DE102005032597A1

DE102005032597A1 - Mobile jammer antenna system

Info

Publication number: DE102005032597A1
Application number: DE102005032597A
Authority: DE
Inventors: Jörg LOGEMANN; Ralf Dr. Lorch
Original assignee: EWATION GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2005-07-13
Filing date: 2005-07-13
Publication date: 2007-01-25
Also published as: IL188436A; IL188436A0; EP1922831A1; ZA200711248B; WO2007006249A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mobiles, vorzugsweise auf Fahrzeugen anzubringendes Störsenderantennensystem, das als Antennenarray mit mindestens zwei Antennen (A1-A4; A5-A7) ausgebildet ist, wobei die Antennen (A1-A4; A5-A7) des Arrays durch nicht-kohärente Signale gespeist werden.The invention relates to a mobile jamming antenna system, which is preferably to be fitted on vehicles, and which is designed as an antenna array with at least two antennas (A1-A4; A5-A7), the antennas (A1-A4; A5-A7) of the array being formed by non-coherent signals be fed.

Description

Die Erfindung betrifft ein mobiles, vorzugsweise auf Fahrzeugen anzubringendes StörsenderantennensystemThe The invention relates to a mobile, preferably to be mounted on vehicles Jammer antenna system

Bei auf Fahrzeugen montierten Antennen tritt insbesondere im VHF/UHF-Bereich das Problem auf, dass die Antennendiagramme durch die Fahrzeuggeometrie und -aufbauten stark verformt werden und teils sogar Nullstellen aufweisen. Dies ist besonders dann der Fall, wenn Frequenzen benutzt werden, auf denen eines der Fahrzeugmaße, wie Länge oder Breite oder evtl. auch Höhe, eine resonante Länge darstellt.at Vehicles mounted antennas occur especially in the VHF / UHF range the problem on that the antenna diagrams through the vehicle geometry and superstructures are heavily deformed and sometimes even zeros exhibit. This is especially the case when using frequencies on which one of the vehicle dimensions, such as length or width or possibly also height, represents a resonant length.

Vorzugsweise in Störsendern, so genannten Jammer-Systemen, die von militärischen Anwendern oder Sicherheitskräften betrieben werden, besteht oft die Forderung einer lückenlosen Ausleuchtung in alle Richtungen mit möglichst hoher Leistung. Pegeleinbrüche oder gar Nullstellen sind hier höchst unerwünscht. Derartige Antennen sind generell als Einzelantennen ausgebildet.Preferably in jammers, so-called jammer systems operated by military users or security forces often there is a demand for a complete illumination in all directions with as possible high performance. level dips or zeros are highest here undesirable. Such antennas are generally designed as individual antennas.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Störsenderantennensystem zu schaffen, dass für eine erhebliche Verbesserung des Antennendiagramms sorgt, indem Nullstellen und Diagrammeinbrüche vermieden werden.It is therefore an object of the invention to provide a Störsenderantennensystem that for one Ensures significant improvement of the antenna pattern by zeroing and chart slumps be avoided.

Diese Aufgabe wird mit dem Antennensystem nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.These The object is achieved with the antenna system according to claim 1. advantageous versions are the subject of dependent claims.

Erfindungsgemäß wird das Antennensystem als Antennenarray mit mindestens zwei Antennen ausgebildet, wobei die einzelnen Antennen des Arrays durch nicht- kohärente Signale gespeist werden. Nicht-kohärente Signale im Sinne dieser Erfindung sind dabei solche Signale, die keine feste Phasenbeziehung zueinander haben. Dies kann insbesondere durch folgende Maßnahmen realisiert werden:

1. Die einzelnen Antennen des Arrays emittieren Signale unterschiedlicher Frequenz, wobei bevorzugt die Frequenzdifferenzen klein gehalten werden.
2. Die einzelnen Antennen des Arrays emittieren Signale gleicher Frequenz, aber unterschiedlicher Phase, wobei die Phasendifferenzen zeitlich fortlaufend geändert werden.

