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8/18/2019 antenna----------npl

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I l

I l

I I

I I

I l

1 1

www.americanradiohistor .com

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W e a r e

l i v i n g i n a n e r a

o f

r a p i d

a n d

a p p a r e n t l y

u n e n d i n g

a d v a n c e s

i n

t e c h n o l o g y - s o

m u c h

s o

t h a t t h e e x p r e s s i o n

" e x c i t i n g

c h a l l e n g e " h a s b e c o m e

a l m o s t s h o p

w o r n . N o n e t h e l e s s ,

I b e l i e v e

t h e c h a l l e n g e s

o f

n e w

t e c h n o l o g y

i n

t h e r a d a r

a n d a n t e n n a

d e s i g n

a r e a s t o d a y

a r e

a s

e x c i t i n g

a n d

s t i m u l a t i n g

a s

a n y t h i n g

w e h a v e s e e n

i n

t h i s f i e l d s i n c e t h e e a r l y

d a y s

o f b e d s p r i n g a n t e n n a s .

F o r y e a r s

s o m e

f o r m

o f

t h e d i s h

a n t e n n a

w a s t h e b r e a d

a n d b u t t e r

o f

t h e r a d a r

d e s i g n e r ;

f e e d t e c h n i q u e s

w e r e t h e c h i e f

s o u r c e

o f

m o d i f y i n g

s e n s o r

p e r f o r m a n c e , b u t

a n t e n n a d e s i g n

r e m a i n e d

r e l a t i v e l y

s t a b l e . C o m m u n i c a t i o n s

s y s t e m s

a n d

t h e i r a n t e n n a s s h o w e d

a s i m i l a r

s a m e n e s s ,

r e m a r k a b l e m o r e f o r t h e

a p p a r e n t s t a t i c

n a t u r e

o f

a n t e n n a d e s i g n

t h a n

f o r

a n y o t h e r

f e a t u r e .

B u t

n o

m o r e .

F o r m o r e

t h a n

t e n y e a r s n o w

w e h a v e b e e n

i n v o l v e d w i t h

a l l

t h e

p r o b l e m s a n d

a t t e n d a n t

o p p o r t u n i t i e s

o f

e l e c t r o n i c a l l y s t e e r e d a r r a y

r a d a r s - t h e f l a t

- f a c e d a r r a y

h a s

a r r i v e d .

F u r t h e r ,

w e ' v e

s e e n g r e a t a n t e n n a

f i e l d s

s p r e a d i n g o v e r

a c r e s o f

l a n d

s e r v i n g a s a n t e n n a

s y s t e m s

f o r h i g h - f r e q u e n c y

r a d a r s .

S p a c e

w o r k h a s

o p e n e d

u p

a

v i r t u a l l y u n l i m i t e d

n e w a r e a

f o r

i m a g i n a t i v e

a n t e n n a d e s i g n .

E v e n

t h e s t a i d o l d

b r o a d c a s t a n t e n n a

i s

d e v e l o p i n g

n e w

d i m e n -

s i o n s

a n d

e n c o u n t e r i n g

n e w p r o b l e m s .

T h e

c h a l l e n g e s a r e

n o t l i m i t e d t o a n t e n n a s

a l o n e . C o m p u t e r

c o n t r o l

o f

r a d a r s

i s

g r o w i n g

a p a c e , p r e s e n t i n g

a

w h o l e n e w d i m e n s i o n

o f


- m o r e

i m -

p o r t a n t -


f o r

b u i l d i n g

b e t t e r s y s t e m s

a t

l o w e r c o s t .

M o r e o v e r ,

r e f i n e m e n t s i n t e c h n o l o g y

n o w m a k e i t p o s s i b l e

t o

o b t a i n

s o

m u c h i n f o r m a t i o n

t h a t s i g n a l p r o c e s s i n g a n d

d a t a p r o c e s s i n g s y s t e m s

m u s t b e c a p a b l e o f

i m m e n s e l y

c o m p l e x

r e a l

- t i m e p e r f o r m a n c e .

P e r h a p s

t h e

g r e a t e s t c h a l l e n g e

o f

a l l h a s c o m e

i n t h e a r e a

o f

d e s i g n i n g

t o c o s t .

A l l m o d e r n

m a j o r

s y s t e m s

a r e

i n h e r e n t l y

e x p e n s i v e ,

a n d

G o v e r n m e n t

f u n d i n g

f o r

d e v e l o p m e n t

e f f o r t

h a s

b e e n u n a b l e

t o

k e e p

u p

w i t h t h e c a p a c i t y

o f o u r

e n g i n e e r s

t o

e v o l v e m o r e

c o m p l e x

( a n d

m o r e

c o s t l y ) e q u i p m e n t . A c c o r d i n g l y ,

m a n y o f t h e

m o s t

i m p o r t a n t t e c h n o l o g i c a l

a d v a n c e s

i n r e c e n t

y e a r s

h a v e c o m e

f r o m

c o n c e r t e d

e f f o r t s t o p r o v i d e

p e r f o r m a n c e

a t t h e

l o w e s t p o s s i b l e c o s t .

T h e s e , t h e n ,

a r e s o m e o f

t h e c h a l l e n g e s a n d


t h a t m a k e t h e

r a d a r

a n d a n t e n n a

f i e l d

a v e r y e x c i t i n g

v e n t u r e a n d p r o m i s e

e v e n

g r e a t e r

c h a l l e n g e

a s

t h e t e c h n o l o g y

c o n t i n u e s

t o

u n f o l d .

D u d l e y

M .

C o t t l e r

C h i e f

E n g i n e e r

M i s s i l e

a n d

S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n

M o o r e s t o w n ,

N e w

J e r s e y

E d i t o r

A s s o c i a t e E d i t o r

A r t E d i t o r

E d i t o r i a l

S e c r e t a r y

S u b s c r i p t i o n s

C o m p o s i t i o n

T e c h n i c a l P u b l i c a t i o n s A d m . ,

E l e c t r o n i c

C o m p o n e n t s

T e c h n i c a l P u b l i c a t i o n s

A d m . ,

L a b o r a t o r i e s

T e c h n i c a l P u b l i c a t i o n s

A d m . ,

C o r p o r a t e

E n g i n e e r i n g

S e r v i c e

M g r . ,

Q u a l i t y

a n d

R e l i a b i l i t y

A s s u r a n c e , S o l i d S t a t e

D i v .

V P , E n g i n e e r i n g , N B C

T e l e v i s i o n N e t w o r k

M g r . , T e c h n i c a l

I n f o r m a t i o n

S e r v i c e s ,

R C A


M a n a g e r ,

C o n s u m e r P r o d u c t s

A d m . , R C A

S e r v i c e

C o .

C h i e f

E n g i n e e r ,

R e c o r d D i v i s i o n

C h i e f

T e c h n i c a l A d v i s o r ,

C o n s u m e r E l e c t r o n i c s

D i v . V P ,

T e c h n i c a l

P l a n n i n g

E l e c t r o n i c C o m p o n e n t s

S t a f f

V P ,


E x e c .

V P ,

L e a s e d

F a c i l i t i e s

a n d

E n g i n e e r i n g ,

G l o b a l

C o m m u n i c a t i o n s ,

I n c .

M a n a g e r ,


P r o f e s s i o n a l

D e v e l o p m e n t

D i v i s i o n

V P ,

G o v e r n m e n t


O u r c o v e r

. . . f e a t u r e s p a r t o f a

n e w

b r o a d c a s t a n t e n n a

c o m p l e x

b e -

i n g p l a n n e d

f o r t h e W o r l d

T r a d e C e n t e r

( N e w Y o r k C i t y )

i n s t a l l a t i o n .

C l i m b i n g

t h e

a n t e n n a a r e

e n g i n e e r

F r a n k

C h w i e r o t h

( l o w e r

l e f t ) a n d

w i r e m e n

R i c h a r d C a r v e r

( t o p

l e f t ) ,

H a r o l d

J a m e s

( c e n t e r ) ,

a n d

H a r r y C r o w t h e r s ( t o p

r i g h t ) . P h o t o c r e d i t :

B i l l E i s e n b e r g ,

G C S ,

C a m d e n .



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V o l .

1 8 ,

N o .

5

F e b

M a r

1 9 7 3

A t e c h n i c a l

j o u r n a l

p u b l i s h e d

b y

R C A

C o r p o r a t e


S e r v i c e s

2 - 8 ,

C a m d e n ,

N . J .

R C A

E n g i n e e r a r t i c l e s

a r e

i n d e x e d

a n n u a l l y i n

t h e

A p r i l - M a y

I s s u e

a n d

i n

t h e

" I n d e x

t o

R C A

T e c h n i c a l

P a p e r s . "

C o n t e n t s

[ E C M

E n g i n e e r

T o d i s s e m i n a t e

t o

R C A

e n g i n e e r s

t e c h n i c a l

i n f o r m a t i o n

o f p r o f e s s i o n a l

v a l u e

T o

p u b l i s h

i n a n

a p p r o p r i a t e

m a n n e r

i m p o r t a n t

t e c h n i c a l

d e v e l o p m e n t s

a t R C A ,

a n d

t h e r o l e

o f t h e

e n g i -

n e e r

T o

s e r v e

a s

a m e d i u m

o f i n t e r c h a n g e

o f

t e c h n i c a l


b e t w e e n

v a r i o u s

g r o u p s

a t

R C A

T o

c r e a t e

a c o m m u n i t y

o f e n g i n e e r -

i n g

i n t e r e s t w i t h i n

t h e

c o m p a n y

b y

s t r e s s i n g

t h e

i n t e r r e l a t e d

n a t u r e

o f a l l

t e c h n i c a l

c o n -

t r i b u t i o n s

T o h e l p

p u b l i c i z e

e n g i n e e r i n g

a c h i e v e m e n t s

i n

a

m a n n e r t h a t

w i l l p r o m o t e

t h e

i n t e r e s t s

a n d r e p u t a t i o n

o f R C A i n

t h e

e n g i n e e r i n g f i e l d

T o

p r o v i d e a c o n v e n i e n t

m e a n s

b y w h i c h t h e

R C A

e n g i n e e r

m a y

r e v i e w

h i s p r o f e s s i o n a l

w o r k

b e f o r e a s s o c i a t e s

a n d e n g i n e e r i n g

m a n a g e m e n t T o

a n n o u n c e

o u t s t a n d i n g

a n d u n u s u a l

a c h i e v e m e n t s o f

R C A

e n g i n e e r s

i n

a

m a n n e r m o s t

l i k e l y

t o

e n h a n c e t h e i r p r e s t i g e

a n d

p r o f e s s i o n a l

s t a t u s .

T h e m e - r a d a r ,

c o m m u n i c a t i o n ,

a n d

a n t e n n a s

E d i t o r i a l

i n p u t

R e p r i n t s

o f R C A E n g i n e e r

A r t i c l e s

J . P . D u n n 2

S p e c i a l F o u r

R C A

m e n

e l e c t e d

I E E E F e l l o w s

4

E n g i n e e r

a n d t h e

C o r p o r a t i o n

T e l e v i s i o n r e c e i v i n g

a n t e n n a s

i n

b l u e a n d g o l d .

J . D . C a l l a g h a n D . W .

P e t e r s o n

6

G

& C S

a n t e n n a r a n g e W . C . W i l k i n s o n

1 1

B r o a d c a s t

a n t e n n a s

N e w V H F F i l t e r p l e x e r

D .

G .

H y m a s

J .

J . M a t t a

P .

C . N o l e A . N . S c h m i t z 1 5

C o m p u t e r - a i d e d d e s i g n

o f

v e r t i c a l

p a t t e r n s f o r T V a n t e n n a s

D r . K r i s h m a P r a b a

1 8

R a d a r L u n a r

s o u n d e r

e x p e r i m e n t

f o r A p o l l o 1 7

D r . S . L .

G o l d m a n

E .

J .

N o s s e n 2 2

D i s p l a y s

f o r

m o d e r n

r a d a r s y s t e m s G . A .

S e n i o r

2 6

P h a s e s h i f t e r a n d

d r i v e r d e s i g n

f o r t h e A N / S P Y - 1 p h a s e d a r r a y

N . R .

L a n d r y

H . C . G o o d r i c h

2 9

H i g h -

e f f i c i e n c y

a v a l a n c h e d i o d e s

( T R A P A T T )

D r . K .

K . N . C h a n g

D r . H . K a w a m o t o

f o r p h a s e d - a r r a y r a d a r

s y s t e m s

D r .

V . A . M i k e n a s H .

J .

P r a g e r D r . J . R e y n o l d s

A . R o s e n

3 4

H i g h

p o w e r

l a t c h i n g

f e r r i t e

p h a s e s h i f t e r s

f o r

A E G I S

H i g h - f r e q u e n c y

h i g h - p o w e r m u l t i - o c t a v e d i s t r i b u t e d - a m p l i f i e r t r a n s m i t t e r

L o w b a c k l o b e a n t e n n a f o r

a i r b o r n e

m i s s i l e

- w a r n i n g

s y s t e m

C o m m u n i c a t i o n

U l t r a -

l i g h t w e i g h t d e p l o y a b l e

a n t e n n a s

L .

J .

L a v e d a n ,

J r . 4 0

D . L .

P r u i t t 4 4

H .

H o n d a

4 8

W . S .

S e p i c h 5 3

C o m m u n i c a t i o n a n t e n n a s

f o r V i k i n g M a r s L a n d e r

W . C . W i l k i n s o n

W .

A . H a r m e n i n g

O .

M . W o o d w a r d

5 6

D e c o d e r

f o r d e l a y - m o d u l a t i o n

c o d e d d a t a

J .

L e w i n 6 0

S i m p l e

a n a l y t i c a l

m o d e l

f o r

t h e

e n v e l o p e

d i s t r i b u t i o n

f o r a s i n u s o i d a l

c a r r i e r i n

a t m o s p h e r i c r a d i o

n o i s e

C . V .

G r e e n m a n 6 4

E n g i n e e r a n d t h e


R C A

- M I T

R e s e a r c h

C o n f e r e n c e

W .

O .

H a d l o c k 6 6

G e n e r a l

i n t e r e s t

A d v a n c e d

p a c k a g i n g

w i t h t h i n - f i l m

m i c r o c i r c u i t s

W .

J . G r i e g R . B r o w n 7 4

C h a r g e

- c o u p l e d

d e v i c e s

a n d

a p p l i c a t i o n s

J . E . C a r n e s

W .

F .

K o s o n o c k y

7 8


a n d

R e s e a r c h

N o t e s

A n a l o g

t o

d i g i t a l ( r o l l i n g

s a m p l e ) c o r r e l a t o r

H . C .

G o o d r i c h

E .

C . F a r n e t t 8 6

S e l f - c o n t a i n e d i m p a c t d e t e c t o r

a n d

r e p o r t e r

A . J .

L i s i c k y

M .

G .

S t a t o n

E . D .

G r i m

8 7

D e p a r t m e n t s

P e n a n d

P o d i u m

8 8

P a t e n t s G r a n t e d

9 0

D a t e s

a n d D e a d l i n e s

9 1

N e w s a n d H i g h l i g h t s

9 3

C o p y r i g h t 1 9 7 3

A l l r i g h t s r e s e r v e d

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2

R e p r i n t s

o f

R C A

E n g i n e e r

0 0

a r t i c l e s

H d . 4

, 6 , e , , , e

J .

P .

D u n n , A r t E d i t o r

A l t h o u g h

t h e R C A

E n g i n e e r c a n

b e d i s t r i b u t e d

o n l y

i n s i d e R C A ,

r e p r i n t s o f

a r t i c l e s

f r o m

a n y

i s s u e

c a n

b e

s u p p l i e d

q u i c k l y

a n d

e c o n o m i c a l l y ,

a n d

m a y g o

t o c u s t o m e r s ,

o p i n i o n l e a d e r s , p r o s p e c t i v e

e m p l o y e e s , o r

s t u d e n t s .

R C A

T e c h n i c a l

P u b l i c a t i o n s

s t a f f

p r o v i d e s

t h e s e

r e p r i n t s t o

d i v i s i o n s

w i s h i n g t o

p r o m o t e

t h e i r p r o d u c t s

o r

t o

p r o v i d e

t h e i r

c l i e n t s ,

p r o s p e c t s ,

a n d

c u s t o m e r s

w i t h v a l u a b l e

i n f o r m a t i o n .

A S

M A N Y

O F O U R

R E A D E R S

K N O W , a r t i -

c l e s

a p p e a r i n g

i n t h e

R C A

E n -

g i n e e r

c a n

b e

r e p r i n t e d

o n

a s i n g l e

a r t i c l e

b a s i s

o r

a s

a n a n t h o l o g y

o f

s e v e r a l

a r t i c l e s

( f r o m s e v e r a l

i s s u e s )

d e v o t e d

t o a

s i n g l e

t h e m e ,

t e c h -

n o l o g y ,

o r

f a c i l i t y .

C o v e r s

f o r

r e -

p r i n t s

m a y

b e

c u s t o m

d e s i g n e d

t o

s u i t

a

s p e c i f i c

p u r p o s e .

A s s i s t a n c e

i n c o v e r

d e s i g n ,

b r o c h u r e

c o n t e n t ,

a n d

u t i l i z a t i o n

o f

r e p r i n t s

w i l l

b e

p r o v i d e d

b y

t h e

R C A

E n g i n e e r

e d i -

t o r i a l s t a f f .

V a r i e d

u s e s

O v e r

1 0 0 , 0 0 0 c o p i e s

p e r

y e a r o f

r e -

p r i n t s o f

R C A E n g i n e e r a r t i c l e s

a r e

u s e d

b y

t h e

v a r i o u s d i v i s i o n s

t h r o u g h o u t

t h e

c o m p a n y .

O r d e r s

h a v e

v a r i e d

f r o m s i m p l e

t w o

- p a g e

l e a f l e t s t o a 2 0 0

- p a g e

b r o c h u r e

w i t h

a

f u l l - c o l o r

c o v e r .

R e p r i n t s

a r e

v a l -

u a b l e

f o r

m a n y p u r p o s e s :

a s

i n f o r m a t i v e b r o c h u r e s

o r

d e -

s c r i p t i v e

b u l l e t i n s ;

t o

d i s p l a y e n g i n e e r i n g a n d

t e c h n i c a l

s k i l l s ;

f o r m a r k e t i n g

a n d s a l e s

m a i l i n g s

a n d h a n d o u t s ;

f o r m a i l i n g s

t o

p r o s p e c t s .

c u s t o m -

e r s , a n d

o p i n i o n

l e a d e r s ;

f o r

a n s w e r i n g

a n y

i n q u i r i e s

t h a t r e -

q u i r e

t e c h n i c a l e x p l a n a t i o n s ;

f o r

u s e

w i t h

c o m m e r c i a l a n d

g o v e r n -

m e n t

p r o p o s a l s ; a n d

t o

g i v e

t o

p e r s o n n e l g r o u p s f o r

o r i e n t a t i o n , t r a i n i n g

a n d

r e c r u i t i n g .

A n a d d i t i o n a l f i f t y c o p i e s

o f

e a c h

r e p r i n t

o r d e r e d

i s

k e p t

o n

f i l e b y

S t a f f

T e c h n i c a l P u b l i c a t i o n s ,

a n d

a

l i m i t e d a m o u n t

o f t h e s e

i s

a v a i l a b l e ,

s h o u l d

a d i v i s i o n n e e d b a c k u p .

C e r -

t a i n

o t h e r

c o m p r e h e n s i v e

b o o k l e t s

b e c o m e

a v a i l a b l e f r o m

t i m e

t o t i m e

H e p r i n t R E - 1 8 - 5 - 9

( u s u a l l y

a n

a n n o u n c e m e n t

i s

m a d e

i n

T r e n d )

a n d

l i m i t e d q u a n t i t i e s

c a n

b e

o r d e r e d

b y

p h o n i n g

o r

w r i t i n g

t h e

R C A E n g i n e e r

e d i t o r i a l

o f f i c e

( S e e

s e c t i o n t i t l e d " H o w

t o

O r d e r

" . )

A

c a t a l o g u e

l i s t i n g

a l l

R C A

E n g i

n e e r r e p r i n t s i s

a v a i l a b l e

f r o m

y o u r

d i v i s i o n

T P A

o r

l i b r a r y .

C o v e r s

S i n g l e

a r t i c l e s

O n

s i n g l e

- a r t i c l e

r e p r i n t s ,

a

s i m p l e

t i t l e

p a g e

i m p r i n t ( a r t i c l e

t i t l e ,

a u -

t h o r ,

R C A

l o g o t y p e ,

a n d d i v i s i o n )

i s

i n c l u d e d

w h e n

a

b l a n k

p a g e

i s

a v a i l a b l e .

F o r

e c o n o m y ,

r e p r i n t

a r e

p r e p a r e d

i n

i n c r e m e n t s

o f

f o u

p a g e s

e a c h ;

t h u s , a t h r e e

p a g e

a r

t i c l e

w o u l d

b e

p r i n t e d

a s

a

f o u r

p a g e

r e p r i n t w i t h

t h e e x t r a

p a g e

u s e d

a s

a

c o v e r . I n

a f o u r

- p a g e

a r t i

c l e ,

t h e

c o v e r


i s

p l a c e d

o n

t h e

t i t l e

p a g e

o f

t h e

a r t i c l e

u n

l e s s t h e s e p a r a t e

t i t l e

p a g e

i s

r e

q u e s t e d ;

t h e

f o u r

- p a g e a r t i c l e

i

t h e n

h a n d l e d

( a n d

p r i c e d ) a s

a n

e i g h t

- p a g e r e p r i n t .

B o o k l e t s

O n

b o o k l e t r e p r i n t s ,

c o v e r s

a r e c u s

t o m - d e s i g n e d

t o

s u i t

t h e

" t h e m e

o f t h e

a r t i c l e s , u s i n g

t y p o g r a p h y

a n d

a r t w o r k

t o

s u i t .

T h e s e

b o o k l e t s c a

a l s o u t i l i z e p r e v i o u s

R C A

E n g i n e e

c o v e r s

i n

e i t h e r

f u l l c o l o r o r

i

b l a c k -

a n d - w h i t e .

C o v e r m e s s a g e s

m a r k e t i n g c o n t a c t s , o r

o t h e r a d d

t i o n a l i n f o r m a t i o n a p p r o p r i a t e

t o t h

p u r p o s e o f t h e

b o o k l e t

m a y

b

p l a c e d

o n

t h e i n s i d e

f r o n t

a n d b a c

c o v e r s .



8/18/2019 antenna----------npl


C o s t

a n d

d e l i v e r y

D e l i v e r y

F o u r -

a n d

e i g h t - p a g e r e p r i n t s c a n

b e

s u p p l i e d w i t h i n t w o w e e k s

o f

t h e

r e c e i p t

o f t h e

o r d e r . R e p r i n t b o o k -

l e t s a r e

a v a i l a b l e

o n

a

f o u r - t o -

e i g h t -

w e e k

t i m e

c y c l e ,

d e p e n d i n g

o n

t h e

c o m p l e x i t y

o f

t h e a d d i t i o n a l

c o v e r

m a t e r i a l .

R u s h

s c h e d u l e s

m a y a f -

f e c t p r i c e

a n d

a r e

h a n d l e d

o n a n i n -

d i v i d u a l

b a s i s .

C o s t

A p p r o x i m a t e

p r i c e s f o r v a r i o u s

r e -

p r i n t s

a r e

t a b u l a t e d b e l o w .

R e p r i n t p r i c e

l i s t

H o w t o

o r d e r

A l l

p o l i c y o n r e p r i n t

c o n t e n t , a v a i l -

a b i l i t y

a n d

u t i l i z a t i o n

i s

a d m i n i s -

t e r e d

b y t h e

R C A

E n g i n e e r

e d i t o r i a l

s t a f f ,

s i n c e a d d i t i o n a l

c h a n g e s

m u s t

b e m a d e t o r e p r i n t s

b e f o r e t h e y

c a n

b e

d i s t r i b u t e d . R e p r i n t s

c a n b e o b -

t a i n e d

o n l y t h r o u g h

t h e

R C A

E n g i -

n e e r

e d i t o r i a l o f f i c e , R C A

B u i l d i n g

2 - 8 ,

C a m d e n , N . J .

F o r r u s h

o r d e r s ,

p h o n e W O

3 - 8 0 0 0 , E x t .

P C

- 4 0 1 8 . T h e

f o l l o w i n g


m u s t b e

s u p -

p l i e d

w i t h

o r d e r :

1 ) A r t i c l e

o r

a r t i c l e s d e s i r e d ;

2 ) S p e c i a l

i n s t r u c t i o n s

o n c o v e r

r e -

q u i r e m e n t s o r

s p e c i a l


t o

b e

a d d e d ;

3 ) Q u a n t i t y d e s i r e d ;

4 ) D e l i v e r y

r e q u i r e m e n t s ( t i m e

a n d

p l a c e ) ;

a n d

5 ) A c c o u n t

N o . ( n o t

a p u r c h a s e o r d e r ) .

A n

R C A

E n g i n e e r

a r t i c l e

r e p r i n t

i s

a n e a s y ,

e c o n o m i c a l

w a y t o

p r o m o t e

t h e

w o r k

o f

y o u r

d i v i s i o n .

I f y o u ' v e

n e v e r

a v a i l e d y o u r s e l f

o f

t h i s u s e f u l

s e r v i c e , o r

j u s t h a v e n ' t

t h o u g h t

a b o u t i t l a t e l y ,

w e ' d

l i k e t o

s u g g e s t

t h a t

y o u

t r y

i t .

S i z e o f

r e p r i n t

( p a g e s ) 1 0 0

5 0 0

S e l f 2

2 0 . 0 0

2 2 . 0 0

c o v e r 4

3 8 . 0 0 4 1 . 0 0

8

7 0 . 4 0

8 8 . 0 0

1 2

8 4 . 7 0 1 2 3 . 2 0

1 6

8 9 . 1 0

1 2 8 . 7 0

W i t h

/ - 3 2

2 3 7 . 6 0

3 2 8 . 9 0

c o l o r

4 8

3 8 2 . 8 0 4 7 6 . 3 0

e n a m e l

6 4

4 2 9 . 0 0

6 1 6 . 0 0

c o v e r 7 2

5 4 0 . 1 0 7 1 5 . 0 0

8 0

6 0 0 . 6 0

8 2 5 . 0 0

8 6

6 9 7 . 4 0

8 9 1 . 0 0

9 6

7 9 2 . 0 0

9 9 5 . 5 0

C o s t

f o r 4

- c o l o r

c o v e r :

a d d

t h i s c o s t t o

t h e p r i c e s h o w n

a b o v e

f o r

r e p r i n t s

w i t h

I

- c o l o r

e n a m e l c o v e r s ( c o l o r c o v e r s

a r e

p i c k e d

u p

f r o m

a n e x i s t i n g R C A E n g i n e e r

c o v e r . )

Q u a n t i t y

A d d i t i o n a l

1 0 0 0 2 5 0 0

5 0 0 0 7 5 0 0

1 0 , 0 0 0

1 0 0 0 ' s

2 7 . 0 0

5 1 . 0 0

6 8 . 2 0

8 4 . 7 0

1 0 4 . 5 0 9 . 0 0

4 7 . 0 0 9 9 . 0 0

1 2 6 . 5 0

1 7 0 . 5 0

1 9 8 . 0 0

1 7 . 0 0

1 0 4 . 5 0

2 0 9 . 0 0

3 0 2 . 5 0 4 4 4 . 4 0

5 5 4 . 4 0 5 0 . 0 0

1 7 1 . 6 0 2 5 7 . 4 0

4 8 1 . 8 0

6 6 4 . 4 0

8 3 0 . 5 0

7 5 . 0 0

1 7 7 . 1 0

2 6 8 . 4 0

4 9 2 . 8 0

6 8 0 . 9 0

8 6 9 . 0 0 7 9 . 0 0

4 2 5 . 7 0 6 3 0 . 3 0

1 , 1 5 0 . 0 0

1 , 5 7 0 . 0 0 1 , 9 1 0 . 0 0

1 7 4 . 0 0

5 9 4 . 0 0 9 7 6 . 8 0 1 , 5 7 8 . 0 0 2 , 1 5 1 . 0 0 2 , 6 9 5 . 0 0 2 4 6 . 0 0

7 6 4 . 5 0

, 2 5 0 . 0 0 2 , 0 0 5 . 0 0

2 , 7 1 9 . 0 0

3 . 3 5 0 . 0 0

3 2 0 . 0 0

8 6 9 . 0 0

, 4 5 0 . 0 0

2 , 2 5 0 . 0 0

2 , 9 9 0 . 0 0

3 , 7 5 0 . 0 0

3 3 0 . 0 0

9 4 6 . 0 0

, 5 5 0 . 0 0 2 , 4 4 0 . 0 0

3 , 3 1 0 . 0 0 4 , 1 4 0 . 0 0

3 6 0 . 0 0

1 , 0 4 5 . 0 0 . 6 4 0 . 0 0 2 , 6 1 0 . 0 0

3 , 5 1 5 . 0 0

4 , 4 0 5 . 0 0

3 9 0 . 0 0

1 , 1 4 0 . 0 0

, 7 3 0 . 0 0

2 , 8 0 5 . 0 0

3 , 8 8 0 . 0 0 4 , 7 8 0 . 0 0

4 5 5 . 0 0

3 0 5 . 0 0

3 8 0 . 0 0

4 5 0 . 0 0

5 1 5 . 0 0

5 9 0 . 0 0

5 6 . 0 0

E x t r a t y p e s e t t i n g i s

a d d e d t o t h e

a b o v e p r i c e s ( e . g . ,

f o r

a n a d d e d t a b l e

o f c o n t e n t s i n

b o o k l e t s . )



8/18/2019 antenna----------npl


F o u r

R C A

m e n

e l e c t e d

I E E E

F e l l o w s

D r . H e i l m e i e r

( n o w

o n l e a v e o f a b s e n c e )

w a s H e a d o f

t h e D e v i c e C o n c e p t s

R e s e a r c h

G r o u p a t

R C A L a b o r a t o r i e s b e f o r e b e i n g

a p p o i n t e d

a W h i t e H o u s e

F e l l o w , a s s i g n e d t o

t h e

D e p a r t m e n t o f D e f e n s e ,

i n

S e p t e m b e r ,

1 9 7 0 . I n S e p t e m b e r

1 9 7 1 , S e c r e t a r y

o f

D e f e n s e

M e l v i n L a i r d a p p o i n t e d


A s s i s t a n t D i r e c t o r

o f D e f e n s e

R e s e a r c h

a n d E n g i n e e r i n g

( E l e c t r o n i c s a n d C o m p u t e r

S c i e n c e s ) .


r e c e i v e d t h e B S E E

( w i t h d i s t i n g u i s h e d

h o n o r s )

f r o m t h e U n i v e r s i t y

o f

P e n n s y l v a n i a

i n 1 9 5 8 , a n d t h e M S E ,

M A , a n d P h D

i n

s o l i d

s t a t e m a t e r i a l s

a n d e l e c t r o n i c s

f r o m P r i n c e t o n

i n 1 9 6 0 , 1 9 6 1 , a n d

1 9 6 2 , r e s p e c t i v e l y .

H i s w o r k a t

P r i n c e t o n U n i v e r s i t y

w a s d o n e u n d e r t h e

s p o n s o r s h i p o f

t h e R C A L a b o r a t o r i e s .

I n 1 9 6 0

h e r e c e i v e d t h e R C A


A c h i e v e m e n t

A w a r d f o r h i s

w o r k i n p a r a m e t r i c a n d t u n n e l

d i o d e

d e v i c e s ,

i n

1 9 6 2

f o r p i o n e e r i n g w o r k

i n t h e f i e l d o f c r y s t a l l i n e o r g a n i c

s e m i c o n d u c t o r s ,

a n d

i n

1 9 6 5 f o r r e s e a r c h

i n t h e a r e a o f l i q u i d c r y s t a l l i n e

p h e n o m e n a .

H e

a s

r e c e i v e d t w o

I R - 1 0 0

a w a r d s ( 1 9 6 8 ,

1 9 6 9 )

f o r o u t s t a n d i n g

n e w

p r o d u c t


i n

t h e

f i e l d

o f

l i q u i d

c r y s t a l d i s p l a y

d e v i c e s .

H e w a s a l s o a c o -

r e c i p i e n t o f

t h e 1 9 6 9 D a v i d

S a r n o f f O u t s t a n -

d i n g

T e a m

A w a r d

i n S c i e n c e

f o r

" b a s i c s t u d i e s o f

l i q u i d

c r y s t a l s

w i t h

i m a g i n a t i v e

i d e a s

f o r

t h e i r

a p p l i c a t i o n

t o

p r a c t i c a l

d i s p l a y . "

I n

M a r c h o f

1 9 6 8 h e w a s t h e

r e c i p i e n t

o f o n e o f

t h e

" O u t s t a n d i n g

Y o u n g

E l e c t r i c a l E n g i n e e r "

a w a r d s o f

E t a

K a p p a N u .

I n M a r c h o f 1 9 6 9

h e r e c e i v e d t h e E t a

K a p p a

N u

a w a r d

a s t h e

" O u t s t a n d i n g

Y o u n g E l e c t r i c a l

E n g i n e e r

i n

t h e U . S . A . "


h a s

f i f t e e n

U . S . p a t e n t s

i s s u e d

o r p e n d i n g a n d

h a s p u b l i s h e d

o r

p r e s e n t e d

o v e r

4 0 p a p e r s

i n t h e a r e a s o f m i c r o w a v e

s o l i d s t a t e d e v i c e s ,

o r g a n i c s e m i c o n d u c t o r s ,

a d a p t i v e

t h i n f i l m

f e r r o e l e c t r i c d e v i c e s ,

s o l i d s t a t e d e v i c e s ,

o p t i c a l

m o d u l a t o r s

a n d

d i s -

p l a y s .

I n 1 9 6 6

h e b e c a m e t h e

H e a d o f t h e S o l i d

a n d

L i q u i d

S t a t e D e v i c e

R e s e a r c h

G r o u p a t

R C A L a b o r a t o r i e s

a n d

H e a d o f t h e D e v i c e C o n c e p t s

R e s e a r c h G r o u p

i n 1 9 6 8 .

4

T h e

f o u r

R C A m e n c i t e d

h e r e i n

h a v e b e e n

h o n o r e d

f o r

t h e i r



b y b e i n g

e l e c t e d

F e l l o w s

o f

t h e I n s t i t u t e o f

E l e c t r i c a l

a n d E l e c t r o n i c s

E n g i n e e r s .

T h i s

r e c o g n i t i o n

i s

e x t e n d e d

e a c h

y e a r b y

t h e

I E E E

t o

t h o s e

w h o

h a v e

m a d e


c o n t r i b u t i o n s

t o

t h e

f i e l d

o f

e l e c t r o n i c s .

B a r t o n

K r e u z e r , E x e c u t i v e

V i c e P r e s i d e n t , R C A C o r p o r a t e

H e a d q u a r t e r s ,

N e w Y o r k ,

N . Y . , w a s a p p o i n t e d E x e c u t i v e

V i c e P r e s i d e n t , C o n s u m e r

E l e c t r o n i c s ,

o f R C A

i n

D e c e m b e r

1 9 6 9 a n d

h e l d t h a t p o s t u n t i l D e c e m b e r

1 9 7 2 .

A s E x e c u t i v e

V i c e P r e s i d e n t ,

C o n s u m e r


M r K r e u z e r

w a s

r e s p o n s i b l e f o r t h e

w o r l d - w i d e o p e r a t i o n o f

R C A C o n s u m e r

E l e c t r o n i c s , w h i c h

m a n u f a c t u r e s t e l e v i s i o n

s e t s ,

r a d i o s a n d o t h e r c o n s u m e r

p r o d u c t s ,

a n d a l s o

i n c l u d e s t h e R C A S a l e s


a n d

R C A D i s t r i b u t i n g C o r p .

M r . K r e u z e r

f o r m e r l y w a s E x e c u t i v e

V i c e

P r e s i d e n t , C o m m e r c i a l

E l e c t r o n i c s S y s t e m s ,

w i t h h e a d q u a r t e r s

i n

C a m d e n ,

N . J .

P r i o r

t o t h a t h e h a d

s e r v e d

s i n c e J u n e , 1 9 6 8

a s

V i c e P r e s i d e n t a n d G e n e r a l

M a n a g e r o f t h e

d i v i s i o n . E a r l i e r ,

M r . K r e u z e r w a s D i v i s i o n

V i c e

P r e s i d e n t a n d G e n e r a l

M a n a g e r ,

C o m m e r c i a l

E l e c t r o n i c S y s t e m s

D i v i s i o n , a p o s t

t o w h i c h h e

w a s n a m e d i n

A u g u s t

1 9 6 7 . B e f o r e t h i s a s s i g n m e n t

h e s e r v e d f o r

m o r e t h a n s e v e n

y e a r s

a s D i v i s i o n

V i c e

P r e s i d e n t

a n d G e n e r a l

M a n a g e r ,

A s t r o - E l e c t r o n i c s

D i v i s i o n .

H e

j o i n e d

t h a t D i v i s i o n

w h e n i t w a s

f o r m e d

i n 1 9 5 8

a s

M a n a g e r o f M a r k e t i n g a n d b e c a m e

i t s h e a d i n

1 9 6 0 .

M r .

K r e u z e r j o i n e d R C A

i n 1 9 2 8 , a f t e r r e c e i v i n g

t h e B S E E E l e c t r i c a l


f r o m

B r o o k l y n P o l y t e c h n i c

I n s t i t u t e . A s

a y o u n g

e n g i n e e r ,

h e h e l p e d e s t a b l i s h

R C A ' s

p i o n e e r t e l e v i s i o n s t a t i o n ,

W 2 X B S ,

i n N e w Y o r k

C i t y ,

i n 1 9 2 8

2 9 .

I n

1 9 3 5 , M r .

K r e u z e

b e c a m e

h e a d

o f

R C A f i l m - r e c o r d i n g

e q u i p m e n t

s a l e s

i n t h e E a s t , a n d s i x

y e a r s l a t e r

w a s

n a m e d n a t i o n a l

m a n a g e r . H e

w a s a p p o i n t e d

M a n a g e r o f R C A

T h e a t e r E q u i p m e n t a c -

t i v i t i e s

i n 1 9 4 3 . H i s p r o m o t i o n

i n 1 9 4 6 t o

M a n a g e r , R C A

I n d u s t r i a l

P r o d u c t s

D e p a r t m e n t ,

m a d e h i m r e s p o n s i b l e f o r

a w i d e r a n g e o f

p r o d u c t s i n t h e

i n d u s t r i a l a n d

c o m m e r c i a l

e l e c t r o n i c s

f i e l d .

M r .

K r e u z e r i n 1 9 5 0 w a s

n a m e d G e n e r a l

P r o d u c t M a n a g e

o f t h e f o r m e r

E n g i n e e r i n g P r o d u c t s

D i v i s i o n

w h i c h p r o d u c e d d e f e n s e ,

b r o a d c a s t , c o m -

m u n i c a t i o n s ,

a n d

i n d u s t r i a l e l e c t r o n i c

s y s t e m s .

I n 1 9 5 4 ,

h e w a s a p p o i n t e d D i r e c t o r o

P r o d u c t

P l a n n i n g o n t h e

R C A

C o r p o r a t e

S t a f f ,

a

p o s t h e

h e l d

u n t i l

1 9 5 8

w h e n h e j o i n e d

t h e n e w l y e s t a b l i s h e d

A s t r o - E l e c t r o n i c s D i v i s i o n .

M r K r e u z e r

i s

a

f o r m e r P r e s i d e n t o f

t h e S M P T E o f

w h i c h h e c o n t i n u e s

a s

a

F e l l o w .

M r

K r e u z e r

i s

a

d i r e c t o r

o f

R C A L t d . ( C a n a d a )

a n d o f R C A

L t d . ( T a i w a n ) .


8/18/2019 antenna----------npl


E d i t o r ' s

n o t e :

I n a d d i t i o n

t o t h e s e

f o u r

r e c i p i e n t s ,

t h r e e

p a s t R C A

e m p l o y e e s r e c e i v e d

t h e

g r a d e

o f

F e l l o w f r o m

I E E E :

J u l i a n

J .

B u s s g a n g , f o r m e r l y

w i t h

A e r o s p a c e

S y s t e m s D i v i s i o n ,

B u r l i n g t o n ,

M a s s . , " f o r c o n t r i b u t i o n s

t o

s e q u e n t i a l

d e t e c t i o n

t h e o r y ,

r a d a r t e c h n i q u e s ,

a n d s t a t i s -

t i c a l c o m m u n i c a t i o n s ,

" ; D r .

J o s e p h

J .

L o f e r s k i , f o r m e r l y

w i t h R C A L a b o r a t o r i e s ,

" f o r c o n t r i b u t i o n s

t o

r a d i a t i o n

D r . S o b o l ,

H e a d ,

C o m m u n i c a t i o n s T e c h n o l o g y

R e s e a r c h ,

C o m m u n i c a t i o n s R e s e a r c h

L a b o r a t o r y , R C A L a b o r a t o r i e s , P r i n c e t o n , N . J .

p r e s e n t l y d i r e c t s

a

r e s e a r c h g r o u p

c o n c e r n e d w i t h

t h e d e v e l o p m e n t o f n e w m i c r o w a v e d e v i c e s

a n d t e c h n o l o g y

f o r

c o m -

m u n i c a t i o n

s y s t e m s .

D r .

S o b o l r e c e i v e d t h e B S E E f r o m t h e

C i t y C o l l e g e o f

N e w

Y o r k i n

1 9 5 2 .

H e

t h e n

a t t e n d e d t h e U n i v e r s i t y o f M i c h i g a n , r e c e i v i n g t h e M S a n d P h D i n

E l e c t r i c a l E n g i n e e r -

i n g i n

1 9 5 5 a n d 1 9 5 9 ,

r e s p e c t i v e l y .

F r o m

1 9 5 2

t o 1 9 5 9 ,

h e d i d

r e s e a r c h

i n t h e

r a d a r ,

w e a p o n

g u i d a n c e , a n d m i c r o w a v e

f i e l d s

a t

t h e

W i l l o w R u n a n d E l e c t r o n

P h y s i c s

L a b o r a t o r i e s o f t h e U n i v e r s i t y o f M i c h i g a n .

F r o m 1 9 6 0

t o

1 9 6 2 ,

D r .

S o b o l i n v e s t i g a t e d

s u p e r c o n d u c t i n g f i l m s a t

t h e

I B M W a t s o n

R e s e a r c h

C e n t e r .

H e

j o i n e d t h e M i c r o w a v e R e s e a r c h

L a b o r a t o r y ,

R C A


i n

1 9 6 2 .

A y e a r

l a t e r

h e w a s

n a m e d H e a d o f P o w e r G e n e r a t i o n R e s e a r c h a n d

i n

1 9 6 5 ,

H e a d ,

M i c r o w a v e I n t e g r a t e d

C i r c u i t s

R e s e a r c h .

I n

t h e l a t t e r p o s i t i o n ,

h e d i r e c t e d t h e

r e s e a r c h

a n d

d e v e l o p m e n t o f

m i c r o w a v e

i n t e g r a t e d c i r c u i t s i n

R C A ' s c o r p o r a t e - w i d e

B l u e

C h i p

P r o g r a m .

H e w a s M a n a g e r , M i c r o w a v e

M i c r o e l e c t r o n i c s ,

a t t h e R C A

S o l i d S t a t e

D i v i s i o n

i n

S o m e r v i l l e ,

N . J . , f r o m 1 9 6 8

t o

1 9 7 0 .

U n d e r h i s

d i r e c t i o n ,

t h e b a s i c t e c h n o l o g y

f o r

f a b r i c a t i n g m i c r o w a v e i n t e g r a t e d

c i r c u i t s w a s a d v a n c e d

f r o m

l a b o r a t o r y s t a t u s t o

a

p i l o t p r o d u c t i o n . H e t h e n s e r v e d a s

a C o r p o r a t e S t a f f E n g i n e e r f r o m

1 9 7 0 u n t i l h i s

p r e s e n t

a p p o i n t m e n t .

D r . S o b o l i s a m e m b e r o f t h e A m e r i c a n P h y s i c a l

S o c i e t y ,

E t a K a p p a N u , T a u B e t a

P i ,

S i g m a

X i

a n d

P h i K a p p a

P h i .

H e h e l d a S p e r r y F e l l o w s h i p i n

E l e c t r o n P h y s i c s d u r i n g 1 9 5 5 - 1 9 5 6 a n d w a s t h e I E E E

1 9 7 0

N a t i o n a l L e c t u r e r i n

M i c r o w a v e s . D r .

S o b o l

i s

l i s t e d

i n

W h o ' s W h o i n t h e E a s t a n d

A m e r i c a n

M e n

o f S c i e n c e . H e i s a u t h o r

o r c o - a u t h o r

o f 2 8 p a p e r s

i n

t e c h n i c a l j o u r n a l s

a n d h a s p r e s e n t e d

m o r e

t h a n 3 5 p a p e r s a t t e c h n i c a l m e e t i n g s .

H e w a s a n A d j u n c t L e c t u r e r i n

t h e G r a d u a t e S c h o o l

a t D r e x e l

U n i v e r s i t y

d u r i n g

1 9 6 3

a n d

1 9 6 4 . H e h a s

l e c t u r e d f o r

s e v e r a l U n i v e r s i t y o f M i c h i g a n S u m m e r

C o u r s e s .

d a m a g e i n

s e m i c o n d u c t o r s ,

s o l a r

c e l l t e c h n o l o g y ,

a n d

e d u c a t i o n ;

a n d

A r t h u r

W .

V a n c e ,

f o r m e r l y

w i t h

R C A


a n d

A s t r o -

E l e c t r o n i c s

D i v i s i o n ,

" f o r

p i o n e e r -

i n g


t o t e l e v i s i o n , e l e c t r o n i c

i n s t r u m e n t s ,

r e g u l a t e d

p o w e r

s u p p l i e s , w e a p o n s

s y s t e m s , a n d

s i m u l a t o r s . "

D r . U r k o w i t z , M i s s i l e a n d

S u r f a c e R a d a r D i v i s i o n , M o o r e s t o w n , N . J r e c e i v e d

t h e B S E E

f r o m D r e x e l

U n i v e r s i t y

i n 1 9 4 8 ,

a n d t h e M S E E

a n d

P h D


o f


i n 1 9 5 4

a n d

1 9 7 2 ,

r e s p e c t i v e l y . H e w a s

e m p l o y e d b y t h e

P h i l c o

C o r p o r a t i o n f r o m 1 9 4 8 t o 1 9 6 4 ,

a n d b y G e n e r a l A t r o n i c s

C o r p o r a t i o n f r o m 1 9 6 4 t o

1 9 7 0 .

H e

j o i n e d

t h e

R C A M i s s i l e

a n d

S u r f a c e

R a d a r D i v i s i o n

i n 1 9 7 0 , w h e r e

h e i s

o n t h e

S c i e n t i f i c S t a f f

o f t h e S y s t e m s E n g i n e e r i n g D e p a r t m e n t .

T h r o u g h o u t h i s

i n d u s t r i a l

c a r e e r , D r . U r k o w i t z

h a s b e e n

i n v o l v e d i n t h e a n a l y s i s

a n d

d e s i g n o f s i g n a l

p r o c e s s i n g

t e c h n i q u e s , p a r t i c u l a r l y f o r s i g n a l s w h i c h

h a v e

b e e n

c o r r u p t e d

b y ,

b e s i d e s

a d d i t i v e

n o i s e , u n w a n t e d c l u t t e r r e f l e c t i o n

a n d b y p a s s a g e

t h r o u g h

r a n d o m a n d

/ o r

t i m e v a r y i n g m e d i a . H i s s t u d i e s

h a v e

b e e n a p p l i e d t o

r a d a r ,

s o n a r , s c a t t e r c o m m u n i c a t i o n , a n d t o t h e p r o c e s s i n g o f s e i s m i c

s i g n a l s .

H e

i s

t h e

a u t h o r

o f m o r e t h a n

3 0

t e c h n i c a l p a p e r s

a n d h a s

p r e s e n t e d m a n y p a p e r s

t o

s c i e n t i f i c

m e e t i n g s .

D r .

U r k o w i t z

i s

a

m e m b e r o f t h e

I n f o r m a t i o n T h e o r y

a n d

A e r o s p a c e

a n d E l e c t r o n i c

S y s t e m s

G r o u p s o f

t h e I E E E .

H e i s

a

p a s t

c h a i r m a n o f

t h e P h i l a d e l p h i a

C h a p t e r , I E E E

G r o u p o n

C i r c u i t

T h e o r y ,

a f o u n d e r

a n d t h e

f i r s t

c h a i r m a n o f t h e

P h i l a d e l p h i a

C h a p t e r ,

I E E E

G r o u p o n


T h e o r y .

H e h a s

s e r v e d

o n

t h e

I E E E P h i l a d e l p h i a

S e c t i o n

M e e t i n g s

C o m m i t t e e

a n d

f o r

s e v e r a l

y e a r s w a s

a n

i n d u s t r y r e p r e s e n t a t i v e t o

t h e S u b -

c o m m i t t e e

o n

U l t r a s o n i c

D e l a y

L i n e s o f t h e E l e c t r o n i c I n d u s t r i e s A s s o c i a t i o n .

H e

i s

p r e s e n t l y

c h a i r m a n o f t h e S i g n a l T h e o r y

S u b c o m m i t t e e , S t a n d a r d s C o o r d i n a t i n g

C o m -

m i t t e e , I E E E

G r o u p o n I n f o r m a t i o n T h e o r y .

D r . U r k o w i t z i s

a n

a d j u n c t p r o f e s s o r

o f e l e c t r i c a l e n g i n e e r i n g

a t

D r e x e l U n i v e r s i t y ' s

G r a d u a t e S c h o o l

o f E n g i n e e r i n g , w h e r e

h e p r e s e n t l y t e a c h e s

a c o u r s e i n

s t o c h a s t i c

p r o c e s s e s .

H e h a s

b e e n a s s o c i a t e d

w i t h t h e g r a d u a t e

f a c u l t y

s i n c e

1 9 5 2 .

H e i n t r o d u c e d .

w r o t e

t h e t e x t s , a n d t a u g h t

t h e

f i r s t

g r a d u a t e

c o u r s e s i n m o d e r n n e t w e o r k

t h e o r y a n d i n

s t o c h a s t i c

p r o c e s s e s a s a p p l i e d

t o e l e c t r i c a l e n g i n e e r i n g .



8/18/2019 antenna----------npl


T e l e v i s i o n

r e c e i v i n g

a n t e n n a s

i n

b l u e

a n d g o l d

J .

D .

C a l l a g h a n ' D . W .

P e t e r s o n

T h e

p r o f i t a b l e

t e l e v i s i o n r e c e i v i n g a n t e n n a

p r o d u c t

- l i n e ,

b e i n g

d e s i g n e d

a n d

p r o d u c e d

R C A P a r t s a n d A c c e s s o r i e s , d e m o n s t r a t e s

t h e

s u c c e s s

t h a t c a n b e o b t a i n e d

b y e n t r

p r e n e u r s h i p

w i t h i n d i v i s i o n a l

b o u n d a r i e s o f a l a r g e c o r p o r a t i o n .

T h e n e c e s s a r y

e l e m e n

o f

s u c h s u c c e s s

a r e t h e r e c o g n i t i o n o f a

v i a b l e m a r k e t , t h e a b i l i t y t o

r e a c h i t ,

a n d

t h e t a l e

t o p r o d u c e

p r o d u c t

a t

a

c o m p e t i t i v e

c o s t . A d d a

m a n a g e m e n t

t e a m w i t h t h e

w i s d o m

a n

f o r e s i g h t

t o i d e n t i f y

a n d

e x p l o i t t h e s e e l e m e n t s

a n d t h e

c o u r a g e

t o

m a k e t h e n e c e s s a

i n v e s t m e n t a n d

t h e

r e s u l t i s

a n e w a r e a o f

p r o f i t w h e r e n o n e h a d

p r e v i o u s l y

e x i s t e d .

T h

p a p e r d e s c r i b e s

t h e

e n g i n e e r i n g e f f o r t

b e h i n d t h e


o f

t h e

c u r r e n t

R C

p r o d u c t

l i n e

o f

" b l u e

a n d

g o l d "

T V

r e c e i v i n g a n t e n n a s

a n d

h o w i t s s u c c e s s

h a s

p a v e d

t

w a y f o r t h e i n t r o d u c t i o n

o f

o t h e r

p r o d u c t

l i n e s

i n t o m a r k e t

a r e a s

p r e v i o u s l y u n t o u c h e d

R C A .

6

R C A

P I O N E E R E D

i n

t h e d e s i g n

a n

s a l e

o f

t e l e v i s i o n r e c e i v i n g

a n t e n n a s

H o w e v e r ,

t h e a n t e n n a

b u s i n e s s

w a s

o n l

a n a d j u n c t t o t h e

h o m e i n s t r u m e n

b u s i n e s s a n d , a s

s u c h .

w a s i s o l a t e d

f r o m

t h e

m a i n s t r e a m

o f

t e l e v i s i o n r e c e i v e

d e s i g n a n d

m a n u f a c t u r e . C o n s e q u e n t l y

R C A w a s a n e a r l y

d r o p o u t .

I n

1 9 6 h ,

t h e R C A

P a r t s a n d

A c c e s s o r i e

D i v i s i o n

a t

D e p t f o r d ,

N e w

J e r s e y ,

r e

e n t e r e d

t h e r e c e i v i n g

a n t e n n a

b u s i n e s

a n d ,

i n 1 9 7 0 ,

i n t r o d u c e d

a

n e w

l i n e o

R C A

d e s i g n e d

a n t e n n a s :

t h i s

n e w l i n

h a s

p r o v e n

t o b e a n


s u c c e s s

T h e

" P e r m a c o l o r "

a n t e n n a l i n e

i l l u s t r a t e

h o w

R C A m a y p r o f i t a b l y

e n t e r

w e l l - e

t a b l i s h e d

s m a l l

m a r k e t s .

