Fernfelddiagramm-Simulation ein- und zweidimensionaler Gruppenstrahler mit verkoppelten Elementen auf dem hybriden Analogrechner

In einem frtiheren Bericht [ 1), der neben einer grundlegenden Einftihrung in die Theorie analog simulierbarer Fernfelddia gramme von Gruppenstrahlern Hinweise auf die Bedeutung dieser Methode im Vergleich zur digitalen Simulation und auf die einschlagige Fachliteratur enthielt, waren Ergebnisse mitge teilt worden, die bei geringster Besttickung (mit Rechnerele menten) auf einem reinen Analogrechner erzielbar waren. Urn jenen, dem Analogrechner gegentiber, vorurteilsbehafteten Lesern zugkraftige Gegenargumente zu liefern, war dart - wie auch im folgenden Bericht - das Hauptaugenmerk auf die kaum mehr ins Gewicht fallenden Fehlermoglichkeiten durch Vergleich mit geschlossenen darstellbaren Funktionen gelegt worden. Ftir den Gruppenfaktor von acht isotropen, unverkoppelten Elementen konnte ein ftir Ingenieurzwecke befriedigende Genauigkeit von 0 5 /00 eingehalten werden. Nun werden in dieser Arbeit Simulationsergebnisse vorgestellt, die von den wissenschaftlichen Assistenten Dr.-Ing. R. Wohlleben und Dr.-Ing. K. Pfaff in enger Zusammenarbeit mit den Herren Dipl.-Ing. W. Pielsticker und Dipl.-Ing. E. Hammerlein an den Steckbrettern des Analogrechners ausgeftihrt wurden. Durch den Erwerb und Einsatz der "digitalen Erganzungseinheit DES-30" wurde der Rechher Typ EAI TR-48 DES-30 ein nicht spra che-programmierbarer, also ein hybrider Analogrechner, der eine logisch steuerbare Analogeinheit darstellt. Hierdurch wird ein kombinierter Rechen-Speicher-Betrieb moglich, bei dem die Mitzieh-Speicher-Einheit (truck-store unit) im Digitalteil eine bedeutende Rolle spielt. Daher sind die Fehlerbetrachtun gen hierzu sowie zu jenen der diagrammbeitrags-erzeugenden Schwingkreise (Integratoren, Multiplizierer) bei den tiefst moglichen Frequenzen von besonderem Interesse.

Inhalt

1. Gruppenfaktor-Simulation ohne Berücksichtigung der Strahlungskopplung zwischen den eindimensional angeordneten Elementen.- 1.1 Grundlegende Theorie des Gruppenfaktors.- 1.1.1 Unabhängigkeit der Fernfeldphasenvariation vom Koordinatenursprung.- 1.1.2 Dämpfungsmaßnahme bei hohen Schwingkreisfrequenzen.- 1.2 Genauigkeits-Untersuchungen an analogen Komponenten des hybriden Analogrechners TR 48 DES-30.- 1.3 Genauigkeitsuntersuchungen an digitalen Komponenten des hybriden Analogrechners TR 48 DES-30.- 1.3.1 Funktion, Anwendungen und Fehlermöglichkeiten der Track-Store-Einheit (T/S).- 1.4 Zwei Arten hybriden Programmierens für den Gruppenfaktor.- 1.4.1 Simulation mit analog vorprogrammierten Parametern.- 1.4.2 Simulation mit digital geschalteten Parametern.- 1.5 Gruppenfaktcr-Simulation von Strahlern unverkoppelter Elemente bei Azimutschritten von 1,8 Grad.- 1.6 Gruppenfaktor-Simulation von Strahlern unverkoppelter Elemente bei Azimutschritten von 1,08 Minuten.- 2. Gruppenfaktor-Simulation mit Berücksichtigung der Strahlungskopplung zwischen eindimensional angeordneten Elementen.- 2.1 Grundlegende Theorie einer Zwei-Elementgruppe aus verkoppelten Halbwellendipolen unendlichen Schlankheitsgrades.- 2.1.1 Berechnung der Eigenimpedanz des unendlich schlanken Halbwellendipols.- 2.1.2 Berechnung der Koppelimpedanz zweier feststehender, beliebig langer Dipole mit unendlichem Schlankheitsgrad.- 2.1.3 Berechnung der Koppelimpedanz zweier Halbwellen-dipole mit unendlichem Schlankheitsgrad und Darstellung auf dem hybriden Analogrechner.- 2.2 Simulation der Gruppenfaktoren von linearen Gruppenstrahlern strahlungsverkoppelter Elemente auf dem hybriden Analogrechner.- 2.2.1 Dreielement-Gruppenstrahler.- 2.2.2 Fünfelement-Gruppenstrahler.- 2.2.3 Siebenelement-Gruppenstrahler.- 2.2.4 Modifizierter Gruppenfaktor.- 3. Gruppenfaktor-Simulation zweidimensionaler Gruppenstrahler mit diskreten, unverkoppelten Elementen.- 3.1 Gruppenfaktor für eine zweidimensionale Anordnung von vier Strahlerelementen.- 3.2 Gruppenfaktoren von Anordnungen höherer Ordnung.- 3.2.1 Gruppenstrahler mit vertikaler Reflektorwand.- 3.2.2 Einwirkung der leitenden Erde auf das Strahlungsfeld.- 3.2.3 Gruppenfaktor eines Gitter-Gruppenstrahlers.- 3.3 Winkel-Reflektor (Corner Reflector).- 3.3.1 180°-Winkel-Reflektor.- 3.3.2 90°-Winkel-Reflektor.- 3.3.3 60°-Winkel-Reflektor.- 3.4 Gruppenfaktor der Rechteckapertur mit stetig verteilten Elementen.- 3.5 Simulation auf dem hybriden Analogrechner TR 48 DES-30.- 3.5.1 Simulierter Gruppenfaktor der ebenen Gruppe.- 3.5.2 Simulierter Gruppenfaktor einer ebenen Gruppe mit senkrechtem Reflektor und leitender Ebene (Erde).- 3.5.3 Simulierter Gruppenfaktor einer Gitter-Anordnung.- 3.5.4 Simulation von Winkel-Reflektor-Gruppenfaktoren.- 3.5.5 Simulation des Fernfelddiagramms einer geschlossenen Rechteckapertur.- 3.6 Dimensionierung der Schwingkreise.- 3.7 Fehlerbetrachtùng zur Simulation von Fernfelddiagrammen.- 3.8 Einführende Theorie zum Kreisgruppenstrahler.- 3.9. Einführende Theorie zur aufgefüllten Kreisapertur.- 3.10. Simulation des Kreisgruppenfaktors auf dem hybriden Analogrechner TR 48 DES-30.- 3.10.1 Simulation des horizontalen Gruppenfaktors.- 3.10.2 Simulation des vertikalen Gruppenfaktors.- 3.10.3 Simulation des vertikalen Gruppenfaktors eines Kreisringes und einer ausgefüllten Apertur.- 4. Gruppenstrahler-Fernfelddiagramme mit Berücksichtigung der Gegenimpedanzen zwischen unendlich dünnen Halbwellendipolen.- 4.1 Simulation des Gruppenfaktors von ebenen Gruppen unter Berücksichtigung der Kopplung zwischen den Elementen.- 4.2 Ausblick auf weitere Simulationen von Fernfelddiagrammen unter Berücksichtigung der Element-Kopplung.- Anhang Bemerkungen zum 16 mm-Film über die Simulation bei dynamischer Parameter-Variation.- Abbildungen.