DE2744650A1

DE2744650A1 - Antenne zur ausstrahlung in einen bestimmten raumwinkel

Info

Publication number: DE2744650A1
Application number: DE19772744650
Authority: DE
Inventors: Richard F Frazita
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Priority date: 1976-10-04
Filing date: 1977-10-04
Publication date: 1978-04-06
Also published as: JPS5345996A; US4104636A; DD136678A5; BR7706590A; NL7710895A; FR2366710A1; SE7711114L

Description

HAZELTINE CORPORATION, Greenlawn, New York 11740, USA Antenne zur Ausstrahlung in einen bestimmten Raumwinkel

Die Erfindung betrifft eine Antenne zur Ausstrahlung in einen bestimmten Raumwinkel mit einer Vielzahl von Antennenelementen, die über eine Apertur verteilt sind, über der zur Richtstrahlung Strahlungswellenfronten aufgebaut werden können und mit Einrichtungen zur Anstrahlung der Apertur durch Zufuhr einer Erregung über die Antennenelemente, wobei die Anstrahlungseinrichtungen einen Eingang zur Aufnahme von Wellenenergiesignalen haben, die den Anstrahlungseinrichtungen zugeführt werden sollen.

Ein Dopplerfunknavigationssystem weist einen Sender auf, der mit einer ersten Antenne zur Ausstrahlung eines Referenzsignales und einer zweiten Antenne mit einer von der Strahlungsrichtung frequenzabhängigen Richtcharakteristik verbunden ist. Solche frequenzkodierte Antennensysteme sind in den US-Patentschriften 3 864 679, 3 864 und 3 845 486 beschrieben. Wie in einem von J.E. Evans und S.M. Sussmann vom Lincoln Institut am MIT herausgegebenen Forschungsbereicht vom 30. Juni 1976 erläutert ist, können bei einem Dopplernavigationssystem durch sogenannte Mehrwegreflektionen an in der Nähe der Landebahn befindlichen Objekten, wie Flugzeughangars, Meßfehler dadurch ausgelöst werden, daß ein zusätzliches, innerhalb der Bandbreite des Empfängerfilters liegendes Winkeltonsignal auftritt. Insbesondere tritt ein Aufschaukeln von Mehrwegfehlern auf, wenn die sogenannte Umwegfrequenz, die durch unterschiedliche Dopplerverschiebungen aufgrund der unterschiedlichen

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Bewegung des Flugzeuges in Bezug auf die Antenne und den Flugzeughangar entsteht , eine Frequenz hat, die gleich der halben Folgefrequenz der Ausstrahlungen der frequenzkodierenden Antenne ist. Der Fehler, der durch eine Mischung des direkten kodierten Antennensignals und des reflektierten Mehrweg-Referenzsignales entsteht, hat eine natürliche 180 Phasenverschiebung zwischen den Sequenzen der frequenzkodierenden Antenne, da die kodierte Signalfrequenz bei jeder folgenden Ausstrahlung in Bezug auf die Referenzfrequenz in die entgegengesetzte Lage verschoben wird. Wenn die Umwegfrequenz des Mehrweg-Referenzsignales gleich der halben Ausstrahlungswiederholungsfrequenz ist, ergibt sich eine zusätzliche 180° Phasenverschiebung des Fehlersignales zwischen aufeinanderfolgenden Ausstrahlungen der Antenne. Wie in dem Bericht von Evans erläutert wurde, hat der von dem Mehrweg-Referenzsignal herrührende Winkeltonmehrwegfehler unter dieser Bedingung die gleiche Phase während jeder der aufeinanderfolgenden Ausstrahlungen der frequenzkodierenden Antenne. Deswegen schlägt der Versuch fehl, den Fehler durch Mittelung der demodulierten Winkeltonfrequenz über eine bestimmte Anzahl von Ausstrahlungen zu unterdrücken, und das resultierende Signal enthält eine Anhäufung des aus dem Mehrweg-Referenzsignal herrührenden Fehlers. Ein anderer Weg zur Beschreibung der Anhäufung des Winkelfehlers ist folgender: Das Mehrweg-Referenzsignal verursacht eine Phasenmodulation des Referenzsignales. Wenn die Bewegungsfrequenz einen Phasenunterschied von 180 zwischen dem reflektierten und dem direkten Referenzsignal während des Zeitintervalles einer Abtastung (Sequenz) hervorruft, wiederholt sich der resultierende Dopplerfrequenzmeßfehler bei allen Abtastungen und es ergibt sich keine Verringerung des Fehlers durch Mittelung über mehrere Abtastungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Dopplerfunknavigationssystem zu schaffen, das eine geringere Empfindlichkeit für von Mehrwegsignalen verursachte Fehler hat und

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bei dem die von dem Mehrwegsignal herrührenden Fehler durch Mittelung über eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Ausstrahlungen unterdrückt werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer in einem Dopplernavigationssystem verwendeten Referenzantenne der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Einrichtungen zur Anstrahlung der Antennenapertur zwei Eingangsanschlüsse haben, nämlich einen ersten Eingangsanschluß zur Einkopplung von Wellenenergiesignalen zu den Antennenelementen mit einer Phasen- und Amplitudenerregung, so daß die Apertur hauptsächlich innerhalb eines Strahlungssektors in einem ausgewählten Strahlungswinkel strahlt und einen zweiten Eingangsanschluß zur Einkopplung von Wellenenergiesignalen zu wenigstens einem symmetrischen Paar der Antnenenelernente mit einer Amplituden- und Phasenerregung, so daß die Apertur hauptsächlich in den restlichen Raumwinkel strahlt und keine Strahlung in Richtung des ausgewählten StrahXngswinkels auftritt, daß ein Leistungsteiler zwischen dem Eingang zur Aufnahme der Wellenenergiesignale und den beiden Eingangsanschlüssen der Anstrahlungseinrichtungen der Antennenapertur und zwischen einem Ausgang des Leistungsteilers und wenigstens einem der Eingänge der Anstrahlungseinrichtung ein Phasenschieber vorgesehen sind, der die Phasenlage der jeweils an die beiden Eingänge angekoppelten Energie zwischen einer ersten ausgewählten Phasenlage und einer zweiten ausgewählten Phasenlage verändert, so daß die Antenne zur aufeinanderfolgenden Ausstrahlung von Wellenenergie in zwei Strahlungsarten verwendbar ist, nämlich einer ersten Strahlungsart, bei der die innerhalb des in dem ausgewählten Strahlungswinkel zentrierten Strahlungssektors abgestrahlten Signale einen ersten Phasenwinkel in Bezug auf die Signale außerhalb des Strahlungssektors haben, und eine: zweiten Strahlungsart, bei der die in dem Strahlungssektor liegenden Signale eine zweite Phase in Bezug auf die Signale außerhalb des Strahlungssektors aufweisen.