According to the invention, the antenna system is designed as an antenna array with at least two antennas, wherein the individual antennas of the array are fed by non-coherent signals. Non-coherent signals in the sense of this invention are signals which have no fixed phase relation to one another. This can be realized in particular by the following measures:

1. The individual antennas of the array emit signals of different frequencies, wherein preferably the frequency differences are kept small.
2. The individual antennas of the array emit signals of the same frequency, but different phase, the phase differences are changed continuously in time.

Da in Jammersystemen typischerweise Störgeräusche und frequenzmodulierte Träger verwendet werden (Sweeper), wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Funktion des Jammersystems nicht beeinträchtigt.There in jamming systems typically noise and frequency modulated carrier used (Sweeper), is determined by the inventive measures does not affect the function of the Jammersystems.

Die Erfindung sorgt für eine erhebliche Verbesserung des Antennendiagramms bezogen auf die bisher bekannten Einzelantennen. Durch die nicht-kohärente Eigenschaft der einzelnen Antennensignale wird sichergestellt, dass starke Diagrammeinbrüche oder Diagrammnullstellen des Gesamtsystems vermieden werden.The Invention ensures a considerable improvement of the antenna diagram in relation to the past known individual antennas. Due to the non-coherent property of each Antenna signals will ensure that strong graph breaks or Diagram zeros of the overall system are avoided.

Die Erfindung wird anhand von konkreten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be with reference to concrete embodiments with reference closer to drawings explained. Show it:

1 das Blockschaltbild einer ersten Ausführung der Erfindung, bei der die Antennen mit Signalen unterschiedlicher Frequenz gespeist werden, wobei mehrere Signalquellen eingesetzt werden; 1 the block diagram of a first embodiment of the invention, in which the antennas are fed with signals of different frequencies, wherein a plurality of signal sources are used;

2 das Blockschaltbild einer zweiten Ausführung der Erfindung, bei der die Antennen mit Signalen unterschiedlicher Frequenz gespeist werden, wobei die unterschiedlichen Frequenzen durch einen Mischprozess gewonnen werden; 2 the block diagram of a second embodiment of the invention, in which the antennas are fed with signals of different frequencies, wherein the different frequencies are obtained by a mixing process;

3 das Blockschaltbild einer dritten Ausführung der Erfindung, bei der die Antennen mit Signalen gleicher Frequenz aber unterschiedlicher Phase gespeist werden; 3 the block diagram of a third embodiment of the invention, in which the antennas are fed with signals of the same frequency but different phase;

4 ein erfindungsgemäßes Antennenarray auf einem Fahrzeugdach in Draufsicht und in Seitenansicht. 4 an inventive antenna array on a vehicle roof in plan view and in side view.

1 zeigt das Blockschaltbild einer ersten Ausführung der Erfindung. Vier Signalquellen Q1–Q4, die untereinander nicht kohärent sind, liefern an vier Antennen A1–A4 ein Signal, welches durch einen Verstärker zuvor noch auf den erforderlichen Pegel gebracht wird. Die Quellen Q1–Q4 können z.B. 4 Oszillatoren sein, die auf geringfügig unterschiedliche Frequenzen abgestimmt sind. Zum Beispiel können dies f₁ = 150,00MHz, f₂ = 150,01MHz, f₃ = 150,02MHz und f₄ = 150,03MHz sein. Durch die Differenzfrequenzen von je ca. 10...30kHz durchlaufen die Phasenbeziehungen der Signale untereinander stets alle Phasen periodisch, so dass es nie an einem Ort eine Phasenauslöschung bzw. Nullstelle im Pegel geben kann. 1 shows the block diagram of a first embodiment of the invention. Four signal sources Q1-Q4, which are not coherent with one another, supply a signal to four antennas A1-A4, which signal is previously brought to the required level by an amplifier. For example, sources Q1-Q4 may be 4 oscillators tuned to slightly different frequencies. For example, f ₁ = 150.00 MHz, f ₂ = 150.01 MHz, f ₃ = 150.02 MHz and f ₄ = 150.03 MHz. Due to the difference frequencies of approx. 10 ... 30kHz, the phase relationships of the signals always cycle through all phases periodically, so that there can never be a phase cancellation or zero level in one location.