T h e

t e l e v i s i o n

r e c e i v i n g a n t e n n a i n d u s t r

p r o d u c e s a n a t i o n a l a g g r e g a t e

g r o s s

i n

c o m e o f

a b o u t $ 5 0 -

m i l l i o n

a n n u a l l y

a n

i s

d o m i n a t e d

b y s e v e r a l

r e l a t i v e l y s m a

m a n u f a c t u r e r s

w h o h a v e b e e n

i n e x

i s t e n c e

f r o m

t h e e a r l y

d a y s o f

T V .

F o

m o s t

o f

t h e

m a j o r

m a n u f a c t u r e r s , a n t e n

n a s

r e p r e s e n t a s u b s t a n t i a l

p r o p o r t i o n

t h e i r

t o t a l b u s i n e s s .

T h i s

m e a n s t h a t t h e

m u s t o r g a n i z e t h e i r

m a n u f a c t u r i n g

a l o n

q u i t e

s i m p l e

a n d

e f f i c i e n t

l i n e s

t o

m a k

t h e i r

p r o d u c t h i g h l y c o s t c o m p e t i t i v e .

T

r e - e n t e r

t h i s b u s i n e s s ,

R C A

h a d

t o i m

p l e m e n t

a n e f f e c t i v e p l a n

w h i c h

w o u l

e n t a i l

f u l l

c o n t r o l

o f


m a n u f a c t u r i n g ,

a n d m a r k e t i n g - a p l a

t h a t

w o u l d

e q u a l o r e x c e e d

t h e

e f f i c i e n c

o f

m a j o r c o m p e t i t o r s .

T h i s

w a s

a c c o m p l i s h e d t h r o u g h

s e v e r

p h a s e s .

T h e f i r s t

p h a s e

i n v o l v e d s p e c i f

i n g a n d

p r o c u r i n g

a

l i n e o f a n t e n n a s

f r o m

R e p r i n t

R E -

1 8

- 5 - 5

F i n a l

m a n u s c r i p t

r e c e i v e d N o v e m b e r 2 9 , 1 9 7 2 .


8/18/2019 antenna----------npl


a

c o m p e t i t o r f o r

e x c l u s i v e

s a l e

b y

R C A .

T h e r e

a r e

m a n y

d r a w b a c k s

t o b u y i n g

f r o m

a

c o m p e t i t o r ;

b u t

t h e r e

w a s n o

o t h e r

p r a c t i c a l

w a y s i n c e ,

a t

t h e o u t s e t , i t

h a d

b e e n

d e c i d e d

t h a t

m a r k e t i n g ,

e n g i n e e r i n g ,

a n d


o r g a n i z a t i o n s

w e r e

t o b e

e s t a b l i s h e d

o n

a

p a y

a s -

a s - y o u - g o

b a s i s

u t i l i z i n g

p r o f i t s

f r o m

a n t e n n a

s a l e s .

T h e r e a r e

s e v e r a l m a -

j o r d r a w b a c k s

t o t h i s a p p r o a c h :

I ) A n e c e s s a r y

e c o n o m y

i n m a r k e t i n g

a n t e n n a s

i s t h e

d r o p

s h i p p i n g

o f

f i n i s h e d

g o o d s

f r o m

f a c t o r y

t o

d i s t r i b u t o r .

T h u s ,

t h e c o m p e t i t o r

k n o w s

a t a l l

t i m e s

w h o

t h e

R C A c u s t o m e r s

a r e ;

h e k n o w s

t h e i r

l e v e l

o f p u r c h a s e s ;

a n d

c a n a p p r o a c h t h e m o r e

a t t r a c t i v e

a c c o u n t s

o n t h e

s a l e o f t h e i r

o w n " o r i g i n a l "

b r a n d .

2 ) T h e

a n t e n n a s

a r e

e a s i l y r e c o g n i z e d

i n t h e

m a r k e t p l a c e

a s

t h e c o m p e t i t o r ' s

p r o d u c t ,

a

d e c i d e d

p r o d u c t i d e n t i t y

d i s a d v a n t a g e .

3 )

R C A ,

a s

a n

i n t e r m e d i a r y

b e t w e e n

m a n u f a c t u r e r .

a n d d i s t r i b u t o r ,

m u s t

m a r k

u p

t h e c o s t w h e r e a s

a m e r c h a n d i s i n g

m a n u f a c t u r e r

c a n

s e l l

d i r e c t l y t o

d i s t r i b u t o r s

w i t h o u t t h i s

a d d i t i o n a l

m a r k

u p .

T h i s

c o s t d i s a d v a n t a g e

i s

p r o b a b l y

t h e

m o s t s e r i o u s

d r a w b a c k .

N e v e r t h e l e s s , P a r t s

&

A c c e s s o r i e s

e s -

t a b l i s h e d a n a g g r e s s i v e

m a r k e t i n g

o r g a n i z a t i o n

w h i c h h a s

b e e n a b l e t o b u i l d

s a l e s t o a n

a t t r a c t i v e

l e v e l .

O n c e t h e

a b i l i t y t o

a c h i e v e

a s i g n i f i c a n t

s h a r e o f t h i s

m a r k e t w a s

e s t a b l i s h e d ,

t h e

n e x t

s t e p w a s t o

d e v e l o p a

h i g h l y

d i s -

t i n c t i v e

l i n e

o f

a n t e n n a s

t h a t

c o u l d

b e

p r o d u c e d

b y a

n o n - c o m p e t i t i v e

m a n u f a c -

t u r i n g s o u r c e o r

b y

a n

R C A

p r o d u c t i o n

f a c i l i t y . T o

a c c o m p l i s h t h i s n e x t p h a s e ,

a d d i t i o n a l

e n g i n e e r i n g a n d

s u p p o r t p e r -

s o n n e l

w e r e h i r e d

a n d a n e n g i n e e r i n g

f a c i l i t y w a s

d e s i g n e d

a n d c o n s t r u c t e d .

A n t e n n a d e v e l o p m e n t

f a c i l i t y

A n t e n n a


a n d

d e s i g n

r e -

q u i r e s

a s p e c i a l f a c i l i t y

w h i c h

m u s t i n -

c l u d e

o u t d o o r

a n t e n n a

t e s t i n g r a n g e s .

S u c h

a f a c i l i t y

w a s

p l a n n e d

a n d

b u i l t a t

D e p t f o r d ,

N . J . , i n

1 9 6 8 .

R a d i o

- w a v e

r e f l e c t i o n s

f r o m

a n

a d j a c e n t

b u i l d i n g

c a n

s e r i o u s l y l i m i t t h e

c a p a b i l i t i e s

o f a n

a n t e n n a

r a n g e ,

s o

t h e a n t e n n a

b u i l d i n g

w a s

d e s i g n e d

t o m i n i m i z e

t h e s e

r e f l e c -

t i o n s .

S i n c e

t e l e v i s i o n

b r o a d c a s t i n g

e m -

p l o y s

h o r i z o n t a l l y

p o l a r i z e d

r a d i a t i o n ,

t r a n s v e r s e

h o r i z o n t a l

w i r i n g

a n d p l u m b -

i n g i n

t h e b u i l d i n g

w a s

a v o i d e d .

R a d i o

-

f r e q u e n c y

m e a s u r e m e n t s

o f

b u i l d i n g

m a t e r i a l s

w e r e

m a d e

a s

t h e b a s i s

f o r

c h o o s i n g n o n - r e f l e c t i n g

m a t e r i a l s .

T h e

s i d e w a I l s

o f t h e

f r a m e

s t r u c t u r e

m a d e

u s e

o f v i n y l

s i d i n g w i t h

C e l o t e x

s h e a t h i n g

a n d

i n t e r i o r

w a l l s ,

m a t e r i a l s

w i t h f a r

F i g .

1 -

A n t e n n a


f a c i l i t y

a t

D e p t f o r d .

T h e

c u r v e d r a d i o - t r a n s p a r e n t

w a l l

u s e d f o r " i n d o o r "

t e s t i n g

o f

a n t e n n a s

i s

a t t h i s e n d

o f

t h e b u i l d i n g .

l o w e r

r e f l e c t i o n

c o e f f i c i e n t s

t h a n

m o s t

b u i l d i n g

m a t e r i a l s . T h e r o o f

m a t e r i a l w a s

c o r r u g a t e d f i b e r g l a s s

s h e e t . T h e

n e t r e s u l t

w a s

a

b u i l d i n g

u n u s u a l l y f r e e

o f

r a d i o

-

w a v e r e f l e c t i o n s .

S p e c i a l

l a b o r a t o r y a c c o m m o d a t i o n s

w e r e

i n c o r p o r a t e d

i n t h e

d e s i g n o f t h e

b u i l d i n g t o

e n a b l e

a n t e n n a


a n d

d e s i g n

w o r k

t o b e

c a r r i e d o n

i n d o o r s

d e s p i t e i n c l e m e n t w e a t h e r w h i c h

o f t e n

h i n d e r s

a n t e n n a

w o r k

o n

a

c o n v e n t i o n a l

o u t d o o r r a n g e . T h i s

" i n d o o r " l a b o r a t o r y

i s

a

r o o m

2 0

f t

h i g h

b y

3 0

f t

w i d e b y 2 0

f t

D o n a l d

W .

P e t e r s o n ,

M g r . , P r o d u c t


E n g i n e e r i n g , R C A

P a r t s a n d A c c e s s o r i e s ,

D e p t f o r d , N . J . ,

j o i n e d R C A a s

a n

e n g i n e e r i n g t r a i n e e

i n

1 9 3 6 a n d

s t a r t e d

i n

t h e

r a d i o r e c e i v e r

S e r v i c e D e p a r t m e n t i n

1 9 3 7 a s a

t e c h n i c a l

w r i t e r .

H e t r a n s f e r r e d

t o t h e R C A

R e s e a r c h

L a b o r a t o r i e s i n

C a m d e n , N . J .

i n

1 9 4 0 , w h e r e h i s

a c t i v i t i e s i n c l u d e d d e v e l o p m e n t

a n d r e s e a r c h

i n

a n t e n n a s a n d r a d i o w a v e

p r o p a g a t i o n . A s

a

m e m b e r

o f

t h e

o r i g i n a l t e c h n i c a l s t a f f

o f

t h e P r i c e t o n

L a b o r a t o r i e s ,

h e r e c e i v e d

a l a b o r a t o r y a w a r d

a n d t h e I R E

S c o t t

H e l t

a w a r d f o r

t h e d e v e l o p m e n t

o f

t i m e

d o m a i n

r e f l e c t o m e t r y

f o r

t e l e v i s i o n t r a n s m i t t i n g

a n t e n n a t e s t i n g .

H e a l s o

r e c e i v e d

a

l a b o r a t o r y

a w a r d f o r

c o n c e p t s i n

U H F b r o a -

d c a s t i n g .

I n 1 9 6 1 h e

t r a n s f e r r e d

t o

t h e M i s s i l e a n d

S u r f a c e R a d a r

D i v i s i o n

a s

a n

a n t e n n a d e v e l o p m e n t

a n d

d e s i g n

e n g i n e e r . P r o j e c t s i n c l u d e d


o f a

c i r c u l a r l y p o l a r i z e d

f e e d f o r

t h e l u n a r e x c u r s i o n

e r e c t a b -

l e

T V a n t e n n a .

H e r e c e i v e d

a

c i t a t i o n f o r w o r k o n t h e

" t w o

p o u n d r a d a r "

a n t e n n a . I n 1 9 6 7 M r .

P e t e r s o n j o i n e d

P a r t s

a n d A c c e s s o r i e s

w h e r e h e w a s r e s p o n s i b l e

f o r

t h e


o f

t h e R C A

l i n e

o f

T V

r e c e i v i n g a n t e n n a s .

J .

D .

C a l l a g h a n , M g r . ,


R C A P a r t s

a n d

A c c e s s o r i e s ,

D e p t f o r d .

N . J . ,

w a s e m p l o y e d

b y R C A i n

1 9 4 6

a s

a

m e m b e r

o f t h e R C A S e r v i c e

C o m p a n y

H o m e

I n s t r u m e n t s E n g i n e e r i n g D e p a r t m e n t . H i s

r e s p o n s i b i -

l i t i e s i n c l u d e d


a n d

a p p r o v a l

o f

T V

r e c e i v i n g a n t e n n a s

a n d a n t e n n a

s y s t e m s .

H e

a l s o

e n g a g e d

i n t h e


o f

c o l o r T V

t e s t

e q u i p m e n t ,

T V

t e c h n i c i a n t r a i n i n g

a n d l i a i s o n

b e t w e e n

t h e

T V

s e r v i c e a c t i v i t y

a n d


E n g i n e e r i n g .

I n a d d i t i o n , h e r e c e i v e d

t h e R C A

A w a r d

o f

M e r i t i n

1 9 5 1 .

I n

1 9 5 9 h e

j o i n e d t h e R C A

S e r v i c e

C o m p a n y B M E W S

p r o j e c t

w h e r e h e

b e c a m e E n g i n e e r i n g

M a n a g e r w i t h

r e s p o n s i b i l i t y f o r

o n - s i t e

i n s t a l l a t i o n

c h e c k - o u t a n d t e s t

o f

a l l B M E W S

e q u i p m e n t .

M r

C a l l a g h a n c a m e

t o R C A

P a r t s

a n d A c c e s s o r i e s i n

1 9 6 4

a n d o r g a n i z e d

t h e p r e s e n t

E n g i n e e r i n g g r o u p

w h i c h

d e v e l o p s a c c e s s o r y

p r o d u c t s

s u c h a s T V

a n t e n n a s , r o t a t o r s ,

s i g n a l


s y s t e m s ,

c o l o r T V

t e s t j i g s ,

a n d a u t o m o b i l e

s t e r e o t a p e

p l a y e r s .

D u r i n g t h e

c o u r s e

o f

h i s

e m p l o y m e n t

w i t h

R C A ,

M r .

C a l l a g h a n h a s

b e e n g r a n t e d

n i n e U .

S .

p a t e n t s .

F i g . 2 - T h i s

e n d o f t h e a n t e n n a


f a c i l i t y

s h o w s t h e t o w e r

a t

o n e e n d

o f t h e r a d i a t i o n - p a t t e r n

m e a s u r e m e n t

r a n g e .

d e e p .

I t

i s

s i t u a t e d a t o n e e n d

o f

t h e

b u i l d -

i n g

a n d h a s

a

2 0 x 3 0

- f t

r a d i o -

t r a n s p a r e n t

w i n d o w

i n

o n e

w a l l

f a c i n g a n

o u t d o o r

r a d i a t i n g

s o u r c e .

T h e

w i n d o w

w a s

d e s i g n e d " i n

h o u s e

" a n d i s

c o n s i d e r e d

u n i -

q u e .

I t

c o n s i s t s o f d a c r o n - r e i n f o r c e d

v i n y l

s h e e t i n g

s t r e t c h e d a c r o s s

a

s t u r d y

w o o d

f r a m e .

T h e v i n y l

s h e e t

i s

e d g e

s u p p o r t e d

w i t h

h e a v y

e l a s t i c t i e s t o

p r o d u c e a

n a t u r a l

t a u t n e s s .

T h e t o p a n d

b o t t o m

e d g e s

c u r v e o u t w a r d w h i l e

t h e s i d e

e d g e s

c u r v e i n w a r d . T h e

r e s u l t i n g

c o m p o u n d

c u r v a t u r e i m p a r t s

s t a b i l i t y

t o t h e

s h e e t ,

e v e n i n

h i g h w i n d s

( s e e A p p e n d i x A ) .

A f t e r f o u r

y e a r s

o f s e r v i c e , t h e

r a d i o w i n -

d o w

s h o w s n o

d e t e r i o r a t i o n .

A n

o u t s i d e

v i e w

o f t h i s r a d i o -


w a l l i s

s h o w n i n F i g .

I .

T h e

i n d o o r

t e s t r o o m i s i d e a l

f o r g a i n a n d

V S W R m e a s u r e m e n t s . T h e r o o m

i s

p a r t

o f a 1 0 0

- f t

a n t e n n a

t e s t r a n g e

a n d

i s

u s e d

f o r g a i n


a t a l l T V f r e q u e n -

c i e s . A n

. v - t '

p l o t t e r

m a k e s

i t p o s s i b l e t o

A u t h o r s P e t e r s o n

( l e f t )

a n d

C a l l a g h a n .



8/18/2019 antenna----------npl


p l o t

a n t e n n a

g a i n o v e r

t h e e n t i r e

T V

s p e c -

t r u m

a u t o m a t i c a l l y

i n

m i n u t e s .

E q u i p m e n t

i s

a l s o

a v a i l a b l e

i n

t h e

r o o m

f o r


p l o t t i n g

V S W R


v s .

f r e q u e n c y .

T h e

e n t i r e

n e w

R C A " P e r m a c o l o r "

o u t d o o r

l i n e o f

a n t e n n a s

w a s

d e v e l o p e d a n d

i n i t i a l

t e s t s

w e r e p e r f o r m e d

i n

t h i s

r o o m .

T h e

o p p o s i t e

e n d o f t h e

a n t e n n a b u i l d i n g

h o u s e s t h e

o p e r a t i n g

t e r m i n a l o f

a 2 5 0

- f t

a n t e n n a

t e s t

r a n g e

s e t u p

p r i m a r i l y

f o r

r a d i a t i o n

p a t t e r n m e a s u r e m e n t .

T h e

t o w e r

f o r t h e

r a n g e

i s

s h o w n

i n F i g . 2 .

T h i s t o w e r c a n

b e

l o w e r e d o n t o

t h e b u i l d -

i n g

d e c k

b y

r e m o t e c o n t r o l

f o r

a c c e s s

t o

t h e

a n t e n n a

m o u n t .

T h e

r a n g e i s

i n s t r u m e n t e d

w i t h a

p o l a r p a t t e r n

p l o t t e r

w h i c h

o p e r a t e s

w i t h a b a n d w i d t h

o f

o n l y

5

H z

t o

e l i m i n a t e

e x t r a n e o u s

i n t e r f e r e n c e .

T h e

a n t e n n a

u n d e r

t e s t

i s

o p e r a t e d

a s

a

s i g n a l

s o u r c e .

T h e r a n g e

r e c e i v i n g

a n t e n n a

m a y t h u s

b e s i t u a t e d

a t t h e

r e m o t e e n d

o f t h e

R a n g e

w h e r e

i t s

d i r e c -

t i o n a l

c h a r a c t e r i s t i c s

a r e

u s e d

f o r

m i n i m i z i n g

l o c a l

T V

s t a t i o n

i n t e r f e r e n c e

t o

t h e e x t e n t

t h a t

p a t t e r n s

m a y

b e

m e a s u r e d

b e t w e e n

p i c t u r e

a n d

s o u n d c a r -

r i e r f r e q u e n c i e s

o f t h e l o c a l

T V s t a t i o n s

i f

d e s i r e d .

P r o d u c t d e v e l o p m e n t

a n d d e s i g n

H a v i n g

p l a n n e d

a n d

b u i l t t h e

a n t e n n a

f a c i l i t y , t h e f i r s t a c t i v i t y

w a s


o f a

c o m p l e t e

l i n e

o f

o u t d o o r

T V r e c e i v -

i n g a n t e n n a s .

T h i s

m e a n t t h a t

n e w e l e c -

t r i c a l

a n d

m e c h a n i c a l

d e s i g n

c o n c e p t s

w e r e

n e e d e d

i n

a n

a r t

w h i c h

h a d b e e n

t h o r o u g h l y

w o r k e d o v e r

f o r

m a n y y e a r s

b y e x p e r i e n c e d

c o m p e t i t o r s .

I t

w a s

c l e a r

a t t h e

o u t s e t

t h a t

t h e n e w

R C A

l i n e

w o u l d , o f

n e c e s s i t y ,

b e e l e c -

t r i c a l l y s i m i l a r

t o


l i n e s .

A l l

c o m p e t i t o r s

w e r e u s i n g

a n e n d

f i r e a r r a y

f o r t h e

V H

F

p o r t i o n

o f t h e

a n t e n n a

w i t h

a

5 4 - t o - 8 8

- M H z a n d

a

1 7 4

- t o

2 1 6

- M H z

b a n d .

F o r t u n a t e l y ,

m o s t o f t h e b a s i c

e l e c -

t r i c a l

d e s i g n

i d e a s c a m e

f r o m e a r l y

R C A

w o r k o n

H F

a n t e n n a s .

C o m m o n

a r r a y

e l e m e n t s

f o r

t h e

l o w

V H F

a n d

h i g h

V H F

b a n d s

w e r e o b v i o u s l y

d e s i r a b l e

f o r

e c o n o m y .

T h i s

r e q u i r e d c r e a t i v e n e s s

a n d ,

s i m i l a r l y ,

t h e

m e a n s o f

i n c o r p o r a t i n g

a

U H F a n t e n n a

f o r a n

a l l - c h a n n e l

l i n e

r e -

q u i r e d

n e w

c o n c e p t s .

E x i s t i n g


a n t e n n a

d e s i g n s

w e r e e x a m i n e d

e a r l y

i n t h e p r o g r a m

t o

8

F i g . 3 -

A n t e n n a

u n f o l d i n g

a n d

i n t e r l o c k -

i n g a p p a r a t u s .

a s s e s s

b o t h t h e i r

w e a k n e s s e s

a n d

t h e i r

s t r e n g t h s .

A s i g n i f i c a n t

w e a k n e s s

t h a t

w a s

c o m m o n

t o a l l

o f t h e p o p u l a r

e x i s t i n g

d e s i g n s

w a s s o o n

d i s c o v e r e d .

I n

e a c h

o f

t h e s e

d e s i g n s ,

t h e a n t e n n a s

a r e p a c k a g e d

i n a f o l d e d

c o n d i t i o n

t o

f a c i l i t a t e s t o r a g e

a n d s h i p m e n t .

T h i s r e q u i r e s

t h e m

t o

b e

u n f o l d e d

b y

t h e

i n s t a l l i n g t e c h n i c i a n .

I n

t h e u s u a l

d e s i g n , e a c h

d i p o l e

e l e m e n t

i s

f o l d e d b y

u s e o f

a

r i v e t

a c t i n g

a s

a

h i n g e

p i n . T h e c o n t r a d i c t i o n

i n

c o n c e p t

o f s e t -

t i n g

t h e r i v e t

l o o s e

e n o u g h

f o r

h i n g i n g

a n d

a t

t h e s a m e

t i m e

t i g h t

e n o u g h

f o r

r e l i a b l e e l e c t r i c a l

c o n d u c t i o n

m a k e s i t

a l m o s t

i n e v i t a b l e

t h a t

R F n o i s e

w i l l

d e v e l o p

w h e n

w e a t h e r i n g

c a u s e s

c o r -

r o s i o n a t t h e

h i n g e j o i n t .

H e r e w a s a n

o p -

p o r t u n i t y

f o r d e s i g n

i m p r o v e m e n t .

A n

e l e c t r i c a l d e s i g n

w a s d e v e l o p e d

w h i c h

s e p a r a t e d

t h e h i n g e

f u n c t i o n

f r o m t h e

e l e c t r i c a l

c o n n e c t i n g

f u n c t i o n .

T h i s

m a d e

i t

p o s s i b l e t o a c c o m p l i s h

a

p e r m a n e n t

e l e c t r i c a l

c o n n e c t i o n

t h a t

i s i m m u n e

t o

a t m o s p h e r i c

d e t e r i o r a t i o n .

T h e s t r a p

w h i c h

p e r m a n e n t l y c o n n e c t s

t h e

d i p o l e

t o

t h e

t r a n s m i s s i o n

l i n e

i s s o l i d l y

r i v e t e d a n d

i s

s h o w n

i n F i g . 3 .

P e r m a n e n t e l e c t r i c a l

c o n n e c t i o n

i s f u r t h e r a s s u r e d

b y

t h e

u s e

o f

s p e c i a l . . f l u t e d

a l u m i n u m

r i v e t s

w h i c h c u t

i n t o t h e

s i d e s o f t h e

h o l e s i n

t h e

m a t e r i a l

b e i n g

r i v e t e d .

A

n e w

f e a t u r e

w a s t o o v e r l a p

t h e d i p o l e s

a t

t h e i r

i n s u l a t i n g

s u p p o r t .

T h i s o v e r l a p

p r o v i d e d

a n e a s y

m e a n s o f


l i n e

t r a n s p o s i t i o n

b y

s i m p l y

r e v e r s i n g

t h e

o v e r l a p

o n s u c c e s s i v e

d i p o l e s .

I n t h e

f i n a l

p r o d u c t ,

t h e t w o

h a l v e s

o f t h e

i n s u l a t o r

w e r e

d e s i g n e d

t o u n f o l d

a n d

i n t e r l o c k

a s

s h o w n

i n

F i g . 3 ,

t h u s p r o v i d i n g

a

n o i s e - f r e e

d i p o l e

s u p p o r t i n g

s t r u c t u r e

o f

g r e a t s t r e n g t h . '

T h e

o v e r l a p

a l s o

p r o v i d e d

a

n e w

m e a n s

f o r

s e p a r a t i n g

l o w

V H F a n d

h i g h

- V H F a n t e n n a

f u n c t i o n s . '

T h e s h u n t

c a p a c i t y

n e e d e d t o

a c c o m p l i s h

s e p a r a t i o n

w a s p r o v i d e d

i n e x p e n s i v e l y

b y

m e r e l y

l e n g t h e n i n g

t h e

e l e m e n t

o v e r l a p

a t

t h e


p l a c e

i n t h e

a r r a y .

4 1 4 1 0

F i g . 4 -

M o d e l

4 B G 3 6

" P e r m a c o l o r

a n t e n n a .

A n o t h e r

e l e c t r i c a l

f e a t u r e

i n t r o d u c e d

i n

t h e

d e s i g n

p r o v i d e d

f o r

a

n o v e l m e a n s o f

p l a c i n g

l o w - V H F d i r e c t o r s

i n f r o n t o f

t h e

h i g h

- V H F a n t e n n a

w i t h o u t d e g r a d i n g

h i g h

- V H F

p e r f o r m a n c e .

T h i s

f e a t u r e

w a s

a c c o m p l i s h e d

b y

t h e b u g l e -

s h a p e d

m e m b e r s

s e e n

a s

p a r t o f

m o d e l

4 B G 3 6 o

t h e


l i n e

i l l u s t r a t e d

i n

F i g .

4 .

T h e U H F a n t e n n a

w a s


i n t o

t h e

t o t a l c o n f i g u r a t i o n

b y p l a c i n g a

c o r n e r

r e f l e c t o r

t y p e o f

a n t e n n a

i n f r o n t

o f

t h e V H

F

a n t e n n a a n d

t u n i n g

t h e r e f l e c -

t o r

m e m b e r s

t o

a c t a s d i r e c t o r s

f o r

t h e

h i g h

V H F

b a n d . '

O f e c o n o m i c

n e c e s s i t y , t h e

a n t e n n a s

a r e

f a b r i c a t e d

u s i n g t h e

s a m e

k i n d s o f

p a r t s

a n d

m a t e r i a l

a s

t h e c o m p e t i t o r s

u s e : s h e e t

m e t a l

s t a m p i n g s ,

b u t t

- s e a m

t u b i n g ,

w e l d e d

t u b i n g , a n d p l a s t i c

m o l d i n g s

T h e s e a r e a l l

p a r t s t h a t

c a n b e

f a b r i c a t e d

w i t h h i g h - s p e e d

a u t o m a t i c

m a c h i n e s

t o

m a k e

t h e m

c o s t c o m p e t i t i v e .

A k i t o

a b o u t

7 5

c o m m o n

p a r t s

w a s

d e s i g n e d f o

t h i s

p r o j e c t .

F r o m

t h i s

k i t ,

a l l o f

t h

a n t e n n a s

n e e d e d

f o r a c o m p l e t e

l i n e

o f

s i

V H F , t h r e e

U H F ,

o n e

F M

a n d

n i n e a l l

c h a n n e l

a n t e n n a s

c o u l d

b e

m a d e .

T h e r

a r e a l s o

s e v e n

o f t h e s e

m o d e l s

p a c k a g e d

c o m p l e t e

w i t h a l l


m a t e r i a

a n d

s e v e r a l

t y p e s

o f


l i n e

f o

t h e d o -

i t -

y o u r s e l f

m a r k e t .

C o l o r s

f o r t h e

n e w a n t e n n a

l i n e

p r e d o m i n a t e l y

b l u e

w i t h g o l d

s u p p o r

b o o m s ,

w e r e

a d o p t e d

b y

m e r c h a n d i s i n

t o

a d d

" e y e

a p p e a l . "

T h e

c o l o r

c h o i c e

a l s

r e p r e s e n t e d

i n n o v a t i o n

s i n c e

a l l

- g o l

f i n i s h

h a d b e c o m e

s t a n d a r d

w i t h

t h e

i n

d u s t r y .

E v e n

t h e p a c k a g e

s i z e

o f t h e

p r o d u c t

i s

s i g n i f i c a n t

c o s t

f a c t o r

b e c a u s e

w a r e h o u s

i n g

a n d

s h i p p i n g

r e p r e s e n t

c o s t

j u s t a

s u r e l y

a s

d o

m a t e r i a l s

a n d

l a b o r .

T h

a n t e n n a

w a s ,

t h e r e f o r e ,

d e s i g n e d

t o

b e

t h

u l t i m a t e

i n

c o m p a c t n e s s

w h e n

f o l d e d .

A


8/18/2019 antenna----------npl


b u t

f o u r

a n t e n n a s

o f t h e

I 9 -

n t e n n a

p r o d u c t l i n e

a r e

p a c k a g e d

i n

s t a n d a r d

l o n g , s l e n d e r c a r t o n s

t h a t a r e o n l y 5 1 / 4

i n -

c h e s s q u a r e .

D e s p i t e t h e i r f o l d e d

c o m -

p a c t n e s s ,

t h e

a n t e n n a s

u n f o l d w i t h

e a s e

a n d l o c k p o s i t i v e l y

a n d

p e r m a n e n t l y i n t o

t h e i r f u n c t i o n i n g

c o n f i g u r a t i o n .

T h e a n t e n n a s

a r e

m a r k e t e d

b y t h e

P a r t s

a n d A c c e s s o r i e s D i v i s i o n

l o c a t e d

a t

D e p t f o r d ,

N . J . T h e

s a l e s m e n r e a c h

R C A


d i s t r i b u t o r s ,

a s

w e l l

a s

m a n y

o t h e r i n d e p e n d e n t

o u t l e t s

t h r o u g h o u t t h e

e n t i r e n a t i o n .

S a l e s

v o l u m e

h a s

g r o w n

t o t h e

p o i n t w h e r e

s i n g l e d i s t r i b u t o r s

o f t e n

o r d e r t r a c t o r

t r a i l e r - s i z e

d e l i v e r i e s .

T h e

a d v e r t i s i n g

o f t h i s p r o d u c t h a s

b e e n

b o t h s t r a i g h t f o r w a r d

a n d

e f f e c t i v e . T h e

f o r t h r i g h t

c h a r a c t e r

o f t h e

R C A

a d v e r -

t i s i n g m a k e s i t

s t a n d o u t

i n

a n i n d u s t r y

w h i c h

h a s

o f t e n g r o s s l y

e x a g g e r a t e d i n

t h e i r

a d v e r t i s i n g

c o p y .

T h e R C A

p r o d u c t

h a s

s t r o n g

a n d e a s i l y

r e c o g n i z e d

s a l e s f e a t u r e s w h i c h

g i v e

b o t h

t h e

A d v e r t i s i n g

D e p a r t m e n t

a n d t h e

s a l e s m e n

a s t o r y f o r t h e i r

c u s t o m e r s .

A l l

o f t h e

R C A

a n t e n n a

l a b o r a t o r y

p r o d u c t s

a n d

c o m p o n e n t s

a r e f u l l y

d o c u m e n t e d w i t h i n

t h e

R C A

d r a w i n g

s y s t e m . T h e

g e n e r a l

e x c e l l e n c e o f t h i s

s y s t e m h a s

p e r m i t t e d

b o t h

p r e c i s i o n

a n d

f l e x i b i l i t y

i n

d e a l i n g w i t h v e n d o r s

a s

w e l l

a s

t i g h t c o n t r o l o f

t h e

p r o d u c t

i n t h e

a n t e n n a f a c t o r y .

A n t e n n a

f a c t o r y

M o s t

o f

t h e m e t a l p a r t s

u s e d i n p r o d u c -

t i o n

a r e

f a b r i c a t e d

" i n -

h o u s e

" .

T h e f a c -

t o r y

e m p l o y s

h i g h - s p e e d

s t a m p i n g

m a c h i n e s ,

r o l l i n g

m i l l s ,

p i e r c i n g

m a c h i n e s ,

s w a g i n g m a c h i n e s ,

a n d

o t h e r

s i m i l a r

e q u i p m e n t . A l l

a l u m i n u m

s h e e t

m e t a l

i s p r e

- f i n i s h e d

b e f o r e

s t a m p i n g ,

r o l l i n g ,

o r p i e r c i n g . E v e n

w e l d e d

t u b i n g ,

w h i c h

i s

p u r c h a s e d ,

i s

f i n i s h e d

b e f o r e

f o r m i n g

a n d

w e l d i n g . A

t u b e

- b e n d i n g

m a c h i n e

i s s h o w n i n

F i g . 5 .

S t a m p e d

p a r t s a r e p r o d u c e d

w i t h

a u t o m a t i c

m a c h i n e s

a t a h i g h r a t e w i t h p r o g r e s s i v e

d i e s .

P l a s t i c

p a r t s

a r e

p r o d u c e d f r o m

R C A

m o l d s

b y

s u p p l i e r s w h o

s p e c i a l i z e

i n t h e s e i t e m s .

A n t e n n a s

a r e

a s s e m b l e d w i t h


f e d r i v e t e r s

a l o n g

a

2 0 0

f t

m o v i n g

b e l t

a s


6 . Q u a l i t y i s

a s s u r e d b y i n s p e c t i o n

o f v e n d o r - s u p p l i e d

p a r t s ,

a n d

b y a s s e m b l y l i n e

i n s p e c t i o n .

A n t e n n a

q u a l i t y h a s

r e m a i n e d

h i g h f r o m

t h e s t a r t o f p r o d u c t i o n .

E n t r e p e n e u r s h i p

- P a r t s

a n d

A c c e s -

s o r i e s s t y l e

A s

a

b u s i n e s s

e n t e r p r i s e , R C A

e n g i n e e r i n g , m a n u f a c t u r i n g ,

a n d

m a r k e t -

i n g

o f

a n t e n n a s

i s

a n

u n q u a l i f i e d

s u c c e s s .

T h e

p r o d u c t i s

g o o d ,

t h e

p r i c e i s

r i g h t ,

t h e

c u s t o m e r s

a r e

p l e a s e d ,

a n d

R C A s h o w s

a

r e s p e c t a b l e

p r o f i t . T h e

e n t i r e

u n d e r -

t a k i n g h a s b e e n

c a r e f u l l y

t a i l o r e d

t o

f i t

t h e p r o d u c t

w i t h n o r o o m

f o r f r i l l s .

E v e r y

m e m b e r

o f t h e t e a m p l a y s

a v i t a l

r o l e

a n d

e v e r y m e m b e r k n o w s

h o w

h e

r e l a t e s

t o

t h e

o v e r a l l e f f o r t . M o r a l e

i s h i g h

a m o n g

t h e p a r t i c i p a n t s

b e c a u s e

e v e r y o n e s e e s

t a n g i b l e

r e s u l t s f r o m

h i s i n d i v i d u a l

e f -

f o r t s .

B u s i n e s s

s u c c e s s b e c o m e s

p e r s o n a l

s u c c e s s .

T h e

a n t e n n a

a c t i v i t y i s i n t e g r a t e d

a s p a r t

o f R C A

P a r t s

a n d A c c e s s o r i e s .

M a r k e t i n g ,

A d v e r t i s i n g ,

S a l e s ,

A c -

c o u n t i n g ,

P u r c h a s i n g ,

a n d


a c t i v i t i e s

a r e

l o c a t e d i n

D e p t f o r d ,

N . J .

T h e

s a l e s


o p e r a t e s

t h r o u g h o u t

t h e

e n t i r e U n i t e d

S t a t e s .

T h e

R C A

i n v e s t m e n t

i n

a s a l e s

o r g a n i z a t i o n ,

a n e n g i n e e r i n g

f a c i l i t y , t h e

d e s i g n

e f f o r t , t o o l i n g ,

a n d t h e

m a n u f a c -

t u r i n g

f a c i l i t y ,

a l o n g w i t h

s u c c e s s f u l

p r o d u c t i o n

a n d

p r o m o t i o n ,

h a s

c o n -

v i n c e d

e v e n

t h e

m o s t

s k e p t i c a l

t h a t

R C A

i s

i n t h i s b u s i n e s s

t o s t a y .

R C A ' s

s u p e r i o r p o s i t i o n i n

m a r k e t i n g

h o m e i n s t r u m e n t s

h a s ,

o f c o u r s e , h e l p e d

i n m a r k e t i n g

R C A

a n t e n n a s . T h e R C A

n a m e

a n d r e p u t a t i o n

h a v e

b e e n

o f

s i g n i f i c a n t v a l u e

i n

o p e n i n g

c u s t o m e r

d o o r s

f o r

t h i s

n e w p r o d u c t

l i n e .

F o r

g r o w t h

t o

c o n t i n u e

a t

a

h e a l t h y

r a t e ,

h o w e v e r ,

i t h a s

b e e n n e c e s s a r y

t h a t t h e

a n t e n n a l i n e m e a s u r e

u p

t o

t h e n a m e .

A l o n g

w i t h

t h e

r e l a t i o n s h i p

t o t h e C o r -

F i g .

5 - T u b e

- b e n d i n g m a c h i n e .

p o r a t i o n , a t l a r g e ,

t h e n e w

a n t e n n a

a c -

t i v i t y

h a s b e e n

a b l e t o c r e a t e i t s

o w n w a y

o f

l i f e

- a

w a y

t h a t i s h i g h l y

e f f i c i e n t

i n

t h e

p r o d u c t i o n

a n d s a l e s

o f

a p r o d u c t i n

a n

e s t a b l i s h e d a n d

c o m p e t i t i v e m a r k e t .

A f t e r

s u c c e s s f u l l y l a u n c h i n g

t h e

m a n u f a c t u r e

o f t h e


o u t -

d o o r

l i n e

o f

a n t e n n a s i n t h e

R C A

a n t e n n a

f a c t o r y ,

o t h e r p r o d u c t s

w e r e

e x a m i n e d

f o r p o s s i b l e

a d d i t i o n . S i m i l a r l y ,

a h i g h l y

d i s t i n c t i v e

l i n e

o f i n d o o r

a n t e n n a s

w a s

a l s o d e v e l o p e d ;

t h e s e

a n t e n n a s

a r e

n o w

p r o d u c e d

i n

o u r m a n u f a c t u r i n g

f a c i l i t y .

I n

b o t h c a s e s , t h e

a d v a n t a g e s

o f

i n - h o u s e

m a n u f a c t u r e

p r o v e d

t o

b e

a s u b s t a n t i a l

f a c t o r

i n

a c h i e v i n g p l a n n e d

b u s i n e s s

r e s u l t s .

T h e

f u t u r e

I

h e

R C A a n t e n n a l a b o r a t o r y

b u i l d i n g a t

D e p t f o r d

a l s o p r o v i d e s f o r

a n e n g i n e e r -

i n g

a c t i v i t y

e n g a g e d

i n

i n v e s t i g a t i n g

a

v a r i e t y

o f

o t h e r

p o t e n t i a l

p r o d u c t s . T h e r e

i s

a c o m p l e t e m o d e l

s h o p , a d e s i g n a n d

d r a f t i n g r o o m ,

a n d g e n e r a l


l a b o r a t o r i e s .

O t h e r p r o d u c t

i t e m s

t h a t

h a v e

b e e n

d e v e l o p e d

b y P .

&

A . E n g i n e e r i n g

i n c l u d e

a T V -

a n t e n n a -

s y s t e m a c c e s s o r i e s

l i n e

o f

4 5

i t e m s .

T h e s e

c o n s i s t

o f a m p l i f i e r s a n d

p a s s i v e

d e v i c e s r e q u i r e d

f o r

s m a l l h o m e

t y p e

M A T V ,

( m a s t e r - a n t e n n a

T V )

s y s t e m s ,

a

f e w

o f

w h i c h

a r e s h o w n i n F i g .

7 . T h e r e

i s a n a n t e n n a

r o t a t o r

l i n e

w i t h

t h r e e m o d e l s ,

p l u s a

c o m p l e t e

l i n e

o f

a n t e n n a - i n s t a l l a t i o n

h a r d w a r e . R C A

P a r t s

a n d A c c e s s o r i e s

a l s o e n g a g e s i n

o t h e r

d i v e r s i f i e d

p r o d u c t

d e s i g n . O n e

o f

t h e s e

i s c a r s t e r e o

t a p e p l a y e r s , s o m e

i t e m s

o f

w h i c h

a r e s h o w n

i n F i g .

8 .

T h e

R C A


c o n t r i b u t i o n t o t h e

d e s i g n o f

t h e s e

p r o d u c t s

v a r i e s

f r o m

c o m -

p l e t e

p r o d u c t

d e s i g n

t o

c r i t i c a l

r e v i e w

a n d

m o d i f i c a t i o n .

C a r e f u l f a c t o r y p r o d u c t i o n

c o n t r o l i s

e x e r c i s e d o n a l l p r o d u c t l i n e s .

I t

F i g .

6 - A u t o m a t e d

r i v e t i n g

o p e r a t i o n .


8/18/2019 antenna----------npl


n c n

. m o , , , , . ,

F i g .

7

- S o m e

o f t h e

a c c e s s o r i e s

- l i n e

f o r

m a s t e r

- a n t e n n a

T V

s y s t e m s .

i s

e x p e c t e d

t h a t s o m e o f

t h e s e p r o d u c t s

w i l l e v e n t u a l l y g o

t h e

f u l l w a y

f r o m o u t -

s i d e p r o c u r e m e n t

t o

R C A m a n u f a c t u r e

a l o n g t h e

s a m e

l i n e s p a t t e r n e d

b y

t h e

a n t e n n a

b u s i n e s s .

T h e D e p t f o r d


g r o u p

h a s

a l r e a d y

h a d

s u b s t a n t i a l

e x p e r i e n c e

w i t h

a n t e n n a

r o t a t o r a n d

R F a m p l i f i e r

d e s i g n .

T h e r e

h a s

a l s o

b e e n a n

a d v a n c e d


p r o j e c t

i n c o o p e r a t i o n

w i t h

D

( b )

T I E P O I N T S

A L O N G

E D G E S

O F S H E E T

P L A S T I C S H E E T

F i g .

9 -

S k e t c h e s

o f

r a d i o


w i n d o w .

1 0

F i g . 8 - S o m e

o f

t h e c a r

s t e r e o

- t a p e

l i n e .

t h e

D a v i d S a r n o f f

R e s e a r c h

C e n t e r . '

T h i s

h a s r e s u l t e d

i n t h e c r e a t i o n

o f a

n e w

c o n c e p t

o f

a m i n i a t u r e

t r a n s i s t o r i z e d ,

r o t a t a b l e ,

o u t d o o r

a n t e n n a s

w h i c h

i s

e n -

c l o s e d

i n a

w e a t h e r p r o o f

h o u s i n g .

T h i s

p r o d u c t

w i l l b e

i n t r o d u c e d

e a r l y

i n

1 9 7 3 .

T h e


o f

t h i s a n t e n n a

w i l l

b e

f u l l y d e s c r i b e d

i n

a

f u t u r e

i s s u e

o f

t h e

R C A

E n g i n e e r .

A c k n o w l e d g m e n t s

N e i l B u r w e l l

a n d

F r a n k

D i M e o

w e r e r e s -

p o n s i b l e

f o r

t h e

m e c h a n i c a l

d e s i g n

a n d

t h e p r o d u c t

d e s i g n

o f t h e

" P e r m a c o l o r

a n t e n n a

l i n e .

M r .

B u r w e l l d i e d

s h o r t l

a f t e r

c o n c l u s i o n

o f

t h e

m e c h a n i c a l

d e s i g n

p h a s e

o f t h e

a n t e n n a

l i n e .

R e f e r e n c e s

1 ) 0 . 1

v o .

F . R . a n d

R i s l I .

\ .

N .

I

R C A ) .

C o l l a p . r i

s t r u c t u r e

t o s u p p u r t

a n t e n n a

e l e m e n t ,

u . S .

P a t e n t

3 . 2 6 3 . 1

A o s . .

1 9 7 1 1 .

P i t m a n .

I ) .

A V .

( R C A ) . C o m b i n e r /

I

/ I F (

H I d i p o

n r r r r n n a a r r a y ,

l

_

S . P a t e n t

3 . 6 5 3 . 1 1 5 6 .

I .

( I l u g h : m .

I .

I ) .

R C A ) .

t u l l i - l r e q u e m e

a n t e n n a ,

I L

P a t e n t

3 . 6 : + 3 , 3 9 1 .

4 .

l i e m e r e

a n t e n n a

c o n c e p t

w : m

d e r

e l o p e d

a t D e p t f o r d

u n d

t h e

l e a d e r s h i p

r l

I r .

J a n t e s G i b s o n o f t h e

l ) a c r d

S a r n

R e s e a r c h ( e n t e r .

A p p e n d i x

A -

D e s i g n o f

t h e

r a d i o

- t r a n s p a r e n t

w i n d o w

f o r

t h e a n t e n n


f a c i l i t y

a t

D e p t f o r d ,

N . J .

T h e

r a d i o - t r a n s p a r e n t

w i n d o w

c o n s i s t s

o f a n e d g e -

s u p o r t e d ,

s i n g l e p l a s t i c

s h e e t

6 0 0 f t '

i n

a r e a .

A

s h e e t

o f t h i s

s i z e

w i l l

b e

e x p o s e d

t o

a p p r o x i m a t e l y

1 4 , 0 0 0

l b s

o f

a i r

p r e s s u r e

i n a

9 0

m i

h w i n d . I t i s n o t

d i f f i c u l t

t o

d e s i g n

a

w o o d s t r u c t u r e

f o r

t h e s t a t i c

l o a d t h a t t h i s

i m p a r t s

t o t h e s u p -

p o r t i n g

f r a m e . H o w e v e r ,

i f

s u c h a

s h e e t i s

d r a w n

t a u t

t o

a f l a t s u r f a c e ,

i t

t e n d s

t o o s -

c i l l a t e

i n t h e

w i n d . I t

i s

t h e

o s c i l l a t i o n

w h i c h m a k e s

t h e

s h e e t

s e l f -

d e s t r u c t i v e

a n d a d d s

s u b s t a n t i a l l y

t o

t h e

s t r e s s e s

i m -

p a r t e d

t o t h e

s u p p o r t

m e m b e r s .

A m e t h o d

f o r

m i n i m i z i n g

w i n d - i n d u c e d


w a s c o n v e i v e d

b y

N e i l

B u r w e l l .

i f A B C D

o f

F i g .

9 a r e p r e s e n t s

t h e

o p e n e n d

o f

a

b o x ,

a

v e r t i c a l

s t r i n g

a t -

t a c h e d

t o t o p

a n d b o t t o m

c a n

b e

r e n d e r e d

i n c a p a b l e

o f o s c i l l a t i o n

i n i t s

f u n -

d a m e n t a l

m o d e

b y

p u l l i n g

i t t o w a r d

t h e

i n s i d e

o f

t h e

b o x

a t

p o i n t

0 a t

t h e c e n t e r .

A s e c o n d

s t r i n g

s t r e t c h e d

h o r i z o n t a l l y

a c -

r o s s

t h e o p e n i n g

c a n

b e s i m i l a r l y

r e n d e r e d

n o n

- o s c i l l a t i n g

b y

p u l l i n g

i t s

c e n t e r

o u t w a r d

f r o m t h e

b o x .

I f

t h e e n d s

o f

t h e

h o r i z o n t a l

s t r i n g a r e

m o v e

i n w a r d ,

E O F

a n d

( i O H

b e c o m e

a s t a b l

s y s t e m

w i t h

n e i t h e r s t r i n g c a p a b l e

o f

f u n

d a m e n t a l -

m o d e o s c i l l a t i o n .

A

s i m i l a

b a l a n c e

o f f o r c e s

m a y b e a c c o m p l i s h e d

a

s h e e t a t t a c h e d

t o

p o i n t s

A B C D b y c u r

v i n g t h e

t o p a n d b o t t o m

o u t w a r d

a n d t h

s i d e s

i n w a r d a s

s h o w n

i n F i g .

9 b .

T h e o u t s i d e

w a l l o f

t h e

a n t e n n

l a b o r a t o r y

i s s u c h

a c o m p o u n d

c u r v e

s h e e t .

m a d e o f p o l y v i n y l

c h l o r i d e

r e i

f o r c e d

w i t h a d a c r o n

f i b e r s .

T h e s h e e

c o n s t i t u t e s

t h e

e n t i r e

e n d

w a l l

o f

t

b u i l d i n g s h o w n

i n

F i g .

I .

I t

w a s

d r a w

t a u t

a n d

p e r m i t t e d

t o b e

s e l f

- e q u a l i z i

b y

u s e

o f h e a v y e l a s t i c

t i e s a l o n g

t

e d g e s .

P r i o r

t o

t h e

e r e c t i o n

o f

t h e

f u l l

- s c a l e

w a

a s c a l e

m o d e l

o f

t h e

p l a s t i c

s h e e t

a n d

t

e l a s t i c

s u p p o r t s

w a s c o n s t r u c t e d

o v e r

v a c u u m

c h a m b e r .

T h e

b e h a v i o r t o

b e e

p e c t e d

i n

h i g h

w i n d s

w a s

s t u d i e d b y p a

t i a l l y

e v a c u a t i n g

t h e

c h a m b e r

a n

m e a s u r i n g

t e n s i o n

i n t h e

e l a s t i c

t i e s .


8/18/2019 antenna----------npl


G

& C S

a n t e n n a

r a n g e

W .

C .

W i l k i n s o n

T h e

a n t e n n a

i s a

m a j o r

e l e m e n t

i n m o s t

o f

t h e

s y s t e m s

p r o d u c e d

b y t h e v a r i o u s

d i v i s i o n s

o f

G & C S . T h e


a n d


o f t h e s e

a n t e n n a s

r e q u i r e s

i n c r e a s i n g l y

s o p h i s t i c a t e d

f a c i l i t i e s

a n d

c o n t r o l l e d

c o n d i t i o n s .

A

n e w R C A

a n t e n n a

t e s t r a n g e

f o r t h i s w o r k

h a s

b e e n

p l a n n e d

a n d

i s

b e i n g i m p l e m e n t e d .

S p e c i a l

a t t e n t i o n

h a s

b e e n p a i d

t o

t h e

p r o b l e m s

o f m u t u a l

a n d

e x t e r n a l

i n t e r f e r e n c e f r o m

s y s t e m s

b o t h

i n

o p e r a t i o n

a n d

u n d e r

t e s t . M a n a g e m e n t

a s

w e l l a s t e c h n i c a l

d e s i g n

w i l l

p l a y

a n

i m p o r t a n t r o l e

i n

t h e s o l u t i o n

o f

t h e s e

e v e r p r e s e n t

p r o b l e m s .

S I N C E

T H E

C O M P A N Y

w a s

f o r m e d

m o r e

t h a n 5 0

y e a r s

a g o , R C A

h a s

h a d

a

m a j o r

r o l e

i n

a n t e n n a r e s e a r c h ,

d e s i g n , a n d m a n u f a c t u r e . O n e o f t h e

e a r l i e s t

w a s

t h e B e v e r a g e '

o r

w a v e

a n -

t e n n a c o n s i s t i n g

o f t w o

h o r i z o n t a l

w i r e s

9

m i l e s l o n g . O n e o f t h e l a t e s t i s

t h e

A N

/ S P Y

- 1

a n t e n n a , '

c o n s i s t i n g

o f

4 4 8 0

e l e c t r o n i c a l l y s t e e r e d e l e m e n t s .

T h e

t y p e s , s i z e s ,

a n d

f r e q u e n c i e s

h a v e

b e e n

a s v a r i e d a n d a s

e x t r e m e

a s

t h e

e l e c t r o n i c

c o m m u n i c a t i o n s a r t

i t s e l f .

A n e c e s s a r y a d j u n c t t o a n y a n t e n n a


i s

a

t e s t o r m e a s u r e m e n t

c a p a b i l i t y .

I n R C A ,

t h e s e

m e a s u r e -

m e n t f a c i l i t i e s h a v e

t a k e n

m a n y f o r m s

R e p r i n t

R E -

1 8 - 5 - 1 6

F i n a l

m a n u s c r i p t

r e c e i v e d

O c t o b e r

2 5 , 1 9 7 2

W i l l i a m C . W i l k i n s o n , L d r .

S p a c e

a n d

A i r b o r n e A n t e n n a s

R a d i a t i o n E q u i p m e n t E n g i n e e r i n g

M i s s i l e

a n d S u r f a c e


M o o r e s t o w n , N . J .

g r a d u a t e d f r o m P u r d u e

U n i v e r s i t y i n

1 9 4 1 ,

w i t h

t h e

B S E E .

S i n c e t h e n , h e h a s

b e e n e m p l o y e d

b y

R C A ; i n

1 9 4 1

- 1 9 4 2 , a t t h e M a n u f a c t u r i n g

C o . ,

C a m d e n ,

N .

J . ;

i n 1 9 4 2 - 1 9 6 1

a t

t h e

R C A

L a b o r a -

t o r i e s , P r i n c e t o n ,

N . J . ;

a n d s i n c e M a r c h

1 9 6 1 a t

t h e

M i s s i l e

a n d

S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n ,

M o o r e s -

t o w n ,

N . J .

H i s

e x p e r i e n c e h a s b e e n

i n

a p p l i e d

r e s e a r c h

a n d

a d v a n c e d

s y s t e m s d e v e l o p m e n t ,

R F


a n d

c o m p o n e n t s ,

a n d i n

a n t e n n a s .

P a r t i c u l a r

a r e a s

o f e x p e r i e n c e

a r e : n a r r o w

- b e a m

r a p i d -

s c a n n i n g

a n t e n n a s

a t m i c r o w a v e

a n d

m i l l i -

m e t e r

w a v e s ;

a i r b o r n e

h i g h

- r e s o l u t i o n

r a d a r ; a n d

g r o u n d

- s p a c e

c o m m u n i c a t i o n

a n t e n n a s .