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Vorzugsweise verändert sich die Phase zwischen den Signalen in der Hauptstrahlungsrichtung und der übrigen Richtung zwischen der ersten und der zweiten Strahlungsart um 180 Um dies zu erreichen, wird die Phasenlage der dem ersten und zweiten Eingangsanschluß zugeführten Signale ebenfalls um 180° zwischen der ersten und der zweiten Strahlungsart verändert. In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Signale in der Hauptstrahlungsrichtung eine 90° Phasenverschiebung in Bezug auf die Signale der übrigen Strahlungsrichtungen bei sowohl der ersten als auch der zweiten Strahlungsart. Die Antrahlungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt, daß sie orthogonale Anstrahlungen der Apertur mit symmetrischer und asymmetrischer Apertürerregungs-Amplituden Verteilungen ermöglicht, übliche Koppler oder strahlungsbündelbildende Netzwerke können als Anstrahlungseinrichtung verwendet werden, wenn die Apertur eine Gruppe von Antennenelementen aufweist. Hornstrahler können verwendet werden, wenn die Apertur einen fokussierenden Reflektor aufweist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild zur Erläuterung eines Dopplernavigationssystems bekannter Art,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Landeanflugs eines Flugzeuges auf eine mit einem System nach Fig. 1 ausgerüstete Landebahn, in deren Nähe sich ein ein Mehrweginterferenzsignal verursachendes Objekt befindet,

Fig. 3 ein Spektraldiagramm der von einem System nach Fig. 1 ausgesandten Strahlung,

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Fig. 4A Spektraldiagranune des in einem Funknavigations- ^1X11 system nach Fig. 1 zusammen mit Mehrwegsignalen empfangenen Signales,

Fig. 5Λ Strahlungsdiagramme zur Erläuterung der Strahlungs^un arten einer Referenzantenne gemäß der Erfindung,

Fig. 6A Strahlungsdiagramme zur Erläuterung der Strahlungsarten mit 90 Phasenverschj
tenne gemäß der Erfindung,

^un arten mit 90° Phasenverschiebung der Referenzan-

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Referenzantenne gemäß der Erfindung in einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 eine Darstellung der einzelnen Strahlungskomponenten der Referenzantenne nach Fig. 7,

Fig. 9 eine Darstellung des zusammengesetzten Strahlungsdiagramms der Antenne nach Fig. 7,

Fig. 10 das Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Referenzantenne gemäß der Erfindung,

Fig. 11 eine Darstellung der Komponenten des Strahlungsdiagrammes der Antenne gemäß Fig. 10,

Fig. 12 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Referenzantenne gemäß aer Erfindung,

Fig. 13 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Referenzantenne gemäß der Erfindung mit einer Serieneinspeisung und

Fig. 14 eine Darstellung zur Veranschaulichung der den beiden Antennen eines Dopplernavigationssystfcras nach Fig. 1 während einer Anzahl von Zeitintervallen zu-

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Dopplernavigationssysteme zeichnen sich durch die Verwendung von Sendern aus, die mit Antennen gekoppelt sind, welche ein räumliches Strahlungsdiagramm aufweisen, bei dem sich die Strahlungsfrequenz in Abhängigkeit von einer gewählten Winkelkoordinate ändert. Sendeantennen dieses Types sind in den US-Patentschriften 3 864 679, 3 864 680 und 3 845 486 beschrieben. Ein dem Stand der Technik entsprechendes Dopplernavigationssystem des Typs, auf das sich die Erfindung bezieht, ist in Fig. 1 dargestellt. Bei einem solchen System wird eine lineare Anordnung 20 von Antennenelementen 22a bis 22m verwendet. Der Anordnung 20 ist ein Umschalter 24 zugeordnet, der so ausgelegt ist, daß er die in den Umschaltereingang 26 eingespeisten Signale nacheinander den Antennenelementen 22 zuführt. Die Betätigung des Umschalters 2 4 hat zur Folge, daß entlang der durch die lineare Anordnung 20 gebildeten Aperturfläche der Antenne eine bewegte Strahlungsquelle vorhanden zu sein scheint, wenn Hochfrequenzsignale dem Eingang 26 geliefert werden und der Umschalter 2 4 so betätigt wird, daß er den Eingang 26 sequentiell mit den Antennnenelernenten 22a, 22b usw. verbindet. Bei dem in Fig. 1 dargestellten System ist der Umschalter 2 4 so ausgelegt, daß er abwechselnd Signale in einer ersten Reihenfolge, die mit dem Element 22a beginnt und mit dem Element 22m endet, und in einer zweiten Reihenfolge, die mit dem Element 22m beginnt und mit dem Element 22a endet, zuführt. Es sei erwähnt, daß die Antennenelemente 22 in Spalten in einer Richtung senkrecht zu der linearen Anordnung 20 angeordnete Elemente enthalten können, um die Richtcharakteristik der Antennenanlage zu beeinflussen. Es können auch andere frequenzkodierende Antennen, wie die in den US-Patentschriften 3 864 679 und 3 864 680 beschriebenen statt der kommutierenden Anordnung 20 verwendet werden.

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Die sequentielle Ausstrahlung der Elemente 22 erscheint einem Beobachter im Strahlungsfeld der Antenne als die Strahlung einer Strahlungsquelle, die sich entlang der Apertur der Antennenanordnung 20 bewegt. Wenn der Umschalter 2 4 in seiner ersten Sequenz betrieben wird, scheint die Bewegung in Richtung des in Fig. 1 dargestellten Pfeiles mit einer Geschwindigkeit V zu verlaufen, die der Unschaltgeschwindigkeit des Umschalters 24 zugeordnet ist. Bei einem Betrieb des Umschalters 2 4 in der zweiten Sequenz verläuft die Bewegung der Strahlungsquelle in der umgekehrten Richtung.

Nach allgemein bekannten Gesetzen verursacht die bewegte Strahlungsquelle eine Frequenzverschiebung innerhalb des Strahlungsdiagramms, die von der Winkelstellung des Beobachters in Bezug auf die lineare Anordnung 20 abhängt. Der Betrag der Frequenzverschiebung ist proportional dem Sinus eines von der senkrechten Achse 29 der Anordnung 20 aus gemessenen Winkels 0 . Zusätzlich ist die Frequenzänderung der Strahlung in Abhängigkeit vom Winkel 0 umgedreht, wenn die scheinbare Bewegung der Strahlungsquelle nach Beginn der zweiten Sequenz des Umschalters 2 4 umkehrt.

