接。為了防止來(lái)自高頻場(chǎng)的能量被布置在PIN 二極管的緊鄰中的導(dǎo)體軌跡接收或通過(guò)這些導(dǎo)體軌跡被排出，在本發(fā)明的有利發(fā)展中作出設(shè)置以便用于電子部件的電供應(yīng)線(xiàn)路被布置成垂直于號(hào)角軸線(xiàn)，即，相對(duì)于號(hào)角軸線(xiàn)成徑向，軸向方向部件顯著地布置在號(hào)角的自由孔口區(qū)域外部以便在這里提供與另外的電子切換元件(諸如電阻、電容、線(xiàn)圈或構(gòu)造為幾何圖形的導(dǎo)體表面)的電連接，該另外的電子切換元件如所謂的短線(xiàn)形成高頻陷波器，在該高頻陷波器內(nèi)，不希望的波能量消失并且因此轉(zhuǎn)化為熱或用來(lái)形成低通的電阻和電容以便阻止高頻能量向前進(jìn)入另外電子設(shè)備的電子部件。
[0014]為了特別地影響依賴(lài)于方向的接收特性，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)展作出設(shè)置以便用來(lái)影響依賴(lài)于方向的接收特性的元件被單獨(dú)地和/或成組地激活，優(yōu)選地通過(guò)高頻能力電子切換元件被接通和斷開(kāi)或被調(diào)整。該干涉元件因此意圖單個(gè)地和/或成組地被激活或調(diào)整。只要PIN 二極管用來(lái)激活偶極子，則在PIN 二極管被接通的情況下提供激活。但也可以將可調(diào)整的元件分別布置在號(hào)角的近場(chǎng)區(qū)域中，例如，借助隧道二極管。
[0015]為了在關(guān)于輻射的輸出的傳輸期間提高整個(gè)天線(xiàn)的方向特性，已知為號(hào)角設(shè)置附件。這個(gè)附件包括通常面向內(nèi)部的各種軸向的或徑向的周邊凹槽，以便將這些用作陷波器。該附件的陷波器用于吸收向著外部偏離的輻射分量，該輻射分量在不使用稱(chēng)為“波狀號(hào)角”的附件的情況下將在指定的小角度范圍外部產(chǎn)生輻射最大值并且因此將可能地干涉目標(biāo)衛(wèi)星附近的衛(wèi)星。由于這種附件將號(hào)角的孔口區(qū)域移動(dòng)其自身的長(zhǎng)度并且加大該孔口區(qū)域，因此，按照本發(fā)明，這意味著，如果使用上述附件，則附件的自由孔口區(qū)域取代“號(hào)角的自由孔口區(qū)域”。
【附圖說(shuō)明】
[0016]現(xiàn)在將參考以下圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中:
[0017]圖1示出Cassegrain或Gregory類(lèi)型的根據(jù)本發(fā)明的高頻反射器天線(xiàn)的視圖，<