A t

p r e s -

e n t ,

h e

i s

e n g a g e d

i n

d e v e l o p m e n t a l

p r o g r a m s

o n

a n t e n n a

s y s t e m s .

M r . W i l k i n s o n

i s

a m e m b e r

o f

S i g m a

K i , E t a

K a p p a

N u ,

a n d

a

S e n i o r M e m b e r

o f

t h e

I R E .

i n

n u m e r o u s

l o c a t i o n s :

b u i l d i n g

r o o f s ,

v a c a n t

l o t s ,

u n u s e d

b a s e b a l l

f i e l d s ,

s p e c i a l l y

d e s i g n e d

b u i l d i n g s ,

a n d e l a b -

o r a t e l y g r a d e d

t e r r a i n .

I n t h e

p a s t

( a n d t o

s o m e

e x t e n t

e v e n a t

p r e s e n t )

,

t h e

t e s t

l o c a t i o n s

a n d f a c i l i t i e s

r e p r e -

s e n t e d

t h e n a r r o w

n e e d s

o f a

s i n g l e

d i v i s i o n o r

p r o d u c t

l i n e .

A l t h o u g h

s u c h p a r o c h i a l i s m

l i m i t e d

t h e r e -

s o u r c e s

t h a t c o u l d

b e u s e d

f o r

c a p i t a l

e q u i p m e n t ,

a


p o s i t i o n

c o u l d

g e n e r a l l y

b e m a i n t a i n e d .

H o w e v e r ,

t h e

g r e a t

s t r i d e s m a d e

i n


d u r i n g

a n d

s i n c e

t h e

W o r l d

W a r

I I ,

a n d t h e

p r e s s i n g

r e q u i r e m e n t s

f o r


b y t h e

w o r l d ' s

i n -

c r e a s i n g

p o p u l a t i o n

h a v e

e n o r m o u s l y

i n c r e a s e d

t h e

c o m p l e x i t y

a n d n e c e s -

s a r y

c a p a b i l i t y

o f a n t e n n a s . I n

a d d i -

t i o n , l a b o r

c o s t s a n d

s c h e d u l e n e e d s

m a k e

h i g h -

d a t a

- r a t e t e s t

e q u i p m e n t

m a n d a t o r y .

T h e

r e s u l t

i s t h a t

t e s t

f a c i l i t i e s

h a v e

i n c r e a s e d

m a n y f o l d

i n

s o p h i s t i c a t i o n

a n d

c o s t .

H a n d

- t u r n e d

p o s i t i o n e r s

a n d p o i n t

- b y

- p o i n t

h a n d

-

p l o t t e d

d a t a p o i n t s

e x i s t

o n l y i n

t h e

r e m i n i s c e n c e s

o f

n o t

- s o - o l d e n g i n e e r s .

H i s t o r y

S o m e w h a t

o v e r t e n y e a r s

a g o , t h e

d e f e n s e

g r o u p o f R C A

d i v i s i o n s c o n -

s o l i d a t e d

t h e a n t e n n a

p e r s o n n e l

a t

M o o r e s t o w n

i n

t h e M i s s i l e

a n d

S u r -

f a c e

R a d a r

D i v i s i o n f o r

t h e

p u r p o s e

o f

e n h a n c i n g

t h e


a n d d e -

s i g n

c a p a b i l i t y .

T h e

c o m m o n a l i t y

o f

a n t e n n a

e x p e r i e n c e

w o u l d

i m p r o v e

a n d c r o s s

- f e e d

d e s i g n s

f o r t h e

v a r i o u s

d i v i s i o n s ;

t h e

D E P A n t e n n a

S k i l l

C e n t e r

c a m e i n t o

b e i n g . I n

t h e

y e a r s

s i n c e

i t s f o r m a t i o n ,

t h e

g r o u p e d

a n -

t e n n a

s k i l l s

h a v e

s e r v e d

a l l f i v e

d i v i -

s i o n s i n

m a n y p r o g r a m s ,

a n d h a v e

c o n t r i b u t e d

m a t e r i a l l y

t o

t h e n e e d s

o f t h e

c o m m e r c i a l

d i v i s i o n s . ( A n

a n -

t e n n a r a n g e

i s

o p e r a t e d

b y C S D

a t

G i b b s b o r o ,

N . J .

f o r d e v e l o p m e n t a n d

p r o d u c t i o n

t e s t

o f

F M a n d T V b r o a d -

c a s t


a n t e n n a s . ' A n o t h e r

r a n g e

f o r

T V r e c e i v e r

a n t e n n a s

i s

o p -

e r a t e d

a t D e p t f o r d . '

A t a b o u t

t h e

s a m e t i m e

t h a t t h e A n -

t e n n a S k i l l C e n t e r

w a s i n s t i t u t e d ,

t h e

r a n g e

f a c i l i t i e s

a t

M o o r e s t o w n

w e r e

s e r i o u s l y a f f e c t e d

b y o p e r a t i o n

o f

t h e

p r o t o t y p e

o f t h e B M E W S

t r a c k e r , t h e

A N

/ F P S

- 4 9 ,

a

n e a r b y

v e r y

h i g h

p o w e r

r a d a r .

A n u m b e r

o f t h e

a n -

t e n n a

t e s t p r o g r a m s

w e r e

m o v e d

t o

t h e

j u s t p r e v i o u s l y

r e l i n q u i s h e d

H o m e

I n s t r u m e n t s

r e c e i v e r t e s t

s i t e a t

M e d -

f o r d ,

N . J . ,

a p p r o x i m a t e l y n i n e m i l e s

f r o m

t h e

M

& S R

p l a n t .

T h i s

s m a l l s i t e

h a s b e e n i n c o n t i n u o u s u s e

s i n c e , f o r

p r o g r a m s

w h i c h c o u l d n o t

t o l e r a t e

t h e

a m b i e n t

e l e c t r i c a l

n o i s e l e v e l a t

M o o r e s t o w n .

H o w e v e r ,

t h e

s i t e

w a s

o n l y

a n

e x p e d i e n t a n d n e v e r b e c a m e

a

c o m p l e t e

p e r m a n e n t

r a n g e .

T h e n e e d

f o r

a

c o n s o l i d a t e d p e r m a -

n e n t r a n g e

h a s b e e n r e c o g n i z e d ,

b u t

t h e a p p a r e n t r e q u i r e m e n t

f o r m o r e

s u i t a b l e l a n d b e c a m e

a

s t u m b l i n g

b l o c k .

A s

n o t e d ,

t h e

p r e s s i n g n e e d s

f o r

b e t t e r f a c i l i t i e s

t r i g g e r e d a n e v a l -

u a t i o n o f p r e v i o u s r a n g e

p l a n s

i n

l i g h t

o f e x i s t i n g c o n s t r a i n t s . T h e

d i f f i c u l t i e s

o f o b t a i n i n g

l a n d

l o c a t e d s u f f i c i e n t l y

c l o s e

a n d s i t u a t e d s u c h t h a t

i t

w o u l d

b e i n a n o i s e - f r e e

e n i v r o n m e n t

f o r

t h e

r e a s o n a b l e f u t u r e , f o r c e d

a

r e -

e x a m i n a t i o n

o f t h e p o t e n t i a l

u s e f u l -

n e s s o f t h e

M o o r e s t o w n p r o p e r t y i t -

s e l f .

T w o

c o n c l u s i o n s w e r e

r e a c h e d :

1 )

T h i s

p r o p e r t y

c o u l d

b e u s e d i f a

f u l l

p r o g r a m

o f n o i s e c o n t r o l

w e r e

c a r r i e d

o u t ; a n d

2 ) N o

o t h e r

l o c a t i o n

w o u l d b e

m a r k -

e d l y

b e t t e r .

T h e

p a r t i c u l a r

a n d g e n e r a l

r a n g e

n e e d s

w e r e

a s s e s s e d

a n d

a

m a s t e r p l a n

d e v e l o p e d f o r

a n

o r d e r l y i m p l e m e n -

1


8/18/2019 antenna----------npl


t a t i o n

o v e r

a

4 -

t o

5

- y e a r p e r i o d .

T h i s

p l a n h a s b e e n a p p r o v e d , a n d p e r i o d i c

r e v i e w s a n d

a s s e s s m e n t s w i l l m o d i f y

t h e p l a n d e t a i l s ,

i f n e c e s s a r y , a s

t i m e

g o e s o n .

R e q u i r e m e n t s

A s

n o t e d ,

t h e t y p e s a n d s i z e s o f

a n -

t e n n a s d e v e l o p e d

a t M S R D h a v e

s p r e a d o v e r

a l a r g e s p a n .

I t

i s

e x -

p e c t e d t h a t t h i s w i l l

c o n t i n u e .

T h u s

a

b r o a d g e n e r a l c a p a b i l i t y m u s t b e

m e t ,

r e c o g n i z i n g o f

c o u r s e t h a t t h e r e w i l l

a l w a y s b e s i z e s

a n d t y p e s s o e x t r e m e

t h a t s p e c i a l

t e c h n i q u e s a n d f a c i l i t i e s

w i l l b e

r e q u i r e d .

T h e

g e n e r a l

r e q u i r e -

m e n t s f o r a r a n g e s i t e a r e :

S i z e a d e q u a t e

f o r d e v e l o p m e n t a l

t e s t s

I n t e r f e r e n c e

m i n i m a l o r

w i t h i n

c o n t r o l

A c c u r a c y p e r m a n e n t

c a l i b r a t e d

r a n g e s

S u p p o r t s h o p , l a b o r a t o r y ,

h o u s e k e e p i n g

L o c a t i o n c o n v e n i e n t t o t h e M S R D

m a i n p l a n t

A l l - w e a t h e r

s u f f i c i e n t t o

m a i n t a i n

s c h e d u l e s

F i g . l

s h o w s t h e


o f

m i n i -

m u m r e q u i r e d r a n g e l e n g t h , a n t e n n a

s i z e ,

a n d f r e q u e n c y . V a r i o u s r e p r e s e n -

t a t i v e a n t e n n a d e v e l o p m e n t s a r e s p o t -

t e d , i l l u s t r a t i n g t h a t

m o s t

o f

t h e

p r o -

g r a m s

c a n

b e

s a t i s f i e d

w i t h

a

r a n g e

l e n g t h

o f

3 0 0 0 t o

4 0 0 0

f t .


i s

o f

t w o

k i n d s ,

p a s s i v e

a n d a c t i v e .

P a s s i v e r e l a t e s t o t h o s e e f -

f e c t s

w h i c h p r e v e n t

t h e

a n t e n n a

f r o m

b e i n g t e s t e d

i n a f r e e

- s p a c e

e n v i r o n -

m e n t : m u l t i - p a t h o r u n w a n t e d

s c a t t e r -

i n g

e f f e c t s o f

g r o u n d

r e f l e c t i o n s ,

b u i l d i n g s , a n d n a t u r a l v e g e t a t i o n .

A c -

t i v e i n t e r f e r e n c e i n c l u d e s

a l l u n d e -

s i r e d

r a d i a t i o n .

T h e e v e r - p r e s e n t g r o u n d

i s h a n d l e d

b y e i t h e r

o f t w o t e c h n i q u e s : 5

t h e t e s t

M A I N

P L A N T

A N T E N N A

L A B O R A T O R Y

B U I L D I N G

M S R D M O O R E S T O W N

N 9 1 2 A C R E S

a n t e n n a a n d

s o u r c e a r e

e l e v a t e d

t o

m i n i m i z e g r o u n d

r e f l e c t i o n s , o r t h e

t w o e n d p o i n t s

a r e

l o c a t e d

c l o s e t o

t h e

g r o u n d

a n d t h e

g r o u n d

r e f l e c t i o n

c o n -

t r o l l e d a n d u s e d .

T h e f o r m e r

i s c a l l e d

a n

e l e v a t e d

r a n g e

a n d

t h e

l a t t e r

a

g r o u n d - l e v e l

r a n g e .

I n

s o m e

i n s t a n c e s

a d v a n t a g e

h a s

b e e n t a k e n o f

t w o e l e -

v a t e d p o i n t s .

s e p a r a t e d

b y

a

v a l l e y .

S o u t h J e r s e y ,

u n f o r t u n a t e l y ,

d o e s

n o t

b o a s t

s u c h f e a t u r e s .

M o r e

g e n e r a l l y

o n e o r b o t h t e r m i n a l s

a r e

p l a c e d

o n

t o w e r s

a n d r e s i d u a l s p e c t r a l

g r o u n d

r e f l e c t i o n s

b r o k e n

u p o r a b s o r b e d

t o

s o m e t o l e r a b l e

l e v e l .

T h i s

i s a

t y p e o f

r a n g e

e m p l o y e d

a t

M S

R D

f o r

m a n y

p r o g r a m s .

T h e

g r o u n d

- l e v e l

r a n g e

r e q u i r e s c a r e -

f u l l y g r a d e d

a n d c o n t r o l l e d

t e r r a i n

b e t w e e n t h e t e s t a n t e n n a

a n d

t h e

s o u r c e a n t e n n a

t o

m a i n t a i n

a s t a b l e

a d d i t i o n

o f

t h e

g r o u n d - r e f l e c t i o n

s i g -

n a l

w i t h

t h e d i r e c t

- l i n k s i g n a l

o v e r t h e

a r e a o f t h e

t e s t

a n t e n n a a p e r t u r e .

T h i s

t y p e o f

r a n g e i s

u s e f u l

f o r

c e r t a i n

s i z e s

a n d f r e q u e n c i e s .

A c t i v e i n t e r f e r e n c e

i s

g e n e r a t e d

b y

m a n y s o u r c e s :

s o m e

a r e

l i c e n s e d

t r a n s m i t t e r s ,

o t h e r s

a r e

i n c i d e n t a l

n o i s e g e n e r a t o r s .

T h e

e v e r

i n c r e a s i n g

n u m b e r o f

r a d a r

a n d c o m m u n i c a t i o n

s t a t i o n s

p u t s

a l m o s t

a n y t e s t

s i t e

i n

a n i n t e r f e r e n c e

a r e a .

I n a d d i t i o n ,

M S R D i t s e l f

h a s

a

c o n t i n u i n g

n u m b e r

o f

r a d a r

a n d

h i g h

p o w e r t r a n s m i t t e r s

u n d e r

t e s t . S o u r c e

r a d i a t i o n

o f m u l t i -

p l e r a n g e s

t h e m s e l v e s

m a y c a u s e

i n t r a -

r a n g e p r o b l e m s .

T o l e r a b l e

l e v e l s c a n

b e

r e a c h e d

a n d m a i n t a i n e d

o n l y

b y a n

a c r o s s - t h e

- b o a r d

a t t a c k :

1 )

E l i m i n a t i o n o r

r e d u c t i o n

o f

t h e

i n -

t e r f e r e n c e

2 )

D i s c r i m i n a t i o n

a g a i n s t

t h e

i n t e r -

f e r e n c e

R A N G E S

-

-

-

-

D E V E L O P M E N T

S Y S T E M

P A C E

T R A C K

1 0 0 0 '

F i g .

2

R a d a r

t e s t r a n g e s ,

M S R D .

1 2

Y I M I Y W

R A N G E C E N S T R

P O N

P A T T E R N

M E A S U R E M E N T S

l i l u l i u u l i

m i s s i

e z r w r

b i i i

` r

G E , .

m , , 1 i

i a

T

F

T

- , , 1 - - , 1 e

2

\ \

'

\ - \

" , ' 1 "

z

A N T E N N A

S I Z E -

F E E T

F i g .

1 - R e l a t i o n s h i p

o f

m i n i m u m

r a n g e l e n

a n t e n n a

s i z e , a n d

f r e q u e n c y .

T h e

f i r s t

w o r k s

o n t h e

i n t e r f e r e n c

s o u r c e ,

t h e

s e c o n d

o n

t h e

t e s t

a n t e n n

r e c e i v e r .

R a n g e

p l a n

G e n e r a l

T h e g e n e r a l

p l a n

c o n s i s t s

o f f o u

e l e m e n t s :

t )

L o c a t i o n

a n d

l a y o u t

2 )

B u i l d i n g

m o d i f i c a t i o n s

3 )


c o n t r o l

4 ) F a c i l i t i e s

a n d

e q u i p m e n t

T h e

m a j o r

l o c a t i o n o f

t h e

r a n g e

a n d

i t s

p a r t s

w i l l

b e o n

t h e R C A M o o r e s

t o w n

p r o p e r t y ,

a

t r i a n g u l a r -

s h a p e

4 0 0 - a c r e

p i e c e

o f l a n d

( F i g .

2 ) .

T h e

n u c l e u s

o r

h u b

o f t h e

r a n g e

w i l l

b e a n

e x i s t i n g

b u i l d i n g

( F i g .

3 ) ; t h i s

c a n b

u s e d w i t h

o n l y

m i n o r

i n t e r i o r

m o d i f i

c a t i o n s .

T h e


c o n t r o l

w i l

e x t e n d

t o a l l p h a s e s ,

f r o m

p r e v e n t i o n

o f


g e n e r a t i o n

t o

t h e

o p

F i g .

3 -

A n t e n n a

l a b o r a t o r y b u i l d i n g .


8/18/2019 antenna----------npl


e r a t i o n i n


u s i n g s o p h i s t i -

c a t e d d i s c r i m i n a t i o n

e q u i p m e n t .

I t

i n -

c l u d e s

t e c h n i c a l

m a n a g e m e n t

a s

w e l l

a s

t e c h n i q u e s .

T h e f a c i l i t i e s

a n d

e q u i p m e n t

c o n s i s t

o f

a n e c h o i c r o o m s ,

s o u r c e t o w e r s ,

t e s t

e q u i p m e n t ,

s u r -

v e y e d

a n d

c a l i b r a t e d

t e s t r a n g e s ,

a n d

t h e a c c e s s o r y

s h o p ,

l a b o r a t o r y ,

a n d

c o m p u t e r

s u p p o r t .

L o c a t i o n

T h e

a n t e n n a

l a b o r a t o r y

b u i l d i n g ( F i g .

3 )

i s l o c a t e d

a b o u t

1 / 2 m i l e n o r t h

o f

t h e m a i n

p l a n t

b u i l d i n g s

a n d

i s

s u r -

r o u n d e d

b y

m o r e

- o r

- l e s s

o p e n

f i e l d s .

I t

f o r m e r l y

h o u s e d

t h e

e q u i p m e n t

u s e d

f o r o u t d o o r

b a c k s c a t t e r

a n d s i g -

n a t u r e

a n a l y s i s m e a s u r e m e n t s .

A f t e r

l y i n g

a l m o s t

i d l e

f o r s o m e

y e a r s ,

i t

w a s

r e c e n t l y

p u t

i n t o

s e r v i c e

f o r

t h e

A N

/ S P Y

- 1

a n t e n n a m e a s u r e m e n t s .

T h i s

l a t t e r

e q u i p m e n t

a n d

i t s

a r r a n g e -

m e n t s ,

a m a j o r

c a p i t a l i n v e s t m e n t

i t -

s e l f , w i l l

b e


i n t o t h e

o v e r a l l r a n g e

p l a n s . F i g . 2

s h o w s t h e


o f t h e

b u i l d i n g

t o t h e

p r o p e r t y .

A l l

b u t o n e

o f t h e r a n g e s

w i l l

h a v e

t h e i r

t e r m i n u s h e r e .

A

s h o r t

r a n g e i s

t e n t a t i v e l y p l a n n e d

t o b e

l o c a t e d o n

t h e

e x i s t i n g

R C A

G i b b s b o r o

s i t e . '

T h i s i s

a b o u t 1 4

m i l e s ,

o r

1 8

t o

2 0

m i n u t e s , f r o m M o o r e s t o w n .

T h e

n e e d

a n d u s e f o r

t h i s r a n g e

w i l l

d e p e n d o n

p a r t i c u l a r

i n t e r f e r e n c e p r o b l e m s

a t


P l a n s

a l s o

i n c l u d e

t h e

u s e , i f n e e d e d ,

o f

a s m a l l p i e c e

o f

l a n d

s u i t a b l e f o r a

s o u r c e t o w e r l o c a t e d a t

A r n e y ' s M o u n t ,

a b o u t 1 3

m i l e s n o r t h -

e a s t

o f


A c t i v i t y

a t

t h e

l e a s e d

M e d f o r d

t e s t s i t e

i s

t o

b e

p h a s e d

o u t a n d t e r m i n a t e d .

T h e

p l a n

i n c l u d e s

r e n o v a t i o n o f

t h e

a n t e n n a

l a b o r a t o r y b u i l d i n g

a n d s o m e

m o d i f i c a t i o n s .

T h e b a s i c b u i l d i n g

l a y -

o u t a n d m a j o r

s u p p o r t i n g

w a l l s

f i t

i n t o

t h e r a n g e n e e d s

q u i t e

w e l l .

F i g .

4

s h o w s t h e

l a y o u t

a n d

p l a n n e d u s e o f

t h e

b u i l d i n g i n t e r i o r .


c o n t r o l

T h e

i n t e r f e r e n c e c o n t r o l p l a n

i n c l u d e s

t h o s e

a r e a s o f

a c t i v i t y

w h i c h

w i l l

p e r -

m i t

a n t e n n a m e a s u r e m e n t s t o

b e

m a d e

t h r o u g h o u t

t h e

M o o r e s t o w n

r a n g e s

w i t h

a

m i n i m u m

o f

i n t e r f e r -

e n c e .

i t

i s c l e a r t h a t

t h e r e

i s

n o s i n g l e

s o l u t i o n , t h a t t h e r e

w i l l b e s o m e

p e -

r i o d s o f u n a v o i d a b l e c o n f l i c t , a n d t h a t

t h e

p r o b l e m s

w i l l

r e q u i r e c o n t i n u a l

a t t e n t i o n a n d p e r i o d i c a c t i v i t y . O n t h e

o t h e r

h a n d ,

t h e r e i s

p r o b a b l y n o l o c a -

a t i o n

w h i c h i s e i t h e r

c o m p l e t e l y f r e e

o r

c o u l d

b e s h e l t e r e d

f r o m

s i m i l a r

k i n d s

o f i n t e r f e r e n c e

f o r a n y l o n g p e -

r i o d

o f t i m e .

T h e


c o n t r o l

c o n s i s t s

o f

t w o k i n d s

o f a c t i v i t y :

t e c h n i c a l

i n v e s -

t i g a t i o n a n d c o n t r o l , a n d r a n g e

m a n -

a g e m e n t a n d

c o n t r o l . T h e f i r s t

h a s

t h e s e

s t e p s :



a n d

a n a l y s i s


o f t e c h n i q u e s f o r

d i s c r i m i n a t i o n

C o n s t r u c t i o n

o r m o d i f i c a t i o n

o f t e s t

e q u i p m e n t

E x i s t i n g

a n d p o t e n t i a l


s o u r c e s

h a v e

b e e n

d e f i n e d b y

m e a s u r e -

m e n t s a n d

b y

t a b u l a t i o n

o f

l i c e n s e d

t r a n s m i t t e r s .

T h i s

d a t a w i l l

b e

u s e d

t o

i n f l u e n c e

l o c a t i o n a n d

o r i e n t a t i o n

o f r a n g e s

a s

w e l l

a s

a l l o c a t i o n

o f

i n -

d i v i d u a l

r a n g e s

t o

p r o g r a m s .

I t

w i l l

p i n p o i n t

e x c e s s i v e

l e v e l s

a n d

i d e n t i f y

t h o s e

w h i c h c a n b e

r e d u c e d .

R a n g e

m a n a g e m e n t

w i l l i n c l u d e t h e

e s t a b l i s h m e n t o f a R a n g e C o n t r o l

B o a r d

w h i c h w i l l g u i d e

a n d

c o n t r o l :

a l l p l a n n e d r a n g e

u s e

a l l r a n g e m o d i f i c a t i o n s

a l l

M S R D

l a n d u s e

a l l

r a n g e

c a p i t a l

e q u i p m e n t

B y

t h e s e m e a n s ,

p o t e n t i a l l y

s e r i o u s

c o n f l i c t s

c a n b e

a v e r t e d ,

p l a n n e d

t i m e

s h a r i n g

c a n

b e

i n f l u e n c e d ,

m a j o r

i n t e r -

f e r e n c e

s o u r c e s c a n b e

p r e v e n t e d , a n d

u n d e s i r a b l e

i n t e r a c t i n g

a c t i v i t y c a n b e

m i n i m i z e d .

T h i s

b o a r d w i l l

s e e k

t o

o p t i m i z e

s o l u t i o n s f o r s h o r t

- t e r m

p r o b l e m s

w h i l e m a i n t a i n i n g t h e l o n g

t e r m i n t e g r i t y

o f t h e r a n g e c a p a b i l i t y

a n d

c a p i t a l i n v e s t m e n t .

R a d a r

- t y p e


O n e

p a r t i c u l a r l y t r o u b l e s o m e t y p e o f


i s t h a t

f r o m

n e a r b y r a -

d a r s , b o t h

o p e r a t i o n a l a n d e x p e r i m e n -

t a l

o r i n t e s t . T h e s e

a r e l o c a t e d b o t h

o f f

a n d

o n R C A

p r o p e r t y

a n d n a t u -

r a l l y

t e n d

t o

b e

i n

t h e s a m e g e n e r a l

f r e q u e n c y

b a n d s

a s

a n t e n n a s t o b e

d e -

v e l o p e d . W h i l e f r e q u e n c y d i s c r i m i n a -

t i o n a n d m o d u l a t i o n

c o d i n g

c a n

d o

m u c h ,

i t

c a n n o t h a n d l e

a l l s i t u a t i o n s .

T h e

p u l s e

n a t u r e

o f t h e i n t e r f e r e n c e

s u g g e s t s

t h a t

a b l a n k i n g t e c h n i q u e c a n

h a v e v a l u e . T h e l o w d u t y

c y c l e o f

m o s t

a n t e n n a m e a s u r e m e n t s

w i l l

a l l o w ,

i n e f f e c t , t i m e s h a r i n g

o f

t h e

s a m e s p e c t r u m .

A n

e x p e r i m e n t a l

e v a l u a t i o n

a n d

e q u i p m e n t


f o r

t h i s

t e c h -

n i q u e i s

u n d e r w a y a n d i n i t i a l r e s u l t s

a r e

q u i t e

p r o m i s i n g . S y n c h r o n i z a t i o n

w i t h t h e i n t e r f e r e n c e

p u l s e

i s o b t a i n e d

f r o m

t h e l e a d i n g

e d g e

f o r

e q u i p m e n t s

o f f

- p r o p e r t y

a n d b e y o n d

c o n t r o l .

T h o s e

o n - p r o p e r t y c a n b e s y n c h r o -

n i z e d

l i k e w i s e , o r , f o r e x t r e m e h i g h

l e v e l


p u l s e - r a t e

- a g i l e

s y s t e m s ,

h a r d

- w i r e d v i d e o o r

R F

l i n k s

c a n

b e

u s e d

t o

c o m p l e t e l y b l a n k t h e

p u l s e . I t

i s

u n l i k e l y a t a

g i v e n

f r e -

q u e n c y a n d s i t u a t i o n , t h a t

m o r e

t h a n

o n e t o

t h r e e i n t e r f e r i n g e q u i p m e n t s

w i l l b e

o p e r a t i o n a l s i m u l t a n e o u s l y .

T h u s

t h e p o t e n t i a l

r e d u c t i o n i n m e a s -

u r e m e n t d a t a r a t e

d o e s

n o t

a p p e a r

s e v e r e .

D e s c r i p t i o n o f r a n g e s

T h e

v a r i o u s e x i s t i n g a n d p l a n n e d

r a n g e s

a r e l i s t e d

i n

T a b l e

I

a n d

t h e i r

l o c a t i o n s

d e l i n e a t e d

i n F i g s . 2 a n d 5 .

T w o i m p o r t a n t g u i d e l i n e s

a r e b e i n g

u s e d i n t h e i r d e s i g n a n d c o n s t r u c t i o n :

1 ) R a n g e s w i l l

h a v e

p e r m a n e n t

c a l i -

b r a t e d c a p a b i l i t i e s u s i n g d e d i c a t e d

e q u i p m e n t ;

a n d

2 ) O p e r a t i n g e q u i p m e n t

a n d

p r o c e d u r e s

w i l l

i n c o r p o r a t e l a b o r - s a v i n g

a n d

t i m e

- s a v i n g

f e a t u r e s .

A m a j o r p o r t i o n

o f

t h e

r e q u i r e d

e q u i p m e n t

i s

a l r e a d y

o w n e d

a n d

i n

g e n e r a l u s e . T h i s

w i l l

b e

r e a r r a n g e d

a n d

s u p p l e m e n t e d .

R a n g e s 1 a n d

2

e x i s t

i n

p a r t .

F o r m s o f r a n g e s

5 ,

6 ,

a n d

7

e x i s t a t o t h e r

l o c a t i o n s .

R a n g e s

3

a n d

4

a r e i n p r o c e s s o f b e i n g b u i l t .

T h e

r e m a i n i n g

t h r e e w i l l b e i m p l e -

m e n t e d

a s t h e i r

n e e d

b e c o m e s

m o r e

i m m i n e n t .

A l l

t h e

r a n g e s c o n s i s t o f t h e

r e c e i v i n g

e n d w h e r e t h e a n t e n n a

u n d e r

t e s t i s

r o t a t e d

t h r o u g h

i t s v a r i o u s l o o k a n -

g l e s , a n d t h e

t r a n s m i t t i n g

o r s o u r c e

e n d f r o m w h i c h a

t e s t

s i g n a l

i s

r a d i -

a t e d . T h e

r e c e i v i n g e n d w i l l

h a v e a

p a d a n d

p e d e s t a l

w i t h

a d r i v e s y s t e m

f o r r o t a t i n g

t h e

a n t e n n a ,

a

r e c e i v e r ,

a n d r e c o r d i n g

e q u i p m e n t

f o r

s e n s i n g

a n d d o c u m e n t i n g v a r i a t i o n s

i n

t h e

a n -

t e n n a p e r f o r m a n c e .

T h e


s o u r c e w i l l g e n e r a l l y

b e

l o c a t e d

o n

a

t o w e r a n d w i l l b e r e m o t e l y

c o n t r o l l e d

i n

o r i e n t a t i o n ,

p o l a r i z a t i o n , a n d

f r e -

q u e n c y . T h e u s e

o f

p h o n e l i n e s

a n d

d i g i t a l c i r c u i t r y

f o r

c o n t r o l i s

p l a n n e d .

S o m e r e c e i v i n g s i t e s w i l l b e e n c l o s e d

f o r

a l l -

w e a t h e r o p e r a t i o n a n d

t o

a l l o w

t e s t s

o n

a n t e n n a s w i t h

p a r t i c u -

l a r

e n v i r o n m e n t a l

l i m i t a t i o n s ,

s u c h

a s


8/18/2019 antenna----------npl


t h o s e f o r

s p a c e .

A

c a p a b i l i t y d o w n t o

2 0 0

M H z

w i l l

b e

a v a i l a b l e

i n t h e s e

c h a m b e r s .

R a n g e

N o .

1

i s a l r e a d y i n

e x i s t e n c e

a n d i n u s e . I t

w a s d e s i g n e d t o

t e s t t h e

A N / S P Y

- 1 a n t e n n a - a h i g h

d a t a - r a t e ,

w i d e -

c o v e r a g e ,

b r o a d - b a n d ,

e l e c t r o n i c

s c a n n i n g

a n t e n n a .

T h i s

i s

a

9 0 0

- f t

- l o n g

e l e v a t e d r a n g e ,

o p e r a t i n g b e t w e e n a

1 5 0

- f t -

s o u r c e

t o w e r a n d

a 5 0 - f t

- h i g h

t o w e r -

m o u n t e d

p e d e s t a l .

T h e

m e a s -

u r e m e n t

a n d d a t a r e q u i r e m e n t s o f

t h i s

p r o g r a m d r a m a t i c a l l y i l l u s t r a t e

t h e m a g n i t u d e

o f

m o d e r n a n t e n n a

t e s t i n g .

T h i s

a r r a y

h a s

a

1 0 0

x

9 0 °

c o v e r a g e

w i t h

a l e s s

- t h a n

2 °

b e a m .

F o r

e a c h b e a m p o s i t i o n , t h r e e m o n o p u l s e

p a t t e r n s m u s t

b e

a s s e s s e d :

o n e

s u m

a n d t w o

d i f f e r e n c e

p a t t e r n s ,

a n d t h e s e

a t

s e v e r a l

f r e q u e n c i e s . G a i n , b e a m

-

w i d t h , l o b e l e v e l , b e a m

p o s i t i o n , a n d

e r r o r

s l o p e a r e o n l y s o m e o f t h e

d a t a

t h a t m u s t

b e

g a t h e r e d .

T h e

p e d e s t a l a n d

s i g n a l

s o u r c e a s

w e l l

a s

t h e

a n t e n n a

b e a m s t e e r i n g a r e c o n -

t r o l l e d b y

a

p r o g r a m m e d c o m p u t e r

( D i g i t a l E q u i p m e n t

C o r p . ,

M o d e l

P D P 1 1 ,

w i t h

1 8 k

c o r e m e m o r y ) .

M e a s u r e d

d a t a i s s t o r e d o n m a g n e t i c

t a p e s f o r

e v a l u a t i o n a n d r e p r o c e s s i n g

f o r p r e s e n t a t i o n .

T h e c o m p u t e r

a l s o

a n a l y z e s a n d p r e s e n t s

s p o t d a t a i n

r e a l

t i m e t o v a l i d a t e m e a s u r e m e n t s

b e i n g

t a k e n .

R a n g e s

3

a n d

4

a r e

b e i n g

b u i l t

a s

a

p a i r , u s i n g

a c o m m o n c o n t r o l r o o m

a n d

s o u r c e t o w e r . C e r t a i n s p e c i a l i z e d

r e c o r d i n g

a n d c o n t r o l e q u i p m e n t

w i l l

a l s o

b e

s h a r e d .

T h e

t w o r a n g e s

h a v e

d i f f e r e n t b u t o v e r

- l a p p i n g f r e q u e n c y

r a n g e s . L i k e w i s e R a n g e s 1

a n d 2

w i l l

s h a r e a c o m m o n

c o n t r o l

r o o m a n d

s o m e e q u i p m e n t .

C o n c l u s i o n

T h e c o m p l e m e n t

o f

r a n g e s a s p r o -

p o s e d

w i l l

g i v e R C A a n a n t e n n a d e -

v e l o p m e n t a n d m e a s u r e m e n t

f a c i l i t y

f u l l y

s u i t a b l e

t o

t h e

n e e d s

o f t h e f o r e -

s e e a b l e

f u t u r e .

T h e s e

w i l l

s u p p o r t

t h e

p r o d u c t

l i n e s

( o t h e r

t h a n b r o a d c a s t )

o f

t h e

o t h e r

f o u r G & C S d i v i s i o n s

a s

w e l l

a s

M S R D .

R e f e r e n c e s

1 . B e v e r a g e , H . H . , " T h e

W a v e A n t e n n a "

T r a n s .

o f A I E E , V o l . 4 2 ( 1 9 2 3 ) .

2 . S e e A E G I S p a p e r s

i n R C A E n g i n e e r ,

V o l .

1 7 .

N o . 1 ( J u n e - J u l y 1 9 7 2 ) .

3 .

G e h r i n g ,

H . E . , " T h e B r o a d c a s t

A n t e n n a

F a c -

u l t y "

R C A

E n g i n e e r , V o l . 8 , N o . 3 ( 1 9 6 2 ) .

4 .

C a l l a g h a n ,

f

a n d P e t e r s o n ,

D . , " T e l e v i s i o n

r e c e i v i n g a n t e n n a s i n b l u e a n d g o l d , "

t h i s

i s s u e .

1 4

4 , C N O R T HL L E D

E O U I P M E N T i

a

R O O M

I

M A C H I N E S H O P

1 , . 1 A N E C H O I C

2 9 X 2 8

/ y I

B O I L E R

R O O M

U T I L I T I E S

A N D A S S E M B L Y

4 3 x

2 8

a

C H A M B E R

6 8 ' X 2 8 '

i

C O A T

R O O M

I

F E E D

I C H A M B E R

C O M P U T E R

A N D D A T A

P R O C E S

1 2

X 2 8

v

B E N C H

T E S T

L A B O R A T O R Y

1 8 X 2 8

1 1 2 ' e

M E N

T E S T

E Q U I P M E N T

S T O R A G E

1 3 X 2 0

R E C E P T I O N

A N D

M E E T I N G

R O O M

2 0 X 1 8

E N T R Y

9 X 8

T O B O R T O N t

L A N D I N G

R O A D

F i g .

4

F l o o r

p l a n o f a n t e n n a

l a b o r a t o r y b u i l d i n g .

s 6 ' -

d

N Z

F i g .

5 -

C o n f i g u r a t i o n

o f a n t e n n a l a b o r a t o r y f a c i l i t y .

T a b l e I - D e v e l o p m e n t a l r a n g e s .

N o .

T y p e

H e i g h t ( f t ) L e n g t h M i n . / r e g .

T r a n s m i t R e c e i v e ( F t ) ( M H z ) R e m a r k s

1 E l e v a t e d

o p e n 1 5 0

5 0 9 0 0

1 5 0 5 0

2 5 0 0

2 0 0

5 0

3 7 0 0

2

E l e v a t e d

o p e n 1 5 0 2 4 0 0

2 0 0 3 7 0 0

3

G r o u n d

l e v e l

a n d 0

t o

4 0 2 6 0 t o 3 0 0 1 0 0 0

e l e v a t e d s e m i - 2 0 0

2 6

2 4 0 0

1 0 0 0

a n e c h o i c

4 G r o u n d l e v e l a n d 0

t o

4 0

e l e v a t e d

s e m i -

2 0 0

a n e c h o i c

5 A n c c h o i c r o o m

6

S h i e l d e d a n e c h o i c r o o m

-

7 G r o u n d p l a n e 0 t o 1 5 0

8 E l e v a t e d r a n g e V a r i o u s

9 E l e v a t e d

1 0

L i n e

o f s i g h t

2 6

0

t o

3 0 0 4 0 0 *

2 6

2 4 0 0

4 0 0 *

1 0 1 0 0 0

F e e d a n d

e l e m e n t

t e s t s

4 0

1 0 0 0

F e e d a n d

e l e m e n t t e s t s

o

H F s c a l e m o d e l t e s t s

7 5

V a r i a b l e

F o r h i g h f r o n t - t o - b a c k a n d m a i n

m i n o r l o b e

r a t i o s .

2 5 2 5 0 t o 1 0 0

L o c a t e d

a t G i b b s b o r o f o r s p e c a l

t e r f e r e n c e p r o b l e m s .

3 0 0 5 0 7 0 , 0 0 0

P o t e n t i a l l y u s e f u l .

*

U s e f u l

t o 2 0 0 M H z a t s o m e


a c c u r a c y

r e d u c t i o n .


8/18/2019 antenna----------npl


N e w

V H F f i l t e r p l e x e r

D .

G . H y m a s J .

J .

M a t t a

P .

C .

N o l l

A . N .

S c h m i t z

T h e

r e c e n t l y

i n t r o d u c e d

R C A T T 5 O F H

t e l e v i s i o n t r a n s m i t t e r s f o r

C h a n n e l s 7

t h r o u g h

1 3

h a v e

a

n e w

f i l t e r p l e x e r

a t

t h e

o u t p u t

s h a p i n g

t h e

l o w e r s i d e b a n d

v i s u a l s i g n a l ( 5 0 k W p e a k )

a n d

c o m b i n i n g

t h e

a u r a l s i g n a l ( 1 0 k W )

i n t o

a

s i n g l e c o a x i a l t r a n s m i s s i o n l i n e . M o r e

s t r i n g e n t t r a n s m i s s i o n s t a n d a r d s

h a v e

b e e n

i n t r o d u c e d

w i t h i n c r e a s i n g l y m o r e e m p h a s i s

o n

i d e a l i z e d


i n

a l l

p a r t s

o f t h e t r a n s m i t t e r i n c l u d i n g t h e f i l t e r p l e x e r .

A n t h o n y

N . S c h m i t z , A n t e n n a

E n g i n e e r i n g C e n t e r . B r o a d c a s t S y s t e m s ,

G i b b s b o r o ,

N e w

J e r s e y ,

r e c e i v e d

t h e B S M E f r o m C a l i f o r n i a

S t a t e

P o l y t e c h i n 1 9 5 9 . F r o m

1 9 5 9

t o

1 9 6 3 , M r . S c h m i t z w a s w i t h t h e M i s s i l e

a n d

S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n w h e r e h e w o r k e d

o n

t h e d e s i g n o f b a n d p a s s

f i l t e r s ,

t e m p e r a t u r e

s t a b i l i z e d

k l y s t r o n s

a n d h i g h

p o w e r

R F l o a d s .

S i n c e j o i n i n g t h e A n t e n n a E n g i n e e r i n g C e n t e r ,

h e h a s

b e e n e n g a g e d

i n

t h e d e s i g n o f

f i l t e r p l e x e r s ,

c a v i t y t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n

s y s t e m s ,

t r a n s m i s s i o n - l i n e c o m p o n e n t s .

3

- d B .

c o u p l e r s , n o t c h

d i p l e x e r s . s i d e b a s e d

f i l t e r s .

a n t e n n a s a n d

R F

l o a d s y s t e m s . H e h a s

a p a t e n t

f o r

a

m e t h o d t o i m p r o v e t h e a v e r a g e

p o w e r c a p a b i l i t y

o f

c o a x i a l t r a n s m i s s i o n l i n e s

a n d

a p a t e n t p e n d i n g

o n

a

h e a t r e s i s t a n t f e r r i t e c o a t i n g .

J o s e p h J .

M a t t a .

A n t e n n a E n g i n e e r i n g

C e n t e r , B r o a d c a s t S y s t e m s , G i b b s b o r o ,

N e w J e r s e y . r e c e i v e d

t h e

B S

i n P h y s i c s f r o m

S t . J o s e p h ' s C o l l e g e

i n 1 9 5 1 . H e

s u b s e q u e n t l y c o m p l e t e d

p o s t

- g r a d u a t e

c o u r s e s

i n

A d v a n c e d M a t h f r o m t h e M o o r e

S c h o o l o f E n g i n e e r i n g .

H i s

e x p e r i e n c e

i n c l u d e s


h i g h

p o w e r

R F l o a d s

a n d t r a n s i t i o n s

f o r

t h e B M E W S

p r o j e c t

a n d

i n c l u d e s

a

p a t e n t

i n

c o n j u n c t i o n

w i t h t h i s

p r o j e c t .

I n

C o m m e r c i a l B r o a d c a s t T V

S y s t e m s , h e w a s

p r o j e c t e n g i n e e r

f o r

t h e

f i r s t h i g h p o w e r U H F

w a v e g u i d e f i l t e r p l e x e r ,

a l s o F M

a n d V H F

n o t c h d i p l e x e r s ,

t i p l e x e r s .

U H F

h y b r i d f i l t e r p l e x e r

a n d t h e

V H F

c o a x i a l f i l t e r p l e x e r .

D o n a l d

G . H y m a s , L d r . ,

A n t e n n a E n g i n e e r i n g

C e n t e r ,

B r o a d c a s t

S y s t e m s ,

G i b b s b o r o ,

N e w

J e r s e y ,

r e c e i v e d

t h e

B S E E f r o m

t h e

U n i v e r s i t y

o f

A l b e r t a , C a n a d a

i n 1 9 4 9 a n d t h e M S E E f r o m

M o o r e S c h o o l ,

U n i v e r s i t y

o f


i n 1 9 6 0 .

F o l l o w i n g g r a d u a t i o n , h e w o r k e d f o r C a n a d i a n

G e n e r a l

E l e c t r i c f r o m

1 9 4 9 t o 1 9 5 3 i n r a d i o r e c e i v e r d e s i g n

a n d o n

v a r i o u s c o m m u n i c a t i o n s y s t e m s p r o j e c t s . t h e

p r i n c i p a l

o n e

o f

w h i c h

w a s o n e l i n k i n g P i n e t r e e e a r l y w a r n i n g r a d a r s i t e s .

S i n c e

1 9 5 4 h e h a s b e e n w i t h R C A

w o r k i n g

i n

t h e m i c r o w a v e

c o m m u n i c a t i o n s

f i e l d

i n v o l v i n g

m e s s a g e ,

d a t a ,

a n d

t e l e v i s i o n

r e l a y i n g ,

a n d

s i n c e

1 9 7 0 a s

L e a d e r i n

F i l t e r P r o d u c t s , T r a n s m i s s i o n L i n e a n d

F M

a n t e n n a s a t

G i b b s b o r o ,

N e w

J e r s e y .

M r . H y m a s

i s

a

R e g i s t e r e d P r o f e s s i o n a l E n g i n e e r o f t h e P r o v i n c e o f

O n t a r i o

a n d

a

m e m b e r

o f t h e

I E E E .

A u t h o r s ( l e f t t o

r i g h t )

S c h m i t z ,

M a t t a ,

a n d H y m a s .

M O D E R N t e l e v i s i o n t r a n s m i t t i n g

a n t e n n a s f o r

t h e

V H F

h i g h - b a n d

c h a n n e l s

( s u c h

a s

t h e

R C A

t r a v e l i n g

w a v e

a n t e n n a s )

e m p l o y a s i n g l e c o a x i a l

l i n e

a s

t h e f e e d e r f r o m t h e

t e l e v i s i o n

t r a n s m i t t e r

t o

t h e t o w e r - m o u n t e d a n t e n -

n a .

T h e

v i s u a l

a n d

a u r a l


o u t -

p u t s m u s t

b e

d i p l e x e d o n t o

t h e s i n g l e


- l i n e f e e d e r

a n d

i n

a d d i t i o n

t h e

d o u b l e s i d e b a n d

v i s u a l

s i g n a l f r o m

t h e t r a n s m i t t e r m u s t b e f i l t e r e d

f o r m i n g

a

v e s t i g i a l

s i d e b a n d s i g n a l t o c o n f i n e t h e

r a d i a t e d

m o d u l a t i o n

c o m p o n e n t s

w i t h i n

a 6 - M H z

c h a n n e l a s s i g n m e n t

( s e e

F i g . I ) .

A f i l t e r p l e x e r

c o m b i n e s t h e

f u n c t i o n s

o f

v e s t i g i a l s i d e b a n d f i l t e r

a n d c l i p l e x e r .

T h e e l e c t r i c a l o p e r a t i o n

o f

t h e


m a y b e

v i s u a l i z e d

b y r e f e r e n c e t o

t h e

e -

q u i v a l e n t c i r c u i t ( F i g .

2 ) .

H e r e ,

t h e

r e s o n a n t

c o a x i a l c a v i t i e s a c t u a l l y u s e d

i n

t h e


a r e


b y

l u m p e d

c i r c u i t s .

T h e

3

- d B c o a x i a l c o u p l e r s u s e d

R e p r i n t R E - 1 8 - 5 - 1 9

F i n a l

m a n u s c r i p t r e c e i v e d

O c t o b e r 1 2 , 1 9 7 2 .

P h i l l i p

C . N o l l , A n t e n n a E n g i n e e r i n g

C e n t e r ,

B r o a d c a s t

S y s t e m s ,

G i b b s b o r o .

N e w J e r s e y r e c e i v e d t h e B S E E

f r o m P u r d u e

U n i v e r s i t y

i n 1 9 5 2

a n d M S E E

f r o m

D r e x e l

I n s t i t u t e

o f

T e c h n o l o g y i n 1 9 6 5 . H e

c o n t i n u e d

w i t h

a d -

d i t i o n a l

p o s t

- g r a d u a t e s t u d y a t t h e

U n i v e r s i t y

o f

P e n n s y l v a n i a H e

j o i n e d

R C A i n

1 9 5 2 , w o r k i n g

i n

t h e

V a c u u m T u b e

D i v i s i o n

a t C i n c i n n a t i , O h i o .

I n 1 9 5 3 ,

h e


t o

t h e A n t e n n a

E n g i n e e r i n g C e n t e r . S i n c e

t h a t

t i m e ,

h e

h a s p a r t i c i p a t e d

i n d e s i g n

p r o j e c t s o n

s i d e b a n d

f i l t e r s , f i l t e r p l e x e r s ,

a n d

o t h e r

h i g h

p o w e r

c i r c u i t

c o m p o n e n t s .

M r .

N o l l ' s r e c e n t p r o j e c t s i n c l u d e

T e l e v i s i o n

a n d

F M

m u l t i p l e x i n g

e q u i p m e n t

f o r t h e n e w

W o r l d

T r a d e

B u i l d i n g

i n

N e w Y o r k

C i t y . H e

i s a m e m b e r

o f E t a

K a p p a

N u ,

a n d

I E E E .


8/18/2019 antenna----------npl


+ 2 0

T R A N S M I T T E D

6 M H z

C H A N N E L

s

C O

4 -

ó

m

F i g .

1 -

I d e a l i z e d t r a n s m i s s i o n c h a r a c t e r i s t i c s .

a t i n p u t a n d

o u t p u t a r e

i d e n t i f i e d a s

h y b r i d

I

a n d

h y b r i d

2 .

T h e s e

4 - p o r t

d e v i c e s

m a y

b e

v i s u a l i z e d a s t i g h t l y

c o u p l e d d i r e c t i o n a l

c o u p l e r s

t h a t

h a v e

t h e f o l l o w i n g

p r o p e r t i e s :

P o w e r

s p l i t t i n g

a )

A s i g n a l a p p l i e d

a t

p o r t A d i v i d e s

w i t h

h a l f

t h e p o w e r

d e l i v e r e d

t o p o r t C

a n d h a l f

t o

p o r t

D

a n d l i t t l e

o r n o n e a t

p o r t

B .

T h e

s i g n a l s

a t

p o r t s

C a n d

D a r e

i n

p h a s e

q u a d r a t u r e .

C o m b i n i n g

b )

I f

e q u a l

- p o w e r

q u a d r a t u r e

- p h a s e

s i g n a l s a r e

a p p l i e d

a t p o r t

A

a n d

B ,

t h e

s i g n a l s a d d

a t

p o r t C a n d

l i t t l e o r

n o n e a p p e a r s

a t

p o r t

D .

c )

T h e b a n d w i d t h

i s

3 0

t o

4 0

M H z .

D e s p i t e

t h e

p h y s i c a l

l e n g t h

o f /

4 ,

t h e q u a d r a t u r e

p h a s e


h o l d s f o r


f a r o f f

b a n d

c e n t e r .

D i p l e x i n g

d ) F r o m b ) a b o v e

s i n c e p o r t

D

i s

e f f e c t i v e l y

i s o l a t e d

f r o m

p o r t A ,

a

s e c o n d s i g n a l

m a y

b e

a p p l i e d

a t p o r t

D a n d t h i s

s i g n a l

f r o m

t h e

s y m m e t r i c a l p r o p e r t y o f t h i s

d e v i c e

w i l l

b e

d i v i d e d

w i t h h a l f d e l i v e r e d

t o p o r t

A a n d

h a l f

t o

p o r t

B

w i t h l i t t l e

o r n o n e

t o

p o r t

C .

T h e s i g n a l s

a t

p o r t

A a n d p o r t

B

w i l l

b e

i n

p h a s e


C o n s i d e r

n o w t h e

v i s u a l

s i g n a l a p p l i e d

a t

p o r t

A

o f

h y b r i d 1 . T h e s i g n a l

s p l i t s

( q u a d r a t u r e p h a s e , e q u a l

p o w e r ) t o

f e e d

t h e t w o c o a x i a l l i n e s

( A

a n d

B ) ,

e a c h w i t h

f o u r

c a v i t i e s ,

s e r i e s r e s o n a t e d

a t t h e

f o l l o w i n g


( r e f e r e n c e d

t o p i c -

t u r e c a r r i e r ) :

g o o '

4 3 . 5 %

I N V A R

B

5 6 . 5 %

S T E E L

/ 0 0 . .

e c k , , ,

3 0

4 0

6 0

8 0

7 0 H 0

9 0

l o o

A M B I E N T

T E M P

F

l 0

1 7 0

F i g .

3

-

F r e q u e n c y d r i f t

v s . a m b i e n t

t e m p e r a t u r e .

1 6

V I S U A L

H Y B R I D

I N

A

D

o o

R I é

o

4 (

C

N O T E

2

3

4

A - 2 . 0 5 - 1 . 3 2 - 3 . 5 8

+ 4 . 5

B

t i

N O T C H

F R E Q U E N C I E S S H O W N

A R E

R E L A T I V E

T O

P I C T U R E C A R R I E R

C A V I T Y

N O . N O T C H

F R E Q U E N C Y

( M H z )

H Y Z R I D D

A U R A L

A

-

D

C o

A N T E N N A

F i g . 2 - F i l t e r p l e x e r

e q u i v a l e n t c i r c u i t .

C a v i t y

N o .

R e s o n a n t

f r e q .

( M H z )

1

- 2 . 0 5

2

- I . 3 2

3 - 3 . 5 8

4 + 4 . 5

T h e f o u r

c a v i t i e s

a r e p a r a l l e l

r e s o n a t e d

n e a r p i c t u r e c a r r i e r . E a c h

c a v i t y p l a c e s a

l o w

i m p e d a n c e a c r o s s t h e

l i n e

a t t h e

s e r i e s -

r e s o n a n t f r e q u e n c y s o

t h e e n e r g y a t

t h i s

f r e q u e n c y i s a l m o s t

t o t a l l y r e f l e c t e d

b a c k

t o h y b r i d I . T h e s p a c i n g o f

c a v i t i e s

o n

l i n e A w i t h r e s p e c t t o

h y b r i d

1 , p o r t D .

a r e t h e s a m e

a s

t h o s e o n

l i n e B w i t h

r e s p e c t t o h y b r i d

1 , p o r t

C .

T h e r e f o r e , t h e

r e f l e c t e d s i g n a l f r o m c a v i t y

I A , f o r e x a m -

p l e ,

a d d s

i n p h a s e w i t h

t h a t

f r o m c a v i t y

l B a t h y b r i d

1 , p o r t B ,

w h e r e t h e

u n w a n t e d

s i g n a l

i s

a b s o r b e d

i n l o a d R 1 .