Die Antennenanordnung 20 kann bei einem Mikrowellen-Landesystem zur Übermittlung einer Winkelpositionsangabe an ein Flugzeug verwendet werden. Bei einem solchen System kann das Flugzeug, das die Ausstrahlung der Anordnung 20 empfängt, eine Frequenzmessung der Strahlung durchführen und somit seine Winkelposition in Bezug auf die Anordnung 20 und damit in Bezug auf die Landebahn bestimmen. Bei der Verwendung zweier orthogonal zueinander angeordneter Antennengruppen, die beide der Anordnung 20 ähnlich sind, kann ein Flugzeug kodierte Informationen empfangen, um sowohl eine Bestimmung seines Azimut-winkels als auch seines Höhenwinkels in Bezug auf die Landebahn durchzuführen.Eine

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zusätzliche an einen Transponder angeschlossene Antenne kann zur Entfernungsbestimmung benutzt werden, so daß dem Pilot ein kompletter Satz von Positionsangaben zur Verfügung steht.

Bei einem Mikrowellen-Landesystem ist der Empfänger zur Frequenzbestimmung der von der Anordnung 20 ausgehenden Strahlung im Flugzeug angeordnet, das sich naturgemäß mit einer beachtlichen Geschwindigkeit in Bezug auf die Anordnung 20 von Antennenelementen bewegt. Die Bewegung des Flugzeuges selbst verursacht eine FrequenzverSchiebung SF, die nicht leicht von der winkelabhängigen Frequenzänderung F des von der Antenne 20 ausgestrahlten Signales unterschieden werden kann. Um eine Bestimmung der Flugzeugposition, unabhängig von der Flugzeuggeschwindigkeit zu ermöglichen, ist eine zweite Antenne 28 vorgesehen, die ein Referenzsignal aussendet, das bei seinem Empfang im Flugzeug der gleichen Frequen zver Schiebung infolge der Flugzeugbewegung unterliegt, da die Flugzeuggeschwindigkeit in Bezug auf die beiden Antennen im wesentlichen gleich ist. Um eine gegenseitige Störung zwischen den von den Antennen 20 und 2 8 ausgestrahlten Signalen zu verhindern, strahlt jede der Antennen mit einer etwas unterschiedlichen Funkfrequenz.

Die Referenzantenne 28 ist in Fig. 1 als eine Gruppe von Antennenelementen 30 dargestellt, die der Anordnung 20 von Elementen 22 ähnlich sein kann. Ein Leistungsverteiler führt Wellenenergie mit einer solchen Amplitude und Phase von einem Eingang zu den verschiedenen Elementen 30, daß die Antenne 28 ein Signal in den gewünschten Betriebsbereich des Systems ausstrahlt. Die Elemente 30 werden daher mit einer Wellenenergie gespeist, deren Amplituden und Phasencharakteristik zu dem gewünschten Strahlungsdiagramm führen, wobei mögliche Nebenkeulen unterdrückt und die Richtcharakteristik in einer ausgezeichneten Richtung ent-

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lang der Mittellinie der Landebahn betont werden.

Das in Fig. 1 dargestellte System enthält einen Oszillator 32, der kontinuierlich mit einer Trägerfrequenz F_, schwingt. Die Ausgangsspannung des Oszillators 32 wird sowohl dem Eingangsleistungsteiler der Referenzantenne 28 als auch einer Mischstufe 34 zugeführt. Ein zusätzlicher Oszillator 36 arbeitet kontinuierlich mit einer versetzten Frequenz F₀, die wesentlich kleiner als die Trägerfrequenz F_, gewählt ist. Der Ausgang der Mischstufe 34 enthält Wellenenergiesignale mit Frequenzen im Abstand der Versetzungsfrequenz des Oszillators 36 oberhalb und unterhalb der Trägerfrequenz. Nach einer geeigneten Filterung durch die Filter 38 und 40 werden die Signale wechselweise über Schalter 42 und 44 an den Umschalter 2 gelegt. Wenn der Umschalter 2 4 während eines ersten Zeitin tervalles in seiner ersten Sequenz arbeitet, ist der Schalter 42 geschlossen und dem Umschalter werden Wellenenergiesignale mit einer Frequenz zugeführt, die höher als die Trägerfrequenz ist. Wenn der Umschalter 2 4 während eines zweiten Zeitintervalles in seiner zweiten Sequenz arbeitet, ist der Schalter 44 geschlossen und dem Umschalter 2 4 werden Signale mit einer Frequenz geliefert, die um die Versetzungsfrequenz niedriger ist als die Trägerfrequenz.

Bei der sequentiellen zweifachen Abstrahlung wird der Umschalter 2 4 während abwechselnder Zeitintervalle in seiner ersten und zweiten Sequenz betrieben und das dem Umschalter 2 4 zugeführte Signal wechselt zwischen einem Signal oberhalb und einem Signal unterhalb der Frequenz des der Referenzantenne 2 8 zugeführten Signales. Dies kann durch das in Fig. 1 dargestellte Gerät erreicht wer den, indem die dem Umschalter 24 zugeführten Signale, wie in Fig. 14A dargestellt ist, während Zeitintervalle mit einer Dauer T zwischen Signalen mit Frequenzen oberhalb

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und unterhalb einer festgelegten Trägerfrequenz gewechselt werden, oder dies kann durch abwechselndes Verbinden der Signalquellen mit dem Umschalter 2 4 und der Referenzantenne 28, wie in Fig. 14B gezeigt ist, erreicht werden. In beiden Figuren ist die Referenzantennen-Signalfrequenz als durchgezogene Linie und die Umschalter-Signalfrequenz als gestrichelte Linie für jedes Zeitintervall dargestellt. Eine Ausstrahlung enthält typisch zwölf solcher Zeitintervalle, und die Winkelmessungen werden durchgeführt, indem ein während der gesamten Ausstrahlung gebildeter Mittelwert der empfangenen Signalfrequenz verwendet wird. Dieser Mittelwertbildungsprozeß wird als "Mehrfachabtastungs- und Mittelungsverfahren" bezeichnet.