2 zeigt eine alternative Ausführungsform, mit der die einzelnen Antennenelemente ebenfalls mit geringfügig unterschiedlichen Frequenzen versorgt werden. Das Signal des Steuersenders Q (hier z.B. einstellbar mit Frequenzen zwischen 0,1 und 1 GHz) mittels eines 1:4 Leistungsteilers PS1:4 in vier Zweige aufgeteilt, deren Signale später über Vorverstärker und Leistungsverstärker an die einzelnen Antennen des Antennenarrays geführt werden. Zur Erzeugung der benötigten geringfügig unterschiedlichen Frequenzen in den einzelnen Zweigen werden die Signale von drei der vier Zweige jeweils mit geringfügig unterschiedlichen Signalfrequenzen dreier PLL-Synthesizer PLL2–PLL4 in den Mischern M2 gemischt. 2 shows an alternative embodiment, with which the individual antenna elements are also supplied with slightly different frequencies. The signal of the exciter Q (here eg adjustable with frequencies between 0.1 and 1 GHz) by means of a 1: 4 power divider PS1: 4 divided into four branches, their signals later via preamplifier and power amplifier to the individual NEN antennas of the antenna array are performed. To generate the required slightly different frequencies in the individual branches, the signals from three of the four branches are each mixed with slightly different signal frequencies of three PLL synthesizers PLL2-PLL4 in the mixers M2.

Damit die bei dem Mischprozess entstehenden Seitenbänder ϕ ± δ (wobei ϕ und δ die beiden zu mischenden Frequenzen sind) mittels der nachgeschalteten Tiefpässe TP2 sauber getrennt werden können, ist es vorteilhaft, die Signale in den einzelnen Zweigen zunächst auf eine Zwischenfrequenz umzusetzen. Zu diesem Zweck werden die Signale der drei betreffenden Zweige zunächst in den Mischern M1 mit der Frequenz des ersten PLL-Synthesizer PLL1 (die Aufteilung des Signals des PLL-Synthesizers erfolgt mit dem 1:3 Leistungsteiler PS1:3) gemischt, wobei diese Frequenz sich deutlich von den Frequenzen des Steuersenders unterscheiden sollte. An den nachgeschalteten Tiefpässen TP1 kann dann das untere Seitenband (nur dieses wird als Antennensignal verwendet – selbstverständlich kann auch das obere Seitenband eingesetzt werden) eindeutig vom oberen Seitenband getrennt werden.In order to the sidebands φ ± δ (where φ and δ are the two to be mixed frequencies) by means of the downstream low passes TP2 can be separated cleanly, it is advantageous to first on the signals in the individual branches to convert an intermediate frequency. For this purpose the signals of the three relevant branches first in the mixers M1 at the frequency of the first PLL synthesizer PLL1 (The distribution of the signal of the PLL synthesizer is done with the 1: 3 power splitter PS1: 3) mixed, this frequency is clearly different from should distinguish the frequencies of the exciter. At the downstream low-pass filters TP1 can then lower the sideband (only this is called antenna signal used - of course also the upper sideband are used) clearly from the upper one Side band to be separated.

Zur Erhöhung der Genauigkeit bei der Generierung der einzelnen Frequenzen können Steuersender und die PLL-Synthesizer PLL1–PLL4 wie dargestellt auf eine gemeinsame Referenzfrequenz eines Referenzoszillators RO geschaltet sein.to increase Accuracy in the generation of each frequency can control exciters and the PLL synthesizers PLL1-PLL4 as shown on a common reference frequency of a reference oscillator RO be switched.

3 zeigt eine Anordnung mit einem einzigen Steuersignal, d.h. einer einzigen Signalquelle Q. Deren Signal wird in dieser Ausführung auf vier Zweige aufgeteilt und über Phasenmanipulatoren SH1–SH4 den Leistungsverstärkern und schließlich den Antennen A5–A7 zugeführt. Die Phasenmanipulatoren SH1–SH4 sorgen für eine sich z.B. periodisch ändernde Phase in jedem Zweig, wobei die einzelnen Phasenmanipulatoren nicht synchron zueinander arbeiten dürfen. Im einfachsten Falle können als Phasenmanipulatoren Schalter verwendet werden, die – bei Verwendung von 4 Antennen – jeweils zwischen 4 oder mehr festen Phasen umschalten (geschaltete Leitungen). 3 shows an arrangement with a single control signal, ie a single signal source Q. Their signal is divided in this embodiment on four branches and fed via phase manipulators SH1-SH4 the power amplifiers and finally the antennas A5-A7. The phase manipulators SH1-SH4 ensure a periodically changing phase, for example, in each branch, wherein the individual phase manipulators are not allowed to work in synchronism with one another. In the simplest case can be used as a phase manipulators switch, which - when using 4 antennas - each switch between 4 or more fixed phases (switched lines).