V e r y l i t t l e

o f

t h i s r e f l e c t e d s i g n a l

i s

r e t u r n e d t o

h y b r i d I ,

p o r t

A . T h e p o r t i o n

o f t h e

v i s u a l

s i g n a l

b e t w e e n

- 0 . 7 5

M H z

a n d

+ 4 . 1 8 M H z , r e l a t i v e t o t h e p i c t u r e

-

c a r r i e r

f r e q u e n c y ,

p a s s e s t h r o u g h

b r a n -

c h e s A a n d

B

w i t h l i t t l e

a t t e n u a t i o n a n d

i s

d e l i v e r e d

t o t h e a n t e n n a

a t h y b r i d

2 ,

p o r t C .

T h e a u r a l s i g n a l

i s a p p l i e d t o p o r t

D o f

h y b r i d

2 . a n d i s

s p l i t

( q u a d r a t u r e

p h a s e ,

e -

q u a l

p o w e r ) t o f e e d t h e

t w o c o a x i a l

l i n e s

- A

a n d

B . M o s t o f t h i s s i g n a l i s r e f l e c t e d

b y

c a v i t i e s

4 A a n d

4 B

a n d

r e t u r n e d t o

t h e

a n t e n n a

v i a

h y b r i d

2 , p o r t C .

L e a k a g e o f

t h e a u r a l s i g n a l

p a s t

c a v i t i e s

4 A

a n d 4 B

i s

a b s o r b e d

i n t h e t e r m i n a t i n g

l o a d

R I

c o n n e c t e d t o h y b r i d

1 .

D e s i g n

p r o g r a m

T h e i n i t i a l

d e s i g n

w a s a s s i s t e d

b y a n a l y s i s

o f

a

m a t h e m a t i c a l

m o d e l

u s i n g

a c o m -

p u t e r

p r o g r a m

d e v e l o p e d

i n F o r t r a n

I V .

A

2 x 2 m a t r i x

w a s

f o r m e d

f o r e a c h

o f t h e

p a r a l l e l c o a x i a l

l i n e s

w i t h c a v i t i e s .

T h e s e

w e r e

c o m b i n e d

i n t o a

4 x 4

m a t r i x

w h i c h

w a s t h e n a n a l y z e d

i n t a n d e m

w i t h

a

4 x 4

m a t r i x

f o r e a c h

h y b r i d .

C a v i t y s l o p e s ,

r e s o n a n t

f r e q u e n c i e s ,

a n d s p a c i n g s

w e r e

t h e n v a r i e d

t o e s t a b l i s h

r e q u i r e d p r o d u c

t i o n

t o l e r a n c e s

f o r t h e

r e q u i r e d t r a n s m i

s i o n


s p e c i f i c a t i o n .

T h e n e x t p h a s e o f

t h e

p r o g r a m

w a s t h


o f t h e r e s o n a n t

c a v i t i e s

w i

t h e

r e q u i r e d p a r a m e t e r s .

P a r t i c u l a

a t t e n t i o n

a t

t h i s

p h a s e

w a s d i r e c t e d

d e s i g n i n g

s a f e v o l t a g e

m a r g i n s i n t o t h

p r o d u c t .

E a c h o f t h e

p a r a l l e l

l i n e s

o f

t


m u s t h a n d l e

2 5 k W ,

p e a

v i s u a l p o w e r .

T h u s t h e p e a k

v o l t a g e

g i v e n b y

V p c a k _ N / 2

X

2 5 , 0 0 0

X

5 0

= 1 5 8 0

V

T h e

c a v i t i e s

w e r e s u c c e s s f u l l y

t e s t e d w i

a t r a n s m i t t e r a t

t h e s e

p e a k

p o w e r s . T e s

w e r e

n o t

e x t e n d e d

t o

a c t u a l

b r e a k d o w

a s t h e t r a n s m i t t e r

p o w e r

w a s

n

a v a i l a b l e

a t t h i s t i m e .

A m o s t c r i t i c a l

p a r t o f t h e d e s i g n

w a s t

f r e q u e n c y

s t a b i l i z a t i o n o f

c a v i t i e s a g a i n

a m b i e n t


v a r i a t i o n .

T h e p r i

c i p l e

u s e d

i s

d i s c u s s e d

i n

t h e n e x t s e c t i o n

P r i n c i p l e

o f

c a v i t y

t e m p e r a t u r

c o m p e n s a t i o n

T h e

r e s o n a n t

f r e q u e n c y o f

a c a v i t y

c a n


b y a

s e r i e s

L C

c i r c u i t

w h e

t h e

r e s o n a n t

f r e q u e n c y

i s a

f u n c t i o n

o f

t

i n d u c t a n c e

a n d c a p a c i t a n c e

o f

t h e c a v i t

T h e i n d u c t a n c e

L

i s

a

f u n c t i o n

o f

t

l e n g t h t h e p r o b e

p r o t r u d e s

i n t o t h e c a v i

a n d t h e

c a p a c i t a n c e

C

i s

a

f u n c t i o n o f

t

g a p b e t w e e n

t h e p r o b e

t i p a n d

t h e c u p .

A

t h e a m b i e n t


r i s e s , t h e

o u t

s h e l l o f

t h e c a v i t y

a n d

t h e

p r o b e

i n c r e a s

i n

l e n g t h c a u s i n g

t h e

c a v i t y

t o d e t u n e .

T h e p r o b l e m

t h e n

b e c o m e s

o n e

o f c o

t r o l l i n g

t h e

p r o b e

l e n g t h

s o

t h e

p r o d u

L C

r e m a i n s

c o n s t a n t .

T h i s

w a s a

c o m p l i s h e d

b y

m a k i n g a

c o m p o u n d

r

w i t h a p o r t i o n

o f t h e

l e n g t h

o f

i n v a r a

t h e

r e m a i n i n g

p o r t i o n

s t e e l .

T y p i c a l

f

q u e n c y s h i f t

c u r v e s

a r e

s h o w n

i n

F i g .

i di hi t


8/18/2019 antenna----------npl


T a b l e -

F i l t e r p l e x e r

s p e c i f i c a t i o n s .

N e w

F i l t e r p l e x e r

P r e v i o u s

p r o d u c t

V i s u a l

a m p l i t u d e r e s p o n s e

( d B n o r m a l i z e d )

- 4 . 2 5 t o - 1 . 2 5 M H z

- 3 . 5 8 M H z

- 0 . 7 5 t o 4 . 0

M H z

- 0 . 5

M H z

- 2 0

- 4 2

- 0 . 6

- 2 0

- 4 2

- 0 . 7 5

O t o

+ 4 . 0 M H z + 0 . 3

t o

- 1 . 0

+ 4 . 1 8

M H z

- I

- 1 . 5

I n p u t

r e t u r n

l o s s

( d B )

V i s u a l

- 4 . 2 5 t o - 1 . 2 5

M H z 2 0 . 9

2 0 . 9

- 1 . 2 5

t o

+ 4 . 0

M H z

3 1 2 6 . 5

+ 4 . 0

t o

- 4 . 1 8

M H z 2 6 . 5

2 3 . 2

A u r a l

2 0 . 9 2 0 . 9

E l l i c i e m . r

( )

V i s u a l

9 5 . 5 9 4

a u r a l

9 0 9 2

S i z e

L x W x H

( i n . )

C o o l i n g

9 6 x 4 7 x 3 4

9 0 x 8 7 - 1 1 2 x 2 9

F o r c e d

a i r

W a t e r

A l l

c a v i t i e s a r e c o o l e d f r o m

a s i n g l e

f o r c e d

- a i r b l o w e r a n d

m a n i f o l d

d i s -

t r i b u t i o n

s y s t e m

p r o p e r l y p o r t i o n i n g

t h e

f l o w

t o c a v i t y p a i r s

i n

r e l a t i o n

t o t h e h e a t

d i s s i p a t i o n

r e q u i r e m e n t s .

T h e

p r o b e

i s

d e s i g n e d

s o

t h a t

t h e p o w e r

l o s s e s

( d u e t o h e a t i n g o f t h e p r o b e a s s e m -

b l y )

i n f l u e n c e t h e

c o m p e n s a t i o n .

A i r

t h a t

i s h e a t e d

i n p r o p o r t i o n

t o p o w e r l o s s e s i s

c i r c u l a t e d a r o u n d

t h e c o m p o u n d

r o d .

T h u s

s t a b i l i z a t i o n i s

o p t i m i z e d f o r

v a r y i n g p o w e r i n p u t

l e v e l

t o t h e

c a v i t y a s

w e l l a s

v a r y i n g

a m b i e n t t e m p e r a t u r e s .

T h i s

p o r t i o n

o f

t h e d e s i g n

p r o g r a m

w a s


i n

t h e

f o l l o w i n g

s e q u e n c e :

1 )

A n a l y s i s o f

m a t h e m a t i c a l m o d e l

o f e a c h

c a v i t y

w h i c h i n c l u d e d

t h e



a l o n g

t h e

c a v i t y a x i s a n d r a d i a l

d i s t r i b u t i o n .

2 ) S y n t h e s i s o f a m o d e l

i n

b r e a d b o a r d

f o r m ,

u s i n g s u i t a b l y p l a c e d h e a t e r s t o

a c h i e v e t h e

t e m p e r a t u r e d i s t r i b u t i o n p o s t u l a t e d

i n

t h e

m o d e l .

3 )

T e m p e r a t u r e

c o m p e n s a t i o n o f t h e

b r e a d b o a r d .

4 )

P o w e r t e s t s

o n

t h e c a v i t y m o d e l .

5 ) S e l e c t i o n o f a i r

c o o l i n g

s y s t e m w i t h

p r o p e r m a n i f o l d i n g f o r

t h e c o m p l e t e

f i l t e r p l e x e r .

6 )

P o w e r t e s t s o n t h e c o m p l e t e f i l t e r p l e x e r .

P e r f o r m a n c e

s t a n d a r d s

W h a t

a r e t h e i d e a l s t a n d a r d s f o r

f i l t e r p l e x e r p e r f o r m a n c e

a n d

h o w

c l o s e l y

a r e t h e y

a p p r o c h e d

w i t h t h e n e w

m o d e l ?

T h e

s t a n d a r d s

a r e b a s e d o n



f o r v i s u a l

a n d

a u r a l

c h a n n e l s a n d

e f f e c t i v e i s o l a t i o n

b e t w e e n

t h e s e c h a n n e l s .

T h e F e d e r a l

C o m m u n i c a t i o n s

C o m -

m i s s i o n ,

t h e r e g u l a t o r y

b o d y g o v e r n i n g

d o m e s t i c b r o a d c a s t t r a n s m i s s i o n ,

s p e c i f i e s t h a t

t h e

s h a p e o f

t h e

t r a n s m i t t e d

v i s u a l

c h a n n e l s h a l l b e i n

a c c o r d a n c e w i t h

F i g .

I .

T h i s

i l l u s t r a t e s

t h e l o w e r

s i d e b a n d

s h a p i n g o f t h e

a m p l i t u d e m o d u l a t e d

v i s u a l

s i g n a l r e q u i r e d

t o

c o n f i n e t h e

r a d i a t e d

m o d u l a t i o n

c o m p o n e n t s i n

t h e

a s s i g n e d 6 - M H z

t e l e v i s i o n

c h a n n e l b a n d .

I n

a d d i t i o n

t o t h e

a m p l i t u d e s h a p i n g r e -

q u i r e m e n t s , t h e f i l t e r p l e x e r

m u s t

p r o v i d e

a

g o o d i m p e d a n c e

m a t c h t h r o u g h o u t

t h e

m o d u l a t i o n

b a n d t o t h e t r a n s m i t t e r

a n d

m u s t

h a v e l o w

a t t e n u a t i o n ( h i g h


e f f i c i e n c y )

a t t h e v i s u a l

c h a n n e l

c a r r i e r f r e q u e n c y .

T h e

a u r a l c h a n n e l r e q u i r e s

n o

a m p l i t u d e

s h a p i n g ; h o w e v e r ,

a

g o o d

i m p e d a n c e

m a t c h

a n d

l o w

a t t e n u a t i o n

m u s t b e

p r o v i d e d

a c r o s s a

b a n d o f

± 5 0

k H z

c e n t e r e d a t p i c t u r e c a r r i e r f r e q u e n c y

p l u s

4 . 5

M H z . T h e

s t a n d a r d s

o n

i s o l a t i o n

b e t w e e n

v i s u a l

a n d

a u r a l c h a n n e l s a r e s e t

b y

t h e

t r a n s m i t t e r d e s i g n e r t o :

I )

C o n t r o l

l e v e l

o f

i n t e r m o d u l a t i o n

p r o d u c t s

t h a t

m a y b e g e n e r a t e d i n

t h e


T a b l e I I - F i l t e r p l e x e r

m e a s u r e d d a t a .

N e w

p r o d u c t ,

c h a n . 8

F r e q u e n c y ( M H z )

N o r m a l i z e d

R e l .

t o

A t t e n .

V S W R

p i x

c a r r i e r ( d B )

P r e v i o u s p r o d u c t .

c h a n .

8

N o r m a l i z e d

A l t e n .

V S W R

( d B )

- 4 . 5

2 1 . 7 1 . 0 3

2 5 . 6

1 . 0 3

- 3 . 5 8 5 4 . 8 1 . 0 2

5 1 . 6

1 . 0 3

- 3 . 2

3 1 . 1 1 . 0 1

2 1 . 6

1 . 0 2 5

- 2 . 7 5

2 6 . 5

1 . 0 2 2 1 . 1

1 . 0 2 5

- 2 . 0 5

5 7 . 2 1 . 0 3 5

2 0 . 6

1 . 0 2

- 1 . 4 2

4 2 . 6

1 . 0 1

- 1 . 6 2 1 . 7 1 . 0 5 0 4 2 . 6 - -

- 1 . 3 2 3 6 . 0 1 . 0 7 0

- - -

- 1 . 2 5

2 1 . 0 1 . 0 6 5

2 1 . 6 1 . 0 1

- 1 . 0

2 . 7

1 . 0 4 0

1 0 . 4

1 . 0 2

- 0 . 7 5 0 . 3 1 . 0 4 0 3 . 6 1 . 0 3

- 0 . 5

0 1 . 0 3 5 0 . 4 1 . 0 2

0 o 1 . 0 3 5

0

1 . 0 2

0 . 7 5 0

1 . 0 3 5

0

1 . 0 4

1 . 7 5

0 . 1 1 . 0 4 5

0 . 6

1 . 0 6

2 . 7 5 0 . 2 8 1 . 0 4 5 0 . 8 1 . 0 9

3 . 2 5

0 . 3 2

1 . 0 4 0

0 . 8

1 . 1 0

3 . 7 5

0 . 2 1 1 . 0 3 5 0 . 6 1 . 1 0

4 . 0 0 . 4 7

1 . 0 2 0

0 . 2

1 . 0 8

4 . 1 8 0 . 9 5 1 . 0 3 5 1 . 0 1 . 1 4

4 . 5 2 5 . 6

1 . 1 2 5 3 1 . 7 1 . 2 4

4 . 7 5 6 . 4

1 . 0 9 2

1 0 . 5 1 . 1 1

I s o l a t i o n

( d B ) 3 6 . 4 3 1

V i s u a l

t o

A u r a l 3 6 . 4 1

3 1

A u r a l

t o V i s u a l

5 0 4 7

W i d e n e r

N O

A u r a l

9 0

9 1

V i s u a l

9 5 . 5

9 5 . 5

A u r a l

V S W R

1 . 0 2 1 . 1 7

o u t p u t a m p l i f i e r s i f s u c h

i s o l a t i o n i s

n o t

p r o v i d e d . T h e s e

p r o d u c t s

m a y

b e r a d i a t e d

i f n o t

p r o p e r l y a t t e n u a t e d

i n

t h e d e s i g n .

2 )

M i n i m i z e e f f e c t

o n t h e

o u t p u t m e t e r i n g

c i r c u i t s o f

v i s u a l

a n d

a u r a l t r a n s m i t t e r s

p a r t i c u l a r l y t h o s e m o n i t o r i n g o u t p u t

l o a d

V S W R .

A

c o m p a r i s o n

o f s p e c i f i c a t i o n s

f o r

t h e

n e w


a n d

t h o s e f o r t h e

p r e d e c e s s o r a r e s h o w n

i n T a b l e

I .

M e a s u r e d


d a t a o n

a p r o d u c -

t i o n u n i t a r e s h o w n

i n T a b l e

I I t o g e t h e r

w i t h c o r r e s p o n d i n g

d a t a f o r t h e

p r e v i o u s

p r o d u c t .

P r i n c i p a l

d i f f e r e n c e s

i n

t h i s

d e s i g n f r o m

p r e v i o u s

u n i t s a r e

t h e f o l l o w i n g :

1 ) A d d i t i o n

o f

p a i r

o f

c a v i t i e s i n t h e l o w e r

s i d e b a n d

t o

i m p r o v e

t h e r e s p o n s e

a t - 0 . 7 5

M

H z .

2 )

I m p r o v e d

p a s s b a n d

r e s p o n s e .

3 ) U s e

o f 3 - d B

c o a x i a l

c o u p l e r i n s t e a d

o f b r i d g e

d i p l e x e r . T h i s r e s u l t e d

i n

a

m o r e c o m p a c ta s s e m b l y d e s p i t e

t h e t w o

a d d i t i o n a l

c a v i t i e s .

4 )

F o r c e d

- a i r c a v i t y

c o o l i n g i n s t e a d

o f w a t e r .

5 ) C a v i t y


c o m p e n s a t i o n .

C o n c l u s i o n s

S o m e o f t h e d e s i g n

c o n s i d e r a t i o n s o f a

t e l e v i s i o n

t r a n s m i t t e r f i l t e r p l e x e r

h a v e

b e e n d e s c r i b e d . E m p h a s i s i n

t h e

d e v e l o p m e n t p r o g r a m w a s

p l a c e d o n

p e r f o r m i n g

f u l l

p o w e r t e s t s o n

c a v i t y

m o d e l s

a s

e a r l y

i n

t h e

p r o g r a m a s

p o s s i b l e

t o

v e r i f y

c a l c u l a t e d

v o l t a g e

m a r g i n s a n d


c o m p e n s a t i o n r e q u i r e m e n t s .

F u l l p o w e r

t e s t s w e r e a l s o

p e r f o r m e d o n

a

c o m p l e t e f i l t e r p l e x e r p r i o r t o p r o d u c t i o n

f o r

c u s t o m e r o r d e r s .

F u t u r e i m p r o v e m e n t s i n

t h e d e s i g n a r e

u n d e r r e v i e w . S i g n i f i c a n t p r o d u c t

c o s t

r e d u c t i o n m i g h t b e a c h i e v e d w i t h

t h e

a d v e n t o f

h i g h p o w e r

c i r c u l a t o r s t o

i s o l a t e

t r a n s m i t t e r o u t p u t a m p l i f i e r

f r o m

t h e

f i l t e r p l e x e r . W i t h

t h e c o n s e q u e n t p o s -

s i b l e r e l a x a t i o n o f i n p u t i m p e d a n c e

r e -

q u i r e m e n t s t h r e e

v i s u a l c a v i t i e s m i g h t

b e

e l i m i n a t e d i n

t h e

p r e s e n t e i g h t

c a v i t y

d e s i g n .

I m p r o v e m e n t s i n

m a t e r i a l p l a t i n g

t e c h n o l o g y

a r e b e i n g s t u d i e d f o r p o s s i b l e

l o w e r c o s t

s u b s t i t u t e s

f o r

c o p p e r

p r e s e n -

t l y

u s e d

i n t h e

c a v i t i e s f o r

h i g h

e l e c t r i c a l

a n d

t h e r m a l

c o n d u c t i v i t y

a s w e l l a s s t r u c -

t u r a l

s t r e n g t h .

A c k n o w l e d g m e n t

T h i s

d e v e l o p m e n t p r o g r a m w a s i n i t i a t e d

u n d e r

t h e

d i r e c t i o n o f R o g e r E .

W o l f

n o w M a n a g e r

T e l e v i s i o n T r a n s m i t t e r

E n g i n e e r i n g M e a d o w

L a n d s , P a .


8/18/2019 antenna----------npl


C o m p u t e r

- a i d e d

d e s i g n o f

v e r t i c a l p a t t e r n s

f o r

T V a n t e n n a a r r a y s

D r .

K r i s h n a

P r a b a

A m e t h o d f o r

f i l l i n g

n u l l s

i n

t h e

v e r t i c a l

p a t t e r n o f

a

b r o a d c a s t

T V a n t e n n a h a s b e e n

d e v e l o p e d

a n d

a p p l i e d . T h i s

c o m p u t e r

- b a s e d

t e c h n i q u e ,

n o w b e i n g u s e d b y t h e

C o m m u n i c a t i o n S y s t e m

D i v i s i o n , c o m p a r e s f a v o r a b l y

w i t h

o t h e r

m e t h o d s .

T h e

c o m -

p u t e r p r o g r a m i s v e r s a t i l e

a n d t h e s y n t h e s i s

t e c h n i q u e

h a s

b e e n

e s p e c i a l l y

s u c c e s s -

f u l s i n c e

t h e d e s i g n e r i s i n

t h e

d e c i s i o n l o o p . H o w e v e r , f u r t h e r w o r k i s

n e e d e d

t o

i m p r o v e t h e o p t i m i z a t i o n m e t h o d s .

S

E V E R A L

M E T H O D S

o f

s y n t h e s i z i n g

t h e

v e r t i c a l

p a t t e r n s

o f

a n t e n n a

a r r a y s

f o r

t e l e v i s i o n

b r o a d c a s t i n g

h a v e b e e n

d e v e l o p e d . ' ' ' ' "

A l l o f

t h e m

r e f e r

t o

a r r a y s

h a v i n g

i d e n t i c a l

e l e -

m e n t s .

I n a r r a y s

c o n s i s t i n g

o f

p a n e l s

t h a t

a r e

t h e m s e l v e s

s e v e r a l w a v e -

l e n g t h s

l o n g , t h e

v e r t i c a l

p a t t e r n

o f

t h e p a n e l

i t s e l f

m a y

h a v e ,

i n e f f e c t ,

a

n u l l

i n

t h e

r e g i o n

o f

i n t e r e s t .

T o a v o i d

s u c h

a n u l l ,

t h e

a r r a y

c a n

b e

m a d e

u p

o f s h o r t e r

p a n e l s ,

b u t

t h e

n u m b e r

o f

f e e d

p o i n t s

i s i n c r e a s e d

t h u s

r e d u c i n g

r e l i a b i l i t y .

A n o t h e r

m e t h o d

f o r

o v e r -

c o m i n g

t h e

p r o b l e m

i s

t o c o m b i n e

o n e

s h o r t p a n e l

w i t h

s e v e r a l

l o n g e r

p a n e l s

t o

m a k e

u p

t h e

a p e r t u r e .

T h i s

c o m b i -

n a t i o n

o f

s h o r t a n d

l o n g

p a n e l s

e s t a b -

l i s h e d

a

n e e d

f o r

a g e n e r a l

m e t h o d

o f

s o l v i n g

a

v a r i e t y

o f

n u l l

f i l l e d

p a t t e r n s

w i t h

s i m p l i f i e d

i l l u m i n a t i o n

c u r r e n t s .

A c o m p u t e r

a i d e d

d e s i g n

t e c h n i q u e

w a s

d e v e l o p e d

a

f e w y e a r s

a g o

t o

R e p r i n t

R E -

1 8 - 5 - 1 8

F i n a l

m a n u s c r i p t

r e c e i v e d

O c t o b e r

1 2 ,

1 9 7 2 .

D r .

K r i s h n a

P r a b a

( f o r m e r l y

D r .

P .

B .

K r i s h n a s w a m y )

A n t e n n a


C e n t e r

B r o a d c a s t

S y s t e m s

G i b b s b o r o ,

N .

J .

r e c e i v e d

t h e

B S c i n

P h y s i c s

f r o m

M a d r a s

U n i v e r -

s i t y ( I n d i a )

i n

1 9 5 1 ,

t h e

M S E E

f r o m

P r i n c e t o n

U n i v e r s i t y

i n

1 9 6 2

a n d

t h e

P h D

f r o m t h e

U n i v e r s i t y

o f


i n 1 9 6 4 .

P r i o r

t o

j o i n i n g

R C A ,

h e

w a s

a s s o c i a t e d

w i t h

F i s c h e r

& P o r t e r

C o . , W a r -

m i n s t e r ,

P a .

w h e r e

h e

d e v e l o p e d

f l o w

i n s t r u m e n t s

a n d

p r o c e s s

c o n t r o l

s y s t e m s ,

a n d

w i t h

D r e x e l

I n -

s t i t u t e

o f

T e c h n o l o g y

a s a n

A s s i s t a n t

P r o f e s s o r

o f

E l e c t r i c a l


S i n c e

j o i n i n g

R C A

i n

1 9 6 7 ,

h e

h a s

m a i n l y

b e e n

r e s p o n s i b l e

f o r a n a l y t i c a l

w o r k

o n

a n t e n n a

a r r a y s .

H e

h a s d e v e l o p e d

s e v e r a l

c o m p u t e r

p r o g r a m s

f o r a n t e n n a

d e s i g n

a n d

h a s

w o r k e d

o n

t h e

v a r i o u s

m u l t i p l e

a n t e n n a

i n s t a l l a -

t i o n s t h a t

h a v e

b e e n

d e v e l o p e d ,

o r

a r e u n d e r

d e -

v e l o p m e n t ,

b y

t h e

A n t e n n a


C e n t e r .

H e

h a s p u b l i s h e d

s e v e r a l

p a p e r s

o n

t h e

a b o v e

s u b j e c t s

a n d

h o l d s

f i v e U . S . P a t e n t s .

D r .

P r a b a

i s

a

m e m b e r

o f

I E E E , a

m e m b e r

o f

S i g m a

X i , a n d

a

f e l l o w

o f

t h e

B r i t i s h C o m p u t e r

S o c i e t y .

8

a s s i s t

i n

t h e s y n t h e s i s o f s u c h a r r a y s .

T h e

p r o g r a m ,

n o w a v a i l a b l e o n a

t i m e - s h a r i n g t e r m i n a l ,

a l l o w s t h e u s e r

t o

f i l l

t h e

n u l l s t o t h e d e s i r e d e x t e n t

a n d

a l s o

t o

r e d u c e

s i d e

l o b e s .

W h e n

n e c e s s a r y ,

c o n s t r a i n t s

m a y b e i m p o s e d

o n

t h e

a m p l i t u d e o r

p h a s e

o f t h e

c u r -

r e n t s i n o n e o r s e v e r a l p a n e l s .

T h e

m a g n i t u d e o f

t h e u n f i l l e d a r r a y

p a t t e r n a r o u n d

t h e

m a i n b e a m i s ,

o f

c o u r s e , c o n s i d e r a b l y g r e a t e r t h a n

t h a t

a t o t h e r a n g l e s .

F u r t h e r , t h e

m a i n

b e a m m a y b e t i l t e d

t o a n y d e s i r e d

l o -

c a t i o n

b y p r o g r e s s i v e l y

p h a s e - s h i f t i n g

t h e c u r r e n t s

o f t h e

p a n e l s .

A n u l l

- f i l l e d

p a t t e r n c a n b e c o n s i d e r e d

t o

b e m a d e

u p o f

a n u n f i l l e d p r i m a r y

p a t t e r n

w h o s e

m a i n b e a m i s

l o c a t e d

a t t h e

d e s i r e d

a n g l e a n d o n e

o r s e v e r a l

m o r e

u n f i l l e d

p a t t e r n s w h o s e

m a i n

b e a m s

a r e

l o c a t e d a t t h e

p r i m a r y

p a t t e r n

n u l l s t o b e

f i l l e d .

T h e i l l u m i n a t i o n

c u r r e n t s

f o r t h e

f i n a l

p a t t e r n

a r e t h e

s u m o f

a l l

t h e s e

i l l u m i n a t i o n s . A d j u s t -

1 a 1 1 1 i

M

a s .

l r a

N I

M I R

r i m


8/18/2019 antenna----------npl


0 . 9

0 . 8

0 . 7

0 . 6

¢

o

0 . 5

W

0 . 4

<

C r

0 . 3

0 . 2

0 . 1

E O U I S P A C E D

A R R A Y

S P A C I N G

6 . 0

W A V E L E N G T H S

P A N E L A M P L -

P H A S E

N O . I T U D E ( D E 6 . 1

1 . 0 0 . 0

2 1 . 0

0 . 0

3 1 . 0 0 . 0

4

1 . 0

0 . 0

5 P . O

0 . 0

6

1 . 0

0 . 0

3

2

0

2 3 .

5

6 7

8

D E G R E E S

F R O M H O R I Z O N T A L

F i g .

1 -

n i f o r m l y

i l l u m i n a t e d e q u i p h a s e

a r r a y .

s N I

m e n t o f

t h e p h a s e

o f

t h e

s e c o n d a r y

i l l u m i n a t i o n s r e s u l t s

i n

r e d u c i n g o r

i n c r e a s i n g

t h e m a g n i t u d e o f t h e p a t -

t e r n

a t t h e d e s i r e d a n g l e ,

t h u s

a c c o m -

p l i s h i n g n u l l

f i l l

o r

s i d e - l o b e

r e d u c t i o n .

I n g e n e r a l ,

t h e

s t a r t i n g

p o i n t i s n o t

r e s t r i c t e d

t o u n f i l l e d a r r a y i l l u m i n a -

t i o n .

T h u s ,

p r e v i o u s s o l u t i o n s

c a n b e

i m p r o v e d

u p o n , r e d u c i n g t h e s o l u t i o n

t i m e c o n s i d e r a b l y .

T h e t e c h n i q u e c o m p a r e s f a v o r a b l y

w i t h

a l l t h e o t h e r

m e t h o d s

a n d

h a s

b e e n

e x t e n s i v e l y u s e d

i n a n t e n n a

a r r a y

s y n t h e s i s .

W h e n t h e

c u r r e n t

i n a p a n e l

i s

c o n s t r a i n e d

i n

m a g n i t u d e o r p h a s e ,

t h a t

p a r t i c u l a r p a n e l c u r r e n t

i s

r e a d -

j u s t e d

t o t h e c o n s t r a i n e d

v a l u e .

T h e

m e t h o d

i s

f a s t e r i n

t h a t

t h e

n u l l f i l l i n g

i s r e s t r i c t e d t o t h e d e s i r e d n u l l s o n l y ,

i n s t e a d o f

s p e c i f y i n g t h e

e n t i r e

r a n g e .

I n

a d d i t i o n , n o

g r a d i e n t c a l c u l a t i o n s

a r e n e c e s s a r y ,

a s i s

t h e c a s e

i n s t e e p e s t

d e s c e n t


G e n e r a l

c o n s i d e r a t i o n s

T h e

v e r t i c a l

p a t t e r n

P ( 0 )

o f a n

a n -

t e n n a

c o n s i s t i n g

o f N

p a n e l s ,

a t

a

d e p r e s s i o n a n g l e

O

i s g i v e n b y

N

P ( B . 1 =

4 - , p i ( 0 ) A . ;

e x p ( j o d

; - ,

e x p [ j

( 2 i r

/ X )

]

d <

s i n

O

( 1 )

w h e r e p , ( 0 ) i s

t h e

v e r t i c a l

p a t t e r n o f

t h e i ` h p a n e l ;

A ; i s

t h e

a m p l i t u d e

o f

t h e

c u r r e n t

i n t h e i ` h p a n e l ;

s l s ,

i s

t h e

p h a s e o f t h e

c u r r e n t

i n

t h e

i ` h p a n e l ;

a n d

d ,

i s t h e l o c a t i o n o f t h e

i ` h p a n e l .

I n T V a p p l i c a t i o n s ,

o n l y t h e

n o r m a l -

i z e d m a g n i t u d e

o f t h e

p a t t e r n

i s o f

i n t e r e s t .

F o r

a n

a r r a y c o n s i s t i n g

o f

N

i d e n t i c a l

p a n e l s s p a c e d u n i f o r m l y a p a r t

a n d

c a r r y i n g i d e n t i c a l

c u r r e n t s , t h e

e x p r e s -

s i o n

o f

t h e

v e r t i c a l

r a d i a t i o n p a t t e r n

i s g i v e n b y

P

( 0 ) I =

p

( B )

s i n [

( N Y T d / x )

s i n 8 ] / N

s i n [

( a d / X )

s i n

6 ]

( 2 )

w h e r e p ( 0 )

i s t h e v e r t i c a l

r a d i a t i o n

p a t t e r n

o f

t h e p a n e l a n d

d

i s

t h e

s p a c -

i n g .

W h e n

p ( 0 )

i s a c o n s t a n t ( u n i t y

s i n c e

i t i s a r e l a t i v e

f i e l d

p a t t e r n )

,

t h e

f u n c t i o n P ( 0 ) r e p e a t s

i t s e l f

f o r

e v e r y

A i d i n

s i n

O

a n d h a s

n u l l s a t ( N d

s i n

B

/ A

=

± m , f o r

m

= 1 ,

2 ,

) . A

p l o t

o f

E q . 2

f o r p ( 0 ) = 1 i s a v a i l a b l e

i n

m a n y

t e x t s . '

T h e

u n f i l l e d

p a t t e r n

f o r

a

s i x

-

l a y e r

Z e e

- p a n e l

a r r a y

i s s h o w n

i n

F i g .

1 .

T o

p r o v i d e

a d e q u a t e

c o v e r a g e

f o r

t e l e v i s i o n b r o a d c a s t i n g ,

t h e n u l l s

i n

t h e r a d i a t i o n p a t t e r n i n

t h e c o v e r a g e

a r e a

c a n n o t

b e t o l e r a t e d .

I n m o s t

c a s e s , t h e

c u s t o m e r

s p e c i f i e s

t h e e x -

t e n t

t o

w h i c h

t h e

n u l l s a r e

t o

b e

f i l l e d .

T h e

d e s i r e d a m o u n t v a r i e s

w i t h

t h e

t y p e

o f c o v e r a g e

a r e a ,

t h e i r d i s t a n c e s

f r o m t h e

a n t e n n a , t h e

h e i g h t o f t h e

a n t e n n a , i t s e f f e c t i v e

r a d i a t e d p o w e r ,

e t c .

T h e d e s i r e d p a t t e r n

t o a c h i e v e

a

1 0 0

- m V

/ m

s i g n a l

i n

t h e

c o v e r a g e

a r e a ,

i s

s h o w n

i n

F i g .

2 ,

b a s e d

o n

t h e

F C C

d a t a . '

A n y

s p e c i f i e d

t i l t i n g o f

t h e b e a m

b e -

l o w t h e h o r i z o n t a l

i s

e a s i l y

a c h i e v e d

b y p r o g r e s s i v e p h a s e

s h i f t i n g

o f t h e

c u r r e n t s

i n e a c h

p a n e l b y

a n

a m o u n t

e q u a l t o

- 2

( - T r / À )

d ,

s i n

O T ,

w h e r e

0 7 i s t h e

r e q u i r e d

a m o u n t

o f t i l t .

M i n o r c o r r e c t i o n s ,

n e c e s s s a r y

t o

a c -

c o u n t

f o r

t h e

p a n e l

p a t t e r n ,

c a n

b e

e a s i l y d e t e r m i n e d

b y

i t e r a t i o n .

W h e n t h e

n u l l s

o f

a p a t t e r n

a r e

f i l l e d ,

t h e

d i r e c t i v i t y

o f t h e

p a t t e r n

i s r e -

d u c e d .

T h i s r e d u c t i o n

i n

g a i n

i s

t o b e

k e p t a s

l o w

a s p o s s i b l e .

A

t y p i c a l g a i n

l o s s o f

1

t o

2

d B

i s

g e n e r a l l y

e n c o u n -

t e r e d . '

A g o o d a p p r o x i m a t i o n

o f t h e

g a i n r e d u c t i o n

i s t h e

r a t i o

o f

t h e b e a m

m a x i m u m

o f

E q .

1

t o

t h a t

o f

a n a r r a y

i n w h i c h t h e

b e a m

m a x i m u m i s m a x i -

m i z e d f o r

t h e s a m e

p o w e r

i n p u t .

I n

a

u n i f o r m l y

s p a c e d

a r r a y

w i t h

i d e n t i c a l

e l e m e n t s ,

t h e b e a m

m a x i m u m

i s

m a x i -

m i z e d

w h e n

a l l t h e

c u r r e n t s a r e e q u a l

i n m a g n i t u d e

a n d t h e b e a m

i s

t i l t e d t o

1 . 0 -

0 . 9 -

0 . 8 -

0 . 7

z

l e i ,

0 . 6

N

a

0 . 5

W

>

O . A

-

a

0 . 3 -

0 . 2 -

0 . 1 -

A B O V E

0 3

2

R E Q U I R E D R E L A T I V E F I E L D

P A T T E R N T O

M A I N T A I N

A F I E L D

O F

I O O W V / M E T E R

F O R A N

A N T E N N A W I T H A N

E F F E C T I V E

R A D I A T E D

P O W E R

O F

1 0 0 0

K W , A S S U M I N G

C E N T E R

O F

R A D I A T I O N

T O

B E

1 3 0 0 '

A B O V E A V E R A G E

T E R R A I N ,

B A S E D

O N

F C C D A T A I

B E L O W

I

l l

0 2

3 4 5 6 7 8

D E G R E E S


F i g . 2 - D e s i r a b l e

r e l a t i v e f i e l d p a t t e r n .

I

9

1 0

I I

c o i n c i d e w i t h

t h e

m a x i m u m

o f

t h e

e l e m e n t

p a t t e r n .

I n t h e c a s e o f a n

a r r a y

w i t h

t w o d i f -

f e r e n t e l e m e n t p a t t e r n s ,

t h e

p o w e r

i n t o t h e p a n e l s

i s

t o

b e

p r o p o r t i o n a l

t o t h e

g a i n

o f

t h e p a n e l

p a t t e r n ,

a s -

s u m i n g

t h a t

t h e

p a n e l

b e a m

t i l t s

a r e

t h e s a m e

a n d m u t u a l c o u p l i n g

b e -

t w e e n

p a n e l s c a n

b e n e g l e c t e d .

I n

s o m e

c a s e s ,

i t

i s

n o t

o n l y

n e c e s s a r y

t o

f i l l t h e

n u l l s , b u t i t i s a l s o

d e s i r a b l e

t o

r e d u c e

t h e

l e v e l s

o f

t h e s i d e l o b e s ,

s o a s

t o

i n c r e a s e t h e g a i n

o f t h e

p a t t e r n .

N u l l - f i l l i n g

m e t h o d s

T h e

v a r i a b l e s

a v a i l a b l e

f o r p a t t e r n

n u l l f i l l i n g a r e t h e

s p a c i n g s

o f

t h e

p a n e l s a n d t h e a m p l i t u d e s

a n d p h a s e s

o f t h e e x c i t i n g

c u r r e n t s .

T h e

s p a c i n g s

a r e g e n e r a l l y

c h o s e n f o r t h e f u l l

u t i l i -

z a t i o n

o f

a p e r a t u r e

a n d t h e g a p s

b e -

t w e e n t h e p a n e l s

a r e j u s t s u f f i c i e n t

t o

r e d u c e

m u t u a l c o u p l i n g

b e t w e e n

a d j a c e n t p a n e l s .

H e n c e , t h e

o n l y

v a r i a b l e s

a v a i l a b l e a r e t h e 2 ( N

- 1 )

a m p l i t u d e s a n d p h a s e s .

I n s p l i t

- f e e d

s y s t e m s , o n e o f t h e

s i m -

p l e m e t h o d s o f


i s b y

p o w e r

d i v i s i o n b e t w e e n

t h e

p a n e l s .

F o r

e x -

a m p l e , a

7 0 : 3 0 p o w e r d i v i s i o n

b e -

t w e e n

e a c h

h a l f o f t h e a r r a y p r o d u c e s

a 1 3 % f i l l o f t h e

f i r s t

n u l l , b u t t h e

e v e n

n u l l s

a r e

n o t f i l l e d .

I f t h i s

m e t h o d

i s

e x t e n d e d t o

f i l l a l l t h e n u l l s ,

t h e

r e s u l t a n t

p o w e r d i v i s i o n

i s

n o t a c c e p t -

a b l e i n p r a c t i c e .

B u t

p o w e r

d i v i s i o n

i s

u s u a l l y e m p l o y e d w h e r e

o n l y t h e

f i r s t n u l l i s t o b e

f i l l e d .

A t y p i c a l p a t -

t e r n

i s s h o w n i n F i g .

3 .


8/18/2019 antenna----------npl


=

0 . 7

z

¢

0 . 6

0

W 0 . 5

> _

0 . 4

v r

a

O J

E O U ( S P A C E D

A R R A Y

S P A C I N G

6 . 0


P A N E L

N O

A M P L I T U D E P H A S E

( D E G R E E S )

. 6 5 5 0 . 0

2 . 6 5 5

0 . 0

3 . 6 5 5 0 . 0

4 1 . 0 0 0 0 . 0

5

1 . 0 0 0

0 . 0

6

1 . 0 0 0

0 . 0

3

O

1 2 3 4 5

6 7 6

D E G R E E S F R O M H O R I Z O N T A L

1 0

F i g . 3 -

E q u i p h a s e

a r r a y

w i t h

p o w e r

d i v i s i o n .

A

s i m i l a r

a p p r o a c h

t o


b y

c h a n g i n g

t h e p h a s e s

o f t h e

c u r r e n t s

i s

v e r y

u s e f u l , s i n c e

t h e

p o w e r

f e d t o

t h e

a n t e n n a

i s

m a x i m i z e d .

I n

a n

a r r a y

a r e e q u a l f o r

m a x i m u m

p o w e r i n p u t ;

i n

s o m e

o t h e r

a r r a y s , t h e

a m p l i t u d e s

a r e a d j u s t e d

i n

p r o p o r t i o n

t o t h e

p o w e r

r a t i n g s .

F o r e x a m p l e ,

i f

t h e

b o t t o m

a n d

t h e t o p l a y e r s

o f a n

N -

l a y e r a r r a y

d i f f e r

i n

p h a s e

b y ¢

f r o m

t h e

r e s t , t h e

f i r s t

[ ( N

/ 2 )

- 1 ] n u l l s

a r e

f i l l e d . T h e a m o u n t

o f

n u l l f i l l i s a p -

o f

i d e n t i c a l e l e m e n t s ,

t h e

a m p l i t u d e s

p r o x i m a t e l y

( 4

/ N )

s i n

( 0 / 2 ) c o s

[ T N d

s i n

O / X

]

T h e

s i d e - l o b e

l e v e l s

t e n d

t o b e

h i g h .

O n e

o f t h e c l a s s i c a l

m e t h o d s o f

n u l l

f i l l i n g

i n

w h i c h

b o t h p h a s e s

a n d

a m -

p l i t u d e s a r e

m o d i f i e d ,

i s

t h e

" W o o d -

w a r d

Q u a d r a t u r e

M e t h o d . '

T h e

s u c -

c e s s i v e

n u l l s a r e f i l l e d

b y

t h e e l e m e n -

t a r y

u n i f o r m

a r r a y w h i c h

i s s h i f t e d

b y p r o g r e s s i v e p h a s e

t o t h e

r e q u i r e d

n u l l l o c a t i o n

a n d

i s i n q u a d r a t u r e

w i t h

t h e m a i n

i l l u m i n a t i o n .

T h e s o l u -

t i o n i s t h e

a l g e b r a i c

s u m

o f

a l l

s u c h

e l e m e n t a l

i l l u m i n a t i o n s .

T h e

m e t h o d

h a s b e e n u s e d

s u c c e s s f u l l y

i n

t h e

d e -

s i g n o f

a n t e n n a

a r r a y s . '

G e n e r a l l y ,

o n e

h a s n o c o n t r o l o n

t h e s i d e

l o b e s

a n d c o n s t r a i n t s

a r e

n o t a p p l i c a b l e .

E q u a l a m p l i t u d e c o n s t r a i n t

c a n

a l s o

b e i m p o s e d

b y c o r r e c t i n g

t h e

a m p l i -

t u d e s

o f t h e

c u r r e n t b a c k

t o u n i t y . '

C o m p u t e r

- a i d e d

d e s i g n

T h e f o l l o w i n g

m e t h o d

i s s i m i l a r

t o

" W o o d w a r d ' s "

p r o c e d u r e e x c e p t

t h a t

t h e q u a d r a t u r e

r e q u i r e m e n t

f o r t h e

2 0

N

n u l l f i l l i n g p a r t

o f t h e i l l u m i n a t i o n

i s

r e m o v e d . A

p l o t

o f

t h e

a r r a y

p a t t e r n ,

a s

i n F i g .

1 ,

i n d i c a t e s

t h a t t h e

m a g n i -

t u d e

a r o u n d t h e m a i n

b e a m

i s c o n -

s i d e r a b l y

g r e a t e r

t h a n t h a t

a t o t h e r

a n g l e s . T h e p a n e l e l e m e n t

p a t t e r n

f u r -

t h e r e n h a n c e s

t h i s

e f f e c t

b y

r e d u c i n g

t h e

s e c o n d a r y

m a i n l o b e s a s w e l l .

T h e

m a i n b e a m

i s

s h i f t e d

t o

a n y d e p r e s -

s i o n

a n g l e B

b y p r o g r e s s i v e l y

p h a s i n g

t h e p a n e l

c u r r e n t

b y

a n

a m o u n t

e q u a l

t o

( -

2 7 r d ( / A )

s i n

B . I f t h e

p a t t e r n

i s

t o b e

r a i s e d

o r

l o w e r e d

a t a n y a n g l e

B , , ,

a

s e c o n d


o f

t h e

a r r a y

w i t h

a

p r o g r e s s i v e p h a s e

s h i f t

i n

t h e

c u r r e n t

a n d a n

a d d i t i o n a l

c o n s t a n t

p h a s e

i s

a d d e d

t o t h e

p r i m a r y

i l l u m i -

n a t i o n . I n t h i s c a s e , t h e c u r r e n t

I

i n

t h e p a n e l i

i s m o d i f i e d

t o

I ( = A ( e x p ( j y s O +

e x p

1 1 = 1

{

j [

( - 2 a r

I X )

d (

s i n

9 e , +

a ]

( 3 )

I f a i s

i n

p h a s e

w i t h

t h e p a t t e r n

c o r -

r e s p o n d i n g

t o

a l l t h e

A ;

a n d ¢ ( ,

t h e

r e s u l t a n t p a t t e r n

d u e t o

t h e

n e w

c u r r e n t s


b y a n

a m o u n t


t o

k

a t

8 , , .

I f

a i s o u t

o f

p h a s e , t h e

r e s u l t a n t p a t t e r n

i s

r e -

d u c e d .

I f

k i s p r o p o r t i o n a l

t o

A ; , t h e

n o r m a l i z a t i o n i s

a c c o m p l i s h e d .

M i n o r

v a r i a t i o n s

i n t h e

p a t t e r n

a r o u n d

t h e

a n g l e

O .

c a n

b e

a c c o u n t e d

f o r b y s u c -

c e s s i v e

i t e r a t i o n s . I f t h e

c u r r e n t s

a r e

S T A R T

E L E M E N T

P A T T E R N

( S 1

S P E C I F I E D

N U L L

F I L L

& G A I N

I S E A R C H D A T A

F I L E

/ S E F U L P A T T

E R N N

o

C H O O S E N I T I A L

I L L U M I N A T I O N

S Y N T H E S I S E

W I T H

R E D U C E D

N U L L F I L L

S Y N T H E S I S E

U N D E R

C O N S T R A I N T S

C H O O S E

N E W

S T A R T I N G

P O I N T

( S Y N T H E S I S E

R E O ' D

N U L L

F I L L

C O N S T R A I N T S

S Á T S I E D

?

l y "

I N S P E C T

I L L U M I N A T I O N

S I B L E

y

P O S

M E N T

o

F I E L D

P A T T E R N

a D A T A

F i g .

4 - C o m p u t e r

a i d e d

p a t t e r n s y n t h e s i s ,

f l o w

c h a r t .

0 . 9

0 . 8

= 0 . 7

_

i t

0 . 6

o

e

0 . 5

= 0 . 4

a

i t i

0 . 3

0 . 2

0 . 1

E O U I S P A C E D

A R R A Y

S P A C I N G 6 . 0 W A V E L E N G T H S

P A N E L A M P L I T U D E

P H A S E

N O .

( D E G R E E S )

. 0

- 3 0 . 0

2 . 0 0 . 0

3 . 0

0 . 0

4

. 0

0 . 0

5

. 0 0 . 0

6 . 0

- 3 0 . 0

2

0 2 3

4

5 6

7

8

D E G R E E S


9 1 0

1

F i g . 5 -

U n i f o r m l y

i l l u m i n a t e d

a r r a y

w i t h

v a r i

a b l e p h a s i n g .

t o

b e

f i x e d

i n a n y

o f

t h e p a n e l s ( f o

e x a m p l e ,

i n t h e

c a s e

o f

p o w e r

c o n

s t r a i n t )

,

t h e

m a g n i t u d e

o f t h e

c u r r e n t

i s

r e a d j u s t e d

t o

t h e

o r i g i n a l

v a l u e .

I n

s u c h

a

c a s e ,

t h e

r e s u l t a n t

p a t t e r n

i m

p r o v e m e n t

i s

r e d u c e d

a n d

m o r e

t h a

o n e

i t e r a t i o n

i s n e c e s s a r y .

I t

h a s

b e e

f o u n d

t h a t

t h e

n u m b e r

o f

i t e r a t i o n

t o a r r i v e

a t t h e

f i n a l

s o l u t i o n

a r e

r e

d u c e d

c o n s i d e r a b l y

i f a p a r t i a l l y

f i l l e d

p a t t e r n

i s

c h o s e n

a s a s t a r t i n g

p o i n t

H e n c e ,

m o s t

o f

t h e

d e r i v e d

s o l u t i o n

a r e

g e n e r a l l y

s t o r e d

f o r

f u t u r e

u s e a

a

s t a r t i n g p o i n t .

R e s u l t s

A

c o m p u t e r

p r o g r a m

( F i g .

4 )

u s i n

t h e

a b o v e

m e t h o d

h a s

b e e n

i n

u s e

f o

s e v e r a l

y e a r s .

T h e

f o l l o w i n g

e x a m p l e

a r e

i l l u s t r a t i v e

o f

t h e

r e s u l t s t h a t

h a v

b e e n

o b t a i n e d .

E x a m p l e

1 ( F i g .

5 ) : W i t h

a l l t h e

a m p l

t u d e s

e q u a l ,

t h e

f i r s t t w o

n u l l s

a r

f i l l e d

b y p h a s e

p e r t u r b a t i o n

o f t h e

t o

a n d

b o t t o m

p a n e l s

o f

a s i x

- l a y e r

a n

t e n n a .

T h i s

s o l u t i o n

i s

o f t e n

u s e d

a s

s t a r t i n g p o i n t ,

a s

i s

t h e

c a s e

f o r

e x a m

p l e s g i v e n

b e l o w .

E x a m p l e

2 ( F i g .

6 ) : T h e

t h i r d

n u l l

f i l l e d b y s h i f t i n g

t h e

p a t t e r n

t o t h e

d

p r e s s i o n

a n g l e w h e r e

i t o c c u r s w i t h

a

i n

- p h a s e i l l u m i n a t i o n .

T w o

i t e r a t i o

s t e p s w e r e

r e q u i r e d

t o

a c h i e v e

5 %

n u l l , s i n c e

a l l t h e

a m p l i t u d e s w e r e

c o n

s t r a i n e d

t o b e e q u a l .

E x a m p l e 3 ( F i g .

7 )

:

F r o m t h e a b o v e

p a

t e r n ,

a l l t h e n u l l s w e r e

r a i s e d

b y

r

m o v i n g t h e

a m p l i t u d e

c o n s t r a i n t .

s e c o n d

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t o r a i

t h e f o u r t h n u l l t o

7 . 5 %

f r o m

4 . 7

%

T h e

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i n

a n y p a n e l


8/18/2019 antenna----------npl


0 9 -

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7 -

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W

0 5 -

W

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A R R A Y

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P A N E L

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4

5

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P H A S E

( D E G R E E S )

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1

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D E G R E E S


F i g . 6 -

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a r r a y w i t h v a r i -

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p h a s i n g , i m p r o v e d .

2 4 %

i n s t e a d o f 1 6 . 7 %

i n t h e e q u a l

-

a m p l i t u d e

c a s e .

E x a m p l e

4

( F i g .

8 ) :

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l o b e

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3 . 7 ° b e l o w

t h e h o r i z o n t a l

i n e x a m p l e

3

i s

a l m o s t

e q u a l

t o t h e f i r s t l o b e a t

2 . 2 ° .

T h i s

w a s r e d u c e d

t o p r o d u c e a

s m o o t h e r

p a t t e r n .

T w o i t e r a t i o n s

w e r e

r e q u i r e d

t o

k e e p

t h e n u l l s

f i l l e d

t o t h e

s a m e l e v e l .

E x a m p l e

5 ( F i g .

9 ) :

I n

t h i s h i g h g a i n

a n t e n n a

c o n s i s t i n g

o f

e l e v e n

p a n e l s ,

o n e

o f t h e m i d d l e

p a n e l s

i s

s h o r t e r

t h a n

t h e o t h e r

p a n e l s .

T h e

l o n g e r

p a n e l s

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9 ° .

T h e

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0 . 7 5 °

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c o v e r a g e

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c u r v e

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F C C d a t a .

O n l y

s i m p l e

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T h e p a t t e r n

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s i d e

l o b e .

T h e

c o m p u t e r

p r o g r a m

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v e r s a t i l e

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s y n t h e s i s

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t h e d e c i s i o n

m a k i n g

l o o p .

F u r t h e r

w o r k

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m a j o r

p r o b l e m s

i n

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s t a b i l i t y

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c h a n n e l

b a n d w i d t h .

T h e

p r o b l e m i s

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s e v e r e

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t h e c a s e o f

m u l t i p l e x e d

a n t e n n a s .

S i m p l i f i e d

f e e d

- s y s t e m

c o m -

p e n s a t i o n

i s

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e c o n o m i c a l .