Fig. 3 veranschaulicht die Lage der Mittenfrequenzen der in dem System nach Fig. 1 auftretenden Signale. Die wirklich ausgestrahlten Signale haben eine erheblich größere Bandbreite als die dargestellten Spektrallinien. Die Bandbreite ist eine Folge der begrenzten Dauer des ausgestrahlten Signales. Zur Vereinfachung ist jeweils lediglich die Mittenfrequenz des Spektrums eines jeden Signales dargestellt. Die Referenzantenne 28 strahlt die Trägerfrequenz Fp aus. Die Richtantenne 20 strahlt während eines ersten Zeitabschnittes ein Signal mit einer Frequenz F + F aus. Wegen der frequenzkodierenden Eigenschaften der Antennenanordnung 20 wird diese Frequenz im Raum von einem Beobachter nur gemessen, wenn er sich auf der Breitseit-Achse der Anordnung 20 befindet. Dies ist in Fig. 3 bei θ - 0 dargestellt. Wenn sich der Beobachter bei einem Winkel θ aufhält, beobachtet er die von der Anordnung 20 ausgesandte Strahlung mit einer Frequenz, die um den der räumlichen Frequenzkodierung der Anordnung 20 zugeordneten Betrag F-größer als F + F_ ist. Dies ist in Fig. 3 an der Stelle F + F + F dargestellt. Die Strahlungsfrequenz ist

\*r \J D

gegenüber der Strahlung der Referenzantenne um den Betrag

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F + F versetzt, der Winkeltonfrequenz genannt wird und in dem Empfänger durch Feststellen der Schwebungsfrequenz der Referenzstrahlung und der Richtstrahlerstrahlung erhalten werden kann.

Wenn der Umschalter 2 4 der Anordnung 20 während abwechselnder Zeitintervalle in seiner zweiten sequentiellen Betriebsart arbeitet, haben die seinem Eingang zugeführten Signale die Frequenz F_ - F . Wegen der umgekehrten Reihenfolge der Ausstrahlungen der Antennenelemente 22 ist die Winkelfrequenzkodierung der von der Anordnung 20 ausgesandten Strahlung entgegengesetzt der Frequenzkodierung während des ersten Zeitintervalles und deshalb ist die von einem Empfänger bei einem Winkel 0 festgestellte Dopplerverschiebung ebenfalls entgegengesetzt. Auf der linken Seite des Spektraldiagrammes in Fig. 3 sind die empfangenen Signale für einen Winkel von 0=0 und einen anderen Winkel 0_Q dargestellt, die dem Signal entsprechen, das für die erste Sequenz rechts in Fig. 3 dargestellt ist. Man kann feststellen, daß die Versetzung in Bezug auf die Referenz-Trägerfrequenz die gleiche Größe, aber den entgegengesetzten Sinn hat.

Im praktischen Betrieb eines Mikrowellen-Landesystems sendet die Antenne 20 eine Folge von Ausstrahlungen. Diese Ausstrahlungen werden mit abwechselnder Schaltfolge des Umschalters 2 4 und mit abwechselnden Frequenzen oberhalb und unterhalb der Referenzfrequenz F durchgeführt. Der Flugzeugempfänger 21 weist eine Hochfrequenzstufe 2 3 und einen Detektor 25 auf, der das Signalgemisch aus dem Referenzträgersignal und dem Richtstrahlersignal demoduliert, die beide eine von der Flugzeugbewegung verursachte Komponente <5f haben. Das Detektorausgangssignal ist die Differenzoder Winkeltonfrequenz, die der Summe der Versetzungsfrequenz des Oszillators 36 und der Dopplerverschiebungsfrequenz entspricht, die mit Hilfe eines Frequenz-Meß-

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Schaltkreises 2 7 in eine Winkelinformation dekodiert werden kann. Wenn die Ausstrahlungen mehrfach wiederholt werden und abwechselnd entgegengesetzte Frequenzverschiebungen und Winkelkodierungen aufweisen, kann der Empfänger eine Mittelwertbildung vornehmen, um die Genauigkeit der Winkelmessung zu erhöhen. Bei einem typischen System wird die Wiederholung der Ausstrahlungen mit einer Frequenz von 400 Ausstrahlungen pro Sekunde durchgeführt.

Es ist bekannt, daß in Dopplernavigationssystemen des oben beschriebenen Types Meßprobleme durch Mehrwegreflektionen an in der Nähe der Landebahn befindlichen Objekten, wie Flugzeug-Hangars entstehen können. Fig. veranschaulicht die Bedingungen, unter denen ein solches Problem auftreten kann. Der Richtstrahler 20 und die Referenzantenne 2 8 befinden sich am Ende einer Landebahn 60. Während ein Flugzeug 62 sich dem gegenüberliegenden Ende der Landebahn 60 nähert, erreichen die von den Antennen 20 und 28 ausgesandten Signale das Flugzeug 62 auf den direkten Wegen 66 und 6 8 sowie unter Reflektion an der Wand des Hangars 64 über die Reflektionswege 70 und Unter diesen Bedingungen ist die Bewegung des Flugzeuges 62 in Bezug auf die Antennen 20 und 2 8 verschieden von der Bewegung des Flugzeuges 62 in Bezug auf den Hangar Die vom Hangar 64 reflektierte Strahlung wird daher im Flugzeug mit einer anderen Dopplerfrequenzverschiebung empfangen als die direkt von den Antennen 20 und 28 ankommende Strahlung. Darüberhinaus entspringt die über den Weg 70 vom Richtstrahler 20 zum Flugzeug 62 ausgesandte Strahlung einem anderen Winkel als die auf dem direkten Weg 66 ankommende Strahlung. Deswegen hat diese indirekte Strahlung wegen der Winkelabhängigkeit der von der Antenne 20 ausgestrahlten Frequenzcharakteristik eine andere Strahlungsfrequenz. Die Fig. 4A und 4B erläutern

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den Effekt bei der Anwesenheit von indirekter oder Mehrwegstrahlung am Empfänger des Flugzeuges 62.