So kann z.B. zur Zeit t₀ die Phase der Phasenschieber 1 bis 4 folgendermaßen eingestellt werden: 0°/90°/180°/270°. Zu einem späteren Zeitpunkt Δt werden folgende Phasen eingestellt: 270°/0°/90°/180°. Zu einem späteren Zeitpunkt 2Δt ist die Phasenbelegung folgendermaßen: 180°/270°/0°/90°, usw. Die Zeit Δt wird dabei so gewählt, dass sie viel kleiner ist, als die Auswertezeiten eines zu störenden Systems oder ggf. viel kleiner als Daten-Frames oder Datenblöcke eines zu störenden Systems. Die Phasenbelegung der einzelnen Kanäle über der Zeit kann anstatt einer periodischen Änderung in jedem einzelnen Kanal z.B. auch mittels eines Zufallsgenerators gesteuert werden.For example, at time t _0, the phase of the phase shifters 1 to 4 can be set as follows: 0 ° / 90 ° / 180 ° / 270 °. At a later time Δt, the following phases are set: 270 ° / 0 ° / 90 ° / 180 °. At a later time 2Δt, the phase assignment is as follows: 180 ° / 270 ° / 0 ° / 90 °, etc. The time Δt is chosen so that it is much smaller than the evaluation times of a system to be disrupted or possibly much smaller as data frames or data blocks of a system to be disrupted. The phase assignment of the individual channels over time can be controlled instead of a periodic change in each channel, for example by means of a random number generator.

Anstatt der Umschaltung der Phasen in zeitlich diskreten Schritten kann die Phasenänderung mittels Phasenschiebern auch kontinuierlich erfolgen.Instead of the switching of the phases in discrete-time steps can the phase change by means of Phase shifters also take place continuously.

4 zeigt eine beispielhafte Anordnung von 4 Antennen A1–A4 des Arrays eines Störsenders auf einem Fahrzeugdach gemäß der Erfindung. Die Antennen sind hier in der Form einer Diskone-Antenne ausgebildet. 4 shows an exemplary arrangement of 4 antennas A1-A4 of the array of a jammer on a vehicle roof according to the invention. The antennas are formed here in the form of a discone antenna.

In weiteren vorteilhaften Ausführungen können die Antennen mehrerer Störsender (mindestens zwei Antennen pro Störsender) ineinander verschachtelt auf dem Fahrzeugdach angeordnet werden, um einen großen Frequenzbereich abzudecken. Gegenseitige Abschattungen der Systeme, die normalerweise wieder zu Nullstellen führen können, werden auch hier aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung mehrerer Antennen pro Störsender ausgeglichen.In further advantageous embodiments can the antennas of several jammers (at least two antennas per jammer) nested on the vehicle roof, a big one Cover the frequency range. Mutual shading of systems, which can usually lead back to zeros are also due here the inventive arrangement several antennas per jammer balanced.

Claims

Mobile, preferably to be mounted on vehicles Störsenderantennensystem, characterized in that it is designed as an antenna array with at least two antennas (A1-A4; A5-A7), wherein the antennas (A1-A4; A5-A7) of the array by non-coherent signals be fed.

Jammer antenna system according to claim 1, characterized in that the antennas by signals different frequencies are fed.

Jammer antenna system according to claim 2, characterized in that the signals by means of several Signal sources (Q1-Q4) be generated.

Jammer antenna system according to claim 2, characterized in that the signals by means of a single signal source (Q) are generated, the output signal is divided into several branches, in which it with different signals Frequency is mixed.

Jammer antenna system according to claim 4, characterized in that the output signal of Signal source (Q) converted into an intermediate frequency before the mixing process becomes.

Jamming antenna system according to claim 1, characterized in that the antennas are fed by signals of the same frequency but different phase, wherein the phase relationship the signals are continuously changed.