I n

s u c h

c a s e s ,

t h e

c o m p e n s a t i o n

f o r p h a s e

c h a n g e s

i n

t h e f e e d

s y s t e m h a s

t o b e

a c c o u n t e d

f o r .

W o r k h a s

b e e n d o n e

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t h e o p t i m i z a t i o n

o f

a n t e n n a

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t a k i n g

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t h e f e e d

s y s t e m

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p r o b -

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i s t o d e t e r m i n e

w h e t h e r a n y p a r -

I . 0

0 . 9

0 . 8

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2

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0 -

0 . 9

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2

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6

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0 . 9 5 8

0 . 9 4 1

1 . 0 5 9

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1 . 2 2 7

0 . 8 3

P H A S E

( D E G R E E S )

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5 . 8

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2 3

4

5 6 7 8 9

D E G R E E S

F R O M

H O R I Z O N T A L

1 0 I I

F i g .

7

- A r r a y w i t h p o w e r d i v i s i o n

u n d e r

p h a s i n g .

t i c u l a r

s o l u t i o n o f

t h e

a n t e n n a a r r a y

s y n t h e s i s i s t h e

o p t i m a l

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w h e t h e r

a h i g h e r

g a i n

c o u l d

s t i l l b e

o b t a i n e d .

A n

e x t e n s i o n o f t h e e a r l i e r

w o r k

i s

u n d e r w a y .

R e f e r e n c e s

1 . " W o o d w a r d , P .

M . . " A m e t h o d f o r

c a l c u l a t -

i n g

t h e

f i e l d o v e r a p l a n e a p e r t u r e

r e q u i r e d

t o p r o d u c e a g i v e n

p o l a r

d i a g r a m " / I E E

V o l . 9 3 p t I L I A

( 1 9 4 6 ) p p . 1 5 5 4

- 1 5 5 8 .

2 . H i l l ,

P .

C .

1 . .

" M e t h o d s

f o r s h a p i n g

v e r t i c a l

p a t t e r n s

o f V H F a n d U H F t r a n s m i t t i n g

a e r i -

a l s , " P r o c .

I E E E , V o l . 1 1 6 , N o .

8 ,

( A u g .

1 9 6 9 )

p p .

1 3 2 5 - 1 3 3 7 .

3 . D e V i t o , G . , " C o n s i d e r a t i o n s

o n

a n t e n n a s

w i t h n o

n u l l r a d i a t i o n

p a t t e r n

a n d

p r e - e s t a b -

l i s h e d

m a x i m u m - m i n i m u m

s h i f t s i n

t h e

v e r -

0 9

0

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¢ 0 . 1

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0

E O U I S P A C E D

A R R A Y

S P A C I N G

6 . 0


P A N E L

N O .

A M P L I T U D E P H A S E

I D E G R E E S I

0 . 7 8 2 - 3 9 . 2

2

0 . 9 5 2

7 . 4

3 0 . 9 6 7

- 9 . 4

4 1 . 0 2 7 8 . 0

5

1 . 1 6 9

- 8 . 2

6

0 . 6 8 6 - 3 4 . 2

A B O V E

B E L O W

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l _ 1 _ - 1

L L

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2

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0

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7

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9 1 0

1 1

D E G R E E S


F i g .

8 A r r a y

w i t h p o w e r

d i v i s i o n

u n d e r

p h a s i n g ,

i m p r o v e d .

t i c a l p l a n e , "

A l t a

F r e q u e n z a ,

V o l . X X X V I I I ,

N o . 6 ( 1 9 6 9 ) .

4 .

P e r i n i .

J .

a n d

I d e s l i s , M . H . , " R a d i a t i o n

p a t t e r n

s y n t h e s i s f o r

b r o a d c a s t a n t e n n a s

" ,

I E E E T r a n s . o n B r o a d c a s t i n g V o l .

B C - 1 8 ,

N o .

3

( S e p t .

1 9 7 2 )

p .

5 3 .

5 .

K r a u s ,

J .

D . ,

A n t e n n a s

( M c G r a w

- H i l l

B o o k

C o . ;

1 9 5 0 ) p p . 5 2 1 - 5 3 4 .

6 . F C C

R u l e s a n d R e g u l a t i o n s , p a r a . 3 . 6 9 9 ,

F i g .

9 .

7 . S i u k o l a , M .

S .

a n d

C l a r k ,

R .

N . , " V a r i o u s

m e t h o d s

o f d e t e r m i n i n g

t h e g a i n

o f

a

p r o -

p o s e d T V A n t e n n a " , R C A

E n g i n e e r ,

V o l .

1 6 ,

N o .

1 .

8 . G i h r i n g ,

R .

E . " L a t e s t t r e n d s i n

T V

b r o a d -

c a s t

a n t e n n a s " R C A B r o a d c a s t N e w s

V o l .

1 0 5 , ( S e p t .

1 9 5 9 ) p p .

5 6 - 6 5 .

9 .

H i l l , P . C .

J . " A

m e t h o d

f o r

s y n t h e s i z i n g a

c o s e c a n t

r a d i a t i o n p a t t e r n b y p h a s e a n d

v a r i -

a t i o n o f a c o n s t a n t

a m p l i t u d e e q u i s p a c e d

a r r a y

" ,

i n

E l e c t r o m a g n e t i c w a v e

t h e o r y "

( P e r g a m o n ;

1 9 6 7 ) ,

p p .

8 1 5 - 8 5 0 .

1 0 .

C r a n e , R .

L . ,

e t a l ,

R C A


P r i n c e t o n ,

N . J .

P r i v a t e

c o r r e s p o n d e n c e .

T Y P I C A L

V E R T I C A L

P A T T E R N

H I G H

G A I N Z E E

P A N E L A N T E N N A

T P U

- 6 0

G A I N =

6 0

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= 5

M E G A W A T T S

B E A M T I L T 3 / 4

N O T E :

T H E 1 0 0 M V

/ M E T E R C U R V E

I S

C A L C U L A T E D

F R O M

P U B L I S H E D

F C C

5 0 / 5 0

C U R V E S . I T I S S H O W N

O N L Y

F O R T H E P U R P O S E

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I L L U S T R A T I O N

A N D

S H O U L D

N O T B E

C O N S T R U E D

A S

I N D I C A T I N G

A C T U A L C O V E R A G E

T O

B E

E X P E C T E D .

- 1 0 0 N V / M A T

1 5 0 0 F T H T

5

6

7

8

D E G R E E S

F R O M

H O R I Z O N T A L

F i g .

9 -

y p i c a l

a n t e n n a p a t t e r n s .


8/18/2019 antenna----------npl

http://slidepdf.com/reader/full/antenna-npl 24/982 2

L u n a r

s o u n d e r

e x p e r i m e n t

f o r

A p o l l o

1 7

D r .

S .

L .

G o l d m a n

E .

J .

N o s s e n

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1 9 7 1 ,

N o r t h

A m e r i c a n R o c k w e l l

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a u t h o r i z e d

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N A S A t o

r e q u e s t b i d s

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d e s i g n

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d e v e l o p

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c h i r p r a d a r

f o r t h e

A p o l l o

1 7

m i s s i o n . T h e

g o a l

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t h e

c h i r p

r a d a r

( a

c o h e r e n t , s y n t h e t i c - a p e r t u r e t y p e c a l l e d t h e L u n a r S o u n d e r )

w a s

t o

r e c o r d ,

o n

p h o t o g r a p h i c f i l m ,

r a d a r s i g n a t u r e s o f

t h e L u n a r

s u r f a c e

a n d s u b - s u r f a c e .

R C A ' s

p a r t

i n t h i s

p r o g r a m

w a s t o d e s i g n , d e v e l o p

a n d

d e l i v e r

a s p a c e

- q u a l i f i e d c h i r p

g e n -

e r a t o r ,

t r a n s m i t t e r ,

T / R

s w i t c h ,

a n d r e c e i v e r f o r


i n

t h e C o m m a n d

S e r v i c e

M o d u l e .

D r . S t e p h e n

L .

G o l d m a n


S y s t e m s


G o v e r n m e n t


S y s t e m s

C o m m u n i c a t i o n s S y s t e m s

D i v i s i o n

C a m d e n ,

N . J .

r e c e i v e d t h e

B S E E f r o m T u f t s

U n i v e r s i t y

i n 1 9 6 2

a n d t h e M S E a n d

P h D ( E E )

f r o m t h e

U n i v e r s i t y

o f


i n 1 9 6 6

a n d 1 9 7 1 , r e s p e c t i v e l y .

D r .

G o l d m a n ' s

f i r s t

a s s i g n m e n t

w a s

a l t i m e t e r c i r c u i t

d e s i g n f o r R C A

- A C C D i n

C a m d e n ,

N . J . F r o m 1 9 6 3

t o

1 9 6 5 ,

a t A E D ,

h e

w a s

c o n c e r n e d

w i t h

s a t e l l i t e


s y s t e m

a n a l y s i s .

F r o m 1 9 6 5

t o

1 9 6 7 , a t

A S D ,

h e w a s

i n v o l v e d i n

t h e

d e s i g n ,

s y n -

t h e s i s a n d

a n a l y s i s

o f

F M

a n d

p u l s e r a d a r a l t i m -

e t e r s a n d

c a v i t y d e s i g n

f o r

G u n n O s c i l l a t o r s .

I n

1 9 6 7 h e

w a s

a w a r d e d

a D a v i d S a r n o f f

F e l l o w s h i p

f o r

P h D

s t u d y .

S i n c e 1 9 6 9 D r .

G o l d m a n

h a s

b e e n

e m p l o y e d

b y

G C S i n

C a m d e n ,

N . J . , w h e r e

h e

h a s

p a r t i c i p a t e d

i n

t h e


o f

T i m e

D i v i s i o n

M u l t i p l e

A c c e s s


S y s t e m s a n d

t h e

A p o l l o 1 7

C o h e r e n t

S y n t h e t i c A p e r a t u r e R a d a r . H i s

t a s k s

h a v e

a l s o i n c l u d e d

t h e a n a l y s i s

o f

t r a c k i n g

l o o p s ,

d i g i t a l

f r e q u e n c y s y n t h e s i z e r

e v a l u a t i o n

a n d

a n a l y s i s ,

H F

/ U H F

s u b s y s t e m

d e s i g n

f o r

t h e I n t e -

g r a t e d R a d i o

R o o m

a n d

a n a l y s i s o f

N u c l e a r E M P

e f f e c t s

o n

v a r i o u s


s y s t e m s .

H e

h a s

p a r t i c i p a t e d

a s a n

a s s o c i a t e i n s t r u c t o r i n R C A ' s

a f t e r h o u r s

E d u c a t i o n P r o g r a m .

D r . G o l d m a n

i s a

m e m b e r o f T a u

B e t a

P i

a n d I E E E .

E d w a r d

J . N o s s e n


S y s t e m s


G o v e r n m e n t


S y s t e m s


S y s t e m s

D i v i s i o n

C a m d e n ,

N . J .

r e c e i v e d

t h e

B S E E

f r o m

N e w a r k

C o l l e g e

o f E n g i -

n e e r i n g i n 1 9 5 3 ;

t h e

M S E E

f r o m

D r e x e l

I n s t i t u t e

o f

T e c h n o l o g y i n 1 9 5 6 ;

a n d h a s

t a k e n g r a d u a t e

c o u r s e s

a t U n i v e r s i t y

o f

P e n n s y l v a n i a .

F r o m 1 9 5 3

t o 1 9 5 5 M r .

N o s s e n

w o r k e d

f o r

M i n n e a p o l i s

-

H o n e y w e l l

i n

t h e i n s t r u m e n t a t i o n

a n d

p r o c e s s

-

c o n t r o l

f i e l d .

A f t e r j o i n i n g

R C A i n

1 9 5 5 , h e

p a r t i c i -

p a t e d

i n

t h e

m o d e r n i z a t i o n

o f m i s s i l e c o n t r o l

a u x i l i a r i e s

o f t h e M G 3

a i r b o r n e f i r e c o n t r o l s y s t e m ,

d e s i g n o f t h e a n t e n n a

a n d f e e d h o r n n u t a t i o n

s e r v o s

o f t h e T A L O S

m i s s i l e

g u i d a n c e r a d a r ,

a n d

s p e c i a l

-

p u r p o s e

d i g i t a l

c o m p u t e r s f o r a i r b o r n e

f i r e c o n t r o l

a n d

n a v i g a t i o n .

M r .

N o s s e n

w a s r e s p o n s i b l e

f o r

s y s t e m a n a l y s i s

a n d t e c h n i q u e d e v e l o p m e n t

i n

t h e

f i e l d

o f e l e c t r o n i c r e c o n n a i s s a n c e

a n d

e l e c t r o n i c

c o u n t e r m e a s u r e s . H i s

s t u d y

r e s p o n s i b i l i t i e s

h a v e

a l s o

i n c l u d e d

o p e r a t i o n

a n a l y s i s a n d e v a l u a t i o n

o f

m i l i t a r y

s y s t e m s i n

a n E C M

e n v i r o n m e n t . R e -

c e n t l y

h e h a s

b e e n r e s p o n s i b l e f o r

s t u d i e s a n d

t e c h n i q u e d e v e l o p m e n t

o f

p s e u d o -

r a n d o m n o i s e

a n d

t o n e - r a n g i n g

s y s t e m s

f o r

c o m m u n i c a t i o n s a n d

n a v i g a t i o n

a p p l i c a t i o n s .

H e i s a

m e m b e r o f T a u

B e t a

P i , E t a

K a p p a N u ,

t h e

I E E E a n d h e w a s

a w a r d e d R C A ' s

1 9 6 9 D a v i d

S a r n o f f O u t s t a n d i n g


A w a r d

i n E n g i n e e r i n g f o r

h i s

c o n c e p -

t i o n o f a n d


t o t h e A p o l l o V H F

R a n g -

i n g

p r o g r a m .

H e

h o l d s t h r e e

U . S .

P a t e n t s .

R e p r i n t

R E - 1 8

- 5 7

F i n a l

m a n u s c r i p t

r e c e i v e d A p r i l

2 5 , 1 9 7 2 .

H E L U N A R

S O U N D E R

M I S S I O N i s

I

i l l u s t r a t e d i n

F i g . 1 . T h e c h i r p

r a d a r

i s h o u s e d

i n

t h e

C o m m a n d S e r v -

i c e

M o d u l e

( C S M )

,

w h i c h

o r b i t s

t h e

m o o n

a t

a n

a l t i t u d e

o f

1 1 0

±

1 0

k m

w i t h

a n o m i n a l

v e l o c i t y

o f

1 6 0 0

m e t e r s

p e r

s e c o n d ,

t h u s c o m p l e t i n g a

f u l l

r e v o -

l u t i o n i n a b o u t t w o h o u r s .

T h e

L u n a r

S o u n d e r

u s e s

t h r e e s e p a r a t e c a r r i e r


5 M H z ,

1 5 M H z , a n d

1 5 0 M H z

t o

m a p

t h e

l u n a r s u r f a c e

a n d s u b s u r f a c e s t o a d e p t h

o f a s

m u c h

a s

o n e

k i l o m e t e r

d i r e c t l y

b e n e a t h

t h e

o r b i t a l p a t h

o f t h e

C S M .

B y p r o v i d -

i n g s u f f i c i e n t

r e s o l u t i o n

a n d d y n a m i c

r a n g e i n t h e r e f l e c t e d s i g n a l

a n d b y

s u b s e q u e n t

s i g n a l p r o c e s s i n g ,

t h e

L u -

T a b l e I - R e s o l u t i o n

g o a l s .

F r e q .

( M H z )

R e s o l u t i o n

( m e t e r s ) '

A l o n g

- t r a c k

( d o w n - r a n g e )

D e p t h

C r o s s t r a

1 5 0

2 0

1 0

9 0 0

1 5

6 0 1 0 0

1 5 0 0

5

3 6 0

6 0 0

3 5 0 0

* T o a c h i e v e

a h i g h r e s o l u t i o n

i n

d e p t h ,

e a c h

f r

q u e n c y b a n d u s e s

a

1 0 % b a n d w i d t h a s

f o l l o w s

5 . 0

t o

5 . 5 3 M H z ;

1 5 . 0

t o

1 6 . 6

M H z ;

a n d 1 5 0

1 6 6

M H z .

n a r

S o u n d e r s h o u l d p r o v i d e

i n f o r m

t i o n

a b o u t

t h e

l o c a t i o n a n d

c h a r a

t e r i s t i c s o f

l u n a r s u b s u r f a c e s a n

r e f l e c t o r s .

T h e d e s i r e d d y n a m i c

r a n

i s

6 0

d B , a n d

t h e

r e s o l u t i o n g o a l s

a

g i v e n i n

T a b l e I .

P u l s e - c o m p r e s s i o n s y s t e m

T o a v o i d t h e u s e o f h i g h - p e a k

- p o w

n a r r o w - p u l s e t r a n s m i s s i o n s ,

a

l i

e a r F M

p u l s e - c o m p r e s s i o n t e c h n i q u e

u s e d .

T h i s

t e c h n i q u e

u s e s a p e r i o d

p u l s e d t r a n s m i s s i o n w h o s e

i n s t a n t

n e o u s


f r e q u e n c y i s l i

e a r l y s w e p t o v e r

a p a s s b a n d o f w i d

o f .

T h i s

t y p e o f p u l s e d t r a n s m i s s i o n

k n o w n a s

a c h i r p . T h e r e c e i v e d c h i

e c h o e s a r e c o m p r e s s e d b y a d i s p e r s i

d e l a y d e v i c e

s o

t h a t m o s t

o f t h e e c h

e n e r g y

o c c u r s

w i t h i n

a

m u c h

s m a l l

t i m e i n t e r v a l

t h a n t h e t i m e i n t e r v

T a b l e

I l -

C o h e r e n t s y n t h e t i c a p e r t u r e r a d a r

( C S A R ) .

P a r a m e t e r

H F :

5

M H z H F :

1 5

M H z V H F : 1 5 0 M H z

I n i t i a l

f r e q u e n c y ,

J o ( M H z )

F r e q u e n c y

s w e e p ,

4 f

( M H z )

5

0 . 5 3 3

1 5

1 . 6

1 5 0

1 6

F r e q u e n c y r a t e ,

J F ( k H z

/ u s ) 2 . 2 2 2

2 0 . 0 2 0 0 0

P u l s e

d u r a t i o n , T ( u s )

2 4 0

8 0

8

P u l s e r e p e t i t i o n

p e r i o d

( u s )

2 5 2 0

2 5 2 0

5 0 4

T i m e

- B a n d w i d t h P r o d u c t , T A /

1 2 8

1 2 8 1 2 8

P u l s e e n e r g y ( J o u l e s )

0 . 0 2 t o 0 . 0 2 6 0 . 0 0 7 t o 0 . 0 0 9

0 . 0 0 0 7 t o 0 . 0 0 0 9

R i s e t i m e

( % )

3 . 6

± 0 . 4

3 . 6

- ± 0 . 4 1 0

±

0 . 5

R e c e i v e r

o u t p u t f r e q .

r a n g e

( M H z )

0 . 2 3 3 t o 0 . 7 6 6 0 . 9

t o

2 . 5

3 . 0 t o 1 9 . 0

A u t h o r s N o s s e n

( l e f t ) a n d

G o l d m a n

w i t h a

m o d e l o f t h e

l u n a r s o u n d e r .


8/18/2019 antenna----------npl


'

= D I E L E C T R I C

C O N S T A N T

t o . '

L U N A R ' S I - S U R F A C E

2 N O S U R F A C E

L I N E A R

F R E O U D

Y - -

S W E E P

x 1 M T T E R

S W I T C H

C L O C K

S T A I A

R

S T A T U S

y

O P T I C A L

R E C O R C E R

S - R A I D T o

T E L E M E T R í

E A R T H

F I L M

P R O C E S S I N G

O P T I C A L

O O I A E L A T O R

M A P

3

= 6 F i g .

1 ( l e f t )

- L u n a r

s o u n d e r

m i s s i o n .

F i g .

2

( a b o v e )

- L u n a r

s o u n d e r b l o c k d i a -

g r a m .

t h a t

t h e t r a n s m i t t e d

c h i r p

o c c u p i e d .

T h e

r a t i o

o f t h e t i m e

d u r a t i o n

o f

t h e


c h i r p

t o

t h e t i m e

d u r a t i o n

o f t h e

c o m p r e s s e d

c h i r p

i s t h e p u l s e

-

c o m p r e s s i o n

r a t i o . T h e

p u l s e -

c o m p r e s -

s i o n

r a t i o

i s

a l s o e q u a l

t o

t h e p r o d u c t

o f

t h e t i m e

d u r a t i o n

a n d

t h e

s p e c t r a l

b a n d w i d t h ( t i m e -

b a n d w i d t h

p r o d u c t )

o f t h e

t r a n s m i t t e d s i g n a l .

W i t h

a

p u l s e -


s y s t e m , t h e

i n c r e a s e d

d e t e c t i o n

c a p a b i l i t y

o f a

l o n g - p u l s e

r a d a r

s y s t e m i s

a c h i e v e d

w h i l e r e t a i n i n g

t h e r a n g e - r e s o l u t i o n

c a p a b i l i t y

o f

a

n a r r o w

p u l s e

s y s t e m .

S e v e r a l

a d v a n t a g e s

a r e

o b t a i n e d .

T r a n s m i s s i o n

o f l o n g p u l s e s

a l l o w s

m o r e

e f f i c i e n t

u s e

o f t h e a v e r a g e - p o w e r

c a p a b i l i t y

o f

t h e

r a d a r .

G e n e r a t i o n

o f

h i g h - p e a k

- p o w e r

s i g n a l s i s

a v o i d e d .

T h e

a v e r a g e

p o w e r

o f t h e r a d a r

c a n b e

i n c r e a s e d

w i t h o u t i n c r e a s i n g t h e

P R F

( p u l s e r e p e t i t i o n

f r e q u e n c y )

a n d

h e n c e

d e c r e a s i n g

t h e

r a d a r ' s

u n a m -b i g u o u s

r a n g e .

A n

i n c r e a s e d

s y s t e m r e -

s o l v i n g

c a p a b i l i t y

i n

d o p p l e r

i s

a l s o

o b t a i n e d

a s a r e s u l t

o f t h e

u s e

o f t h e

l o n g p u l s e .

I n

a d d i t i o n ,

t h e r a d a r

i s

l e s s

v u l n e r a b l e

t o

i n t e r f e r i n g

s i g n a l s

t h a t

d i f f e r f r o m

t h e


c h i r p

s i g n a l .

S o m e o f

t h e

r a d a r

p a r a m e t e r s

a r e

s h o w n i n T a b l e

I I .

O p t i c a l p r o c e s s i n g

R a t h e r

t h a n c o m p r e s s i n g

t h e c h i r p

e c h o e s

d u r i n g L u n a r

O r b i t ,

t h e u n c o m -

p r e s s e d

c h i r p

e c h o e s

a r e r e c o r d e d

o n

p h o t o g r a p h i c

f i l m

b y a n o p t i c a l

r e -

c o r d e r .

O n

e a r t h ,

t h e f i l m

i s

d e v e l o p e d

a n d

f e d i n t o

a n

o p t i c a l c o r r e l a t o r

t o

p r o d u c e

a m a p .

T h i s

c o r r e l a t o r p r o -

c e s s e s t h e


o n t h e

d e v e l -

o p e d

f i l m

t o

e x t r a c t

t h e l u n a r

s u r f a c e

a n d

s u b s u r f a c e

f e a t u r e s .

O n e

o f

t h e

c o r r e l a t o r

f u n c t i o n s

i s

t o

p e r f o r m

t h e

p u l s e

c o m p r e s s i o n ;

i t s o t h e r

f u n c t i o n

i s

d o p p l e r p r o c e s s i n g

t o

a c h i e v e

i m -

p r o v e d

r e s o l u t i o n

a l o n g

t h e

s p a c e -

c r a f t ' s

t r a c k a s

p r o j e c t e d

o n t h e L u n a r

s u r f a c e . T h e

b l o c k

d i a g r a m

o f t h e

L u n a r

S o u n d e r

i s

s h o w n

i n

F i g .

2

a n d

t h e s i g n a l f l o w

i s

s h o w n

i n F i g . 3 .

T i m e

s i d e l o b e s

I f

t h e

L u n a r

t a r g e t

w e r e a n i s o l a t e d

c o r n e r

r e f l e c t o r ,

t h e r e c e i v e d e c h o

w o u l d

b e

a n a t t e n u a t e d ,

t i m e - d e l a y e d ,

d o p p l e r -

s h i f t e d r e p l i c a

o f t h e

t r a n s -

m i t t e d

c h i r p . T h u s ,

t h e r e c e i v e d

e c h o

o f t h e


e n v e l o p e w o u l d

e s -

s e n t i a l l y

b e m a i n t a i n e d

i n t a c t . C o r n -

p r e s s i o n

o f t h e

r e c e i v e d

c h i r p

e c h o ,

w h e t h e r

d o n e

b y

a


l i n e o r

b y

a n o p t i c a l c o r r e l a t o r ,

w o u l d

y i e l d


a

( s i n t / t )

e n v e l o p e i n

t h e t i m e

d o m a i n .

A p r e f e r r e d

t i m e d o -

m a i n

e n v e l o p e

w o u l d b e

y ( t )

= s i n t / t

( f o r I t '

< a r )

= 0 ( e l s e w h e r e )

w h i c h

r e p r e s e n t s

a ( s i n

t / t ) e n v e l o p e

w i t h o u t

s i d e l o b e s .

S i d e l o b e s

a r e

a l l t h e

l o c a l m a x i m a

o f

t h e ( s i n t / t ) e n v e l o p e

o t h e r t h a n t h e m a x i m u m a t

t

= 0

( t h e

m a i n l o b e ) . T h e s e

s i d e l o b e s

a r e

u n -

d e s i r a b l e

b e c a u s e

t h e y

c a n

m a s k

e c h o e s f r o m

s m a l l e r t a r g e t s

a t r a n g e s

d i f f e r e n t f r o m

t h e r a n g e

o f

t h e l a r g e s t

a p e r t u r e

t a r g e t .

W h e n m a s k i n g

o c c u r s ,

r e s o l u t i o n

i s d e g r a d e d

s i n c e

t h e

a b i l i t y

t o

i d e n t i f y a d j a c e n t

e c h o e s i s d e g r a d e d .

B y

r o u n d i n g

t h e

c o r n e r s

o f

t h e e n v e -

l o p e

o f t h e

t r a n s m i t t e d c h i r p ,

t h e s i d e -

l o b e

l e v e l s

o f t h e

c o m p r e s s e d

c h i r p c a n

b e r e d u c e d ,

t h u s i m p r o v i n g

t h e

r a d a r ' s

d e p t h

- p e n e t r a t i n g

c a p a b i l i t i e s b y r e -

d u c i n g t h e

m a s k i n g

e f f e c t

c a u s e d

b y

t h e s i d e l o b e s . T h e p r o c e s s o f s h a p i n g

t h e

e n v e l o p e

o f

t h e


c h i r p

i s c a l l e d

w e i g h t i n g .

F i g . 4 i l l u s t r a t e s

o n e - h a l f t h e

t i m e

w a v e f o r m o f

a n u n w e i g h t e d

a n d a

w e i g h t e d ,

c o m p r e s s e d - h i r p - t i m e

w a v e -

f o r m .

T h e

w e i g h t e d c h i r p

e n v e l o p e i s

d e s c r i b e d

b y

a

c o s i n e - s q u a r e d

f u n c t i o n .

T h a t i s , f o r

a c h i r p


i n t h e

t i m e i n t e r v a l

( I t ' S T

/ 2 ) ,

t h e

e n v e l o p e

o f

t h e


c h i r p

i s c o s '

¶ t

/ T .

T R A N S M I T T E R

-

2 4 0

M e

- . 1 X

h - R E C E I V E R

\ 1 C O R D E R

O P T I C A L

P R O C E S S I N G

L I G H T I N T E N S I T Y

F I L M

I N D I S P L A Y P L A N E

A / D

C O N V E R T E R S

C O M P U T I N G

I N T E R P R E T A T I O N

A S E R

¡ M I L

F I L M

C O H E R E N T

L I G H T

F i g .

3

L u n a r s o u n d e r s i g n a l

f l o w .

1 . 0

- C O S I N E

-

S Q U A R E D

P U L S E

- - -

R E C T A N G U L A R P U L S E

r I

' ' I , .

I I I

I

I

f 1

1

r ,

I

I \ \

r I

f ^ M

1 1

n

I I I I

I

I

I I

I I

I

I I

I

Ì

i

I

I 1

I

i l

¡

1 0 - 4 0

F i g . 4 - C o m p a r i s o n o f s i d e l o b e

l e v e l s .

- I O

- 7 0

A M P L I T U D E

S P E C T R U M

O F

( S I N 6 1 2

n . T

I

I o

I z

f T

F i g . 5 -

S i d e l o b e s w i t h a s i n c e - e i g h t e d p u l s e .

C O M P R E S S E D

P U L S E T I M E

- N A N O S E C O N D S

0

1 6 7 5

3 7 5 0

5 6 2 5

7 5 0 0 9 3 7 5

1 1 2 5 0 1 3 1 2 5 1 9 0 0 0

2 4 0 0

N o t e

t h a t

t h e

w e i g h t e d c h i r p

s i d e l o b e s

F i g .

6

H F 1

( 5 M H z ) r e s o l u t i o n .

a . 1


8/18/2019 antenna----------npl


2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

C O M P R E S S E D P U L S E T I M E -

N A N O S E C O N D S

0 6 2 5

1 2 5 0 1 6 7 5

2 5 0 0

3 1 2 5 3 7 5 0

4 3 7 5

5 0 0 0

2 0

o

6 0

8 0

( 9

2 . 2 5

F i g .

7

- H F 2

( 1 5

M H z ) r e s o l u t i o n .

C O M P R E S S E D

P U L S E T I M E

- N A N O S E C O N D S

0 6 2 . 5 1 2 5 1 6 7 . 5

2 5 0

3 1 2 . 5 3 7 5 4 3 7 . 5

5 0 0

S W E E P

G E N E R A T O R

- V C O -

X M I T T E R - .

S H A P I N G

O D U L A T O R

i

T I R

S W I T C H

-

R P

A M P

[ = 9

c = 4

= 2 . 2 5

F i g .

8 - V H F

r e s o l u t i o n .

1 1 1

F I L T R P

R

A M

C L O C K

9

T I M I N G

X M T R G A T E

S W E E P

V O L T A G E

F R E Q U E N C Y

. . t

T R A J E C T O R Y

S W E E P

C O R R E C T I O N

V O L T A G E

C O R R E C T E D

S W E E P

V O L T A G E

C O R R E C T E D

F R E Q U E N C Y

T R A J E C T O R Y

4 - - t

4 - - t

C O R R E C T I O N

V I D E O

O P T I C A L

R E C O R D E R

¡

1 _

S T A L O

F i g .

9 - - T y p i c a l

C S A R

c h a n n e l

a r e

m u c h

l o w e r t h a n

t h e

u n w e i g h t e d

c h i r p

s i d e l o b e s ,

t h u s

r e d u c i n g

t h e

m a s k i n g

e f f e c t

o f s i d e l o b e s .

A n

u n d e -

s i r e d

s i d e - e f f e c t o f w e i g h t i n g

i s

b r o a d -

e n i n g

o f

t h e m a i n

l o b e

( s e e

F i g .

4 ) .

C o s i n e s q u a r e d

w e i g h t i n g

d o u b l e s

t h e

t i m e d u r a t i o n

o f t h e

m a i n l o b e

b e -

t w e e n

n u l l s , t h u s

h a l v i n g

i t s r a n g e

r e s o l u t i o n . I t w a s

f o r

t h e

c o n v e n i e n c e

o f s p e c i f y i n g

a n d t e s t i n g

t h e

r a d a r b y

i t s e l f

t h a t

a

c o s i n e - s q u a r e d w e i g h t i n g

f u n c t i o n w a s

p o s t u l a t e d .

H o w e v e r ,

f o r

t h e

A p o l l o 1 7 m i s s i o n , t h e o p t i c a l

p r o c -

c e s s o r

w i l l

u s e

s i n c e w e i g h t i n g

w h i c h

e x h i b i t s

s i d e l o b e s

a s


i n

F i g . 5 .

I n m o s t


o f r a n g e

m e a s u r e -

m e n t , t h e

v e l o c i t y o f

w a v e f r o n t

p r o p -

a g a t i o n

c a n

b e

a s s u m e d

t o

e q u a l

t h e

v e l o c i t y

o f

l i g h t

i n

a

v a c u u m .

H o w -

e v e r ,

i n m a p p i n g

t h e s u b - l u n a r

p r o f i l e ,

t h e g e o m e t r i c

d i s t a n c e b e t w e e n

r e f l e c t -

i n g i n t e r f a c e s c a n

n o t b e d e t e r m i n e d

w i t h o u t

k n o w l e d g e

o f t h e d i e l e c t r i c

c o n s t a n t o f

t h e s u b

- l u n a r

s o i l . S i n c e a

r e l a t i v e d i e l e c t r i c c o n s t a n t g r e a t e r

t h a n

1 . 0

s l o w s d o w n

t h e

v e l o c i t y

o f

a

w a v e

-

f r o n t , t h e e f f e c t i v e

r e s o l u t i o n

o f t h e

c h i r p

r a d a r i s

i m p r o v e d f o r h i g h e r

v a l u e s o f

r e l a t i v e d i e l e c t r i c

c o n s t a n t ,

E .

T h i s e f f e c t i s i l l u s t r a t e d b y

F i g s . 6 ,

7 ,

a n d

8

w h i c h

r e l a t e t h e

l u n a r d e p t h

v s .

s i d e l o b e l o c a t i o n a s a f u n c t i o n

o f

E

f o r

t h e

t h r e e

L u n a r S o u n d e r t r a n s m i s s i o n

b a n d s .

E f f e c t s

o f

a m p l i t u d e

a n d

p h a s e n o n

- l i n e a r i t i e s

I f t h e c h i r p f r e q u e n c y

- t i m e t r a j e c t o r y

i s

n o n

- l i n e a r ,

o r

i f

t h e

c h i r p t r a n s m i t -

- t e r , a n t e n n a ,

o r r e c e i v e r e x h i b i t s

e i t h e r

n o n

- f l a t

a m p l i t u d e

r e s p o n s e

o r

n o n -

l i n e a r p h a s e o v e r

t h e c h i r p p a s s b a n d ,

t h e

t i m e s i d e l o b e s

i l l u s t r a t e d b y

F i g . 4

a r e d i s t o r t e d .

T h e

m o s t s e r i o u s

t y p e s

o f

d i s t o r t i o n

a r e e i t h e r


b r o a d e n i n g o f

t h e

m a i n

l o b e

o r

e l e v a -

t i o n o f o n e

o r

s e v e r a l

o f t h e

s i d e l o b e s .

F i g . 1 0 - F r e q u e n c y s w e e p

l i n e a r i z a t i o n

s e q u e n c e .

S W E E P

G E N E R A T O R .

2 4

V C O

T I R

R f

L I M

X M I T T E R -

S W I T C H ' A M P - F I L T 9 P

R

-

A M P

V I D E O

T

S H A P I N G

M O D U L A T O R

T I M I N G

S T A L O

O P T I C A L

R E C O R D E R

F i g . 1 1 - O p e n

- l o o p c h i r p

t r a n s m i t t e r a n d r e c e i v e r .

T h e f o r m e r

e f f e c t

r e d u c e s

r e s o l u t i o n

c l o s e t o t h e

m a i n

t a r g e t w h i l e

t h e

l a t t e r

m i s l e a d s t h e r a d a r

b y s i m u l a t i n g

t h e

p r e s e n c e o f

a

f a l s e

t a r g e t .

A m p l i t u d e o r

p h a s e

r i p p l e t h a t

i s

v i r t u a l l y

i m m e a s -

u r e a b l e b y s t a n d a r d

t e c h n i q u e s

c a n

c a u s e s i g n i f i c a n t

d i s t o r t i o n

t o t h e t i m e

s i d e l o b e s


b y F i g .

4 .

T h e s o l i d l i n e

o n

F i g . 4 i l l u s t r a t e s

t h e

o r i g i n a l

g o a l f o r

L u n a r S o u n d e r s i d e -

l o b e s .

A t

t

= 0 , t h e l i n e

i n t e r s e c t s

t h e

o r d i n a t e

a t

- 1 6 . 1

d B b e l o w

t h e m a i n

l o b e , r o l l i n g

o f f

t o

- 6 5

d B a t

t =

± 8 / 4

T h e a m p l i t u d e

a n d p h a s e

l i n e a r i t y

g o a l s

w e r e

s u c h

t h a t

a l l

d i s t o r t i o n

s i d e

l o b e s s h o u l d

f a l l b e n e a t h t h i s

l i n e .

F o r

e x a m p l e ,

i f 8

c y c l e s o f

a m p l i t u d e

r i p

p l e e x i s t e d

o v e r

t h e

c h i r p

p a s s b a n d ,

t h e

p e a k

m a g n i t u d e

o f

a m p l i t u d e r i p

p l e

t h a t

w o u l d

g e n e r a t e

a n i n t e r f e r e n c

e c h o

( s i m u l a t e d f a l s e t a r g e t )

6 5 d B

b e

l o w

t h e

m a i n

l o b e

w o u l d

b e 0 . 1 %

p e a k

( 0 . 0 0 8

d B

p e a k ) .

S i m i l a r l y ,

c y c l e s

o f p h a s e

r i p p l e

o f

p e a k

m a g

n i t u d e

0 . 0 7

d e g r e e s w o u l d

a l s o g e n

e r a t e

a n i n t e r f e r e n c e

e c h o - 6 5

d B

b e l o w t h e

m a i n

l o b e .

S y s t e m

b l o c k

d i a g r a m

T h e

o r i g i n a l

c o n c e p t f o r t h e

C o h e r e n

S y n t h e t i c A p e r t u r e

R a d a r ( C S A R

u s e d a c l o s e d - l o o p

c h i r p g e n e r a t o r t h a

p r o m i s e d t o e q u a l i z e t h e

e f f e c t s o

t r a n s m i t t e r / r e c e i v e r

p h a s e

n o n -

l i n e a r i

t i e s .

F i g .

9


t h e

c l o s e d - l o o

c h i r p g e n e r a t o r

b l o c k d i a g r a m .

T h

v i d e o

o u t p u t i s s a m p l e d a n d e r r o r

c o r

r e c t i o n v o l t a g e s s y n t h e s i z e d

o v e r

s e q u e n c e o f

m a n y c h i r p s .

T h e

e r r o r

c o r r e c t i o n

v o l t a g e s

a r e

a p p l i e d

t o

t h

s w e e p g e n e r a t o r w h e r e

t h e y

p r e -

d i s t o r

t h e c h i r p f r e q u e n c y t i m e t r a j e c t o r y

s

t h a t , a t

t h e v i d e o

a m p l i f i e r o u t p u t , t h

c h i r p f r e q u e n c y t i m e t r a j e c t o r y

w i l l

b

l i n e a r . F i g . 1 0

s h o w s

t h e

f r e q u e n c

s w e e p

l i n e a r i z a t i o n s e q u e n c e .

T h e

f i r

c h i r p

s w e e p v o l t a g e

i n c r e a s e s l i n e a r l

w i t h

t i m e .

H o w e v e r ,

t h e V C O

f r

q u e n c y t r a j e c t o r y i s n o n

l i n e a r .

T h u

a t t h e

s a m p l e

t i m e s , v o l t a g e

z e r o - c r o s s

i n g s d o n o t o c c u r . T h e

z e r o

c r o s s i n

t i m e d i s p l a c e m e n t s r e s u l t

i n

s a m p l e

e r r o r v o l t a g e s

t h a t

p r e -

d i s t o r t

t h

l i n e a r

s w e e p

v o l t a g e

t o

m i n i m i z e

t h

v i d e o w a v e f o r m v o l t a g e

z e r o -

c r o s s i n

t i m e d e v i a t i o n s f r o m t h e c l o s e d

- l o o

s a m p l i n g t i m e s . U l t i m a t e l y , t h e

c o r

r e c t e d s w e e p v o l t a g e

i n c r e a s e s n o n

l i n e a r l y w i t h

t i m e

t o

g e n e r a t e

a c h i r

f r e q u e n c y t i m e t r a j e c t o r y t h a t i s

l i n e a

a t

t h e

C S A R

v i d e o

a m p l i f i e r

o u t p u t .

T h e c o m b i n a t i o n

o f

s c h e d u l e

c o n

s t r a i n t s

a n d e x c e l l e n t


o

t h e

C S A R c h i r p

g e n e r a t o r w i t h

a

o p e n

l o o p r e s u l t e d

i n t h e

p r o g r a m

d e c i

s i o n t o p r o v i d e

a n

o p e n

- l o o p

c h i r

g e n e r a t o r

f o r t h e

L u n a r S o u n d e r

e x

p e r i m e n t .

F i g .

1 1 i l l u s t r a t e s t h e

o p e n

l o o p c h i r p

g e n e r a t o r .

S i n c e

t h e

e f f e c t

o f


/ r e c e i v e r p h a s e

n o n

l i n e a r i t i e s a r e

n o t

e q u a l i z e d

b y

a

a d a p t i v e

c l o s e d

l o o p , t h e


r e c e i v e r

f i l t e r p h a s e

f u n c t i o n s

m u s t

b


8/18/2019 antenna----------npl


c a r e f u l l y

c o n t r o l l e d o v e r t h e

c h i r p

p a s s b a n d .

T h e

o p e n

a n d c l o s e d l o o p

s y s t e m s

a r e d e s c r i b e d i n d e t a i l i n

R e f .

1 . F i g s .

9

a n d

1 1

i n d i c a t e

t h a t t h e t r a n s -

m i t t e d c h i r p e n v e l o p e

i s

" s h a p e d " b y

a

s h a p i n g

m o d u l a t o r . T h e

e f f e c t s

o f

v a r y i n g t h e e n v e l o p e

r i s e

a n d

f a l l t i m e s

i s e x a m i n e d

i n

d e t a i l

i n

R e f .

2 .

T e c h n i q u e s

f o r

e v a l u a t i n g

c h i r p

q u a l i t y

T h r e e t e c h n i q u e s

w e r e

i d e n t i f i e d f o r

e v a l u a t i n g t h e q u a l i t y o f t h e c h i r p a n d

t h e e f f e c t s o f t r a n s m i t t e r , a n t e n n a , a n d

r e c e i v e r n o n l i n e a r i t i e s u p o n i t . T h e y

a r e i l l u s t r a t e d i n

F i g .

1 2 .

1 ) U s e o f

a d i s p e r s i v e d e l a y l i n e

a s

a p u l s e

c o m p r e s s i o n l i n e ;

2 )

C r o s s c o r r e l a t i o n

o f t h e c h i r p

w i t h

a

r e f e r e n c e

c h i r p ; a n d

3 ) A u t o c o r r e l a t i o n

o f t h e

c h i r p .

P u l s e -

c o m p r e s s i o n l i n e

S i n c e

c l a s s i c a l c h i r p r a d a r s

u s e

c o m -

p r e s s i o n l i n e s , t h e

o b v i o u s t e c h n i q u e

f o r

e v a l u a t i n g t h e c h i r p q u a l i t y

w a s b y

m e a n s

o f a c o m p r e s s i o n l i n e . H o w e v e r ,

t h e

p e r f o r m a n c e g o a l


b y

F i g . 4

r e p r e s e n t e d m o r e o f

a

t e c h n i c a l

c h a l l e n g e t h a n a n y

v e n d o r

w a s w i l l i n g

t o

a s s u m e

i n

t h e t i m e i n t e r v a l

a v a i l -

a b l e . I f t h e f i r s t f e w

a t t e m p t s

a t b u i l d -

i n g

a

c o m p r e s s i o n l i n e

t o a c h i e v e t h i s

g o a l f a i l e d , a n u n a c c e p t a b l y

h i g h f l o o r

w o u l d b e

i m p o s e d

o n

t h e d e m o n s t r a -

t a b l e q u a l i t y

o f t h e

c h i r p a n d

i t s

a s -

s o c i a t e d

t r a n s m i t

r e c e i v e

c h a i n .

C r o s s c o r r e l a t i o n

A

s e c o n d

t e c h n i q u e

i s

t h e m u l t i p l i -

c a t i o n ( c o r r e l a t i o n ) o f t h e

L u n a r

S o u n d e r c h i r p

w i t h

a

r e f e r e n c e

c h i r p

t o y i e l d

a c o n s t a n t f r e q u e n c y ( d e -

c h i r p e d )

p u l s e .

H o w e v e r ,

w i t h

t h i s

t e c h n i q u e , t h e n o n - l i n e a r i t i e s

o f t h e

r e f e r e n c e

m i g h t

d o m i n a t e a n d m a s k

a n y d i s t o r t i o n e c h o e s d u e t o

t h e c h i r p

b e i n g m e a s u r e d . F u r t h e r m o r e ,

s i n c e

t h e n o n - l i n e a r i t i e s

o f

b o t h

c h i r p s

a r e

v i r t u a l l y i m m e a s u r e a b l e

w i t h o u t

a n

C H I R P

- - »

C H I R P

C H I R P

M A T C H E D

F I L T E R

R E F E R E N C E

C H I R P

D E L A Y

E I G H T I N G

W E I G H T I N G

W E I G H T I N G

S C O P E

i d e a l

c o m p r e s s i o n l i n e ,

t h e

b e t t e r o f t h e

t w o c h i r p s c o u l d

n o t

b e

i d e n t i f i e d .

A u t o c o r r e l a t i o n

A u t o c o r r e l a t i o n

i s

s i m i l a r

t o

c r o s s

-

c o r r e l a t i o n e x c e p t t h a t t h e

L u n a r

S o u n d e r c h i r p

i s s p l i t i n t o t w o

p a t h s ,

o n e

o f

w h i c h

c o n t a i n s a n o n

- d i s p e r s i v e

d e l a y

l i n e .

T h e t w o p a t h s t h e n j o i n a t

s e p a r a t e i n p u t p o r t s

o f

a

c o r r e l a t o r

( b a l a n c e d

m o d u l a t o r ) .

T h e c o r r e l a t o r

o u t p u t

i s

t h e d e c h i r p e d

p u l s e

w h o s e

s p e c t r u m e n v e l o p e i s

a n a l o g o u s ,

w i t h

a f e w

m i n o r

b u t

d e f i n e a b l e e x c e p t i o n s ,

t o

t h e t i m e

e n v e l o p e

o f

a

c h i r p

w a v e -

f o r m a t

t h e

o u t p u t

o f

a c o m p r e s s i o n

l i n e . T h e

o n l y

d i s a d v a n t a g e s

o f t h e

a u t o c o r r e l a t i o n

t e c h n i q u e a r e t h e d i s -

c r e p a n c i e s

b e t w e e n t h e t i m e e n v e l o p e

a t a

c o m p r e s s i o n l i n e o u t p u t a n d t h e

s p e c t r u m e n v e l o p e

o f

t h e a u t o c o r r e -

l a t e d

c h i r p . "

U s i n g t h e a u t o c o r r e l a t i o n

t e c h n i q u e ,

t h e r e f e r e n c e d i s p l a y o f

F i g . 1 3

w a s

g e n e r a t e d . A s e x p l a i n e d i n

R e f . 3 ,

t h e

d i s p l a y o f

F i g .

1 3

w a s p h o t o g r a p h e d

f r o m t h e

C R T

o f

a

s p e c t r u m a n a l y z e r ;

t h e s t r a i g h t

- l i n e

s i d e l o b e

g o a l l e v e l s

o f

F i g . 4 a r e r e p r o d u c e d . I f a c h i r p i s p e r -

f e c t l y l i n e a r , i t s d i s p l a y

w o u l d

a p p e a r '

a s


b y F i g .

1 3

.

F i g . 1 4

i s t h e s p e c t r u m

o f a

c h i r p b e -

f o r e c o m p r e s s i o n .

F i g .

1 5 a


t h e

q u a l i t y

o f

a

c h i r p g e n e r a t e d

b y o n e

o f

t h e

e a r l y v c o b r e a d b o a r d s .

F i g . 1 5 b

i l l u s t r a t e s t h e q u a l i t y o f a c h i r p

g e n -

e r a t e d

b y a n e n g i n e e r i n g

m o d e l

o f t h e

v c o ( f i n a l m e c h a n i c a l a n d e l e c t r i c a l

c o n f i g u r a t i o n ) .

N o t e

t h e

i m p r o v e d

d e f i n i t i o n

o f

s i d e l o b e s t r u c t u r e .

A l s o

n o t e

t h a t

t h e

m a i n

l o b e o f t h e e n g i n e e r -

i n g

m o d e l v c o i s s i g n i f i c a n t l y

n a r r o w e r

t h a n

t h e

m a i n l o b e

o f t h e

b r e a d b o a r d

v c o .

A s

t h e m a i n

l o b e n a r r o w s ,

s y s -

t e m r e s o l u t i o n

i m p r o v e s .

T h e s e n s i t i v i t y f u n c t i o n o f t h e

c h i r p

a u t o c o r r e l a t o r m a g n i f i e s o r s u p p r e s s e s


s i d e l o b e s

g e n e r a t e d

b y

S P E C T R U M

A N A L Y Z E R

S P E C T R U M

A N A L Y Z E R

C O M P R E S S E D

P U L S E

F i g . 1 2 -

i d e l o b e

t e s t

m e t h o d s .

C O M P R E S S E D

S P E C T R U M

r '

C O M P R E S S E D

S P E C T R U M

H I G H E R

L O B E S

A

z

6 d B

F i g .

1 3 -

S i d e l o b e l e v e l s

o f

F i g .

1 4 -

p e c t r u m o f

a

a l i n e a r c h i r p .

u n c o m p r e s s e d c h i r p .

1 1 1 1 1 1 1 1 1 M i l l a

: 4 . 4 2 1 1 1 1 1 1 1 . 1

a ) E a r l y

V C O b r e a d b o a r d

b )

E n g i n e e r i n g m o d e l V C O

F i g . 1 5 -

S i d e l o b e - m e a s u r e m e n t - e q u i p m e n t

d i s p l a y

a u t o c o r r e l a t e d c h i r p s .

i m m i w i c

. . . a M . 1 1 M M

a

a r . ï i l i N I E

a )

E a r l y

V C O

b r e a d b o a r d b ) E n g i n e e r i n g m o d e l V C O

F i g .

1 6 - i d e l o b e -


- e q u i p m e n t d i s p l a y

o f a u t

c o r r e l a t e d

c h i r p s w i t h m o d i f i e d - s i d e l o b e

- g o a l l e v e l s .

a m p l i t u d e

a n d p h a s e n o n -

l i n e a r i t i e s . '

T h i s

e f f e c t r e s u l t s

i n

a

m o d i f i c a t i o n

o f

t h e

s t r a i g h t

- l i n e s i d e l o b e

g o a l s i l l u s -

t r a t e d

i n

F i g s . 4 , 1 3 ,

a n d 1 5 .

T h e s i d e -

l o b e -

g o a l

l i n e ,

m o d i f i e d

t o

i l l u s t r a t e

t h e

a u t o c o r r e l a t o r ' s

s e n s i t i v i t y f u n c t i o n , i s


b y

F i g .

1 6 .

F i g s .

1 5 a n d 1 6

i n d i c a t e t h e i m p r o v e -

m e n t a c h i e v e d

b e t w e e n b r e a d b o a r d

a n d


m o d e l

v c o i m p l e m e n -

t a t i o n . T h e y a l s o

d e m o n s t r a t e t h e s u c -

c e s s f u l

a c h i e v e m e n t b y

t h e C S A R

o f t h e

p r o g r a m

g o a l s : l o w - i n t e r f e r e n c e

s i d e -

l o b e l e v e l s .


T h e

a u t h o r s a c k n o w l e d g e

t h e e f f o r t s

o f

S .

K l e i n , J . D a n i e l

a n d

D .

W e m

i n


o f t h e

s i d e l o b e

m e a -

s u r e m e n t

e q u i p m e n t

w h i c h

w a s

u s e d

t o g e n e r a t e

t h e

d i s p l a y s i l l u s t r a t e d i n

F i g . 1 3 ,

1 5 ,

a n d

1 6 .

R e f e r e n c e s

I .

G o l d m a n ,

S . L . a n d

N o s s e n , E . J . . p r i v a t e

c o m m u n i c a t i o n .

2 .

V o l e r t a s ,

V .

F . , p r i v a t e c o m m u n i c a t i o n .

3 . G o l d m a n ,

S . L .

a n d N o s s e n ,

E .

T . .

p r i v a t e


4 .

G o l d m a n ,

S . L . , p r i v a t e



8/18/2019 antenna----------npl


D i s p l a y s

f o r

m o d e r n

r a d a r

s y s t e m s

G .

A .

S e n i o r

I n t r o d u c t i o n

o f

t h e d i g i t a l c o m p u t e r

i n t o

r a d a r

s y s t e m s

h a s m a d e p o s s i b l e

g r e a t f l e x -

i b i l i t y o f o p e r a t i o n ,

a d a p t a b i l i t y

o f t h e s y s t e m t o t h e

e n v i r o n m e n t ,

s o p h i s t i c a t i o n

o f

s i g n a l

p r o c e s s i n g , a n d n e a r l y

f u l l y a u t o m a t i c o p e r a t i o n . H o w e v e r ,

a

s y s t e m w i t h

t h e s e

f e a t u r e s

c a n p r o d u c e

a n o v e r w h e l m i n g

v o l u m e o f d a t a

w i t h f a r t o o

g r e a t

r e s o l u t i o n f o r

e f f e c t i v e

v i s u a l d i s p l a y .

M e a n s

o f

e d i t i n g

t h i s w e a l t h o f

d a t a

t o

a l e v e l u s e f u l t o t h e

o p e r a t o r

a r e

d e s c r i b e d

i n

t e r m s o f t h e

V i d e o

F o r m a t t e r d e s i g n e d a n d

b u i l t

f o r

t h e

A N / S P Y - 1 r a d a r .

R A D A R

S Y S T E M S h a v e e v o l v e d

i n t o

v a s t l y

c o m p l e x e l e c t r o n i c

s y s t e m s

t h a t

a r e n o l o n g e r

w e l l

s e r v e d b y t h e

r e l a t i v e l y

s i m p l e

t r a d i t i o n a l

d i s p l a y s .