Fig. 4A veranschaulicht die empfangenen Mittenfrequenzen der von dem direkten und reflektierten kodierten Signal sowie dem direkten und reflektierten Referenzsignal während der ersten Umschaltersequenz der Antenne 20 herrührenden Signale. Die Fig. 4A zeigt die demodulierte Winkel tonfrequenz. Die von der kodierenden Antenne 20 und der Referenzantenne 28 direkt empfangenen Signale erzeugen ein demoduliertes Signal mit einer Winkeltonfrequenz F_ + F . Zum Vergleich ist dieses Signal CR mit einer Amplitude der Größe 1 dargestellt. Das Winkeltonsignal C_nR₁Y₁ , das aus dem direkten kodierten Signal C_n und dem reflektierten Mehrweg-Referenzsignal Rj. abgeleitet ist, ist mit einer Größe y dargestellt, die die Amplitude des Reflektionskoeffizienten des Mehrweg-Referenzsignales ist. Dieses Signal C R^ ist gegenüber der Frequenz aus dem direkten Signal C_nR_n um den Betrag d verschoben, der der "Umwegfrequenz" oder dem Unterschied der Dopplerverschiebung entspricht, die sich aus der unterschiedlichen Bewegung des Flugzeuges 62 in Bezug auf die Referenzantenne 28 und den Hangar 64 ergibt.

Zwei weitere Winkeltonsignale haben Mittenfrequenzen, die zusätzlich gegenüber der gewünschten Winkeltonfrequenz C_nR_n wegen der frequenzkodierenden Eigenschaften der Antenne versetzt sind. Diese zusätzlichen Signale entstehen durch Mischung des kodierten Mehrwegsignales C„ mit dem direkten Referenzsignal R unter Bildung eines Winkeltonsignales C_MR mit einer Amplitude γ und durch Mischung des kodierten Mehrwegsignales C mit dem Mehrweg-Referenzsignal R^ unter Erzeugung eines Winkeltonsignales C_MK. mit einer Amplitude ρ . Diese Signale sind gegenüber dem direkten Winkeltonsignal C-R_n um einen Betrag ΚΘ ver-

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schoben, wobei θ der von der Antenne 20 aus betrachtete Winkel zwischen dem Flugzeug 62 und dem Hangar 64 ist. Dieser Winkel ist in Fig. 2 erkennbar; K ist der winkelabhängige Frequenzkodierungs-Koeffizient der Antenne 20.

Bei einem typischen Dopplereffekt-Verarbeitungssystem erzeugen die aus dem kodierten Mehrwegsignal C_M herrührenden Signale keinen bedeutsamen Fehler bei der Messung des gewünschten Winkeltonsignales C^JL· , da die zusätzliche durch die winkelabhängige Frequenzänderung der Strahlung der Antenne 20 verursachte Frequenzverschiebung ΚΘ diese Signale im allgemeinen außerhalb des Durchlaßbereiches des in dem Winkeltonsignal-Prozessor verwendeten Nachlauffilters verlegt. Die Durchlaßkurve dieses Filters ist mit gestrichelten Linien in den Fig. 4A und 4B dargestellt.

Fig. 4B zeigt die Mittenfrequenzen der empfangenen Winkeltonsignale während der zweiten Umschalter-Sequenz der Antenne 20. Während dieser Sequenz liegt die Referenzsignalfrequenz oberhalb der Frequenz des kodierten Signales, weshalb die relative Lage des Mehrweg-Fehlersignals in Bezug auf das gewünschte Winkeltonsignal vertauscht ist. Wie bei dem in Fig. 4A dargestellten Spektrum liegt nur das von der Mischung des direkten kodierten Signales mit dem Mehrweg-Referenzsignal herrührendem Fehlersignal innerhalb der Durchlaßkurve des Filters des Prozessors·

Eine Aufsummierung von von der Mehrwegstrahlung der Referenzantenne herrührenden Fehlersignalen kann auftreten, wenn sich die Dopplerfrequenzverschiebung der Mehrwegstrahlung von der Dopplerfrequenzverschiebung der direkten Referenzantennenstrahlung um einen Betrag

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unterscheidet, der die Hälfte der Wiederholungsfrequenz der Ausstrahlungen der kodierenden Antenne beträgt. Das Halbfrequenzverhältnis entsteht wegen einer natürlichen Phasenverschiebung von 180° zwischen den Ausstrahlungen, die von der Umkehrung der kodierten und der Bezugssignalfrequenzen herrührt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch Umkehren der Phase der Referenzantennenstrahlung in Richtung des Mehrwegstrahlungssignales die natürliche Phasenumkehr des Fehlersignales während abwechselnder Zeitintervalle behoben werden kann. Mit anderen Worten, die Phasenmodulation des Referenzsignales wird während aufeinanderfolgender Zeitintervalle umgekehrt. Dies verursacht eine Umkehrung des Dopplerfrequenzmeßfehlers während jedes aufeinanderfolgenden Zeitintervalles und der Fehler wird dabei durch Mitteln verringert. Infolgedessen wird ein Aufbauen des Fehlersignales solange verhindert, wie der Dopplerfrequenzunterschied oder die Umwegfrequenz kleiner als die Ausstrahlungswiederholungsfrequenz ist. Bei der Durchführung dieser Phasenumkehr ist es nicht wünschenswert, die Phase des direkten Referenzantennensignals umzukehren, da dies zu einer Phasenumkehr aller Signale des Systems einschließlich des gewünschten Signales führen würde und dabei nicht der gewünschte Effekt zustande käme, weil das Fehlersignal die gleiche Phasenlage in Bezug auf das gewünschte Signal haben würde.

Die Fig. 5A und 5B zeigen Strahlungsarten einer Referenzantenne, die das Ziel der Unterdrückung der natürlichen Phasenumkehr des Mehrwegfehlersignals erreichen. Unter der Annahme des in Fig. 2 dargestellten Zustandes, bei dem ein Flugzeug im Endanflug sich aus einer senkrecht auf der Breitseite der Referenzantenne 28 stehenden Richtung nähert und ein Mehrwegsignal von einem neben

der Landebahn befindlichen, reflektierenden Objekt empfängt, ist es wünschenswert, die Phase während abwechselnder Zeit-

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intervalle in dem Strahlungsausschnitt der Referenzantenne 28 umzukehren, der in die Richtung 72 des reflektierenden Objektes 64 weist, ohne die Phase der Strahlung der Referenzantenne 28 in Richtung der Breitseite umzukehren, die dem direkten Signalweg 66 zum Flugzeug 62 entspricht. Dieses Ziel kann durch Verwendung einer Referenzantenne mit zwei Strahlungsarten bei Verwendung abwechselnder Strahlungsarten während abwechselnder Ausstrahlungszeitintervalle erreicht werden.