F e a t u r e s

t h a t c o n t r i b u t e

t o

t h i s

c o m -

p l e x i t y

a r e t h e u s e o f o n e o r m o r e

e l e c -

t r o n i c a l l y

s t e e r a b l e p h a s e d - a r r a y

a n -

t e n n a s , d i g i t a l c o m p u t e r c o n t r o l , f r e -

q u e n c y a g i l i t y o v e r

w i d e b a n d w i d t h ,

a

v a r i e t y o f

c o d e d

w a v e f o r m s

t h a t p e r -

m i t s o p h i s t i c a t e d

s i g n a l p r o c e s s i n g ,

a n d

t h e m e a n s

f o r a u t o m a t i c d e t e c t i o n

a n d

c l a s s i f i c a t i o n

o f

t a r g e t s .

W i t h

t h e s e

o p e r a t i o n a l f e a t u r e s ,

t h e

f u n c t i o n o f

t h e

d i s p l a y h a s

b e e n

s i g n i f i c a n t l y m o d -

i f i e d a n d r e d u c e d i n

i m p o r t a n c e .

D i s p l a y p r o b l e m

T h e

c h a r a c t e r

o f

t h e d i s p l a y

p r o b l e m

i s

g r e a t l y a l t e r e d f r o m t h a t

o f

m o r e

s i m p l e d a y s . T h e a g i l i t y o f

t h e

a n t e n n a

b e a m

a l l o w s

i n t e r l e a v i n g

o f

b o t h

s e a r c h a n d t r a c k

f u n c t i o n s i n n e a r r e a l

t i m e . C o m p u t e r c o n t r o l o f o p e r a t i o n

m o d e

p e r m i t s

t h e u t i l i z a t i o n

o f

d i f f e r -

e n t w a v e f o r m s , d i f f e r e n t p u l s e

r e p e t i -

t i o n f r e q u e n c y , d i f f e r e n t f r e q u e n c y

o f

o p e r a t i o n ,

a n d d i f f e r e n t

s i g n a l p r o c -

e s s i n g

t e c h n i q u e s a s t h e

s i t u a t i o n

r e -

q u i r e s .

I n

f a c t , m o r e t h a n o n e

a n t e n n a

f a c e m a y

r a d i a t e

s i m u l t a n e o u s l y . T h e

r e s u l t

o f t h e s e

w i d e l y

v a r y i n g

o p e r a t -

i n g

c o n d i t i o n s

i s

t h a t t h e d a t a

a c c u m -

u l a t e d

a r e f a r

t o o

g r e a t i n v o l u m e

a n d

r e s o l u t i o n f o r m e a n i n g f u l

d i s p l a y .

T h e

d i s p l a y s

a l s o a r e c a l l e d o n

t o s h o w

t h e

n a t u r e o f

t h e e l e c t r o n i c

e n v i r o n m e n t

s o t h e o p e r a t o r

c a n s e l e c t

r a d a r

f e a -

t u r e s

t o

c o u n t e r

t h e e n v i r o n m e n t .

O p e r a t o r

t r a i n i n g

r e q u i r e s t h a t

t h e

d a t a

b e d i s p l a y e d

i n


R e p r i n t R E -

1 8

- 5 - 4

F i n a l m a n u s c r i p t

r e c e i v e d D e c e m b e r

6 ,

1 9 7 2 .

6

f o r m : p l a n p o s i t i o n

i n d i c a t o r

( P P I ) ,

r a n g e h e i g h t i n d i c a t o r ( R H I )

,

r a n g e

v e r s u s

a m p l i t u d e

( A - c o p e )

,

e t c . T h e

p r o b l e m ,

t h e n ,

b e c o m e s

o n e

o f e d i t i n g ,

c o m p r e s s i n g , s t o r i n g , a n d f o r m a t t i n g

t h e w e a l t h o f

r a d a r r e t u r n s t o

a

m e a n -

i n g f u l d a t a s e t

t o

b e

d i s p l a y e d

f o r

h u -

m a n

s u p e r v i s i o n o f t h e a u t o m a t i c o p -

e r a t i o n

o f t h e s y s t e m .

T h e M i s s i l e a n d S u r f a c e

R a d a r

D i v i -

G e o r g e A . S e n i o r , L d r .

D i s p l a y s

a n d M o n i t o r i n g

S i g n a l

a n d D a t a P r o c e s s i n g


M i s s i l e a n d

S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n


N e w

J e r s e y

a t t e n d e d t h e U . S . N a v a l

A c a d e m y f r o m 1 9 3 4 t o

1 9 3 7

a n d r e c e i v e d

t h e B S E E a n d M S E E f r o m

M I T

i n

1 9 4 0 . H e

s e r v e d

i n

t h e

U . S . N a v y

u n t i l

1 9 4 6 ,

w h e r e

h i s d u t i e s

w e r e r e l a t e d t o i n s t r u c t i o n

a n d

p r e p a r a t i o n

o f

m a n u a l s

o n

m a i n t e n a n c e a n d t a c -

t i c a l

u s e o f r a d a r . H e j o i n e d R C A

i n

1 9 4 6 ,

w h e r e

h i s a s s i g n m e n t s

h a v e

i n c l u d e d

R F h e a t i n g a p p l i c a -

t i o n s ,

a

r a d a r

c o o r d i n a t e

- t r a n s l a t i o n d i s p l a y

s y s -

t e m , c l o s e d -

c i r c u i t

T V

d e s i g n

a n d a p p l i c a t i o n ,

s u p e r v i s i o n

o f


a n d

d e s i g n

o f t h e

h i g h - p o w e r

R F e q u i p m e n t f o r

t h e

C - S t e l l e r a t o r

n u c l e a r f u s i o n

r e s e a r c h c e n t e r , a n d

1 2 y e a r s o f

s u p e r v i s i o n . o f a w i d e v a r i e t y o f d i g i t a l

d a t a

h a n d -

l i n g , r a d a r

d i s p l a y a n d


m o n i t o r i n g

s y s t e m s .

M r .

S e n i o r

i s

a

r e g i s t e r e d p r o f e s s i o n a l

e n g i n e e r

i n

t h e S t a t e o f

N e w

J e r s e y .

H e i s o n e o f

t h e a u t h o r s o f t h e w i d e l y k n o w n A r m y

- N a v y

t e x t s

R a d a r

E l e c t r o n i c F u n d a m e n t a l s

a n d

R a d a r S y s t e m

F u n d a m e n t a l s .

F i g .

1

- A N

/ U Y A

- 4

D a t a

D i s p l a y

G r o u p .

s i o n

i s c u r r e n t l y

p a r t i c i p a t i n g

i n

d e s i g n

a n d

t e s t i n g

o f

t h e

A N

/ S P Y

- 1

r a d a r

s y s t e m

f o r

t h e

A E G I S

P r o g r a m .

T h i s

s y s t e m

f e a t u r e s

p h a s e d

a r r a y

a n t e n -

n a s ,

e x t e n s i v e

d i g i t a l

d a t a

p r o c e s s i n g ,

c o m p u t e r

c o n t r o l

o f

s i g n a l

p r o c e s s i n g

a n d

m o d e o f

o p e r a t i o n ,

a n d

c o v e r a g e

o f

a

l a r g e v o l u m e

o f

s p a c e w i t h

h i g h

r e s o l u t i o n s e a r c h a n d t r a c k i n g b e a m s .

T h u s ,

t h e

d i s p l a y

p r o b l e m s

e n c o u n -

t e r e d

i n

t h i s

s y s t e m

m a y

b e

t a k e n

a s

t y p i c a l

o f

c u r r e n t

l a r g e

r a d a r s .

T h e

s o l u t i o n s

a r e

d i s c u s s e d

i n

t h i s p a p e r ,

a l t h o u g h

s e c u r i t y

r e s t r i c t i o n s

p r e v e n t

d e t a i l e d

e x p l a n a t i o n s

t h a t w o u l d

i n -

v o l v e

s e n s i t i v e

o p e r a t i n g

p a r a m e t e r s .

N o n e w

d i s p l a y

d e v i c e s

a r e

u s e d

i n

t h i s

r a d a r ;

t h e

n o v e l t y

l i e s

i n

t h e

m a n -

n e r

o f

h a n d l i n g

a n d

f o r m a t t i n g

d a t a

i n

a w a y

u s e f u l

t o t h e

o p e r a t o r .

T h e

r a -

d a r

i s

i n t e n d e d

t o b e

f u l l y

a u t o m a t i c .

T h u s , t h e d i s p l a y s a r e

n o t

o p e r a -

t i o n a l l y

c r i t i c a l .

I n s t e a d

t h e

d i s p l a y s

a r e p r o v i d e d

f o r

t h e

f o l l o w i n g

r e a -

s o n s :

1 )

T o

p e r m i t

m o n i t o r i n g

o f

r a d a r

p e r -

f o r m a n c e

b y

t h e

o b s e r v e r ,

b u t

n o t

o p e r a t i o n

o f

t h e

r a d a r

i n

t h e o l d e r

s e n s e ,

2 )

T o

p e r m i t

o p e r a t o r

a n a l y s i s

o f t h e

e l e c t r o m a g n e t i c

e n v i r o n m e n t ,

a n d

3 )

T o

a l l o w

o p e r a t o r

i n t e r v e n t i o n

a n d

a s s i s t a n c e

i n d e t e c t i n g

a n d

t r a c k i n g

u n d e r

a d v e r s e


T h e

e x i s t i n g

A N

/ U Y A

- 4

D a t a

D i s p l a y

G r o u p

( F i g .

1 )

i s

u s e d

w i t h

t h e

A N /

S P Y

- 1

r a d a r .

T h i s

s y s t e m ,

w h i c h

h a s

b e e n

d e s i g n a t e d

a s s t a n d a r d

d i s p l a y

e q u i p m e n t

f o r s h i p b o a r d

u s e ,

p r o v i d e s

a

n u m b e r

o f

f u n c t i o n s .

I t w i l l

a c c e p t

r a d a r

d a t a

f r o m s e v e r a l

s o u r c e s ,

g e n

e r a t e

s y m b o l o g y

a n d

a l p h a n u m e r i c s

t o i d e n t i f y

t a r g e t s

o n t h e

s c r e e n ,

a n d

p r o v i d e w i d e l y

d i f f e r e n t

d i s p l a y

r a n g e

s c a l e s ,

s e c t o r

c o v e r a g e ,

f o r m a t s ,

a n d

c h a r a c t e r

o f v i d e o

s h o w n ,

u n d e r

t h e

i n d e p e n d e n t

s e l e c t i o n

o f e a c h

o f

t h e

o b s e r v e r s

a t

t h e d i s p l a y

c o n s o l e s .

D a t a


8/18/2019 antenna----------npl


a r e d i s p l a y e d

o n

a

s c r e e n

c o n s i s t i n g

o f

l o n g

- p e r s i s t e n c e

P 1 9 p h o s p h o r .

A d d i t i o n a l l y ,

s e v e r a l

s p e c i a l

- p u r p o s e

A - s c o p e

f o r m a t s

a r e p r o v i d e d

i n

t h e

r a d a r c o n t r o l

c o n s o l e

o f

t h e

A N /

S P Y

- 1 .

A N

/ S P Y

1

r a d a r f e a t u r e s

A

s u m m a r y

o f t h e

s a l i e n t

o p e r a t i n g

f e a t u r e s

o f

t h e

A N

/ S P Y

1 r a d a r

w i l l

i n d i c a t e

t h e v e r s a t i l i t y o f

t h e

s y s t e m ,

a n d

h e n c e t h e

d i f f i c u l t y

o f d i s p l a y i n g

i t s d a t a . F o u r

a r r a y f a c e s a r e

d i s p o s e d

a b o u t t h e s h i p

t o

p r o v i d e

e s s e n t i a l l y

h e m i s p h e r i c

c o v e r a g e .

T h e s c a n

i s

p e r f o r m e d

i n d i s c r e t e b e a m

p o s i t i o n s ,

w i t h

e a c h d w e l l

n o r m a l l y l i m i t e d

t o

o n e

i n t e r p u l s e p e r i o d

w h i c h

i s

v a r i -

a b l e

w i t h

t h e

r a n g e s u i t a b l e t o t h e

b e a m .

T h e c o m p u t e r n o r m a l l y p r o -

d u c e s a n

o r d e r l y

s c a n

p r o g r a m , w i t h

t h e b e a m

s c a n n e d

u p w a r d f r o m t h e

h o r i z o n

i n a f a n , a n d c o u n t e r c l o c k w i s e

i n a z i m u t h .

T h e

s c a n

p a t t e r n

i s

s t a b i l -

i z e d i n

s p a c e a g a i n s t

t h e

s h i p ' s m o t i o n .

H o w e v e r ,

t h e o r d e r l y s c a n m a y

b e

i n t e r r u p t e d

p e r i o d i c a l l y f o r s p e c i a l

s c a n s , f o r

t r a c k i n g

o f t a r g e t s , f o r m o v -

i n g

t a r g e t p r o c e s s i n g , o r f o r o t h e r s i m i -

l a r r e q u i r e m e n t s . I t

i s a p p a r e n t t h e n ,

t h a t

t h e r a d a r m a y

b e c o n s i d e r e d a

s u r -

f a c e

s e a r c h

u n i t ,

a

c o n v e n t i o n a l f a n -

b e a m a i r s e a r c h r a d a r , a h e i g h t -

f i n d i n g

r a d a r , o r a t r a c k i n g r a d a r .

T h e s e

m u l -

t i p l e f u n c t i o n s

a r e

c a r r i e d o u t u n d e r

c o m p u t e r c o n t r o l , a n d

t h e a m o u n t o f

t i m e

a l l o w e d f o r e a c h i s a d a p t e d t o

t h e

o p e r a t i o n a l e n v i r o n m e n t .

R a d a r

r e t u r n s d i g i t i z e d t o

6

b i t s

o f

a m -

p l i t u d e

a r e f e d f r o m t h e

s i g n a l

p r o -

c e s s o r t o t h e V i d e o

F o r m a t t e r . T h i s

u n i t c o n v e r t s

t h e r a d a r d a t a t o a

f o r m

s u i t a b l e

f o r

u s e b y t h e

d i s p l a y s y s t e m s .

T h e r a d a r r e t u r n s m a y

b e

p r o c e s s e d

t o

f u r n i s h a t l e a s t

f o u r k i n d s

o f

d i g i t i z e d

v i d e o o u t p u t s :

F O R E V I D E O _

B T I M I N G

A F T

V I D E O _

8

T I M I N G

I N P U T

I N T E R F A C E

C O N T R O L

I N S T R U C T I O N S

6 - B I T

V I D E O

P R E C I S I O N

R E D U C T I O N

M O D E

8

T I M I N G

2 - B I T

V I D E O

1 )

U n g a t e d

( s o m e t i m e s

c a l l e d

n o n

- c r o s s

g a t e d )

- h i g h

r e s o l u i o n

d a t a p r o c -

e s s e d

t h r o u g h t h e p u l s e


n e t w o r k .

2 ) G a t e d

- v i d e o

r e t u r n s

f r o m

a l l t a r -

g e t s

n o t b e i n g

t r a c k e d

b y

t h e c o m -

p u t e r .

3 )

L o g

v i d e o

- s i g n a l s

o f

r e l a t i v e l y

l o w

r e s o l u t i o n

b u t c a p a b l e

o f

s h o w i n g

a l l

t a r g e t s

i n

v i e w , i n c l u d i n g c l u t t e r .

4 ) M o v i n g

t a r g e t i n d i c a t i o n

( M T I ) -

p r o d u c e d


b y

c o m p u t e r

c o m m a n d

w h e n

a p p r o p r i a t e ,

o r

m a n -

u a l l y u n d e r

t h e

o p e r a t o r ' s

c o n t r o l .

R e s o l u t i o n

o f

t h e

v i d e o

a v a i l a b l e

i s

o f

s u f f i c i e n t l y

h i g h

o r d e r

t h a t

a p p r o x i -

m a t e l y

1 0 '

t a r g e t

c e l l s

e x i s t

i n

t h e

c o v -

e r a g e

a r e a ,

w h i c h

c o u l d

b e o v e r -

w h e l m i n g

t o t h e

d i s p l a y ,

b u t

n e c e s s a r y

t o

t h e

a u t o m a t i c

o p e r a t i o n

o f

t h e

s y s t e m .

V i d e o

f o r m a t t e r

F i g . 2 s h o w s

a

s i m p l i f i e d

b l o c k

d i a -

g r a m o f

t h e V i d e o

F o r m a t t e r . I n f o r m a -

t i o n

o n t h e

m o d e , r a n g e ,

e t c . o f

t h e

n e x t d w e l l i s

f e d

f o r c o n t r o l

p u r p o s e s

t o

t h e

F o r m a t t e r

f r o m t h e

c o m p u t e r .

D i g i t i z e d

v i d e o

o f s e v e r a l t y p e s

i s

m a d e

a v a i l a b l e

f r o m t h e s i g n a l

p r o -

c e s s o r ,

a n d r e d u c e d i n

p r e c i s i o n

f r o m

6 b i t s t o

2

b i t s

o f

a m p l i t u d e a s

t h e

f i r s t

s t e p i n

l i m i t i n g

t h e v o l u m e

o f

d a t a

t o b e h a n d l e d . N e x t ,

s i g n a l s

i n f o u r

a d j a c e n t r a n g e c e l l s

a r e t e s t e d t o d e -

t e r m i n e

t h e

g r e a t e s t a m p l i t u d e

a m o n g

t h e f o u r . T h e

f o u r

c e l l s

a r e c o l l a p s e d

t o o n e , i n

w h i c h t h i s

m a x i m u m

v a l u e

i s

r e p o r t e d . T h e r e s u l t

o f

t h e s e t w o

o p e r a t i o n s

i s a s i g n i f i c a n t

s a v i n g

i n

m e m o r y


T h e s e

i n v o l v e

t h e p r o c e s s i n g ,

t h e

r e d u c t i o n o f r e s o -

l u t i o n o f d a t a

t o

a

l e v e l c o m p a t i b l e

w i t h t h e d i s p l a y s u r f a c e c a p a b i l i t y ,

a n d t h e


o f

e n o u g h

p r o -

c e s s i n g

t i m e t o

a l l o w s e q u e n t i a l t r a n s -

f e r

o f d a t a

t o

t h e d i s p l a y f r o m f o r e

a n d a f t f a c e s ,

e v e n

t h o u g h

t h e

d a t a

a r e r e c e i v e d

s i m u l t a n e o u s l y .

T h e

D / A

A L O

V I D N A E O

G

R A N G E

C O L L A P S E D 1 "

D I G I T A L

V I D E O

V I D E O

'

A N G E

M E M O R Y

D I S P L A Y

C O L L A P S E

. ,

B U F F E R

W R I T E

C O N T R O L 8

C O N T R O L

B

F O R M A T

T I M I N G 8

C O N T R O L

A

- S C O P E

F O R M A T T E R

T I M I N G

W R I T E

S E L E C T

B

T I M I N G

S W E E P

G E N E R A T O R

C O N T R O L

S T O R E S E L E C T

M E M O R Y

R E A D

T I M I N G

8

C O N T R O L

D I G I T A L

V I D E O

D I S P L A Y

T I M I N G

B

S W E E P

G E N E R A T I O N

D / A

T I M I N G B S W E E P S T A R T

F i g .

2 -

S i m p l i f i e d b l o c k

d i a g r a m

o f

V i d e o F o r m a t t e r .

A N A L O G

V I D E O

r a n g e

- c o l l a p s e d

d i g i t a l

v i d e o

i s

s t o r e d

i n

b u f f e r

m e m o r i e s

a s r e c e i v e d ,

b u t

i s

r e a d

o u t

u n d e r

d i s p l a y

a n d

t i m i n g

c o n -

t r o l

f o r

f e e d

t h r o u g h

t h e

D / A

c o n v e r t e r

t o t h e

r a d a r

d a t a


s w i t c h -

b o a r d

o f

t h e

A N

/ U Y A

- 4

d i s p l a y

s y s -

t e m .

A

- s c o p e

d i g i t a l

v i d e o

i s

p r o c e s s e d

i n

f u l l

6

- b i t

a m p l i t u d e

p r e c i s i o n .

A p p r o -

p r i a t e l y

s e l e c t e d

d a t a

a r e

s t o r e d

a s r e -

c e i v e d

d u r i n g

a

t r a c k

b e a m ,

r e a d

o u t

a t r e d u c e d

b a n d w i d t h ,

r e c o n v e r t e d

t o

a n a l o g

f o r m ,

a n d

f e d

t o

r a d a r

c o n t r o l

c o m p u t e r s

a l o n g w i t h

a s s o c i a t e d

t i m -

i n g s i g n a l s .

P r e c i s i o n

r e d u c t i o n

T h e 6 b i t s

o f

a m p l i t u d e

d a t a

f o r

e a c h

r a n g e c e l l r e p r e s e n t

a

g r e a t e r

d y n a m i c

r a n g e

t h a n

c a n

b e o b s e r v e d

i n t h e

b r i g h t n e s s

m o d u l a t i o n

o f

a

l o n g

- p e r -

s i s t e n c e

p h o s p h o r .

A c c o r d i n g l y ,

t h e

p r e c i s i o n

o f

e a c h

s a m p l e

i s r e d u c e d

s o

t h a t

t h e r e

a r e o n l y

2 b i t s i n

e a c h s a m -

p l e f o r

P P I a n d

R H I

v i d e o

d a t a

f e d

t o

t h e

A N / U Y A

- 4 d i s p l a y s .

T h e t w o

b i t s ,

w h i c h

r e p r e s e n t

b l a c k

a n d t h r e e

b r i g h t n e s s

l e v e l s ,

a r e d e f i n e d

i n

t e r m s

o f

t h r e s h o l d

v a l u e s

t h a t

r a n g e

f r o m

z e r o

t o

6 3 , c o r r e s p o n d i n g

t o t h e

6

b i t

i n p u t

v i d e o

d a t a .

T h e

t h r e s h o l d

v a l u e s

a r e

a f u n c t i o n

o f

t h e

r a d a r m o d e ,

b u t

a r e

f i x e d f o r

e a c h

m o d e .

T h r e s h o l d s

a r e i d e n t i c a l

f o r f o r e a n d

a f t

C h a n n e l

A

a n d C h a n n e l

B

v i d e o . E a c h

r a d a r

m o d e , e x c e p t

M T I m o d e s , i s

a s s i g n e d

t h r e e t h r e s h o l d

v a l u e s .

A

s i m p l i f i e d

b l o c k

d i a g r a m o f

t h e p r e -

c i s i o n

r e d u c t i o n

f u n c t i o n

i s s h o w n

i n

F i g . 3 .

T h r e s h o l d v a l u e s

a r e

s t o r e d i n

p r o g r a m m a b l e

l o g i c m a t r i x

b o a r d s ,

f r o m

w h i c h t h e

r e q u i r e d t h r e s h o l d

v a l u e s a r e t r a n s f e r r e d t o

t h e b u f f e r .

D u r i n g t h e i n t e r v a l b e t w e e n

r a d a r

d w e l l s ,

t h e m o d e i n f o r m a t i o n f o r

t h e

n e x t d w e l l i s

m a d e a v a i l a b l e

f r o m t h e

6

- B I T

V I D E O

C H A N G E

M O D E

T I M I N G

C L O C K

J

C O N T R O L

C O U N T E R

F O R E

R A D A R

M U S

M O D E

C O M P A R A T O R

I I

T I T 2 T 3

T H R E S H O L D

B U F F E R

1 t

M A T R I X

T H R E S H O L D

N O 2

M A T R I X

T H R E S H O L D

N O . I

2

- B I T

V I D E O

M A T R I X

T H R E S H O L D

N O 3

A F T

R A D A R

M O D E

F i g .

3 -

S i m p l i f i e d b l o c k

d i a g r a mt i o n

f u n c t i o n .

o f

p r e c i s i o n r e d u c -


8/18/2019 antenna----------npl


r a d a r

c o m p u t e r . T h e " c h a n g e

m o d e

t i m i n g " s i g n a l

c a u s e s t h e

c o n t r o l

c o u n t e r

t o g e n e r a t e

t h e

b u f f e r

t r a n s f e r

p u l s e s a n d

m u l t i p l e x e r

( M U X ) c o n -

t r o l p u l s e s

t o

t r a n s f e r

t h e

r e q u i r e d

t h r e s h o l d n u m b e r s .

T h e c o m p a r i s o n

l o g i c

c o n s i s t s o f

c o m p a r a t o r s ,

p a r a l l e l

d e c o d e r s ,

s e r i a l

- t o -

p a r a l l e l

c o n v e r t e r s ,

a n d c o n t r o l

l o g i c .

T h e

6

- b i t

w o r d

i s

a p p l i e d t o

t h r e e

c o m p a r a t o r s

w h i c h

c o m p a r e

t h e t h r e e

t h r e s h o l d s

( T

T 2 ,

a n d T , )

s t o r e d

i n

t h e

t h r e s h o l d

b u f f e r s .

F i v e

o u t p u t s

f r o m

t h e

t h r e e c o m p a r -

a t o r s a r e

p r o c e s s e d

i n

t h e p a r a l l e l

d e -

c o d e r t o

d e t e r m i n e t h e r e d u c e d p r e -

c i s i o n

o u t p u t

2 - b i t

w o r d .

T h e d e c o d e r

p r o d u c e s

a

" o n e " f o r t h e

m o s t

s i g n i f i -

c a n t

b i t

i f

t h e c o m p a r a t o r s

i n d i c a t e

t h a t

t h e

v i d e o

i s

n o t

l e s s t h a n

T , . A s

s h o w n

i n

t h e t a b u l a t i o n b e l o w , t h e

l e a s t

s i g n i f i c a n t b i t

i s a " o n e " i f

t h e

v i d e o

i s

g r e a t e r t h a n

T , ,

o r

g r e a t e r t h a n

T , a n d l e s s

t h a n T , ,

o r e q u a l t o T ,

o r

T , . T h e t w o o u t p u t b i t s a r e l o a d e d i n t o

T h r e s h o l d

6

- b i t

p r e c i s i o n

< T 1

> T 1 b u t

< T ,

> T , b u t

< T ,

< T ,

V i d e o

2

- b i t p r e c i s i o n

0 0

0 1

1 0

1 1

a s h i f t r e g i s t e r f o r p a r a l l e l t o s e r i a l

c o n v e r s i o n .

T h e

i n p u t

v i d e o

w o r d

i n

t h e s y s t e m c o n s i s t s o f

f i v e

6 - b i t

w o r d s ,

o r

3 0

b i t s ,

w h i c h

a r e c o l l a p s e d

t o

1 0

b i t s , a n d

s h i f t e d o u t s e r i a l l y

t o t h e

r a n g e - c o l l a p s e

f u n c t i o n .

A

s p e c i f i c t h r e s h o l d i s e s t a b l i s h e d

f o r

l o g

v i d e o w h e n i t i s p r e s e n t , a n d

t h i s

t h r e s h o l d

i s n o t c h a n g e d

a s

r a d a r

m o d e

c h a n g e s . W h e n C h a n n e l A a n d

C h a n n e l B

v i d e o

a r e

s e l e c t e d , b o t h

a r e

c o m p a r e d a g a i n s t t h e

s a m e

t h r e s h o l d s .

R a n g e

c o l l a p s e

R a n g e

- c o l l a p s e c i r c u i t s

a r e

p r o v i d e d

f o r e a c h

o f

t h e f o u r

v i d e o

c h a n n e l s .

T i m i n g

f o r

t h e

c o l l a p s e i s

c o n t r o l l e d

b y t h e

a s s o c i a t e d

v a r i a b l e

s e q u e n c e

g e n e r a t o r ,

w h i c h

i s

p r o v i d e d t o

e f f e c t

t h e

c h a n g e

o f

t i m e

b a s e f r o m A N /

S P Y

- 1

t o

t h e

N T D S

s c a l e .

F o r

s i m -

p l i c i t y , i t h a s b e e n i n d i c a t e d t h a t

t h e

c o l l a p s e

i s

i n t h e r a t i o o f

4 : 1 ;

b e c a u s e

o f

t h e t i m e

- b a s e

d i f f e r e n c e

b e t w e e n

r a d a r

a n d d i s p l a y , t h e

r a t i o

i s

a c t u a l l y

6 1 : 1 6 o r

n e a r l y

4 : 1 . C o m p a r i s o n

i s

m a d e a m o n g

t h r e e

c e l l s i n s t e a d

o f

f o u r

a t

t h r e e p l a c e s

i n t h e s e q u e n c e t o a c -

c o m m o d a t e t h i s

d i f f e r e n c e .

F i g .

4

s h o w s t h e b l o c k d i a g r a m o f t h e

r a n g e

8

c o l l a p s e

f u n c t i o n ,

i n

w h i c h

t h e

2

- b i t

v i d e o

i s

f e d i n t o t h e i n p u t

b u f f e r .

T h e

c o n t e n t s

o f

t h i s

b u f f e r

a r e

c o m p a r e d

w i t h

t h e s t a t e o f t h e

f e e d b a c k

s t o r a g e

r e g i s t e r s , a n d

t h e

l a r g e r o f t h e t w o

n u m b e r s

i s i n s e r t e d

i n t o t h e f e e d b a c k

s t o r a g e

r e g i s t e r o n t h e

n e x t

c l o c k

p u l s e .

A f t e r f o u r ( a p p r o x i m a t e l y )

c o m p a r i s o n s ,

t h e l a s t

" g r e a t e s t o f "

d e -

c i s i o n i s t r a n s f e r r e d

t o

t h e o u t p u t

d a t a

s t o r a g e a n d

t h e

f e e d b a c k

s t o r a g e

i s

c l e a r e d .

D i s p l a y m e m o r y

T h e

A N

/ U Y A

- 4 d i s p l a y

u s e s

a

s i n g l e

-

g u n

c a t h o d e

r a y

t u b e .

T h i s

r e q u i r e s

s t o r i n g d a t a f r o m

t h e

f o r e

a n d a f t

f a c e s

w h e n

t h e y a r e r e c e i v e d

s o

t h a t

t h e d a t a

m a y

b e r e a d

o u t

s e q u e n t i a l l y

t o

a c -

c o m m o d a t e

t h e

s i n g l e g u n .

M e m o r y

i s

p r o v i d e d i n t h e f o r m

o f

M O s

m o d -

u l e

c a r d s . C o n c e p t u a l l y , t h e

r a t h e r

s t r a i g h t f o r w a r d a p p r o a c h

i s

t a k e n

o f

p r o v i d i n g

t w o

m e m o r i e s

f o r b o t h

f o r e

a n d

a f t v i d e o

w o r d s

- o n e

i n

w h i c h

t o

w r i t e

a n d

o n e

f r o m

w h i c h t o

r e a d . T h e

m e m o r y

o r g a n i z a t i o n p r o v i d e d

i n

t h e

V i d e o

F o r m a t t e r

i s

r a t h e r

c o m p l i c a t e d .

H e n c e ,

i t

w i l l

b e d i s m i s s e d

w i t h

o n l y

t h e c o n c e p t ,

e x c e p t t o

n o t e

t h a t

i d e n -

t i c a l

m e m o r i e s

m u s t

b e p r o v i d e d

n o t

o n l y f o r f o r e a n d a f t

f a c e s ,

b u t a l s o

f o r t h e

C h a n n e l

A a n d C h a n n e l

B

v i d e o .

T i m i n g

a n d

s w e e p

g e n e r a t o r

A

d i s p l a y

t i m i n g

a n d s w e e p g e n e r a t o r

i s

p r o v i d e d

t o

s e n d

r a n g e z e r o

p u l s e s

a n d

t r a i n s

o f

p u l s e s

o f v a r i a b l e f r e -

q u e n c y f o r

t h e

X a n d

Y

d e f l e c t i o n

o f

t h e d i s p l a y . I n

t h e

P P I

m o d e o f

d i s -

p l a y ,

a

t r a i n o f

A X

p u l s e s

p r o p o r -

t i o n a l

i n f r e q u e n c y t o

t h e s i n e o f t h e

a z i m u t h a n g l e

i s

g e n e r a t e d

t o

p r o d u c e

l e f t - r i g h t d e f l e c t i o n .

A

s i g n

b i t i s u s e d

t o r e s o l v e t h e

l e f t - r i g h t a m b i g u i t y .

V e r -

t i c a l d e f l e c t i o n

i s

p r o d u c e d

i n

l i k e

m a n n e r p r o p o r t i o n a l

t o t h e c o s i n e

o f

a z i m u t h

a n g l e . I n

R H I

m o d e ,

O X

a n d

A Y

p u l s e

t r a i n s

a r e p r o d u c e d p r o p o r -

t i o n a l

t o

t h e c o s i n e a n d s i n e o f

t h e

e l e v a t i o n

a n g l e .

T h e d a t a

s o

p r o d u c e d ,

i n

s y n c h r o n i s m w i t h

t h e

s h i f t

o u t

o f

t h e

v i d e o

a m p l i t u d e d a t a ,

a r e

s e l f

c o n s i s t e n t s o t h a t e a c h c o n s o l e o p e r -

a t o r

m a y

s e l e c t

r a n g e s c a l e , o f f s e t ,

a n d

f o r m a t

t o

s u i t h i s m i s s i o n .

S y m b o l s

n e c e s s a r y

t o

i d e n t i f y t a r g e t s o n t h e d i s -

p l a y a r e

g e n e r a t e d w i t h i n t h e

A N /

U Y A 4 s y s t e m ,

a n d m a y b e i n d e p e n d -

e n t l y c a l l e d u p b y

e a c h o p e r a t o r .

2 - B I T

I N P U T

B U F F E R

V I D E O

G R E A T E S T

O F

C O M P A R A T O R

V I D E O

O U

D

S T

V I D E O

V I D E O

C L O C K

- -

F E E D B A C K

V I D E O R A

C O L

V I D E O

S T O R A G E

F i g . 4 B l o c k

d i a g r a m

o f

r a n g e

c o l l a p s e

t i o n .

A - s c o p e

f o r m a t t e r

A

- s c o p e

s i g n a l s

a r e g e n e r a t e d

i n

a

s e p a r a t e

p a r t

o f t h e

V i d e o

F o r m a t t e r .

W h e n t h e

r a d a r m o d e

p o r t i o n

o f

t h e

d w e l l

d a t a w o r d

i n d i c a t e s

t h a t t h e

n e x t

d w e l l

i s

t o b e

a t a r g e t t r a c k ,

f o r

w h i c h

a n

A

- s c a n

d i s p l a y i s

i n d i c a t e d ,

t h i s

i n -

f o r m a t i o n

i s

f e d t o

t h e

p r o g r a m m e r

( F i g . 5 ) ,

w h i c h

t h e n s e t s

u p t h e

a p p r o -

p r i a t e c o n t r o l s

f o r

t h e t i m i n g

g e n e r -

a t o r .

F u l l - p r e c i s i o n

C h a n n e l

A

v i d e o

d a t a

a r e

g a t e d

i n t o

t h e

A

- s c o p e

m e m -

o r y

f o r

a

p r e s e t

p e r i o d

o f

t i m e

t h a t

b r a c k e t s t h e

t r a c k i n g

g a t e .

O n r e a d o u t

f r o m m e m o r y , t h e

d i g i t a l s i g n a l

i s

r e -

c o n v e r t e d

t o

a n a l o g f o r

u s e b y t h e

d i s -

p l a y a t t h e

c o n t r o l

c o n s o l e .

T h e

m e m -

o r y

i s

r e a d o u t

r e p e a t e d l y

f o r

e a c h

l o a d i n g , a n d

s e v e r a l

s u c c e s s i v e

r e t u r n s

f r o m t h e t r a c k e d

t a r g e t

l o a d e d i n t h e

s e q u e n c e t h a t

t h e

c o m p u t e r

c o m -

m a n d s . T h u s , t h e e f f e c t i v e

r e f r e s h

r a t e

o n

t h e

A

- s c o p e

i s


3 0

t i m e s / s .

A l t h o u g h t h e

d a t a a s

r e c e i v e d

a r e

o f h i g h

r e s o l u t i o n , a n d

h e n c e w i d e

b a n d w i d t h ,

t h e

s i g n a l p a t h

t o

t h e

A - s c o p e i s

o f

m o d e s t

b a n d w i d t h

o n l y

b e c a u s e

o f

t h e

r e l a t i v e l y s l o w

r a t e

o f

r e a d o u t . T i m i n g

a n d

s t a r t

o f s w e e p

s i g n a l s a r e s e n t

t o

t h e

A - s c o p e

i n s y n -

c h r o n i s m w i t h

t h e s y n t h e t i c

v i d e o .


C o n c e p t o f t h e

V i d e o

F o r m a t t e r w a s

d e v e l o p e d b y

E .

G .

L u r c o t t ,

C .

A .

H o b b s , a n d

t h e a u t h o r .

D e t a i l e d

d e -

s i g n w a s

c a r r i e d o u t

b y I .

N .

Z o l t a n

a n d D .

C a p l a n o f S u p p o r t

a n d S p e c i a l



G r o u p ,

G o v e r n m e n t


S y s -

t e m s .

F O R M A T

T I M I N G

C O N T R O L

V I D E O

A S C O P E

D W E L L

M O D E

D A T A

P R O G R A M M E R

D I G I T A L

V I D E O

D / A

A

T A

A - S C O P E

C O N T R O L

M E M O R Y

H T I M I N G

G E N E R A T O R

T

M A N G S I G N A L S

B S W E E P S T A R T S I G N A L

F i g . 5

- B l o c k

d i a g r a m

o f

A - s c o p e f o r m a t t e r .


8/18/2019 antenna----------npl


N o r m a n

R .

L a n d r y

R a d i a t i o n E q u i p m e n t E n g i n e e r i n g

M i s s i l e

a n d


D i v i s i o n


N e w J e r s e y


B S E E

w i t h H i g h

D i s t i n c t i o n

f r o m

W o r c e s t e r

P o l y t e c h n i c I n s t i t u t e i n

1 9 5 7

a n d

t h e

M S E E

f r o m D r e x e l

I n s t i t u t e o f

T e c h n o l o g y

i n 1 9 6 5 .

P r i o r

t o j o i n i n g R C A , M r .

L a n d r y

s e r v e d

t w o y e a r s

i n

t h e

U . S .

A r m y a s a n


i n s t r u c t o r . H i s

f i r s t

a s s i g n m e n t

w i t h R C A w a s i n

t h e

d e s i g n ,

f a b -

r i c a t i o n a n d c h e c k o u t o f a

v e r y h i g h p o w e r ,

h i g h -

f r e q u e n c y t r a n s m i t t e r .

H e w a s

t h e n

a s s o c i a t e d

w i t h

a f u l l - s c a l e

r a d a r r a n g e w h e r e h e d e s i g n e d

s y s t e m

i m p r o v e m e n t s

a n d

w r o t e s e v e r a l

t e c h n i c a l

a r t i c l e s o n r a d a r c r o s s

- s e c t i o n m e a s u r e m e n t t e c h -

n i q u e s

a n d r e s u l t s .

H i s m a j o r

d e s i g n s

w e r e t h e

m i c r o w a v e

s y s t e m

o f a n L

- b a n d c r o s s - s e c t i o n


r a n g e

a n d .

a t

a

l a t e r

d a t e .

a

c o h e r -

e n t t r a n s m i t t e r

u s i n g m i c r o w a v e

p u l s e

s h a p i n g

a n d

t r a v e l i n g - w a v e - t u b e

a m p l i f i c a t i o n t o

5 0

k W

o f

p e a k

p o w e r .

W i t h

t h i s e q u i p m e n t ,

t h e p h a s e

a n d

a m p l i t u d e o f

t h e

b a c k s c a t t e r e d

r a d a r e n e r g y c o u l d

b e

s i m u l t a n e o u s l y

m e a s u r e d .

M r .

L a n d r y

h a s

d o n e

a p p l i e d

r e s e a r c h

i n t o

a n

L - b a n d

s u p e r - c o o l e d

T u n n e l D i o d e A m p l i f i e r w h i c h

o p e r a t e d

a t

c r y o -

g e n i c

t e m p e r a t u r e s ,

a n d

h e

h a s

d e s i g n e d

a n d

b u i l t a l o w - l o s s , h i g h

- i s o l a t i o n P I N

d i o d e l i m i t e r

f o r

C - b a n d .

F o r

t h e

p a s t

s e v e n

y e a r s ,

h e h a s

b e e n

i n v o l v e d i n

t h e d e s i g n

o f

f e r r i t e

p h a s e

s h i f t e r s

f o r

u s e i n

m i c r o w a v e

p h a s e d

a r r a y r a d a r

s y s t e m s .

T w o

d e s i g n s

w e r e

u s e d

i n

m o d e l

a r r a y s

w h i l e t h r e e

d e s i g n s

w e r e

p r o d u c e d f o r

t h e A N

/ S P Y - 1

r a d a r

f o r

t h e A E G I S s y s t e m .

H e

h a s

w r i t t e n

s e v e r a l

t e c h n i -

c a l

a r t i c l e s

a n d m a d e

t e n

p a t e n t

d i s c l o s u r e s

r e l a -

t i v e

t o p h a s e s h i f t e r s .

D u r i n g

t h i s l a t e r p e r i o d

h e

h a s

a l s o


t o v a r i o u s

s y s t e m

a n d c o m -

p o n e n t

d e s i g n s

a n d p r o p o s a l s .

I n

a r e c e n t

e f f o r t ,

h e

w a s

a

m e m b e r

o f

t h e t a s k

t e a m t h a t w o r k e d

o n

t h e

s u c c e s s f u l

C A M E L

p r o p o s a l .

M r .

L a n d r y

i s

a

m e m b e r

o f

t h e E t a

K a p p a

N u ,

S i g n a

X i ,

a n d

t h e

I E E E .

H u n t e r

C .

G o o d r i c h

A d v a n c e d

S y s t e m s

a n d T e c h n o l o g y

M i s s i l e

a n d


D i v i s i o n


N e w

J e r s e y

r e c e i v e d

t h e B A i n

p h y s i c s f r o m

W a y n e

S t a t e U n i -

v e r s i t y

i n 1 9 4 2

a n d

t h e

M S E E

f r o m D r e x e l U n i v e r -

s i t y i n

1 9 6 7 .

A f t e r

t h r e e y e a r s

a s

a

c i v i l i a n e n g i n e e r

w i t h

t h e S i g n a l

C o r p s



h e

j o i n e d R C A ' s

A d v a n c e d


G r o u p

o f t h e

C o n s u m e r P r o d u c t

D i v i s i o n

i n 1 9 4 5 . F o r

t h e n e x t

f i f t e e n

y e a r s ,

h e

p r o d u c e d n u m e r o u s

c o n s u m e r

p r o d u c t a d v a n c e


i n t h e a r e a o f

t r a n -

s i s t o r i z e d

r a d i o

a n d T V c i r c u i t s ,

r e m o t e c o n t r o l ,

s i g n a l

s e e k i n g a n d

e l e c t r o n i c t u n e r s ,

a n d c o l o r

T V

d e m o d u l a t i o n

a n d

c o n v e r g e n c e

s y s t e m s . I n

1 9 6 0 ,

h e


t o t h e

A d v a n c e d

S i g n a l P r o c e s s i n g

G r o u p

o f M S R D .

T h e r e h e h a s

d e v e l o p e d

a

v a r i e t y

o f s i g n a l p r o c e s s o r s

a n d

c o r r e l a t i o n d e v i c e s

a n d

a l s o r e c e i v e d

t h e C h i e f E n g i n e e r ' s

T e c h n i c a l

E x -

c e l l e n c e

A w a r d

f o r h i s w o r k

o n

t h e

f l u x

f e e d b a c k

d r i v e r ,

u s e d

i n

t h e

A E G I S s y s t e m .

H e h a s p u b -

l i s h e d s e v e r a l

t e c h n i c a l p a p e r s

a n d

h a s o v e r

t h i r t y -

f i v e

i s s u e d U . S .

p a t e n t s .

P h a s e

s h i f t e r

a n d

d r i v e r

d e s i g n

f o r t h e A N / S P Y - 1

p h a s e d

a r r a y

N .

R .

L a n d r y

H . C .

G o o d r i c h

T h r e e

m i c r o w a v e

g a r n e t p h a s e s h i f t e r d e s i g n s a r e

u s e d

i n t h e

A E G I S w e a p o n

s y s -

t e m . T h e

m i c r o w a v e d e s i g n

i s

s t r a i g h t f o r w a r d e x c e p t

t h a t t h e

t o r o i d

a s s e m b l y

i s

p o t t e d

w i t h

s i l i c o n e r u b b e r

t o

i n c r e a s e

i t s

p o w e r h a n d l i n g

c a p a b i l i t y a n d t h e m a g -

n e t i z i n g

w i r e s a r e

s h i e l d e d

w i t h

a

s p i r a l - w r a p p e d

w i r e

t o

p r e v e n t t h e

p r o p a g a t i o n o f

h i g h e r

o r d e r m o d e s .

T h e

d r i v e r

c i r c u i t

u s e s

a

n e w

" f l u x

f e e d b a c k " c o n c e p t

f o r i m -

p r o v e d

a c c u r a c y

a n d

e m p l o y s

m o n o l i t h i c

c i r c u i t s ,

h y b r i d c i r c u i t s , a n d d i s c r e t e

c o r n

-

p o n e n t s .

D e s i g n

o f

t h e

i n t e r f a c e s

w i t h m a t i n g

c o m p o n e n t s i s a n i m p o r t a n t c o s t

c o n s i d e r a t i o n

a n d t h e c h o s e n

d e s i g n s

a r e

d e s c r i b e d

i n

d e t a i l .

A

t a b l e

o f

t y p i c a l


d a t a f o r

e a c h

o f

t h e

p h a s e

s h i f t e r s

i s

f o l l o w e d w i t h

a

d i s c u s s i o n o f

t h r e e

t e c h n i q u e s f o r

i m p r o v i n g f a c t o r y y i e l d .

H E

A N

/ S P Y

- 1 p h a s e d

a r r a y

r a d a r

I

u s e s

s u b a r r a y s t e e r i n g

t o

m i n i m i z e

t h e

n u m b e r

o f

p h a s e

c o m m a n d s t h a t

m u s t

b e g e n e r a t e d . T h i s

r e q u i r e s t h r e e

p h a s e s h i f t e r d e s i g n s

( F i g . 1 ) . T r a n s -

m i t

p h a s e r s a r e u s e d

a t t h e

i n p u t s

t o

t h e

f i n a l

c r o s s f i e l d

a m p l i f i e r t u b e s ,

r e -

c e i v e p h a s e r s a r e

u s e d a t

t h e

i n p u t s t o

t h e r e c e i v e b e a m f o r m e r ,

a n d a n t e n n a

p h a s e r s a r e a s s o c i a t e d

w i t h

e a c h r a d i -

a t i n g

e l e m e n t .

A u t h o r s L a n d r y

( l e f t )

a n d

G o o d r i c h .

A l l

t h r e e d e s i g n s c a n b e d e s c r i b e d

a s

b e i n g

o f t h e

w a v e g u i d e ,

n o n - r e c i p r o -

c a l , f l u x

- d r i v e ,

l a t c h i n g

- g a r n e t

v a r i e t y . '

T h e

g a r n e t

u s e d

i s

m a n u f a c t u r e d

b y

T r a n s

- T e c h , I n c .

a n d

i s

t h e i r

G - 1 0 0 4

w i t h m a n g a n e s e s u b s t i t u t i o n '

E a c h

p h a s e r h a s a r e c t a n g u l a r t o r o i d o f g a r -

n e t

m o u n t e d

i n

t h e l o n g i t u d i n a l c e n t e r

o f a r e c t a n g u l a r

w a v e g u i d e .

T h e

t o r o i d

R e p r i n t R E - 1 8

- 5 - 1 1

F i n a l

m a n u s c r i p t


4 , 1 9 7 2 .


8/18/2019 antenna----------npl


s l o t

c o n t a i n s t w o m a g n e t i z i n g

w i r e s

a n d

i s o t h e r w i s e

f i l l e d

w i t h a

c e r a m i c

t h a t

h a s a

r e l a t i v e d i e l e c t r i c

c o n s t a n t

o f 5 0 ,

e x c e p t

f o r

t h e

t r a n s m i t p h a s e r

f o r

w h i c h

t h e d i e l e c t r i c

c o n s t a n t

i s

1 6 .

A n

i m p e d a n c e - m a t c h i n g

t r a n s f o r m e r

i s

u s e d

a t e a c h e n d o f

t h e t o r o i d

t o

p r o -

v i d e

a

l o w V S W R

o v e r

t h e

f r e q u e n c y

b a n d .

T h e

t r a n s m i t a n d

r e c e i v e p h a s e

s h i f t e r s r e q u i r e

g r e a t e r

p h a s e a c c u r a c y

t h a n t h e

a n t e n n a p h a s e r .

T o

a c c o m -

p l i s h t h i s ,

t h e

p r e c i s i o n

u n i t s h a v e

s t u r d y h o u s i n g s

w i t h w a v e g u i d e

i n t e r -

f a c e s

a n d

h a v e

a

m a t e d d r i v e r

w h i c h

i s

a d j u s t e d d u r i n g

p r o d u c t i o n

f o r

o p t i -

m u m


M i c r o w a v e

d e s i g n

P h a s e - s h i f t e r

d e s i g n

u s u a l l y s t a r t s

w i t h

t h e

s e l e c t i o n

o f t h e t o r o i d a n d w a v e

-

g u i d e c r o s s s e c t i o n s .

U s i n g

a n

a n a l y t i -

c a l

m o d e l ,

a

n u m b e r

o f


a r e c o n s i d e r e d :

D i f f e r e n t i a l

p h a s e

v e r s u s

f r e q u e n c y ,

P o w e r h a n d l i n g

c a p a b i l i t y ,

P r o p a g a t i o n

o f

h i g h e r o r d e r m o d e s ,

M a t c h i n g

t r a n s f o r m e r d e s i g n ,

a n d

T o r o i d s w i t c h i n g r e q u i r e m e n t s .

T h e m o d e l

u s e d

t o

p r e d i c t t h e

p e r f o r -

m a n c e

o f

v a r i o u s p h a s e s h i f t e r d e s i g n s

h a s b e e n

d e s c r i b e d

i n t h e l i t e r a t u r e . ' "

A s k e t c h

o f t h i s

m o d e l

w i t h

a l i s t

o f

v a r i a n t s i s g i v e n

i n

F i g . 2 . T h e c h a r a c -

t e r i s t i c

e q u a t i o n i s

o b t a i n e d

b y

i n -

c o r p o r a t i n g

t h e

g a r n e t t e n s o r p e r m e a -

M A G N E T I Z A T I O N

D I E L E C T R I C

S L O T

F E R R I T E

A I R

°

4

8 I

+ 2 8 2 +

1 4

0

F i g .

2

C r o s s

s e c t i o n o f a n a l y t i c a l m o d e l o f

p h a s e s h i f t e r .

b i l i t y

i n t o M a x w e l l ' s

e q u a t i o n s

a n d

s o l v i n g t h e a p p r o p r i a t e

b o u n d a r y

v a l u e p r o b l e m ; t h i s

t e c h n i q u e g i v e s

a

g o o d

a p p r o x i m a t i o n

t o

d e v i c e p e r -

f o r m a n c e . T h i s i s t r u e

e v e n

t h o u g h

t h e

t o p

a n d b o t t o m b r i d g e s

b e t w e e n

t h e

t w i n

g a r n e t

s l a b s a r e

i g n o r e d

a n d

i n t e r n a l m a g n e t i z a t i o n

i s

g e n e r a t e d

w i t h e x t e r n a l

f i e l d s ;

w h e r e a s

i n

t h e

a c t u a l d e v i c e , i n t e r n a l m a g n e t i z a t i o n

i s g e n e r a t e d t h r o u g h

h y s t e r e s i s

e f f e c t s

a n d t h e a p p l i e d

f i e l d

i s z e r o .

I n t e r a c t i o n

b e t w e e n

t h e

D C

m a g n e t i -

z a t i o n a n d

t h e p r o p a g a t i n g R F

f i e l d

c a u s e s t h e

p r o p a g a t i o n c o n s t a n t t o

e i t h e r i n c r e a s e

o r d e c r e a s e f r o m t h e

v a l u e

t h a t w o u l d e x i s t i f o n l y t h e

d i e l e c t r i c p r o p e r t i e s

o f t h e

m a t e r i a l

w e r e

c o n s i d e r e d . T h e a m o u n t

o f

i n t e r -

a c t i o n i s a f u n c t i o n

o f

t h e

l e v e l

a n d

d i r e c t i o n o f

m a g n e t i z a t i o n

a n d

t h e

d i r e c t i o n

o f

p r o p a g a t i o n .

F o r

a

g i v e n

F i g .

1 - T h r e e p h a s e s h i f t e r

d e s i g n s . A t u p p e r

l e f t

i s

a t r a n s m i t p h a s e s h i f t e r a s s e m b l y , a t

t h e

r i g h t

a

r e c e i v e

p h a s e

s h i f t e r

a s s e m b l y ,

i n

t h e m i d d l e

i s

a n a n t e n n a

p h a s e s h i f t e r ,

a n d a t

t h e

b o t t o m ,

d r i v e r s

f o r

f o u r

a n t e n n a

p h a s e s h i f t e r s .

3 0

d e s i g n ,

d i f f e r e n t i a l

p h a s e s h i f t

i s

o b

t a i n e d

b y c h a n g i n g

r e m a n e n t

m a g n e t i

z a t i o n

t o w h a t e v e r

i s r e q u i r e d

f o r

t h

d e s i r e d c h a n g e

i n p r o p a g a t i o n

c o n

s t a n t .

T h i s c h a r a c t e r i s t i c

i s n e a r l

l i n e a r

f o r

t h e

p h a s e r s

b e i n g

d e s c r i b e d

T o r o i d a n d

w a v e g u i d e

w i d t h s

f o r

t h

t h r e e

d e s i g n s w e r e

c h o s e n

t o

p r o v i d e

n e a r l y c o n s t a n t d i f f e r e n t i a l - h a s e

- s h i

v s .

f r e q u e n c y

c h a r a c t e r i s t i c .