Fig. 5Ά zeigt die gewünschte Phase der Strahlungsart für die Referenzantenne während eines ersten Zeitintervalles. Die Strahlung <X. im Bereich nahe der Richtung senkrecht auf die Breitseite der Antenne hat eine erste Phase. Die Strahlung in den übrigen Bereichen des Antennendiagramms hat die Phase β ₁ und Γ ₁ in Bezug auf die Strahlung in der Richtung senkrecht zur Breitseite der Antenne. Da das Strahlungsdiagramm kontinuierlich ist, sind natürlich durch gestrichelte Linien dargestellte Richtungen vorhanden, j._n denen die Phase in Abhängigkeit von der Richtung jeweils VOn^₁ nach ß* und von <£. nach y ₁ wechselt.

Fig. 5B zeigt die Phasenbeziehung während der zweiten Strahlungsart, die während eines zweiten oder wechselweisen Zeitintervalles verwendet wird. Die Phase der Strahlung in verschiedenen Strahlungsrichtungen ist mit o(₂, fi und O₂ bezeichnet. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Phase

β^ in Bezug auf ⁰^~ verschieden von der Phase ß. in Bezug auf (X und die Phase ^T _ in Bezug auf oCj ist verschieden von der Phase JT₂ in Bezug auf ⁰^₁- Der Phasenwechsel ist vorzugsweise 180°, um eine Beseitigung der Phasenumkehr des Mehrwegfehlersignals während abwechselnder Zeitintervalle zu bewirken. Die Gleichungen, die die vollständige Phasenumkehr beschreiben, sind in Fig. 5 eingetragen·

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Die Fig. 6A und 6B zeigen die Phase der Strahlung während abwechselnder Zeitintervalle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Da die Phase der in Richtungen außerhalb der Hauptstrahlungsrichtung der Antenne ausgestrahlen Signale in Bezug auf die in der Hauptstrahlungsrichtung der Antenne ausgestrahlten Signale vorzugsweise bei abwechselnden Ausstrahlungen (scans) umgekehrt wird, ist es vorteilhaft, daß diese Signale um 90 gegeneinander phasenverschoben sind. Die 90 Phasenbeziehung verhindert Amplitudenänderungen im Strahlungsdiagramm bei den zwei Arten, mit denen während abwechselnder Zeitintervalle ausgestrahlt wird.

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer Referenzantenne gemäß der Erfindung zur Erzeugung der in den Fig. 5 und 6 erkennbaren Strahlungsarten. Die Antenne gemäß Fig. 7 weist eine Apertur auf, die eine lineare Anordnung 74 von Elementen 76a bis 76h enthält. Entsprechende Elemente 76 auf gegenüberliegenden Seiten des Mittelpunkts der Anordnung sind mit Hybriden 78a bis 78d verbunden.Fig.7A erläutert die für die Anschlüsse der in Fig. 7 gezeigten Hybriden verwendete Darstellung. P- und P„ sind die kollinearen Anschlüsse der Hybride. Σ bezeichnet den Summenanschluß der in Phase mit den kollinearen Anschlüssen P₁ und P2 gekoppelt ist. Δ bezeichnet den Differenzanschluß der Hybride, der in entgegengesetzter Phase mit den kollinearen Anschlüssen P₁ und P₂ gekoppelt ist. Die Summenanschlüsse der Hybride 78 sind mit den Ausgängen des Leistungsteilers 80 verbunden, üem Leistungsteiler zugeführte Wellenenergiesignale werden nut im wesentlichen konstanter Phase allen Elementen 76 mit gleichförmiger oder symmetrisch abfallender Amplitude zugeführt, um ein enges Strahlungsbündel wie in Fig. 8 gezeigt ist, zu erzeugen. Der Differenzanschluß de^ Hybride 7 8a ist an den Leistungsteiler 82 über einen Phasenschieber 84 gekeppelt der Phasenverschiebungen von 0 oder 180 durchführt. Die

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über den Phasenschieber 84 an die Hybride 78a gekoppelte Wellenenergie führt zu einer asymmetrischen Illumination auf der Apertur der Anordnung 74, die aus positiven und negativen Erregungen gleicher Amplitude der Elemente 76d und 76e besteht. Das resultierende, in Fig. 8 dargestellte Strahlungsdiagramm 83 ist ein asymmetrisches Diagramm mit 90 Phasenverschiebung in Bezug auf das enge Bündeldiagramm 81 und ist charakteristisch für das in einpulsigen Zielverfolgungsantennen verwendete Differenzstrahlungsdiagramm. Die Hybriden78 und der Leistungsteiler 80 bilden Illuminationseinrichtungen für die Antennenapertur mit der Anordnung 74. Zwei Anschlüsse sind vorgesehen, von denen der eine der Differenzanschluß der Hybriden 78a und der andere der Eingangsanschluß des Leistungsteilers 80 ist. Diese Anschlüsse sind jeweils den Komponenten, 83 und 81 des Strahlungsdiagrammes zugeordnet.

Die dem Eingang 86 des Leistungsteilers 82 zugeführten Wellenenergiesignale werden den Elementen 76 über zwei Einspeisungen , wie oben beschrieben, zugeführt. In abwechselnden Zeitintervallen wird der Phasenschieber 84 um 180 umgeschaltet, wobei er die Phase des asymmetrischen Strahlungsdiagrammes 83 umkehrt. Das Leistungsteilungsverhältnis des Teilers 82 ist in Übereinstimmung mit dem gewünschten Amplitudenstrahlungsdiagramm ausgewählt. Ein bevorzugtes Strahlungsdiagramm ist in Fig. 9 dargestellt, bei dem die Strahlungsamplitude um die Richtung senkrecht zur Antennenfläche , die der Landebahnrichtung entspricht, größer ist. In den übrigen Richtungen ist die Amplitude der Strahlung kleiner, wodurch das Verhältnis der Mehrwegsignalamplitude zu der direkten Signalamplitude im Flugzeugempfänger verkleineit wird. Ein Strahlungsdiagramm mit einer Betonung der Hauptstrahlungsrichtung, wie in Fig. 9 dargestellt, kann leicht mit einer Antenne nach Fig. 7 erzielt werden, indem ein gleichampli-

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tudiger Leistungsteiler 82 verwendet wird. Der höhere Gewinn der Anordnung 7 4 im Diagramm 81 wegen der Erregung aller Elemente 76 durch den Leistungsteiler 82 verursacht eine natürliche Verstärkung der Amplitude des abgestrahlten Signales in der Hauptstrahlungsrichtung. Durch Verändern der anteilig von dem Leistungsteiler 82 dem Phasenschieber 84 und dem Leistungsteiler zugeführten Energie ist es möglich, in ähnlicher Weise die Amplitudenstrahlungscharakteristik des zusammengesetzten Strahlungsdiagramms der Fig. 9 zu verändern.

Wenn das in Fig. 9 dargestellte Strahlungsdiagramm in Richtung der Hauptstrahlungsachse die Phase Null hat, hat die Strahlung in Bereichen außerhalb der Hauptstrahlungsrichtung eine Phase von + 90° oder - 90° mit einer Phasenverschiebung von 90 in Bezug auf die Hauptstrahlungsrichtung. Die Phase der Strahlung in Bereichen nahe der Hauptstrahlungsrichtung verändert sich zwischen Null und + 90 entsprechend der relativen Amplitude des Strahlungsdiagramms 81 und des Strahlungsdiagramm^ 83,von denen das in Fig. 9 dargestellte zusammengesetzte Strahlungsdiagramm abgeleitet ist. Während abwechselnder Zeitintervalle, bei denen die Phase des Phasenschiebers 84 um 180° verändert ist, bleibt die Phase der Strahlung in der Hauptstrahlungsrichtung unverändert, während die Phase des in Richtungen außerhalb der Hauptstrahlungsrichtung ausgestrahlten Signals, von der Mehrwegstrahlung herrühren kann, sich von 90° auf - 90° oder umgekehrt verändert.

Fig. 10 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der An ten ne gemäß der Erfindung, die von einem strahlenbündelblldenden Netzwerk 88 und einer Elementenanordnung 76 Gebrauch macht. Das Netzwerk 88 kann eine Butler Matrix oder ein anderer ähnlicher Koppelschaltkreis mit einer Vielzahl von Eingängen B- bis B zur Einkopplung von Wellenenergiesignalen zu den Elementen 76 sein, um zu den entsprechenden Strah-

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lungsdiagrammen B^ bis B₉ , wie in Fig. 11 dargestellt, zu führen. Unter der Verwendung der Leistungsteiler 82 und 89 sowie des in Fig. 10 gezeigten Phasenschiebers 84 ist es möglich, das für die vorliegende Erfindung charakteristische Strahlungsdiagramm zu erhalten, indem die dem der HauptStrahlungsrichtung oder ausgewählten Richtung zugeordneten Netzwerkeingang B₅ zugeführte Phase in Bezug auf die Phase der den anderen Eingängen des Netzwerks zugeführten Signale verschoben wird. Bei dieser Ausführungsform können Signale mit der gleichen Phase in Richtungen auf beiden Seiten der ausgezeichneten Richtung abgestrahlt werden.

Ein ähnliches Ergebnis erhält man bei der Verwendung der in Fig. 12 dargestellten Antenne, die gemäß der US-Patentschrift 3 881 178 aufgebaut ist. Entsprechend dieser Patentschrift ist eine Vielzahl von Bestrahlungsantenneneinspeisungselementen B₁ bis Bg vorgesehen, die Signale auf eine Apertur mit einem Reflektor 90 abstrahlen und verursachen, daß der Reflektor 90 eine Vielzahl von Strahlungskeulen, ähnlich den in Fig. 11 dargestellten, abstrahlt. Ähnliche Schaltreise wie die in Fig. 10 gezeig^ten können verwendet werden, um Wellenenergiesignale den in Fig. 12 dargestellten Elementen B. bis Bg zuzuführen. Jedes der Elemente der Antenne nach Fig. 12 ist einem der Eingänge des Strahlenbündelnetzwerks 88 der Fig. 10 zugeordnet.

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Antenne gemäß der Erfindung. Die Antenne nach Fig. 13 ist ähnlich der Antenne nach Fig. 7 mit der Ausnahme, daß eine Reihenspeisung mit einer Anzahl von gerichteten Kopplern 92 verwendet wird, um eine gleichphasige Illumination der Antennenelemente 76a bis 76h zu erhalten. Die Eigenschaften der in der Antenne nach Fig. 13 verwendeten Koppler 92 sind in Fig. 13A dargestellt. Die dem Eingang P₃ des

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Kopplers 92 zugeführten Signale werden mit 90 Phasenverschiebung und einer um den Kopplungsfaktor reduzierten Amplitude dem Ausgang P. und die restliche Leistung dem Ausgang P₅ zugeführt. Der Anschluß P ist vom Anschluß P.. isoliert, jedoch mit den Anschlüssen P. und P₅ gekoppelt. Der Fachmann erkennt, daß ebenfalls ein zweiwegiges Reihenkopplungsnetzwerk bei der Antenne nach Fig. 13 verwendet werden kann, das zwei Reihen von Kopplern 92 aufweist, von denen die eine die symmetrische Illumination der Elemente 76 und die andere die asymmetrische Illumination der Elemente 76 durchführt. Die Verwendung von dualen Koppelnetzwerken führt zu einer besseren Strahlungsbildkontrolle für jede Illumination.

Dem Fachmann ist es selbstverständlich, daß die Vorteile der vorliegenden Erfindung ebenfalls genutzt werden können, wenn die Phase des der Hauptstrahlungsrichtung zugeordneten Signals umgekehrt wird, anstatt die Phase des Signals umzukehren, das der Ausstrahlung in die restlichen Richtungen zugeordnet ist. Z.B. kann somit das Strahlungsbild 81 der Fig. 8 mit einer Phase von 0 oder 180° während abwechselnder Zeitintervalle vorgesehen sein, während die Phase des Strahlungsbildes 83 konstant plus und minus 90° bleibt.

Eine alternative Anordnung gemäß Fig. 10 könnte den 180° Phasenschieber am Eingang beider Teiler 89 vorsehen, um ähnliche Vorteile, wie oben erwähnt, zu erreichen und zusätzlich den Flugzeugen außerhalb des Bereiches der Landebahnlängsachse Vorteile zu bringen.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wurde auf Sendeantennensysteme Bezug genommen, jedoch erkennt der Fachmann, daß die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auch bei Systemen angewendet werden können, die einen beweg-

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lichen Sender und einen feststehenden Peilempfänger aufweisen. Dementsprechend sollen die beigefügten Ansprüche so ausgelegt werden, daß sie sowohl Sender- als auch Empfangsantennen unabhängig von den tatsächlich in ihnen verwendeten Begriffen umfassen.