H i g h

d i e l e c t r i c - c o n s t a n t

i n s e r t s

w e r e

u s e

t o

r e d u c e

p h a s e -

s h i f t e r

s i z e , w e i g h

c o s t ,

a n d s w i t c h i n g t i m e

a n d e n e r g

r e q u i r e m e n t s . M a t c h i n g


f o r

t h e

w a v e g u i d e

p h a s e s h i f t e r s

c a

b e

d e s i g n e d

u s i n g t h e

m o d e l o f F i g .

a n d s e t t i n g t h e w i d t h

o f

t h e g a r n e

s l a b s t o

z e r o .

I n

g e n e r a l ,

a

c e r a m i


w i t h

t w o q u a r t e r

w a v

m a t c h i n g

s e c t i o n s ( m a x i m a l l y

f l a t

w a s u s e d a t e a c h

e n d

o f

e a c h t o r o i

a s s e m b l y .

T h e a n a l y t i c a l

m o d e l c a n a l s o b e

u s

t o

c a l c u l a t e

e l e c t r i c a n d

m a g n e t i c

f i e

s t r e n g t h s a c r o s s

t h e

w a v e g u i d e

c r o s

s e c t i o n .

S u c h

a

c a l c u l a t i o n

f o r t h e

a

t e n n a p h a s e r

s h o w s t h a n

a n

e l e c t r

f i e l d s t r e n g t h

o f

3 0 2 0 V / i n . c a n

b e

e

p e c t e d

f o r

a

p o w e r

l e v e l o f

6 k W . A

s m a l l

a i r g a p s ,

t h i s

f i e l d s t r e n g t h

m u l t i p l i e d

b y

t h e

d i e l e c t r i c c o n s t a n t

t h e i n s e r t s a n d b e c o m e s

1 5 1 k V / i

F r o m

C o b i n e , e

t h e

a r c - o v e r s t r e n g t h

a i r i n c r e a s e s w i t h

r e d u c e d a i r

g a p

a n

i s

4 5

k V

/ c m

f o r

a

d i s t a n c e

o f

0 . 1

c

a n d

9 5

k V

/ c m

f o r

a

d i s t a n c e

o f

0 . 0

c m .

A

4 0 - m i l

a i r

g a p , t h e n ,

s h o u l d h a v

a

b r e a k d o w n s t r e n g t h o f

1 1 4

k V / i

w h i l e

t h a t

o f

a

4 m i l a i r

g a p

i s

2 4

k V

/ i n .

T o

i n s u r e

t h a t

a l l

a i r

g a p s

a

s m a l l , t h e

t o r o i d

a s s e m b l y

i s

p o t t e

w i t h

a s i l i c o n e

r u b b e r t h a t

i s

i n j e c t

u n d e r p r e s s u r e .

T h i s

e n c a p s u l a n t

t e n

t o

f i l l

a l l a i r

g a p s

a n d

r e d u c e s t h e

v o l

a g e

s t r e s s

b y i t s

d i e l e c t r i c

c o n s t a

w h i c h

i s

2 . 6 .

T h e r e s u l t i n g

s t r e s s i n t

s i l i c o n e

i s a b o u t

6 0 V / m i l w h i l e

r a t i n g

i s

5 5 0 V

/ m i l . W i t h o u t

p o t t i n

t h e d e s i g n

w o u l d

b e

m a r g i n a l ; w i

p o t t i n g ,

i t i s c o n s e r v a t i v e

a n d

m u

m o r e r e l i a b l e .

T h e t r a n s m i t

a n d

r

c e i v e p h a s e r s

a r e a l s o p o t t e d

t o

i m

p r o v e t h e i r

p o w e r - h a n d l i n g

c a p a b i l i

a n d r e l i a b i l i t y .

T h e p l o t

o f

i n s e r t i o n

p h a s e v s . t o r o


s h o w n

i n

F i g . 3 i l l

t r a t e s

a

s h o r t c o m i n g

o f t h e

a n a l y t i c

m o d e l .

T h e p r o b l e m

r e s u l t s f r o m

a

s u m i n g

t h a t m a g n e t i z a t i o n

i s

u n i f o r

a c r o s s

t h e t o r o i d

l e g

w h i l e

t h e s q u a r

n e s s o f t h e

B

H

l o o p

r e q u i r e s s w i t c


8/18/2019 antenna----------npl


- 4 0 0

- 3 0 0 - 2 0 0

- 1 0 0

0

1 0 0

2 0 0

M A G N E T I Z A T I O N ( G A U S S )

F i g . 3 - I n s e r t i o n p h a s e v s m a g n e t i z a t i o n ,

a n t e n n a

p h a s e r ( c a l c u l a t e d

a n d

e x p e c t e d ) .

i n g

t o s t a r t

f r o m t h e i n t e r n a l

e d g e

o f

t h e

t o r o i d

a n d p r o g r e s s o u t w a r d . T h e

t w o


c u r v e s

a r e u s e f u l i n

d e s c r i b i n g

t h e

p h a s e

c h a r a c t e r i s t i c s o f

a

p h a s e r . T h e

c u r v e l a b e l e d

" f o r w a r d "

h a s

a

n e a r l y l i n e a r

c h a r a c t e r i s t i c a n d i s

t h e o n e

u s e d i n

g e n e r a t i n g d i f f e r e n t i a l

p h a s e s h i f t .

A s t e m p e r a t u r e i s i n -

c r e a s e d ,

t h e m a x i m u m r e m a n e n t


i s d e c r e a s e d a n d

t h e e x

t r e m i t i e s

o f t h e

c u r v e s

a r e

r e d u c e d . T o

a f i r s t

- o r d e r a p p r o x i m a t i o n ,

t h e c u r v e

l a b e l e d " f o r w a r d "

d e c r e a s e s i t s

s l o p e

s l i g h t l y a n d

t h e c u r v e l a b e l e d

" r e -

v e r s e "

m o v e s

u p w a r d

t o

c l o s e t h e t w o

c u r v e s

a t t h e i r e x t r e m i t i e s . T h i s

t e n d s

t o

s t a b i l i z e

i n s e r t i o n p h a s e o v e r

t e m -

p e r a t u r e a n d

i s

t h e

r e s u l t

o f

s e v e r a l

c o m p e n s a t i n g

e f f e c t s .

T h e t w o - w a y

e l e c t r i c a l

l e n g t h , s o m e t i m e s c a l l e d r e -

c i p r o c a l

p h a s e , a t a n y

b i t s e t t i n g

i s t h e

s u m o f

t h e i n s e r t i o n

p h a s e s r e p r e -

s e n t e d

b y t h e t w o

c u r v e s . T h i s c h a r a c -

t e r i s t i c

m a y

b e i m p o r t a n t

i n s o m e


a n d f o r

t h e

a n t e n n a

p h a s e r a m o u n t s

t o

a

v a r i a t i o n

o f

- _ * 3 0 °

o v e r t h e b i t

s e t t i n g s .

O n e

o f t h e

p r o b l e m s a s s o c i a t e d

w i t h

g a r n e t p h a s e s h i f t e r

d e s i g n

i s

t h e

p o t e n t i a l e x i s t e n c e

o f n a r r o w

V S W R

a n d i n s e r t i o n - l o s s

s p i k e s

w i t h i n

t h e

o p e r a t i n g

b a n d

o f

f r e q u e n c i e s .

T h e s e

r e s o n a n c e s a r e d u e

t o t h e p r o p a g a t i o n

o f u n d e s i r e d m o d e s

w i t h i n

t h e

g a r n e t -

l o a d e d

p o r t i o n o f

t h e

p h a s e r .

A t a p p r o -

p r i a t e r e s o n a n t

f r e q u e n c i e s ,

t h e

g a r n e t

s e c t i o n

a c t s

a s a

c a v i t y a n d e n e r g y i s

a b s o r b e d .

T h e a m o u n t o f e n e r g y a b -

s o r b e d i s

a f u n c t i o n o f t h e

Q

o f t h e

r e s o n a n t

c a v i t y a n d t h e c o u p l i n g c o e f f i -

c i e n t

o f

t h e

m o d e e x c i t e r .


o f

u n d e s i r e d

m o d e s

i s

c o n t r o l l e d

b y

l o w e r i n g

t h e Q o f t h e

c a v i t y

b y

s e l e c t i v e a b s o r p t i o n

a n d

b y

r e d u c i n g

t h e c o u p l i n g

c o e f f i c i e n t

b y

c a r e f u l

a s s e m b l y . T o

l o w e r t h e

Q ,

t h e

m a g n e t i z i n g

w i r e s a r e s h i e l d e d

w i t h

a

f i n e

w i r e

w r a p p e d i n

a

s p i r a l

a r o u n d

t h e m .

T h i s

s p i r a l - w r a p p e d

w i r e

p r e -

s e n t s

a

l a r g e r r e s i s t a n c e

a n d i n d u c t -

a n c e

t o

l o n g i t u d i n a l

R F

c u r r e n t s a n d

e f f e c t i v e l y s u p p r e s s e s

t h e

u n d e s i r e d

m o d e s .

T o r e d u c e t h e

c o u p l i n g c o e f f i -

c i e n t ,

a

g o o d

f i t

b e t w e e n t h e i n s e r t s

a n d

t h e t o r o i d s a n d

b e t w e e n t h e

t o r o i d s a n d t h e

h o u s i n g m u s t

b e

o b -

t a i n e d .

D r i v e r

d e s i g n

F i g .

4 i l l u s t r a t e s

t h e

m a g n e t i c c y c l e

t h r o u g h

w h i c h

t h e

g a r n e t

t o r o i d

i s

d r i v e n

d u r i n g

a

t r a n s m i t / r e c e i v e

R E C E I V E

R E C R E S E T

S E T

R E G I O N

1 3 A

y

3 A o

e

« ;

1

B

- 1 3 A .

T R .

R E S E T

O 3 A .

T R A N S M I T

S E T

R E G I O N

s e q u e n c e .

T h e

" p a s t

h i s t o r y "

o f

t h e

c o r e

i s f i r s t

w i p e d

o u t b y a p p l y i n g

a

n e g a t i v e R E S E T p u l s e

w h o s e

m a g -

n e t i z i n g

f o r c e

i s

s e v e r a l

t i m e s

t h e

c o e r c i v e

f o r c e .

A t

t h e c o n c l u s i o n o f

t h e

R E S E T p u l s e , t h e c o r e

i s

l e f t a t i t s

m a j o r l o o p r e m a n e n t s t a t e

B , , .

T h i s

r e p r e s e n t s

a

r e f e r e n c e p o i n t f r o m

w h i c h

t h e S E T f l u x

i s

m e a s u r e d . T h e

t r a n s m i t

S E T

p u l s e

i s a

p o s i t i v e p u l s e

o f

a m p l i t u d e e o . D u r i n g t h e p u l s e ,

t h e

c o r e

f l u x c h a n g e s a c c o r d i n g t o t h e

r e l a -

t i o n s h i p d s b / d t = - e 0 .

W h e n t h e

f l u x

h a s c h a n g e d b y t h e d e s i r e d

a m o u n t

A O , p l u s a s m a l l f a l l

- b a c k i n c r e m e n t

. . c ,

- t h e

S E T p u l s e

i s t e r m i n a t e d .

T h e

p h a s e r

w i l l

n o w

p r o d u c e

t h e

d e s i r e d

p h a s e s h i f t f o r t h e t r a n s m i t t e d

p u l s e .

T h e

c o r e i s R E S E T a n d S E T f o r

r e -

c e i v e

i n

a

s i m i l a r m a n n e r ,

e x c e p t

t h a t

t h e p o l a r i t y

o f

t h e

p u l s e s

i s

r e v e r s e d .

T o

c o n t r o l

t h e p h a s e s h i f t

t o

t h e

o r d e r

o f

a

f e w

d e g r e e s ,

t h e

f l u x p l a c e d i n

t h e

g a r n e t

c o r e

m u s t

b e

c o n t r o l l e d

t o

a n

a c c u r a c y o f

1

t o

2 % . T h e f l u x f e e d -

b a c k

c o n c e p t ' s h o w n

i n

F i g .

4

w a s

d e -

v e l o p e d

t o a c h i e v e a c c u r a t e c o n t r o l

i n

a

r e l i a b l e a n d

e c o n o m i c a l

m a n n e r .

T h e

d u a l

w i n d i n g s ,

A

a n d

B ,

a r e u s e d f o r

b i d i r e c t i o n a l m a g n e t i z a t i o n

o f t h e

g a r -

n e t c o r e . F o r

R E S E T ,

t h e


a m p l i f i e r A

o r

B ( d e p e n d i n g o n t h e

d e s i r e d m a g n e t i z i n g p o l a r i t y ) i s

g a t e d

o n . T h e m a g n e t i z i n g c u r r e n t

f l o w s

t h r o u g h

a

s a m p l i n g

r e s i s t o r

R , . T h e

v o l t a g e a c r o s s R .

i s

a p p l i e d

t o

a n i n t e -

g r a t e d -

c i r c u i t

R E S E T c o m p a r a t o r ,

w h i c h

i s

a l s o s u p p l i e d

w i t h

a

r e f e r -

e n c e

v o l t a g e . W h e n t h e d e s i r e d

R E S E T

c u r r e n t

l e v e l i s

r e a c h e d ,

t h e

v o l t a g e

f r o m R H

e x c e e d s

t h e r e f e r e n c e , c a u s i n g

t h e c o m p a r a t o r

t o c h a n g e

s t a t e

a n d

t u r n

o f f t h e g a t e d

a m p l i f i e r .

S T A R T

G A T E

A

G A T E D

t - e -

e D

1 0

ó

A M P L I F I E

A

e s

C O N T R O L

W I N D O W S

A N A L O G

C O M M A N D

V O L T A G E

G A T E O

A M P L I F I E R

B

B

)

(

A

D 2

R

r

R I

E T

C O M M A N D

V O L T A G E

C O M P A R A T O R

= C I

-

N T G R T O R

I N T E G R A T O R

R A M P

I N T E G R A T O R

D I S C H A R G E

R E F E R E N C E

V O L T A G E

C U T O F F

T I M E

R E S E T

C O M P A R A T O R

F i g . 4 F l u x f e e d b a c k d r i v e r .

8/18/2019 antenna----------npl


W h e n t h e

p h a s e r

i s

t o b e S E T f o r

a

g i v e n p h a s e

s h i f t , a n

a n a l o g c o m m a n d

v o l t a g e , p r o p o r t i o n a l

t o

t h e d e s i r e d

p h a s e s h i f t ,

i s

a p p l i e d

t o

a n

i n t e g r a t e d -

c i r c u i t

S E T

c o m p a r a t o r .

T h e a p p r o p r i -

a t e

a m p l i f i e r

i s n e x t

g a t e d

o n ,

a n d t h e

u n d r i v e n

w i n d i n g A

o r

B i s

u s e d a s

a

s e n s e w i n d i n g t o m e a s u r e

t h e l e v e l

o f

f l u x

c h a n g e . T h i s

w i n d i n g

d e v e l o p s

a

v o l t a g e ,

e , , = - d O / d t ,

t h a t

i s

e x a c t l y

e q u a l

t o

t h e

i n s t a n t a n e o u s r a t e o f f l u x

c h a n g e . T h i s

v o l t a g e i s

i n t e g r a t e d

v i a

R , C ,

t o

p r o d u c e

a

v o l t a g e r a m p . T h e

l e v e l

o f t h e

v o l t a g e

r a m p

a t a n y i n s t a n t

i s p r o p o r t i o n a l

t o

t h e

i n d u c e d

f l u x a t

t h a t

i n s t a n t .

W h e n

t h e

f l u x

h a s

b u i l t

u p

t o t h e

d e s i r e d

l e v e l , t h e

i n t e g r a t e d

v o l t a g e

w i l l

e x c e e d

t h e

c o m m a n d

v o l t -

a g e , c a u s i n g

t h e

S E T

c o m p a r a t o r

t o

c h a n g e

s t a t e

a n d q u i c k l y

s h u t

o f f

t h e

g a t e d

a m p l i f i e r .

I n t h e

f l u x

- f e e d b a c k

a p p r o a c h ,

t h e

d r i v e r

a c c u r a c y

i s p r i m a r i l y

d e t e r -

m i n e d

b y

t h e

c o m p a r a t o r

t h r e s h o l d s

a n d

t h e i n t e g r a t o r

t i m e

c o n s t a n t

R , C , .

L o n g - t e r m

s t a b i l i t y c a n

b e

r e a d i l y

a c h i e v e d

f o r

t h e s e p a r a m e t e r s .

S u b -

s t a n t i a l l y

e l i m i n a t e d

a s c a u s e s o f f l u x

v a r i a t i o n a r e

n o r m a l g a r n e t

p e r m e a -

b i l i t y

c h a n g e s , a m p l i f i e r


a n d

a g i n g

e f f e c t s ,

d r i v e l e a d

v o l t a g e

d r o p ,

a n d s u p p l y

v o l t a g e

f l u c t u a t i o n s

a s t h o u s a n d s

o f h i g h c u r r e n t

d r i v e r s

t u r n

o n

s i m u l t a n e o u s l y . I t s

t o l e r a n c e

t o

a m p l i f i e r

c h a r a c t e r i s t i c v a r i a t i o n s

m a k e s f l u x

f e e d b a c k r e a d i l y

a d a p t a b l e

t o

i n t e g r a t e d - c i r c u i t

c o n s t r u c t i o n .

P r e s e n t

d r i v e r s u s e

h y b r i d

i n t e g r a t i o n

( i n c o r p o r a t i n g

a

s t a n d a r d

m o n o l i t h i c

c o m p a r a t o r )

f o r t h e

c o n t r o l c i r c u i t ,

a

s p e c i a l l y

d e v e l o p e d m o n o l i t h i c

d u a l -

g a t e d

a m p l i f i e r , a n d

d i s c r e t e a m p l i f i e r

o u t p u t t r a n s i s t o r s . A n L S I

m o n o l i t h i c

c o n t r o l

c i r c u i t i s u n d e r

d e v e l o p m e n t .

M e c h a n i c a l

i n t e r f a c e s

M e c h a n i c a l

p a c k a g i n g o f

t h e

p h a s e

s h i f t e r s i n t o

t h e

a r r a y a n t e n n a o f t e n

r e q u i r e s

s p e c i a l

i n p u t a n d

o u t p u t

m a t c h i n g

s t r u c t u r e s .

T h e

t r a n s m i t a n d

r e c e i v e

p h a s e s h i f t e r s m a t e

w i t h w a v e

-

g u i d e c o m p o n e n t s

a n d

p o s e

n o

s p e c i a l

p r o b l e m s . T h e

a n t e n n a p h a s e r ,

h o w -

e v e r ,

m u s t p r o v i d e

a n

e n d - l a u n c h e d

c o a x i a l

c o n n e c t o r ' a t o n e

e n d t o

m a t e

t h e

l o a d e d

w a v e g u i d e

t o

a

c o a x i a l

p o w e r d i v i d e r

a n d

a b l i n d c o n n e c t i o n

w i t h a

r a d i a t i n g

h o r n

a t

t h e o t h e r

e n d

w h e r e

n o m e c h a n i c a l f a s t e n e r s a r e

a l l o w e d .

2

F i g . 5 - n t e n n a

p h a s e r i n t e r f a c e s .

T h e

c o a x i a l c o n n e c t o r ,

e x c i t e r ,

a n d

t r a n s f o r m e r ,

t o g e t h e r

w i t h a

p h a s e

s h i f t e r i n s e r t e d

i n a r a d i a t i n g h o r n ,

a r e

s h o w n

i n

F i g .

5 . T h e

c o a x i a l

c o n n e c -

t o r , e x c i t e r ,

a n d t r a n s f o r m e r

w e r e

d e -

s i g n e d e m p i r i c a l l y .

T h e r e s u l t a n t

c o n -

n e c t o r

h a s a 6 0 - o h m

s e c t i o n ,

t h e

e x -

c i t e r h a s

a t r a p e z o i d a l

c r o s s s e c t i o n ,

a n d t h e

t r a n s f o r m e r h a s

a d i e l e c t r i c

c o n s t a n t

o f

1 6 .

T h e


i s

b o n d e d

t o

t h e

g a r n e t s t a c k w h i l e

t h e

c o n n e c t o r

b u t t s a g a i n s t

t h e t r a n s -

f o r m e r ,

w i t h t h e

e x c i t e r

f i t t i n g i n t o t h e


s l o t

a n d

a t t a c h e d

t o

o n e

o f

t h e

w a v e g u i d e b r o a d w a l l s w i t h

a

s m a l l

s c r e w .

T h e e x c i t e r

s h a p e p r o -

v i d e s t h e . c a p a c i t a n c e r e q u i r e d

b e -

t w e e n

t h e e x c i t e r a n d

t h e

s i d e

w a l l s

o f

t h e

t r a n s f o r m e r a n d a u t o m a t i c a l l y

p r o v i d e s c e n t e r i n g

o f t h e e x c i t e r

i n

t h e


s l o t .

T h e

e x c i t e r

i s f o r m e d

t h r o u g h p o w d e r m e t a l l u r g y , h a s n o

s h a r p

e d g e s ,

a n d p r e s e r v e s t h e h i g h

p o w e r -

a n d l i n g c a p a b i l i t y

o f t h e g a r -

n e t t o r o i d

a s s e m b l y .

N i c k e l p l a t i n g i s

u s e d

o n t h e

c o a x i a l c e n t e r

c o n d u c t o r

t o

m a k e

i t c o m p a t i b l e w i t h t h e g o l d

p l a t i n g

i n

t h e

p o w e r

d i v i d e r ; t h e

e x -

c i t e r

i s

t i n p l a t e d

t o m a k e

i t

c o m p a t -

i b l e

w i t h t h e

a l u m i n u m p h a s e r

h o u s -

i n g .

N i c k e l

a n d t i n

a l s o

f o r m

a

c o m -

p a t i b l e

c o u p l e .

T h e

p h a s e

s h i f t e r

i s

m o u n t e d

t o t h e

p o w e r d i v i d e r

w i t h

a

s p r i n g

c l a m p t h a t

a l l o w s m i s a l i g n m e n t

f r o m p e r p e n d i c u -

l a r i t y b y

± 0 . 5

° . T h e

o t h e r

e n d

o f

t h e

p h a s e r u s e s

a s t a n d a r d

t w o - s t e p

w a v

g u i d e

t r a n s f o r m e r .

T h e

f i r s t s t e p i s

o

c e r a m i c

a n d

t h e

s e c o n d s t e p i s

D u r o i d . T h i s

e n d o f t h e p h a s e r s l i

i n t o

t h e

r a d i a t i n g h o r n

a n d

u s e s n i c k e

p l a t e d

s t a i n l e s s

s t e e l

s p r i n g

c o n t a c t s

m a k e

t h e c o n n e c t i o n b e t w e e n t h

p h a s e r a n d h o r n . E l e c t r i c a l

p e r f o r m

a n c e

o f t h i s d e s i g n

p r o v i d e s

a

V S W

a n d

i n s e r t i o n

l o s s

w h i c h

a r e

e s s e n t i a l l


o f t h e p o s i t i o n

o f t h

p h a s e r i n

t h e

h o r n ;

i n s e r t i o n

p h a s

c h a n g e s

b y

± 4 . 5 °

f o r

a

c h a n g e

i n

i

s e r t i o n

d e p t h o f ± 0 . 0 6 2

i n .

T h e s p r i n

m o u n t s

a t

e a c h

e n d o f

t h e

a n t e n n

p h a s e r

s a t i s f y t h e d e s i g n c o n c e p t o

p r o v i d i n g

s e l f

- a l i g n m e n t b e t w e e n

t h

p o w e r d i v i d e r a n d t h e

h o r n c l u s t e r .


d a t a

D a t a m e a s u r e d o n p r o d u c t i o n u n i t s

t h e

t h r e e p h a s e r

a n d

d r i v e r

d e s i g n

s h o w

t h a t d i f f e r e n t i a l p h a s e s h i f t

l i n e a r w i t h c o m m a n d w i t h i n

a n

R M

e r r o r

o f

l e s s

t h a n

2 . 5 . ° O v e r a ± 4 0

°


r a n g e , i n s e r t i o n p h a s

c h a n g e s ± 5 . 0 ° a n d

d i f f e r e n t i a l p h a s

a t

t h e

m a x i m u m b i t

c o m m a n d c h a n g

± 6 . 0

° .

D i f f e r e n t i a l p h a s e

e r r o r s

f u n c t i o n s o f

o p e r a t i n g

f r e q u e n c y

a

s m a l l

a n d a r e i n c l u d e d

i n

t h e

a b o v

f i g u r e s .

I n s e r t i o n l o s s f o r

t h e a n t e n n a p h a s e r

t y p i c a l l y 0 . 9 5 d B

w h e n

a v e r a g e d

o v

8/18/2019 antenna----------npl


f r e q u e n c y a n d c o m m a n d s e t t i n g s ,

w h i l e

t h a t

o f

t h e

t r a n s m i t

a n d r e c e i v e

p h a s e r s i s t y p i c a l l y 0 . 9 0 d B . V S W R

i s

l o w

i n a l l

d e s i g n s a n d

p o w e r h a n d l i n g

c a p a b i l i t y

i s t a i l o r e d

t o t h e

v a r i o u s

r e -

q u i r e m e n t s . T a b l e I

l i s t s t h e s p e c i f i c a -

t i o n r e q u i r e m e n t s a n d t y p i c a l p e r f o r m -

a n c e

o f

t h e

t h r e e

d e s i g n s . D i f f e r e n t i a l

a n d

i n s e r t i o n p h a s e e r r o r s i n c l u d e

t h e

e f f e c t s

o f a m b i e n t t e m p e r a t u r e ,

R F

p o w e r , D C

p o w e r

s u p p l y d r i f t , a n d

a n

e s t i m a t e f o r

a g i n g .

P h a s e

e r r o r s f o r t h e

a n t e n n a

p h a s e r a r e c o n s i d e r a b l y b e l o w

t h e s p e c i f i c a t i o n

v a l u e s .

T h i s

i s a t t r i b -

u t a b l e

t o t h e l i m i t e d

p r o d u c t i o n

( 5 0 0 0

u n i t s )

w h e r e

e a c h

c o n s t i t u e n t

p a r t

i s

p u r c h a s e d

f r o m

o n e v e n d o r .

A s t h e

n u m b e r o f

s u p p l i e r s

f o r e a c h p a r t

i s i n c r e a s e d ,

v a r i a b i l i t y w i l l

a l s o i n -

c r e a s e . S w i t c h i n g

e n e r g y

i n c l u d e s t h a t

w h i c h

i s

d e l i v e r e d

t o

t h e

t o r o i d

a n d

s w i t c h i n g w i r e s

a s

w e l l

a s

d r i v e r

e f f i -

c i e n c y . M T B F

f o r t h e

a n t e n n a p h a s e r

a n d

d r i v e r

i s a l l o c a t e d

a s

2 0 0 , 0 0 0

h o u r s

f o r

t h e

p h a s e r a n d 1 6 0 , 0 0 0 h o u r s

f o r t h e d r i v e r .

S i n c e

t h e y

a r e

n o t

a

m a t e d p a i r , m a l f u n c t i o n e d d r i v e r s

c a n

b e

r e p l a c e d

d u r i n g

n o r m a l

m a i n t e -

n a n c e

w h i l e d e f e c t i v e p h a s e r s

w i l l

w a i t

f o r

d e p o t r e p a i r .

T e s t i n g

d u r i n g

v i b r a t i o n

h a s i n d i c a t e d

s e v e r a l

s m a l l

m e c h a n i c a l

v i b r a t i o n s , b u t t h e s e

h a d

n o m e a s u r a b l e

e f f e c t

o n t h e

p e r f o r m -

a n c e

c h a r a c t e r i s t i c s .

P r o d u c t i o n c o n s i d e r a t i o n s

S e v e r a l

t e c h n i q u e s

f o r

i m p r o v i n g

p r o -

d u c t i o n

y i e l d

a r e b e i n g u s e d

i n

p h a s e r

T a b l e

I -

P h a s e -

s h i f t e r c h a r a c t e r i s t i c s .

p r o d u c t i o n .

T h e s e a r e ,

i n

a d d i t i o n

t o

t h e

n o r m a l p u r c h a s e d m a t e r i a l

i n s p e c -

t i o n ,

c a r e

i n

a s s e m b l y ,

i n -

p r o c e s s

t e s t s

a n d i n s p e c t i o n s , a n d q u a l i t y

c o n t r o l

p r o c e d u r e s .

O n e

t e c h n i q u e

i s

t o

m e a s -

u r e t h e m a x i m u m

r e m a n e n t m a g n e t i -

z a t i o n

o f t h e g a r n e t t o r o i d s ,

t h e i r m o s t

s e n s i t i v e p a r a m e t e r ,

a n d s e l e c t a

s e t

o f

t h r e e t o r o i d s f o r e a c h p h a s e s h i f t e r .

I n

t h i s m a n n e r , a

t o r o i d w i t h l o w

r e m

-

a n e n c e

c a n

b e p a i r e d

w i t h

o n e o f

h i g h

r e m a n e n c e

t o

p a r t i a l l y

b a l a n c e t h e i r

e f f e c t s .

T o r o i d s a r e b e i n g

p u r c h a s e d

w i t h a

r e m a n e n c e t o l e r a n c e o f

± 5 %

a n d t h e s e l e c t i o n

i s

r e d u c i n g

t h i s

t o

± 2 . 5 %

f o r t h e t o r o i d s e t s .

A n o t h e r t e c h n i q u e

u s e d

f o r t h e a n -

t e n n a p h a s e r s

i s

t o

c a t e g o r i z e

t h e m

a s

A , B ,

o r

C

d e p e n d i n g

o n t h e i r

d i f f e r -

e n t i a l

- p h a s e

v s . s w i t c h e d

- f l u x c h a r a c -

t e r i s t i c s .

T y p e

A p r o v i d e s t o o

m u c h


p h a s e f o r

a

l e v e l

o f

s w i t c h e d

f l u x ;

t y p e B

i s

a v e r a g e ;

a n d

t y p e C p r o v i d e s t o o l i t t l e .

B y h a v i n g

t h r e e t y p e s o f d r i v e r s ,

i t

i s

p o s s i b l e

t o

c o m p e n s a t e t h e

A - a n d C - t y p e p h a s e r s

a n d , f o r

a

g i v e n

p o p u l a t i o n , e i t h e r

r e -

d u c e o v e r a l l

e r r o r

o r i n c r e a s e

y i e l d .

I n

p r a c t i c e ,

s e t s o f

3 2

A - , B - ,

o r

C

- t y p e

p h a s e r s a r e a s s e m b l e d

i n t o

a r r a y

m o d -

u l e s

s o t h a t

a n a r r a y

m o d u l e h a s a l l

o f

o n e

t y p e

a n d i s s o

m a r k e d .

A

t h i r d t e c h n i q u e

i s

t o

t r i m

i n s e r t i o n

p h a s e . T h i s i s d o n e e l e c t r o n i c a l l y

i n

t h e

m a t e d d r i v e r s

o f t h e

t r a n s m i t

a n d

r e c e i v e p h a s e s h i f t e r s .

F o r

t h e

a n t e n n a

p h a s e r ,

i t i s

d o n e

w i t h

i n d u c t i v e

i r i s

A n t e n n a

p h a s e r

S p e c

T y p i c a l

R e c e i v e r p h a s e r

S p e c

T y p i c a l

T r a n s m i t

p h a s e r

S p e c

T y p i c a l

F r e q ( G H z )

V S W R ,

( m a x ) 1 . 3 5

1 . 2 5 1 . 2 5

1 . 2 0

1 . 2 5

1 . 1 5

I n s e r t i o n

l o s s

( d B ,

a v e ) 1 . 1 0 . 9 5

0 . 9

0 . 9 0

1 . 2

0 . 9 0

I n s e r t i o n l o s s ( d B ,

p e a k )

1 . 5 1 . 1 5

1 . 2 1 . 1 0

1 . 5 1 . 1 5

N o .

o f

b i t s 5

5 5

5

5

5

A O

e r r o r ( d e g . , R M S )

9 . 5 5 . 0

4 . 5

4 . 0

4 . 5 4 . 0

I P

e r r o r

( d e g . , R M S )

1 4 . 2 6 . 0

4 . 0 3 . 0

4 . 0

3 . 0

P o w e r ( a v e ,

W )

1 2 1 2

1 2 0 1 2 0

P o w e r

( p e a k , k W )

1 . 5 1 . 5

1 5 1 5

P o w e r ( p e a k s u r v i v e ,

k W )

6 . 0

1 6 . 0

1 0 . 0 1 6 . 0

4 0 8 0

T e m p ( o p e r a t i n g ,

° F )

8 0

t o

1 6 0 8 0 t o

1 6 0 8 0

t o

1 0 5

8 0

t o

1 0 5

8 0

t o 1 0 5 8 0 t o

1 0 5

T e m p ( s u r v i v e , ° F )

- 8 0

t o

1 6 7

- 8 0

t o

1 6 7

- 8 0

t o 1 6 7

- 8 0

t o 1 6 7 - 8 0

t o 1 6 7

- 8 0

t o 1 6 7

S w s p e e d ( R E S E T ,

i t s )

1 0

f o r b o t h

4

7

5

1 3

6

S w .

s p e e d ( S E T ,

C s ) 2

6

3 1 0

4

S w .

r a t e ( a v e , H z ) 8 0 0

8 0 0

8 0 0 8 0 0

8 0 0 8 0 0

S w .

e n e r g y ,

p e r P R F

( A D

6 0 0

6 0 0

8 0 0

S w . c u r r e n t ( p e a k ,

A )

1 3

± 1

1 3

1 3

1 8

M T B F

( h r s . )

S h o c k

8 8 , 7 0 0

M I L - S T D - 2 0 2 D

8 3 , 3 3 3

M I L - S T D - 2 0 2 D

8 3 , 3 0 0

M I L - S T D - 2 0 2 D

V i b r a t i o n

M I L - S T D - 1 6 7

M I L - S T D

1 6 7

M I L - S T D

- 1 6 7

H u m i d i t y ( d e w p o i n t ,

° F )

5 0

5 0

5 0

N o t e : T y p i c a l

v a l u e s i n c l u d e

a n

e s t i m a t e

f o r m e a s u r e m e n t e r r o r ,

p o w e r s u p p l y d r i f t , a n d

a g i n g .

t r i p l e t s

t h a t

c a n

b e

i n s e r t e d

i n t h e

s i d e

o f t h e p h a s e r

h o u s i n g .

T h r e e

t r i p l e t s

p r o v i d e a

t r i m

o f

± 2 4 °

i n

s t e p s

o f

8

° ,

c h a n g e i n s e r t i o n

l o s s

b y

a b o u t

± 0 . 0 4

d B

a n d h a v e a

n e g l i g i b l e e f f e c t

o n

V S W R .

A c c e p t a n c e t e s t i n g

P h a s e r a c c e p t a n c e

t e s t i n g

i s

d o n e w i t h

H e w l e t t -

P a c k a r d

A u t o m a t i c

N e t w o r k

A n a l y z e r s . ' S p e c i a l

c o m p u t e r p r o g r a m s

a n d i n t e r f a c e

e q u i p m e n t

a l l o w

t h e

a n a l y z e r t o


m e a s u r e

t h e

V S W R , i n s e r t i o n

l o s s ,

a n d i n s e r t i o n

p h a s e

o f

t h e

u n i t s

a t

s e l e c t e d

f r e q u e n -

c i e s a n d b i t s e t t i n g s .

N i n e f r e q u e n c i e s

a n d

3 2

b i t s a r e

m e a s u r e d f o r t h e

t r a n s -

m i t a n d r e c e i v e p h a s e r s , w h i l e

f i v e f r e -

q u e n c i e s a n d e i g h t

b i t s

a r e

u s e d f o r t h e

a n t e n n a p h a s e r s .

T y p i c a l



a r e

s t o r e d

i n t h e

c o r n -

p u t e r

a n d

t h e

c o m p u t e r t r a n s l a t e s

t h e

r o o m t e m p e r a t u r e

d a t a

t o e x p e c t e d


a t

a n a v e r a g e

o p e r a t i n g


A n a l y s i s

h a s

s h o w n

t h a t

t h i s t e m p e r a t u r e e x t r a p o l a t i o n

i s n o t

c r i t i c a l o v e r

t h e s p e c i f i e d


r a n g e , a n d e x t r a p o l a t i o n

e r r o r s

a s

l a r g e

a s

± 4 0 %

c a n

b e t o l e r a t e d .

A c t u a l

e r r o r i s

p r o b a b l y

l e s s

t h a n

- ± 1 0 % a n d

i s

s m a l l

c o m p a r e d

t o t h e

s a v i n g s e n -

j o y e d b y t e s t i n g p h a s e r s

a t r o o m

t e m -

p e r a t u r e

r a t h e r

t h a n a v e r a g e o p e r a t i n g


R e f e r e n c e s

1 . I n c e , W . J .

a n d T e m m e ,

D . H . . " P h a s e r s

a n d

T i m e D e l a y E l e m e n t s

" , P r o j e c t

R e p o r t

R D T -

1 4 ,

C o n t r a c t

A F 1 9 ( 6 2 8 )

- 5 1 6 7 ,

M I T L i n c o l n

L a b o r a t o r y , ( J u l y

1 1 ,

1 9 6 7 ) .

2 .

I n c e , W . J . ,

T e m m e , D .

H . , W i l l w e r t h ,

F . G . ,

a n d H u n t t , R . L . ,

" T h e

U s e o f M a n g a n e s e -

D o p e d

I r o n G a r n e t s a n d

H i g h D i e l e c t r i c C o n -

s t a n t L o a d i n g

f o r

M i c r o w a v e L a t c h i n g

F e r r i t e

P h a s e r s

" ,

G M T T 1 9 7 0

I n t e r n a t i o n a l

M i c r o -

w a v e

S y m p o s i u m D i g e s t , p p .

3 2 7 - 3 3 1 .

3 . I n c e , W . j . a n d S t e r n ,

E . , " N o n r e c i p r o c a l

R e m a n e n c e P h a s e S h i f t e r s

i n R e c t a n g u l a r

W a v e g u i d e , " I E E E

T r a n s a c t i o n s

o n M i c r o -

w a v e T h e o r y

a n d T e c h n i q u e s , V o l . M T T

- 1 5 ,

N o .

2

( F e b .

1 9 6 7 )

p p .

8 7

- 9 5 .

4 .

W h i c k e r ,

L . R . a n d J o n e s ,

R . R . , " D e s i g n

G u i d e

t o L a t c h i n g P h a s e S h i f t e r s

" ,

M i c r o -

w a v e s

( N o v . 1 9 6 6 ) p p .

3 1

- 3 9

a n d ( D e c . 1 9 6 6 )

p p .

4 3

- 4 7 .

5 . L a n d r y , N . R . , " M i c r o w a v e

P h a s e S h i f t e r s

" ,

R C A R e p r i n t R E - 1 5 - 3 - 5 ; R C A E n g i n e e r ,

V o l .

1 5 , N o . 3 ( O c t .

/ N o v .

1 9 6 9 ) p p .

2 0

- 2 5 .

6 . C o b i n e , J .

D . , G a s e o u s C o n d u c t o r s ,

T h e o r y

a n d


A p p l i c a t i o n s , ( D o v e r

P u b l i -

c a t i o n s ,

I n c . ;

N e w

Y o r k , N . Y . ;

1 9 5 8 ) p .

1 6 6 .

7 . G o o d r i c h ,

H .

C .

a n d

T o m s i c ,

R . J . ,

" F l u x

F e e d b a c k B o o s t s

A c c u r a c y

o f

P h a s e d A r r a y

R a d a r S y s t e m s

" ,

E l e c t r o n i c s , V o l .

4 3 , N o .

2 4

( N o v .

2 3 ,

1 9 7 0 ) p p .

7 7 - 8 0 .

8 . W h e e l e r , G . J . ,

" B r o a d b a n d

W a v e g u i d e

t o

C o a x

T r a n s i t i o n s

" , I R E N a t i o n a l

C o n v e n t i o n

R e c o r d ,

P a r t

1 ( 1 9 5 7 ) p p .

1 8 2

- 1 8 5 .

9 .

H a c k b o r n ,

R . A . , " A n

A u t o m a t i c N e t w o r k

A n a y l z e r S y s t e m " ,

M i c r o w a v e

J o u r n a l

( M a y

1 9 6 8 ) p p . 4 5 - 5 2 .

8/18/2019 antenna----------npl


H i g h

- e f f i c i e n c y

a v a l a n c h e

d i o d e s

( T R A P A T T ) *

f o r

p h a s e d

- a r r a y

r a d a r

s y s t e m s

D r .

K . K . N .

C h a n g

D r .

H .

K a w a m o t o

H .

J .

P r a g e r

D r .

J .

R e y n o l d s

A .

R o s e n D r .

V .

A .

M i k e n a s

T h e

h i g h -

e f f i c i e n c y

a v a l a n c h e

( T R A P A T T ) *

d i o d e

i s

c a p a b l e

o f g e n e r a t i n g

h i g h

p u l s e d

m i c r o w a v e

p o w e r s .

T h e

p r o g r e s s

m a d e

a t R C A


b o t h

i n

t h e o r y

a n d i n

t e c h n o l o g y

u n d e r

a

c o n t i n u o u s

a n d i n t e n s i v e


p r o g r a m

h a s f i r m l y

e s t a b -

l i s h e d

t h i s

d e v i c e

a s

o n e

o f

t h e

f r o n t

c o n t e n d e r s

f o r

s o l i d - s t a t e

p h a s e d

- a r r a y r a d a r

s y s t e m s .

C u r r e n t

e f f o r t

h a s

r e s u l t e d

i n


a d v a n c e s

i n d i o d e


c a p a b i l i t i e s ,

a s ,

f o r

e x a m p l e ,

5 0

W

p e a k o u t p u t

p o w e r

w a s

o b t a i n e d

o v e r

a

1 0 %

b a n d -

w i d t h

a t

S

- b a n d w i t h

1 0

d B g a i n ,

1 6 %

e f f i c i e n c y ,

5 . 6 %

d u t y

c y c l e a n d

1 0

µ s p u l s e

w i d t h .

U n d e r

d i f f e r e n t

t e s t

c o n d i t i o n s ,

s u b s t a n t i a l l y

b e t t e r

i n d i v i d u a l


r e s u l t s

h a v e

b e e n

d e m o n s t r a t e d .

* T R A P A T T

( T r a p p e d

P l a s m a

A v a l a n c h e

T r i g g e r e d

T r a n s i t )

T H E R A P I D

D E V E L O P M E N T

o f

m i c r o -

w a v e


s o u r c e s

h a s

r e -

s u l t e d

i n

c o n s i d e r a b l e

i n t e r e s t

i n

a

s o l i d

- s t a t e

a p p r o a c h

t o

p h a s e d

- a r r a y

r a d a r

d e s i g n .

S e v e r a l


p h a s e d

a r r a y

r a d a r

s y s t e m s

h a v e

a l -

r e a d y

b e e n

d e s i g n e d

u s i n g

t h e

t r a n -

s i s t o r

a s t h e

b a s i c

b u i l d i n g

b l o c k

f o r

t h e

m i c r o w a v e

p o w e r

s o u r c e . I n d e e d ,

i t

h a s

b e e n

s h o w n

t h a t s u c h

a n

a p -

p r o a c h

o f f e r s

m a n y a d v a n t a g e s

o v e r

t h e


d e s i g n

a p p r o a c h

( w h i c h

u s e s

a

h i g h - p o w e r

- t u b e

t r a n s -

m i t t e r )

i n

t h e

a r e a s

o f

r e l i a b i l i t y ,

s i z e , w e i g h t ,

c o s t , f l e x i b i l i t y ,

e t c .

U n -

f o r t u n a t e l y ,

t h e

t r a n s i s t o r

i s

b a s i c a l l y

a C W

d e v i c e

a n d i s p e a k

- p o w e r

l i m i t e d .

I n

m a n y

c a s e s ,

t h i s c h a r a c -

t e r i s t i c

i m p o s e s

s e v e r e

l i m i t a t i o n s

o n

r a d a r

s y s t e m

d e s i g n

m a k i n g

i t a

m u c h

l e s s

a t t r a c t i v e

c a n d i d a t e .

O n t h e

o t h e r h a n d ,

T R A P A T T

( T r a p p e d

-

P l a s m a

A v a l a n c h e -

T r i g g e r e d -

T r a n s i t )

d e v i c e s

o f f e r

v e r y

h i g h

p e a k - p o w e r

c a p a b i l i t i e s ,

m a k i n g

t h e m e x c e l l e n t

c a n d i d a t e s

f o r

r a d a r

s y s t e m

a p p l i c a -

t i o n s .

I n

a d d i t i o n ,

r e c e n t d e v e l o p -

m e n t

w o r k

b y

R C A

h a s

a d v a n c e d t h e

T R A P A T T

d i o d e


c a p a -

b i l i t i e s

t o

a p o i n t t h a t i s

v e r y

a t t r a c -

t i v e

t o r a d a r s y s t e m

d e s i g n e r s . T h i s

p a p e r d i s c u s s e s

s o m e

o f

t h i s

r e c e n t

p r o g r e s s

i n

S

- b a n d

T R A P A T T

a m p l i -

f i e r s .

B a s i c T R A P A T T

d i o d e - c i r c u i t

i n t e r a c t i o n s

W h e n t h e

h i g h - e f f i c i e n c y

( T R A P -

A T T )

m o d e

w a s d i s c o v e r e d a t

R C A ,

i t

w a s

c o n s i d e r e d

t o

b e

" a n o m a l o u s " :

t h e o s c i l l a t i o n

e f f i c i e n c i e s

w e r e

m a r k -

e d l y

h i g h e r

t h a n h a d

b e e n

o b s e r v e d

w i t h

e x i s t i n g

I M P A T T

a v a l a n c h e

d i o d e s ,

a n d t h e


f r e q u e n -

c i e s

w e r e

l o w e r

t h a n

t h o s e

p r e d i c t e d

b y

t h e

t r a n s i t

- t i m e

t h e o r y f o r

a n

a v a l a n c h e

d i o d e .

T h e

s u b s e q u e n t

c o m p u t e r

s i m u l a t i o n s

a n d d e t a i l e d

a n a l y t i c

t h e o r y h a v e


t h e

b a s i c

p h y s i c s

o f

t h e o p e r a t i n g m e c h -

a n i s m - t h e

e x i s t a n c e

o f

a

h i g h

-

d e n s i t y ,

s l o w - m o v i n g

e l e c t r o n - h o l e

p l a s m a d u r i n g

p a r t

o f t h e


c y c l e .

I n

v e r y

s i m p l e

t e r m s ,

a n

e l e c t r o n

- h o l e

p l a s m a

i s

" t u r n e d " o n

a n d

t r a p p e d

i n t h e

p r e s e n c e

o f a n

R F

s i g n a l . T h e

o p e r a t i o n

' t h u s d r a s t i c a l l y

d e v i a t e s

f r o m

t h a t o f

t h e

I M P A T T

m o d e

w h e r e

n o

p l a s m a i s f o r m e d . F u r t h e r -

m o r e ,

o n e o f t h e

p r e r e q u i s i t e s f o r

t h e

f o r m a t i o n

o f s u c h

a p l a s m a i s a s u b -

s t a n t i a l l y h i g h e r c u r r e n t

d e n s i t y t h a n

t h a t

r e q u i r e d

f o r t h e

I M P A T T

m o d e .

T h e

T R A P A T T

- m o d e

o p e r a t i o n

i n -

v o l v e s

a

c o m p l e x

i n t e r a c t i o n b e t w e e n

A V A L A N C H E

D I O D E

I f ( I I

( T I M E D O M A I N )

I N T E R A C T I O N

t h e d e v i c e a n d

t h e R F

c i r c u i t . I n

e s s e n c e ,

t h e d e v i c e c a n b e

v i e w e d a s

a

n o n l i n e a r

s w i t c h t h a t

p o s s ° s s e s a

s p e c i f i c

I

V

c h a r a c t e r i s t i c [ I =

f u n c .

( V )

]

f o r a g i v e n d o p i n g p r o f i l e . T h e

R F

c i r c u i t

i s a

l i n e a r

n e t w o r k

w i t h

a n i m p e d a n c e

m a t r i x ( Z ) .

I m p e d a n c e

v a l u e s a t

t h e

v a r i o u s

F o u r i e r

c o m p o -

n e n t s o f t h e s i g n a l

f r e q u e n c y a r e

o f

s p e c i f i c

i n t e r e s t . T h e

c i r c u i t

c a n

b e

r e a l i z e d

e i t h e r

b y

a

l u m p e d -

e l e m e n t

c i r c u i t ,

o r

b y

d i s t r i b u t e d


l i n e s ,

s u c h

a s

c o a x i a l l i n e s , m i c r o

s t r i p ,

w a v e g u i d e s ,

e t c .

A

s i m p l e

s c h e -

m a t i c

r e p r e s e n t a t i o n

o f t h e

T R A -

P A T T

a m p l i f i e r i s

s h o w n i n

F i g .

1

T h e

a v a l a n c h e

d i o d e h a s

D C

t e r m i -

n a l s

f o r t h e b i a s s u p p l y . T h e

l i n e a r

n e t w o r k

h a s f o u r t e r m i n a l s :

t w o f o r

t h e

d i o d e , a n d t w o f o r

t h e

o s c i l l a t o r

o u t p u t

l o a d o r

t h e

c i r c u l a t o r a m p l i f i e r

o u t p u t .

T h e m o d e l

s h o w n

i n F i g .

1

i s

a

s i m p l i f i e d


o f t h e

a c t u a l p h y s i c a l

m e c h a n i s m s .

T h e

r e a d e r

s h o u l d ,

f o r e x a m p l e ,

b e r e -

m i n d e d

t h a t t h e

s w i t c h i n g

- t i m e

f u n c -

t i o n o f t h e d i o d e

i s n o t


o f t h e f r e q u e n c y

c h a r a c t e r i s t i c

o f t h e

n e t w o r k

a n d

t h a t

s w i t c h i n g

t i m e

a n d

i m p e d a n c e

c h a r a c t e r i s t i c s a r e i n t e r -

r e l a t e d

b e c a u s e

t h e

p l a s m a i s

t u r n e d

o n b y

t h e

R F

s i g n a l a t

t h e c i r c u i t

t e r m i n a l s .

I n

p r i n c i p l e ,

t h e f r e q u e n c y

o f t h e s i g -

n a l

d e l i v e r e d

t o

t h e l o a d c a n b e a t

a n y

d e s i r e d

F o u r i e r

c o m p o n e n t

o f

t h e

i n t e r a c t i o n ; t h e r e f o r e

a l o w - p a s s

f i l t e r

i s n e c e s s a r y

f o r t h e

f u n d a m e n t a l

p o w e r o u t p u t ,

w h i l e

a b a n d

- p a s s f i l t e r

i s n e e d e d f o r a

h a r m o n i c p o w e r

e x -

t r a c t i o n . M i c r o s t r i p

l i n e h a s b e e n a n

a t t r a c t i v e m e d i u m f o r c i r c u i t s

i n t h e

f r e q u e n c y r a n g e

o f

1

t o 8

G H z .

C o m -

p a r e d

w i t h o t h e r

d i s t r i b u t e d c i r c u i t s

l i k e

c o a x i a l

l i n e s

a n d

w a v e g u i d e s ,

t h e

m i c r o s t r i p c i r c u i t i s

m o r e c o m -

p a c t a n d

m o r e

a c c e s s i b l e

t o

t e s t i n g .

A l s o , t h e

m i c r o s t r i p g r o u n d p l a t e

l e n d s i t s e l f

t o

d e v i c e h e a t s i n k i n g .

d

P U L

S E

P O W E R

S U P P L Y

L I N E A R

N E T W O R K

Z ( W )

( F R E Q U E N C Y

D O M A I N )

I N P U T

S I G N A L

A T

F R E Q U E N C Y W I

o O S C I L L A T O R

O U T P U T

o

F R E Q U E N C Y

W o

A M P L I F I E R

O U T P U T

F i g .

1 -

D i o d e c i r c u i t i n t e r a c t i o n .

8/18/2019 antenna----------npl


D e v i c e

f a b r i c a t i o n

p r o b l e m s i n c r e a s e

a s

t h e

d e s i r e d f r e q u e n c y o f

o p e r a t i o n

i s i n c r e a s e d . D i o d e s o p e r a t i n g

i n

t h e

f u n d a m e n t a l m o d e a b o v e 3

G H z r e -

q u i r e

v e r y t h i n

d e p l e t i o n l a y e r s .

T o

e a s e

p r o c e s s i n g

p r o b l e m s o n d i o d e s

t h a t o p e r a t e a t

f r e q u e n c i e s a b o v e

S -

b a n d , h a r m o n i c i n s t e a d

o f

f u n d a m e n -

t a l

p o w e r e x t r a c t i o n

h a s b e e n

c o n -

s i d e r e d

t o

b e

m o r e p r a c t i c a l .

T h e

a d v a n t a g e

l i e s

i n

t h e f a c t t h a t t h e

h i g h -

f r e q u e n c y

r e s u l t s c a n

b e

a c h i e v e d w i t h r e l a t i v e l y

i n e x p e n s i v e

l o w - f r e q u e n c y

d i o d e s

a n d s i m p l e

c i r -

c u i t s .

D e v i c e

t e c h n o l o g y

D i o d e d e s i g n

a n d


T h e

a p p r o a c h

t o

d i o d e f a b r i c a t i o n

w a s

b a s e d o n t h e o r e t i c a l

g u i d e l i n e s '

R e p r i n t R E -

1 8 - 5

- 1 3

F i n a l

m a n u s c r i p t r e c e i v e d O c t o b e r

2 4 , 1 9 7 2 .

T h e r e s e a r c h

r e p o r t e d i n t h i s p a p e r w a s

c o n -

c u r r e n t l y s p o n s o r e d

b y

t h e A r m y , N a v y , a n d

R C A


P r i n c e t o n , N . J .

D r .

V i t a s

A . M i k e n a s

A d v a n c e d M i c r o w a v e

T e c h n i q u e s

M i s s i l e

a n d

S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n


N .