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erseite

Claims

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Patentanwälte Dipl.- Ing. W. Scherrmann Dr.- Ing. R. Rüger

7300 Esslingen (Neckar). Webergasse 3, Postfach 348

3. Oktober 1977 LV^.⁰," «om„™

PA 3 8 raeh 359619

Telex 07 256610 smru

Telegramme Patentschutz Esshngenneckar

Patentansprüche

1. Antenne zur Ausstrahlung in einen bestimmten Raumwinkel mit einer Vielzahl von Antennenelementen, die über eine Apertur verteilt sind, über der zur Richtstrahlung Strahlungswellenfronten aufgebaut werden können, und mit Einrichtungen zur Anstrahlung der Apertur durch Zufuhr einer Erregung über die Antennenelemente, wobei die Anstrahlungseinrichtungen einen Eingang zur Aufnahme von Wellenenergiesignalen haben, die den Anstrahlungseinrichtungen zugeführt werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (78a, b, c, d; 80, 82, 84, 86) zur Anstrahlung der Antennenapertur zwei Eingangsanschlüsse haben, nämlich einen ersten Eingangsanschluß (80a) zur Einkopplung von Wellenenergiesignalen zu den Antennenelementen mit einer Phasen- und Amplitudenerregung, so daß die Apertur hauptsächlich innerhalb eines Strahlungssektors in einem ausgewählten Strahlungswinkel strahlt und einen zweiten Eingangsanschluß (78a) zur Einkopplung von Wellenenergiesignalen zu wenigstens einem symmetrischen Paar der Antennenelemente mit einer Amplituden- und Phasenerregung, so daß die Apertur hauptsächlich in den restlichen Raumwinkel strahlt und keine Strahlung in Richtung des ausgewählten Strahlungswinkels auftritt, daß ein Leistungsteiler (82) zwischen dem Eingang (86) zur Aufnahme der Wellenenergiesignale und den beiden Eingangsanschlüssen (80a, 78a¹) der Anstrahlungseinrichtungen der Antennenapertur und zwischen einem Ausgang des

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Leistungsteilers (82) und wenigstens einem der Eingänge der Anstrahlungseinrichtung ein Phasenschieber (84) vorgesehen sind, der die Phasenlage der jeweils an die beiden Eingänge angekoppelten Energie zwischen einer ersten ausgewählten Phasenlage und einer zweiten ausgewählten Phasenlage verändert, so daß die Antenne zur aufeinanderfolgenden Ausstrahlung von Wellenenergie in zwei Strahlungsarten verwendbar ist, nämlich einer ersten Strahlungsart, bei der die innerhalb des in dem ausgewählten Strahlungswinkel zentrierten Strahlungssektors abgestrahlten Signale einen ersten Phasenwinkel in Bezug auf die Signale außerhalb des Strahlungssektors haben, und einer zweiten Strahlungsart, bei der die in dem Strahlungssektor liegenden Signale eine zweite Phase in Bezug auf die Signale außerhalb des Strahlungssektors aufweisen.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite ausgewählte Phasenlage von der ersten ausgewählten Phasenlage um 180 verschieden ist, so daß bei der Verwendung der Antenne als Referenzantenne in einem Dopplernavigationssystem mit zwei Verschiebungsrichtungen die ersten und zweiten Strahlungsarten bei abwechselnden Dopplerausstrahlungen eine Reduzierung des vom Mehrwegsignal verursachten Positionsmeßfehlers ermöglichen.

3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstrahlungseinrichtung dem ersten Eingangsanschluß (80a) zugeführte Wellenenergiesignale an die Apertur mit einer symmetrischen Amplitudenverteilung ankoppelt.

4. Antenne nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstrahlungseinrichtung dem zweiten Eingangsanschluß (78a) zugeführte Wellenenergiesignale mit einer asyymetrischen AmpIitudenverteilung an die Apertur koppelt. 809814/0980

5. Antenne nach Anspruch 1,2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenapertur eine Gruppe von Antennenelementen (76a, 76b, ... 76h) und die Anstrahlungseinrichtung mehrere Hybride (78a, 78b, 78c, 78d) aufweist, deren Summentore über einen zweiten Leistungsteiler (80) mit dem Eingangsanschluß (8Oa) verbunden sind und daß das Differenztor wenigstens einer Hybride mit dem zweiten Eingangsanschluß (7 8a) verbunden ist.

6. Antenne nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Apertur eine reflektierende Oberfläche aufweist und die Anstrahlungseinrichtung eine Vielzahl von Antennenspeiseelementen aufweist.

7. Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (84) zwischen dem Leistungsteiler (82) und dem ersten Eingangsanschluß (7 8a) der Anstrahlungseinrichtung liegt.

Verfahren zur Standortbestimmung von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen, durch Ausstrahlung frequenzkodierter Strahlung mittels einer Bodenstation mit einer Referenzantenne zur Abstrahlung eines Referenzsignales in einen bestimmten Raumwinkel und mit einer kodierenden Antenne zur Abstrahlung eines frequenzkodierten Signales in den gleichen Raumwinkel während erster und zweiter Zeitintervalle, wobei das frequenzkodierte Signal während des ersten Zeitintervalles eine erste Frequenzversetzung gegenüber dem Referenzsignal sowie eine erste winkelabhängige Frequenzänderung und während des zweiten Zeitintervalles eine entgegengesetzte Frequenzversetzung und winkelabhängige FrequenzVersetzung aufweist, wobei der Kurswinkel durch Vergleich des Referenzsignales und des kodierten Signales während der ersten und zweiten Zeitintervalle von der beweglichen Funkempfangsstation bestimmt wird, dadurch gekennzeich-

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net, daß die Referenzantenne während des ersten Zeitintervalles in einer ersten Strahlungsart und während des zweiten Zeitintervalles in einer zweiten Strahlungsart zu strahlen angeregt wird und die zweite Strahlungsart eine Phasendifferenz zwischen der Strahlung eines in eine ausgewählte Richtung in den Raumwinkel weisenden Bündels und der Strahlung in den übrigen Raumwinkel aufweist, die sich von der Phasendifferenz für die erste Strahlungsart unterscheidet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Phasendifferenzen bei der ersten und zweiten Art zwischen der Strahlung in dem Strahlungsbündel und der Strahlung in dem übrigen Raum entgegengesetzt 90 betragen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase der Strahlung der Referenzantenne in der ersten und zweiten Strahlungsart bei symmetrisch zur Hauptstrahlungsrichtung liegenden Strahlungswinkeln gleich ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase der Strahlung der Referenzantenne sowohl in der ersten als auch in der zweiten Strahlungsart bei zur Hauptstrahlungsrichtung symmetrischen Strahlungswinkeln entgegengesetzt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase der Strahlung der Referenzantenne in der ausgewählten Hauptstrahlungsrichtung sich bei der erst«

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ersten und zweiten Strahlungsart um 180° unterschei-

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