J .

r e c e i v e d

t h e

B A S c f r o m

t h e U n i v e r s i t y

o f T o -

r o n t o

i n

1 9 6 2 a n d

t h e

M S c

a n d

P h D

f r o m t h e

U n i v e r s i t y

o f

I l l i n o i s i n

1 9 6 4

a n d

1 9 6 7 r e s p e c -

t i v e l y .

I n 1 9 6 7 , h e

j o i n e d

R C A

w h e r e h e

h a s

b e e n

e n g a g e d

i n

r e s e a r c h

a n d d e v e l o p m e n t

r e -

l a t e d t o n u m e r o u s

a s p e c t s o f m i c r o w a v e

p h a s e d

-

a r r a y t e c h n o l o g y .

I n 1 9 6 7

h e

w a s

i n v o l v e d

i n a

c o o p e r a t i v e p r o g r a m w i t h

R C A


I n

t h e


a n d

e v a l u a t i o n

o f f e r r i t e

m a t e -

r i a l s f o r

h i g h p o w e r p h a s e

s h i f t e r s .

S u b s e q u e n t

t o

t h i s

p r o g r a m ,

h e p e r f o r m e d

a n a l y s e s o f H F

l o g - p e r i o d i c d i p o l e

a r r a y s a n d i n v e s t i g a t e d t h e

e f f e c t o f p r a c t i c a l

g r o u n d

a n d

g r o u n d s c r e e n

s y s t e m s o n

H F a n t e n n a p e r f o r m a n c e .

I n

1 9 6 8 ,

h e

u n d e r t o o k

a n I R & D p r o g r a m

t o i n v e s t i g a t e

n e w

t e c h n i q u e s

o f

d e s i g n i n g

l o w

c o s t H F

p h a s e d

a r r a y a n t e n n a s y s t e m s .

F r o m 1 9 7 0 t o t h e

p r e s e n t

t i m e ,

h e h a s b e e n c o n c e r n e d w i t h t h e

d e v e l o p -

m e n t

a n d

e v a l u a t i o n

o f

t h e

m i c r o w a v e p o r t i o n

o f

v a r i o u s

s o l i d s t a t e r a d a r s y s t e m s i n c l u d i n g

L I T S , C A M E L ,

A N / T P S

- 5 9

a n d t h e

S

- B a n d M o d -

u l e . A t t h e

p r e s e n t t i m e ,

h e

i s

e n g a g e d

i n

a

c o o p e r a t i v e

p r o g r a m

w i t h

R C A


I n

t h e


a

s o l i d

s t a t e

S - b a n d m o d u l e

u s i n g

T r a p a t t

d i o d e t e c h n o l o g y .

D r . K e r n

K .

N . C h a n g ,


R e s e a r c h


R C A


P r i n c e t o n ,

N . J .

r e c e i v e d

t h e

B S f r o m N a t i o n a l C e n t r a l

U n i v e r s i t y ,

C h u n g k i n g ,

C h i n a

i n

1 9 4 C ; t h e

M S E E

f r o m


o f

M i c h i g a n

i n

1 9 4 8 ; a n d

t h e P h D f r o m t h e P o l y t e c h n i c

I n s t i t u t e

o f

B r o o k l y n

i n

1 9 5 4 . F r o m

1 9 4 0 t o

1 9 4 5 ,

h e

w a s a s s o c i a t e d w i t h

t h e C e n t r a l

R a d i o M a n u f a c t u r i n g

W o r k s ,

K u m m i n g , C h i n a ,

w o r k i n g

o n

b r o a d -

c a s t i n g

a n d


r e c e i v e r s ,

a n d f r o m 1 9 4 5

t o 1 9 4 7 ,

h e w a s

a

r a d i o

i n s t r u c t o r

i n

t h e

O f f i c e

o f

S t r a t e g i c

S e r v i c e s ,

U . S .

A r m y , C h i n a

T h e a t r e .

S i n c e

1 9 4 8 ,

D r .

C h a n g

h a s

b e e n

a

m e m b e r

o f t h e

t e c h n i c a l

s t a f f

a t R C A L a b o r a t o r i e s .

I n

1 9 5 3 h e

d i d o r i g i n a l

w o r k o n p e r i o d i c

f i e l d

f o c u s i n g f o r

t r a v e l i n g

- w a v e

t u b e s

w h i c h

h a s

c u l m i n a t e d

i n a n R C A

c o m m e r c i a l

l i n e

o f

t r a v e l i n g

- w a v e

t u b e s .

I n 1 9 5 7

h e w a s

o n e

o f

t h e

p i o n e e r s

w h o

e x p l o r e d

t h e p r i n c i p l e

o f p a r a m e t r i c

a m p l i f i c a t i o n

a n d c o n v e r s i o n .

I n 1 9 5 9

h e

i n v e n t e d

a

l o w - n o i s e t u n n e l

d i o d e

a m p l i f i e r a n d

c o n v e r t e r . I n

1 9 6 7 h e

a n d h i s c o -

w o r k e r s d i s c o v e r e d

a n e w h i g h e f f i c i e n c y

m o d e o f

c p e r a t i o n

i n s i l i c o n

a v a l a n c h e

d i c d e s .

D r .

C h a n g

i s t h e

a u t h o r

o f

5 0

o r i g i n a l t e c h n i c a l

p a p e r s

a n d

h o l d s

4 0

U . S .

p a t e n t s

i n

t h e

f i e l d

o f

m i c r o w a v e t u b e s

a n d


d e v i c e s .

H e

i s

t h e a u t h o r o f P a r a m e t r i c

a n d

T u n n e l D i o d e s .

H e

w a s

t h e

r e c i p i e n t o f

1 9 5 6

a n d

1 9 6 0

R C A A c h i e v e m e n t

A w a r d s .

H e

w a s a l s o t h e 1 9 6 4

a c h i e v e m e n t

a w a r d

w i n n e r

o f t h e

C h i n e s e

I n s t i t u t e

o f

E n g i n e e r s ,

N e w

Y o r k ,

I n c .

I n

1 9 6 7

h e r e c e i v e d t h e

D a v i d

S a r n o f f O u t s t a n d i n g


A w a r d

i n

S c i e n c e .

A l s o , i n 1 9 6 7 h e w a s

a p p o i n t e d

a

F e l l o w

o f t h e R C A

L a b o r a t o r i e s .

H e i s

a

m e m b e r o f

S i g m a

X i . H e h a s

a l s o

b e e n

s e l e c t e d

f o r

l i s t i n g

i n

t h e

A m e r i c a n

M e n o f S c i e n c e .

H i r o h i s a K a w a m o t o , C o m m u n i c a t i o n s

R e s e a r c h


R C A


P r i n c e t o n ,

N . J . ,

r e c e i v e d

t h e B S

i n


f r o m K y o t o U n i v e r s i t y

i n

1 9 6 1 .

H e

r e c e i v e d

t h e M S i n

1 9 6 6 a n d t h e

P h D

i n

1 9 7 0 ,

b o t h

i n

E l e c t r i c a l


a n d

C o m p u t e r S c i e n c e s

f r o m

t h e

U n i v e r s i t y

o f

C a l i f o r n i a

a t

B e r k e l e y ,

w h e r e

h e h e l d

a U n i v e r s i t y

S c h o l a r s h i p a n d

a

R e s e a r c h A s s i s t a n t s h i p .

F r o m 1 9 6 1 t o 1 9 6 4

a n d

f r o m

1 9 6 6

t o 1 9 6 8 h e

w o r k e d

a t M a t s u s h i t a E l e c t r o n i c s

C o r p o r a t i o n , O s a k a ,

J a p a n .

H e

s t u d i e d

t h e s e c o n d

b r e a k d o w n o f p - n j u n c t i o n s

a n d


t o

t h e


o f

h i g h -

f r e q u e n c y t r a n s i s t o r s

t h a t

w e r e r e s i s t i v e t o a

h i g h p u l s e d

- p o w e r

d i s s i p a t i o n .

H e

d e v e l o p e d s e v e r a l

t r a n s i s t o r

c i r c u i t s

f o r t e l e v i -

s i o n s e t s .

I n 1 9 6 7 , h e w a s

r e s p o n s i b l e f o r

t h e e n t i r e o p e r a t i o n

o f q u a l i t y

a s s u r a n c e

i n

t h e

I n t e g r a t e d

C i r c u i t

D i v i s i o n .

F r o m 1 9 6 4

t o

1 9 6 6

a n d

f r o m

1 9 6 8

t o

1 9 6 9 ,

h e

w o r k e d

f o r t h e E l e c t r o n i c s

R e s e a r c h

L a b o r a t o r y

a t t h e

U n i v e r s i t y

o f C a l i f o r n i a .

I n

1 9 7 0 , h e w a s

a n

A c t i n g A s s i s t a n t

P r o f e s s o r

a t t h e

D e p a r t m e n t

o f

E l e c t r i c a l


a n d

C o m p u t e r

S c i e n c e s

a t t h e U n i v e r s i t y

o f C a l i f o r n i a .

H e J o i n e d

R C A


i n 1 9 7 0

a n d h a s

b e e n w o r k i n g o n

h i g h -

e f f i c i e n c y

m i c r o w a v e a v a l a n c h e d i o d e s .

D r .

K a w a m o t o

i s

a

m e m b e r

o f

I E E E , E t a K a p p a

N u , a n d

S i g m a

X l .

H .

J o h n

P r a g e r ,

C o m m u n i c a t i o n s R e s e a r c h


R C A L a b o r a t o r i e s , P r i n c e t o n . ,

N . J . ,

r e c e i v e d

t h e

B S E E


o f

V i e n n a i n

1 9 3 8

a n d

t h e

M S E E

f r o m t h e

U n i v e r s i t y

o f M i c h i g a n

i n

1 9 4 0 . F r o m

1 9 4 0

t o

1 9 4 2 ,

h e

w a s a s s o c i a t e d

w i t h

t h e R e s e a r c h

L a b o r a t o r y

o f t h e

D e t r o i t

E d i s o n C o m -

p a n y . I n 1 9 4 3

h e

j o i n e d

t h e

E l e c t r o n

T u b e

D i v i s i o n

o f R C A a s a p r o d u c t i o n

e n g i n e e r

o f s m a l l

p o w e r

a n d r e c e i v i n g t u b e s .

I n

1 9 4 4 h e


t o

t h e R e c e i v i n g

T u b e D e v e l o p m e n t G r o u p

w h e r e

h e

w o r k e d a s

D e s i g n E n g i n e e r ,

T e c h n i c a l C o o r d i n a t o r

a n d

U n i t

L e a d e r

u n t i l

1 9 5 9 .

I n

1 9 5 9 h e b e c a m e

a M e m b e r o f

t h e T e c h n i c a l S t a f f

a t R C A


H e

h a s

s i n c e

b e e n

e n g a g e d i n

v a r i o u s s t u d i e s

o n

m i c r o w a v e s e m i c o n d u c t o r d e v i c e s ,

s u c h

a s

v a r a c t o r s , t u n n e l d i o d e s ,

H a l l -

e f f e c t

d e v i c e s , s o l i d

-

s t a t e

o p t i c a l

d e v i c e s

a n d a v a l a n c h e

d i o d e s . I n

1 9 6 0 h e

w a s

c o -

r e c i p i e n t

o f

a n

R C A


A w a r d f o r

t e a m

w o r k

o n

r e s e a r c h l e a d i n g

t o t h e

f i r s t t u n n e l

d i o d e a m p l i f i e r

a n d

d o w n -

c o n v e r t e r .

I n

1 9 6 7 h e w a s a g a i n p r e s e n t e d

w i t h a n

R C A L a b o r a t o r i e s

A c h i e v e m e n t A w a r d f o r o u t s t a n d i n g t e a m


" I n


o f

g r e a t l y

i m p r o v e d a v a l a n c h e d i o d e o s c i l l a t o r s " .

M r . P r a g e r i s

a

m e m b e r o f t h e I E E E .

D r .

J a m e s

F .

R e y n o l d s ,

M i c r o w a v e

T e c h n o l o g y C e n t e r ,

R C A L a b o r a t o r i e s ,

P r i n c e t o n ,

N . J .


B E E , M E E , a n d P h D

f r o m

R e n s s e l a e r

P o l y t e c h n i c

I n s t i t u t e

i n

1 9 6 4 , 1 9 6 5 , a n d 1 9 6 7 ,


S i n c e j o i n i n g

t h e

R C A M i c r o w a v e T e c h n o l o g y C e n t e r

i n

1 9 6 7 , D r .

R e y n o l d s

h a s

b e e n

e n g a g e d

I n

w o r k o n s i l i c o n a n d

G a A s

a c t i v e m i c r o w a v e d e v i c e s .

I n

1 9 6 8 , h e r e c e i v e d

a n

R C A



A w a r d f o r h i s r e s e a r c h

o n

t r a n s f e r r e d e l e c t r o n

o s c i l l a t o r s .

H i s

r e c e n t w o r k

h a s b e e n

c o n c e r n e d w i t h

t h e

d e v e l o p m e n t o f T R A P A T T

d i o d e s o u r c e s f o r

m i l i t a r y a n d c o m m e r c i a l

s y s t e m s .

D r .

R e y n o l d s i s

t h e

a u t h o r o f 2 0 t e c h n i c a l p a p e r s

a n d h o l d s 1

p a t e n t

w i t h

2 p a t e n t s p e n d i n g .

H e i s

a

m e m b e r s

o f T a u B e t a

P i , E t a K a p p a N u ,

a n d

a n

a s s o c i a t e m e m b e r

o f S i g m a

X i .

A r y e

R o s e n ,

M i c r o w a v e T e c h n o l o g y C e n t e r ,

R C A

L a b o r a t o r i e s , P r i n c e t o n ,

N . J . ,


f r o m

H o w a r d U n i v e r s i t y i n

1 9 6 3 , a n d

t h e M S c E f r o m J o h n s

H o p k i n s U n i v e r s i t y i n

1 9 6 5 . H e w a s

a n

i n s t r u c t o r

a t J o h n s H o p k i n s d u r i n g t h e y e a r 1 9 6 3 - 6 4 , a n d p r e s e n t l y i s e n r o l l e d

i n

t h e

P h D

p r o g r a m

a t

J e f f e r s o n U n i v e r s i t y .

F r o m

1 9 6 4

t o

1 9 6 7 ,

M r .

R o s e n w a s c o n c e r n e d

w i t h

s y s t e m s d e s i g n

a t G e n e r a l

T e l e p h o n e

a n d

E l e c t r o n i c s I n t e r n a t i o n a l ,

a n d w i t h a n t e n n a a n d

c i r c u i t d e s i g n

a t

C h a n n e l M a s t e r ,

I n c . ,

a n d

A m e r i c a n

E l e c t r o n i c


I n c .

I n

1 9 6 7 ,

M r .

R o s e n

j o i n e d t h e

R C A M i c r o w a v e T e c h n o l o g y

C e n t e r w h e r e h e i s p r e s e n t l y e n g a g e d

i n t h e s t u d y

a n d

d e v e l o p m e n t o f m i c r o w a v e

c i r c u i t s

f o r s o l i d

s t a t e m i c r o w a v e o s c i l l a t o r s

a n d

a m p l i f i e r s .

M r .

R o s e n i s a

m e m b e r

o f

T a u

B e t a P i ,

S i g m a

X l , a n d

t h e

A s s o c i a t i o n

o f

P r o f e s s i o n a l E n g i n e e r s o f B r i t i s h C o l u m b i a .

H e

i s

t h e

a u t h o r

o f

1 5

t e c h n i c a l

p a p e r s a n d p r e s e n t a t i o n s

a n d

h o l d s

3

p a t e n t s

w i t h 2 p a t e n t s

p e n d i n g i n

t h e

m i c r o w a v e f i e l d .

A u t h o r s ( l e f t

t o r i g h t ) P r a g e r , R e y n o l d s , K a w a m o t o , C h a n g ,

a n d R o s e n .


8/18/2019 antenna----------npl


a n d

p r a c t i c a l

e x p e r i e n c e ,

w h i c h

i n

t h e p a s t

h a s

r e s u l t e d

i n

s u c c e s s f u l

T R A P A T T

d i o d e s .

T h e

d e s i g n

t h e o r y

w a s d e v e l o p e d

f o r

p ` - n

- n `

s t r u c t u r e s ,

b u t

i s

a l s o

u s e f u l

f o r

c o m p l e m e n t a r y

n `

- p - p `

d i o d e s ;

b o t h

t y p e s

a r e b e i n g

e x p l o r e d

i n

c u r r e n t

p r o g r a m s .

D i o d e s

f o r

f u n d a m e n t a l -

a n d

h a r m o n i c

- p o w e r

e x t r a c t i o n

a r e

u n d e r

d e v e l o p m e n t .

T h u s

f o r

t h e S

- b a n d

r a d a r ,

t h e f u n d a -

m e n t a l -

e x t r a c t i o n

d i o d e

i s

a

3 . 2

- G H z

d i o d e ,

w h i l e

f o r

t h e

s e c o n d

- h a r m o n i c

e x t r a c t i o n

t h e

d i o d e

i s d e s i g n e d

a s

a

1 . 6

- G H z

d i o d e .

T h e

f i r s t

s t e p

i n

t h e

d e s i g n

o f

a

T R A P A T T

d i o d e

r e l a t e s

t h e

d e p l e -

t i o n

w i d t h ,

W ,

o f

t h e

n -

r e g i o n

( i n

t h e


p ' - n

- n `

s t r u c t u r e )

t o

t h e

c e n t e r

f r e q u e n c y ,

f . , o f

t h e

o p e r a t i n g

b a n d ,

W

= 7

/ f .

( 1 )

F o r

f ,

= 1 . 6 G H z

( a

s e c o n d

h a r m o n i c

d i o d e )

,

t h e

d e p l e t i o n

w i d t h

s h o u l d

b e


5

µ m .

T h e

n e x t

s t e p

c o n c e r n s

t h e

d o p i n g

d e n s i t y

o f

t h e

n - r e g i o n .

F o r

o p e r a t i o n

w i t h h i g h

p e a k - p o w e r

o u t p u t

a n d

h i g h

d u t y

f a c -

t o r

t h e

d o p i n g -

d e n s i t y

x

d e p l e t i o n

w i d t h p r o d u c t

( n W )

s h o u l d

b e

n W

= 4 x

1 0 1 1 c m '

T h i s

c o r r e s p o n d s

t o a

d o p i n g

d e n s i t y

o f

8 x

1 0

" c m

'

f o r

a

s e c o n d

h a r m o n i c

d i o d e .

T h e

d e s i g n

t h e o r y

s h o w s

t h a t

T R A P A T T

d i o d e s

o f t h e

a r e a

x

i m -

p e d a n c e

p r o d u c t

( A Z , )

h a v e

a n o p t i -

m u m

v a l u e

e q u a l

t o

0 . 1 5

o h m - c m - 2 ;

t h u s

f o r

a

2 5

- o h m


i m -

p e d a n c e ,

t h e

a r e a ,

A

i s

6

x

1 0

- ' c m '

( 8 7 5

- µ m

d i a m e t e r )

.

S i m i l a r l y

f o r


f r e q u e n c y

o p e r a t i o n ,

t h e

d e p l e t i o n

w i d t h ,

W = 2 . 2

µ m ;

t h e

d o p i n g

d e n s i t y ,

n = 1 . 8 x 1 0

" c m ' ;

a n d

f o r

a n

o p t i m i z e d

A Z , =

1 . 2 x 1 0 '

o h m

-

c m ' ,

t h e a r e a ,

A

i s

5 x

1 0

- 4 c m '

( 2 5 0 µ m

d i a m e t e r )

.

D i o d e s

w e r e

f a b r i c a t e d

f o l l o w i n g

t h e

a b o v e - o u t l i n e d

d e s i g n

a n d f a b r i c a t i o n

g u i d e l i n e s . T h e w a f e r s w e r e

p r e p a r e d

w i t h a

b o r o s i l i c a t e

g l a s s

d e p o s i t i o n ,

f o l l o w e d

b y

a

d i f f u s i o n .

B o t h

t h e

i n -

d i f f u s i o n

d e p t h

f r o m

t h e s u r f a c e

a n d

t h e

o u t - d i f f u s i o n

f r o m

t h e s u b s t r a t e

m u s t

b e

c o n s i d e r e d

i n

d e t e r m i n i n g

t h e r e q u i r e d

o v e r a l l t h i c k n e s s

o f

t h e

d e p l e t i o n l a y e r .

I t h a s

b e e n d e m o n -

s t r a t e d

i n

t h e

p a s t t h a t i n

o r d e r

t o

c o n s i s t e n t l y

f a b r i c a t e

r e l i a b l e

l a r g e

a r e a

T R A P A T T d i o d e s ,

i t

i s

i m p o r -

t a n t t o h a v e

a

c e r t a i n

a m o u n t

o f

o u t

- d i f f u s i o n

f r o m

t h e

s u b s t r a t e ,

t h u s

n +

- 2 5 µ m

W E

S I L I C O N p

5 µ m

p + ^ 1 0 µ m =

1 1 1 1 1 1 1

A u - 1 0 µ m

C r - A u

-

N O T T O

S C A L E

F i g . 2

D i o d e

c o n f i g u r a t i o n .

-

C r A u ^ '

l µ m

C u

2 5 0 µ m

-

A u - I p .

e l i m i n a t i n g

a

p o s s i b l e

f a i l u r e

m e c h -

a n i s m

a s s o c i a t e d

w i t h

a n a b r u p t

e p i t a x i a l -

s u b s t r a t e

i n t e r f a c e .

I n

t h e

p '

- n - n *

d i o d e s ,

t h e

r e q u i r e d

a m o u n t

o f

o u t

- d i f f u s i o n

f r o m

t h e

n `

t o t h e

n -

r e g i o n

n e c e s s i t a t e s

a n a c c o m p a n y -

i n g

d e e p

d i f f u s i o n

f r o m

t h e

p '

i n t o

t h e

n -

r e g i o n .

T h i s

i s

r e q u i r e d

b e c a u s e

t h e

a v a i l a b l e

s u b s t r a t e

( n ' )

m a t e r i a l

i s

e i t h e r

a n t i m o n y -

o r

a r s e n i c

- d o p e d ,

a n d

t h e r e f o r e

h a s

a

d i f f u s i o n

c o e f f i -

c i e n t

a b o u t

t w o

o r d e r s

o f

m a g n i t u d e

l o w e r

t h a n

t h a t

o f

b o r o n ,

t h e

d o p a n t

o f t h e

p '

l a y e r .

F o r

t h e s e

r e a s o n s ,

e p i -

t a x i a l

l a y e r s

w e r e c h o s e n

t o

b e

o f


t h i c k n e s s ,

i . e . , 2 0

t o

3 0 µ m ,

t h u s

a l l o w i n g

1 5

t o 2 0 µ m

f o r

t h e

r e q u i r e d

i n -

d i f f u s i o n

d e p t h

o f

t h e

j u n c t i o n .

D i o d e s

m a d e

a c c o r d i n g

t o

t h i s p r o c e d u r e

h a v e

g i v e n

r e l i a b l e

o p e r a t i o n

a n d

h i g h p e a k

- p o w e r

o u t -

p u t a t

m o d e r a t e

d u t y

f a c t o r s

a n d

p u l s e

w i d t h s .

A t h i g h

d u t y

f a c t o r s

o r

l o n g p u l s e

w i d t h s , t h e

t h i c k n e s s

o f

t h e

i n -

d i f f u s e d

r e g i o n

a n d

i t s c o n t r i -

b u t i o n

t o t h e

t h e r m a l

r e s i s t a n c e

b e -

c o m e s

i n c r e a s i n g l y c r i t i c a l .

C o m p l e m e n t a r y

d i o d e s

A l t h o u g h

m o s t

o f

t h e s i l i c o n

a v a -

l a n c h e

d i o d e s

( b o t h

T R A P A T T S

a n d

I M P A T T S )

h a v e

b e e n m a d e

o f

p - -

n - n


t h e r e

h a s r e c e n t l y

b e e n

a g r e a t

d e a l

o f

i n t e r e s t i n

t h e


n ' - p - p '

s t r u c t u r e s . T h e


s t r u c t u r e

a t t r a c t e d

t h i s i n t e r e s t

b e c a u s e

s e v e r a l

s t u d i e s

h a d

i n d i c a t e d

t h a t

b e t t e r


f o r I M P A T T

d i o d e s

c o u l d b e

e x -

p e c t e d f r o m

t h i s

s t r u c t u r e .

T h e

r e a -

s o n s

f o r

t u r n i n g

t o w a r d t h e

c o m p l e -

m e n t a r y

s t r u c t u r e

w e r e d i c t a t e d n o t

o n l y b y

t h e

e x p e c t a t i o n

o f b e t t e r


a n d l o w e r

t h r e s h o l d

c u r -

r e n t ,

b u t a l s o

b y

t h e

p r o m i s e

o f

b e t t e r

t h e r m a l

d i s s i p a t i o n ,

w h i c h

i s

o n e o f

t h e

g o a l s

o f

o u r r e s e a r c h .

T h e

i m p r o v e d

t h e r m a l d i s s i p a t i o n

i s

f e a s i b l e

w i t h t h e c o m p l e m e n t a r y

d i o d e s

s i n c e

i t i s

p o s s i b l e

t o u s e

t h i n n e r i n - d i f f u s e d

j u n c t i o n s ,

a n d

t h e r e f o r e

t h e

h e a t

s i n k c a n

b e p l a c e d

- .

5 0 0 µ m

3 8 µ m

r 3 8 µ m

1 . 5

m m

5 0 : 1 S C A L E D R A W I N G

2 3

m

c l o s e r

t o t h e

j u n c t i o n .

T o

a c c o m p l i s

t h i s

w i t h t h e


n ' - p - p


b o r o n

w a s

c h o s e n

a s

t h

d o p a n t

f o r

t h e

s u b s t r a t e

( i f ) ,

w h i l

t h e

j u n c t i o n

i s f o r m e d

b y

d i f f u s i o n

o

p h o s p h o r

( n ' )

i n t o

t h e

e p i t a x i a

p - l a y e r .

B e c a u s e

t h e

b o r o n

a n d

t h

p h o s p h o r

h a v e n e a r l y

i d e n t i c a l

d i f f u

s i o n

c o e f f i c i e n t s ,

t h e

d e v i c e

h a s

n e a r l y

s y m m e t r i c a l

d i f f u s i o n

p r o f i l e

t h a t

i s ,

t h e o u t

- d i f f u s i o n

d e p t h

( f r o m

p +

i n t o

p )

i s

t h e

s a m e

a s t h e i n

d i f f u s i o n

d e p t h ( f r o m

n '

i n t o

p )

T h i s

f e a t u r e

a l l o w s

o n e

t o

f a b r i c a t e

r e p r o d u c i b l e

h i g h

- p o w e r

l a r g e - s i z

T R A P A T T

d i o d e s

w i t h a

m u c h

t h i n

n e r

d i f f u s e d

j u n c t i o n

d e p t h .

T h e

p r o p e r

c h o i c e

o f

d o p i n g

d e n s i t

a n d

t h i c k n e s s

o f t h e a c t i v e

r e g i o n

i n

t h e


T R A P A T T

d i o d e

c a n

b e d e s i g n e d

f o l l o w i n g

t h e

s a m e

g u i d e l i n e

d e s c r i b e d

f o r

t h e

c o n v e n -

t i o n a l

T R A P A T T

d i o d e s .

S t a r t i n g

w i t h

a n

e p i t a x i a l

l a y e r

o f

o n l y 9 µ m

a n d

d i f f u s i n g

t o

a

j u n c t i o n

d e p t h

o

o n l y

3 µ m , a n a l m o s t s y m m e t r i c a

d o p i n g

s t r u c t u r e

r e s u l t s .

T h e

o u t

d i f f u s i o n

i s

s u f f i c i e n t

t o

g i v e

r e l i a b l

a n d


o p e r a t i o n ,

f r e e f r o m

m i c r o p l a s m a s

a n d

p r e m a t u r e

f a i l u r e s ,

w h i l e

t h e i n -

d i f f u s i o n

i s

o f a

v e r y

s h a l l o w

t y p e

c o n s i s t e n t

w i t h t h e

d e -

s i g n g o a l

o f i m p r o v e d

t h e r m a l

r e s i s t a n c e .

I n t e g r a t e d

h e a t

s i n k

I n

a d d i t i o n

t o d e v e l o p i n g

t h e s e b a s i c

d i o d e


t e c h n i q u e s ,

w e a r e

d e v e l o p i n g

a

t e c h n o l o g y

o f h e a t

s i n k -

i n g

t h a t

w i l l h e l p u s

t o w a r d

t h e

d e s i g n g o a l s

o f

l o n g - p u l s e

a n d

h i g h

d u t y - c y c l e

o p e r a t i o n .

T h e h e a t

s i n k i n g

o f T R A P A T T

d i o d e s i s

e s p e c i a l l y

i m p o r t a n t

s i n c e

t h e g e n e r a t i o n

o f

h i g h

- p o w e r

m i c r o w a v e

o u t p u t

d e -

p e n d s

o n t h e

a d e q u a t e d i s s i p a t i o n

o f

t h e h e a t

g e n e r a t e d

a t t h e p `

- n j u n c -

t i o n .

A

g e n e r a l l y

a p p l i e d

t e c h n i q u e

f o r h e a t

d i s s i p a t i o n c o n s i s t s

o f

" f l i p

c h i p "

b o n d i n g , i n

w h i c h

t h e

p ' s u r -

f a c e

i s

b r o u g h t

i n

c o n t a c t

w i t h

t h e

h e a t

s i n k t h r o u g h

t h e r m a l c o m p r e s -

8/18/2019 antenna----------npl


r l

s i o n .

W h i l e

t h i s t e c h n i q u e

i s

e f f e c t i v e

f o r

v e r y

s m a l l

d i o d e d i a m e t e r s ,

i t

b e c o m e s q u i t e

p o o r

f o r t h e

l a r g e

d i o d e s

w i t h

w h i c h w e

a r e d e a l i n g .

T h e

r e a s o n

i s

f o u n d

i n

t h e

i n a d e q u a c y

o f

s u r f a c e

f i n i s h e s

o v e r

a

l a r g e a r e a ,

a n d

t h e i n c o m p l e t e

t h e r m a l

c o n t a c t

r e s u l t i n g f r o m

i t .

T h e r e f o r e , w e

h a v e

c h o s e n

t o

u s e a n

i n t e g r a l c o p p e r h e a t

s p r e a d e r

t h a t

i s a c h i e v e d

b y

e i t h e r

e l e c t r o p l a t i n g

a

h e a v y

c o p p e r

l a y e r

o r

d i f f u s i o n - e l d i n g

a

h e a v y c o p p e r

d i s k '

t o

t h e

p '

s i d e

o f

t h e

m e t a l l i z e d

w a f e r .

T h e

p r o c e d u r e

f o r e l e c t r o f o r m i n g

i s

a s

f o l l o w s :

1 ) A f t e r t h e

w a f e r

h a s b e e n d i f f u s e d ,

a

c h r o m i u m

- g o l d

f i l m

i s

e v a p o r a t e d

o n

t h e p ' s u r f a c e . C h r o m i u m

i s u s e d

p r i -

m a r i l y

f o r a d h e r e n c e

b e t w e e n

t h e

s i l i -

c o n

a n d g o l d .

T h e

c h r o m i u m

l a y e r

h a s

a

t h i c k n e s s

o f

a

f e w

h u n d r e d

A n g -

s t r o m s

t h i c k .

2 ) A

l a y e r o f

c o p p e r

i s

t h e n

e l e c t r o -

p l a t e d

o n

t h e g o l d

s u r f a c e .

T h e s t r u c -

t u r e

a n d a p p e a r a n c e

o f t h e c o p p e r

l a y e r a r e

c a r e f u l l y w a t c h e d

t o

o b t a i n

a

d e n s e

a n d

c l e a n

d e p o s i t . U s u a l l y

1 5 0 µ m - t h i c k c o p p e r c a n

b e

p l a t e d .

A

t h i n l a y e r o f g o l d i s

a p p l i e d f o r f u r -

t h e r p r o t e c t i o n .

3 )

T h e s i l i c o n

w a f e r , w h i c h

w a s a b o u t

2 0 0

t o 2 5 0 µ m t h i c k a t t h e s t a r t ,

i s

n o w

t h i n n e d ( f r o m t h e

n ' s i d e ) b y

l a p p i n g a n d c h e m i c a l e t c h i n g

t o a p -

p r o x i m a t e l y 2 5

t o

4 0

µ m

t h i c k n e s s .

4 ) A

c h r o m i u m

- g o l d

f i l m i s

t h e n

e v a p o -

r a t e d

o n t h e

n '

s u r f a c e , w i t h

t h e

s a m e

t h i c k n e s s e s

a s

b e f o r e

o n t h e

p '

s i d e .

5 ) P h o t o r e s i s t

i s

a p p l i e d

t o

t h i s

b a c k

c o n t a c t , a n d

5 0 0 µ m

d i a m e t e r h o l e s

a r e

o p e n e d

i n

i t .

6 ) A

h e a v y

g o l d l a y e r

i s

e l e c t r o p l a t e d

t h r o u g h t h e s e h o l e s i n t o

t h e g o l d

c o n -

t a c t o f

t h e n ' s u r f a c e .

7 )

T h e p h o t o r e s i s t i s r e m o v e d

a n d m e s a s

a r e e t c h e d

( u s i n g t h e h e a v y g o l d l a y e r

B E R Y L L I A S T A N D

R I B B O N

M I C R O S T R I P

I N T E G R A T E D

C O P P E R

B E R Y L L

I A

D I O D E

T O P

V I E W

M I C R O S T R I P L I N E

1 1 r 7 1 1 1

J

S U B S T R A T E

C O P P E R

H E A T S I N K

G R O U N D

P L A N E

S I D E

S E C T I O N

V I E W

F i g .

3

T o p a n d

s i d e

v i e w s

o f

a

l o n g

s t r i p e d

d i o d e

m o u n t e d w i t h

a c o p p e r h e a t

s i n k

i n a

m i c r o s t r i p l i n e

c i r c u i t .

a s

m a s k s f o r t h e s i l i c o n e t c h )

. T h e

r e s u l t a n t

m e s a s a r e s h o w n

i n F i g . 2 .

8 )

P h o t o r e s i s t

i s

a p p l i e d

t o t h e

c o p p e r

-

p l a t e d s u r f a c e , a n d a

g r i d - r a s t e r 1 . 5 x

1 . 5

m m ( w i t h

1 2 5 µ m l i n e

t h i c k n e s s )

i s o b t a i n e d i n

c o n c e n t r i c a l i g n m e n t

w i t h t h e

5 0 0

- , u m

m e s a s ( o f t h e s i l i c o n

s i d e ) .

9 )

T h e

c o p p e r i s

e t c h e d

a l o n g t h e g r i d

l i n e s ,

a n d h e n c e t h e i n d i v i d u a l c h i p s

a r e s e p a r a t e d

f r o m

e a c h

o t h e r . T h e

c o m p l e t e d d i o d e c h i p

i s

s h o w n

i n

F i g .

2 .

I n

a d d i t i o n t o p r o d u c i n g g o o d t h e r -

m a l c o n t a c t , t h i s

p r o c e d u r e

o f f e r s

p r o p e r s h a p i n g o f

t h e

e l e c t r i c

f i e l d

p r o f i l e a t t h e s u r f a c e o f t h e m e s a .

S e c o n d l y , t h e h e a v y c o p p e r l a y e r

s u p -

p o r t s t h e s i l i c o n m e s a a n d a l l o w s

h a n d l i n g

o f

t h e

c h i p s , e v e n

a f t e r

t h e y

h a v e b e e n t h i n n e d d o w n

t o

a b o u t

2 5

, m .

T h i s b e c o m e s e s p e c i a l l y i m p o r -

t a n t

i n t h e

c a s e

o f

c e r t a i n

g e o m e t r i c a l

s t r u c t u r e s

s u c h

a s

m u l t i p l e s t r i p e s ,

r i n g s , a n d

d o t s

( d e s c r i b e d

l a t e r )

.

S p e c i a l l y

s h a p e d

s t r u c t u r e s

O n e

m e t h o d

t o

i n c r e a s e

t h e d i o d e ' s

i n p u t - p o w e r c a p a b i l i t y

i s t o r e d u c e

t h e

t h e r m a l r e s i s t a n c e

b y

u s i n g s p e -

c i a l

s t r u c t u r e s o t h e r t h a n t h e

d i s k

s h a p e .

I n v e s t i g a t i o n o f s p e c i a l

m u l -

t i p l e - s t r i p e a n d

r i n g s t r u c t u r e s h a s

b e e n

d o n e

i n

a

p a s t p r o g r a m .

I n e x -

t e n d i n g

t h e i d e a

o f

t h e

s t r i p e

s t r u c -

t u r e ,

w e

n o w p l a n t o

u s e

a

l o n g s i n g l e -

s t r i p e ,

0 . 1 3

x 2 . 3

m m ( 5

x

9 0 m i l s )

i n

s h a p e . T h e a d v a n t a g e s

i n

u s i n g

t h e

l o n g -

s t r i p e

s t r u c t u r e

a r e a s

f o l l o w s :

1 ) T h e

t h e r m a l

r e s i s t a n c e i s r e d u c e d ;

2 )

T h e l o n g -

s t r i p e d i o d e g e o m e t r i c a l l y

m a t c h e s t h e

m i c r o s t r i p l i n e b e t t e r t h a n

o t h e r

s h a p e d d i o d e s ,

( F i g .

3 ) ; a n d

3 )

p a r a s i t i c i n d u c t a n c e s

d u e t o c o n n e c t -

i n g w i r e s a r e

r e d u c e d .

T h e

t h e r m a l r e s i s t a n c e

o f

t h e

s t r i p e

i s

g i v e n

b y :

0 , , = ( y K W L ) - '

[ W

B i n h -

' ( L

/ W )

+

L

s i n h

- ' ( W

/ L )

]

w h e r e y

i s

a

c o n s t a n t d e t e r m i n e d b y

t h e

s h a p e

o f

t h e

h e a t s i n k ,

K

t h e

t h e r m a l c o n d u c t i v i t y ,

W

t h e w i d t h o f

t h e

s t r i p e , a n d L

t h e

l e n g t h

o f t h e

s t r i p e . F o r

a

s t r i p e

o f

1 2 7

x

2 2 8 5

µ m ,

f o r i n s t a n c e ,

t h e t h e r m a l r e s i s t a n c e ,

0 , , , = 2 . 2 ° C

/ W . T h e

m a x i m u m

i n p u t

p o w e r

i s

1 0 2

W f o r

a j u n c t i o n

t e m -

p e r a t u r e o f 2 5 0 ° C

a n d

2 5 ° C

a m b i e n t

t e m p e r a t u r e ,

w h i c h

i s

j u s t e q u a l t o

t h e

p o w e r

r e q u i r e d

f r o m

o u r s p e c i f i -

c a t i o n ,

a n d t h e r e f o r e

o n e

s t r i p e d

s t r u c t u r e s h o u l d b e s u f f i c i e n t t o

h a n -

d l e t h e r e q u i r e d

a v e r a g e

p o w e r .

C O U P L E D

-

L I N E

A R M

B I A S

5 0 . 1

T E R M I N A T I O N

F i g .

4 a -

D u r o i d - s u b s t r a t e m i c r o s t r i p -

c i r c u i t

a m p l i f i e r .

o

1 ° 1

F i g .

4 b -

A l u m i n a - s u b s t r a t e m i c r o s t r i p

c i r c u i t a m p l i f i e r .

C i r c u i t d e v e l o p m e n t

T w o

t y p e s

o f

m i c r o s t r i p

c i r c u i t s

f o r


a n d

s e c o n d - h a r m o n i c

p o w e r

e x t r a c t i o n ,

n a m e l y

t h e s i n g l y

-

c o u p l e d a n d

t h e m u l t i p l e

- c o u p l e d

c i r -

c u i t s ,

h a v e b e e n

u s e d

e x p e r i m e n t a l l y

i n t h i s p r o g r a m .

T h e c o u p l e d

c i r c u i t

h a s

p r o v e n

i t s e l f a n e x c e l l e n t

w i d e

b a n d

a m p l i f i e r

c i r c u i t .

B o t h c i r c u i t s

a r e u s u a l l y

o p e r a t e d

i n

a c l a s s

- A

m o d e ,

i . e . , t h e d i o d e

i s b i a s e d

a t

a

n o m i n a l o p e r a t i n g

c u r r e n t

l e v e l .

R e -

c e n t l y , c l a s s

- C

m o d e , w h i c h

b i a s e s

t h e d i o d e a t v e r y

l o w c u r r e n t s ,

h a s

a l s o b e e n s u c c e s s f u l l y

d e m o n s t r a t e d .

S i n g l y -

c o u p l e d

m i c r o s t r i p c i r c u i t

1 )

D u r o i d S u b s t r a t e

F i g . 4 a s h o w s a

n e w

c i r c u i t d e v e l o p e d

f o r

3

- G H z

o p e r a t i o n .

T h e d i o d e

i s

p l a c e d i n t h e

m i d d l e

o f

t h e

t r a n s m i s -

s i o n l i n e .

O n e e n d

o f

t h e


l i n e

i s

o p e n -

c i r c u i t e d

a n d t h e o t h e r

e n d

i s

t e r m i n a t e d

b y a 5 0

- o h m l o a d .

T h e

d i s t a n c e

b e t w e e n

t h e d i o d e a n d

t h e o p e n e n d

i s

2 . 7

c m .

T h e

i n p u t

-

o u t p u t l i n e

m a k e s

a

9 0 °

a n g l e w i t h

t h e m a i n l i n e , a n d

t h e

e n d

o f

t h e

i n p u t - o u t p u t l i n e

f o r m s a c o u p l e d


l i n e

w i t h

t h e o p e n e n d

o f t h e

m a i n

l i n e .

A

n a r r o w b a r ,

A ,

b r i d g e s

t h e o u t p u t

l i n e

a n d

t h e m a i n

l i n e . T h e t u n i n g p l a t e s ,

B

a n d C , c o r n -

p r i s e

a r e f l e c t i o n

p l a n e

f o r

a l l f r e -

q u e n c i e s .

T h e c i r c u i t w a s t e s t e d

w i t h

a

v a r i e t y

o f

d i o d e s . R e p r e s e n t a t i v e r e s u l t s

a r e :

I , , ,

= 4 A

V ; n = 8 0 V

P o . , = 5 0 W

E f f i c i e n c y = 1 6 %

F r e q u e n c y =

3 . 3 G H z ( f u n d a m e n t a l

m o d e )

B a n d w i d t h = 3 3 0 M H z ( 1 0 % a t 3 d B )

G a i n =

1 0

d B

P u l s e

w i d t h =

5 µ s

D u t y

c y c l e = 1 %

F i g .

5 s h o w s


s p e c t r u m

o f t h e

p o w e r o u t p u t . W a v e f o r m s

o f

a

8/18/2019 antenna----------npl


F R E D .

S P E L T . N E A R

E D G E

O F

B A N D W I D T H :

f '

3 . 3 5 G H z

Q f I M H z

d i v .

F R E D .

S P E C T .

N E A R

E D G E

O F

B A N D W I D T H

: f " .

3 . 1 5

G H z

I M H z

d i r .

F R E Q U E N C Y

S P E C T R U M : f o

3 . 2 5

G H z

Q f I M H z

d i r .

F i g . 5 -

F r e q u e n c y

s p e c t r u m

o f

t h e

R F

o u t p u t f r o m

t h e

s e c o n d

- h a r m o n i c

a m p l i f i e r .

s i m i l a r a m p l i f i e r

o p e r a t i n g

w i t h

a

s e c o n d - h a r m o n i c

e x t r a c t i o n

w e r e

m e a s u r e d

w i t h a

1 2

- G H z

s a m p l i n g

o s c i l l o s c o p e .

T h e

b o t t o m

p i c t u r e

o f

F i g .

6 s h o w s

t h e

w a v e f o r m m e a s u r e d

a t t h e

o u t p u t

t e r m i n a l .

T h i s

o u t p u t

w a v e f o r m

i s s i n u s o i d a l

a n d h a s

a

r e p e t i t i o n

p e r i o d

o f 3 2 0 p s

c o r r e s -

p o n d i n g

t o t h e

o u t p u t

f r e q u e n c y

o f

3 . 1 5

G H z .

T h e t o p

p i c t u r e

o f

F i g .

6

s h o w s t h e w a v e f o r m

a t t h e d i o d e

a s

m e a s u r e d

t h r o u g h

a

1 0 0 0 - o h m

m i c r o -

w a v e r e s i s t o r c o n n e c t e d

t o t h e d i o d e .

T h e

d i o d e

w a v e f o r m i s s i m i l a r

t o

t h o s e

g e n e r a l l y

o b s e r v e d

i n

a c t u a l

a n d

c o m p u t e r

- s i m u l a t e d p e r f o r m a n c e s

o f h i g h

- e f f i c i e n c y

a v a l a n c h e

d i o d e s :

a n

o v e r

v o l t a g e

f o l l o w e d b y

a

v o l t a g e

d r o p r e p r e s e n t i n g t h e s e q u e n c e

l e a d -

i n g

t o

t h e

t r a p p e d

- p l a s m a

s t a t e .

N o t e ,

h o w e v e r ,

t h a t t h e

r e p e t i t i o n

p e r i o d o f

t h e t r a p p e d

- p l a s m a

o c c u r r e n c e i s t w i c e

a s

l o n g a s

t h e r e p e t i t i o n

p e r i o d

o f

t h e

o u t p u t

s i g n a l . T h i s

i n d i c a t e s t h a t b o t h

t h e

i n p u t

a n d

o u t p u t

s i g n a l a r e s e c o n d

h a r m o n i c s o f

t h e

t r a p p e d

- p l a s m a

o c -

c u r r e n c e .

2 )

A l u m i n a

s u b s t r a t e

C o m p a r e d

w i t h t h e o r g a n i c

d u r o i d ,

a l u m i n a

i s a n i n o r g a n i c m a t e r i a l

a n d

h a s

a h i g h e r


( F = 1 0 )

. T h e r e f o r e ,

m i c r o s t r i p c i r c u i t s

t i

0

0 1 0 0 E V O L T A G E

V E R T .

4 2

V

/ d i ,

A T R I O '

1 0 0

p s

/ d i p

7

1 ^

s

O U T P U T

V O L T A G E

V E R T ; 3 1 . 6

V

/ d j ,

N O R I G

1 0 0 p s

/ d i v

F i g . 6 - R F

v o l t a g e

w a v e f o r m

a t t h e d i o d e

( t o p ) a n d

t h e

o u t p u t t e r m i n a l

( b o t t o m )

o f

t h e s e c o n d h a r m o n i c a m p l i f i e r

c i r c u i t .

m a d e

o f

a l u m i n a

s u b s t r a t e a r e s m a l l

i n

s i z e . A

s t a n d a r d

S - b a n d r e f l e c t i o n

t y p e

c i r c u i t

s h o w n

i n

F i g .

4 b ,

f o r

e x a m p l e , h a s

a n

o v e r a l l d i m e n s i o n

1

x

5

x

1 / 4

i n .

T h i s

c i r c u i t h a s

b e e n

u s e d

t o

e v a l u a t e m o s t d i o d e

s a m p l e s

i n

t h e f u n d a m e n t a l m o d e

a s b o t h

o s c i l l a t o r s

a n d

a m p l i f i e r s . T o

t h e l e f t

o f t h e

d i o d e

i s

a n o p e n -

i r c u i t e d s e c -

t i o n o f


l i n e

w h i c h

d e -

t e r m i n e s


o f

o p e r a t i o n .

T h e

t u n i n g e l e m e n t s

t o

t h e

r i g h t

o f

a n d

a r o u n d t h e

d i o d e

a r e u s e d

t o i m -

p e d a n c e

m a t c h

t h e

d i o d e

a t t h e


f r e q u e n c y

a n d

t o

r e f l e c t

t h e

h a r m o n i c s

i n t h e c o r r e c t

p h a s e .

A n

e x t e r n a l

t h r e e - p o r t

c i r c u l a t o r i s

u s e d

t o p r o v i d e

t h e d u p l e x i n g f u n c -

t i o n

f o r t h e

i n p u t a n d

o u t p u t p o r t s .

T y p i c a l

r e s u l t s a c h i e v e d

w i t h

t h i s

c i r c u i t i n c l u d e

o s c i l l a t o r


i n

w h i c h

8 4

W

w e r e

g e n e r a t e d a t

2 . 9 1 G H z

w i t h

a n

e f f i c i e n c y

o f

3 5

% .

S o m e

t y p i c a l a m p l i f i e r r e s u l t s

o b -

t a i n e d

w i t h t h i s

c i r c u i t a r e s h o w n

b e l o w :

P . . , = 1 3 3 W

F r e q . = 3 . 2

G H z

V = 6 5

V

1 = 1 0 A

E f f i c i e n c y = 2 0 . 5 %

G a i n = 8 . 7 d B

B a n d w i d t h =

1 . 2 %

T h e

r e l a t i v e l y n a r r o w

b a n d w i d t h

r e s u l t s

s h o w n a b o v e

p r o m p t e d

a n

i n v e s t i g a t i o n

o f

d i o d e - c i r c u i t r e q u i r e -

m e n t s

a t t h e


a s

w e l l

a s

a t t h e

s e c o n d ,

t h i r d , a n d f o u r t h

h a r -

m o n i c f r e q u e n c i e s . T h i s


r e s u l t e d i n

a n

i m p r o v e d

c i r c u i t

d e s i g n

i n

t h e

f o r m

o f

a c o u p l e d

b a r c i r c u i t

w h i c h

i n c r e a s e d

t h e

o p e r a t i n g

b a n d -

w i d t h

t o

a l m o s t

4 % .

F u r t h e r c o m -

p u t e r - a i d e d

d e s i g n

t e c h n i q u e s

r e s u l t e d

i n

a

c i r c u i t

c o n s i s t i n g

o f a t w o -

s e c t i o n

l o w

- p a s s

f i l t e r

o n

a

1 0

- m i l

a l u m i n a

s u b s t r a t e .

T h i s c i r c u i t r e s u l t e d

i n

a

9 . 5 % o p e r a t i n g

b a n d w i d t h b u t a t a

s l i g h t l y r e d u c e d p o w e r

o u t p u t l e v e l

o f

5 0 W .

F i g .

7 - P h o t o g r a p h

o f

c o u p l e d - l i n e

c i r c

M i c r o s t r i p

- c o u p l e d - l i n e c i r c u i t

A n o t h e r c i r c u i t c o n f i g u r a t i o n

t h a t

h

b e e n

u s e d

t o a c h i e v e

b r o a d b a n d

a

p l i f i c a t i o n

i s

t h e

s e c o n d

- h a r m o n

c o u p l e d

- l i n e

c i r c u i t

s h o w n

i n F i g .

I t c o n s i s t s b a s i c a l l y

o f t w o

c o u p l

l i n e s w h o s e

l e n g t h a n d s p a c i n g

c

b e

v a r i e d

t o

a c h i e v e a

g i v e n

i m p

d a n c e

t r a n s f o r m a t i o n

a n d

o p e r a t i

f r e q u e n c y .

T h e

l a r g e r p a i r

o f

l i n

i n t r o d u c e s a h i g h r e a c t i v e i m p e d a n

a t t h e

t r a p p e d - p l a s m a

( f u n d a m e n t a

f r e q u e n c y , t h u s t r a p p i n g

t h e

f u n d

m e n t a l c o m p o n e n t .

T h e

s m a l l e r

p a

p r o v i d e s t u n i n g a n d

m a t c h e s t

d e v i c e

t o

t h e

o u t p u t

l o a d

a t t

s e c o n d

- h a r m o n i c

f r e q u e n c y .

B y

u s e

o f

t h i s c i r c u i t ,

S

- b a n d a m p

f i e r s

h a v e b e e n d e v e l o p e d

t h a t p r

v i d e

a

3

- d B

b a n d w i d t h

o f 1 5 %

w i

m a x i m u m

g a i n o f

4 . 2

d B , a n d

3 - d

b a n d w i d t h o f

1 0 %

w i t h

m a x i m u

Ñ 6 0

á

4 0

0

2 0

3

á

o

( a )

_

4 , 1 1

2 3

2 4

2 5

2 6 2 7

F R E Q U E N C Y

( G H z )

P U L S E

T

- 8 6

V O L T

B A T T E R Y

B I A S

N E T W O R K

C O M P L E M E N T A R Y T R A P A T T

D I O D E S

( b )

B R O A D B A N D

M I C F I L T E R

N E T W O R K S

C I R C U L A T O R

F i g . 8 - ( a ) P o w e r

o u t p u t

v s .

f r e q u e n c y c h

a c t e r i s t i c

o f a

w i d e b a n d

c l a s s C

a m p l i f

a n d

( b )

a

d i a g r a m

o f

t h e

s e t u p

f o r

c l a s s - C a m p l i f i e r .

8/18/2019 antenna----------npl


g a i n

o f

6

d B

w i t h o u t p u t p o w e r

i n

t h e o r d e r

o f

5 0

W .

C l a s s

- C

o p e r a t i o n

T h e

m o d u l a t o r

f o r

T R A P A T T

a m p l i -

f i e r s i s

u s u a l l y

p r o v i d e d

b y s w i t c h i n g

t h e D C

b i a s

o n

a n d

o f f

w i t h

t h e

d e s i r e d p u l s e

w i d t h

a n d d u t y

c y c l e .

I n

a p r a c t i c a l

s y s t e m ,

t h i s

w o u l d

m e a n

u s i n g a t r a n s i s t o r

- d r i v e n p u l s e

m o d u l a t o r . S u c h a n a p p r o a c h

h a s

a

n u m b e r

o f d i s a d v a n t a g e s : i t

i s

c o m -

p l e x , e x p e n s i v e , a n d b u l k y ; t h e

m o d u l a t o r

c a n

b e

a l m o s t

a s l a r g e

a n d

e x p e n s i v e

a s t h e

b a s i c a m p l i f i e r .

F o r

t h i s

r e a s o n ,

c l a s s - C

o p e r a t i o n

o f

T R A P A T T

a m p l i f i e r s i s h i g h l y

d e s i r a b l e . I n

c l a s s

- C

o p e r a t i o n , t h e

T R A P A T T d i o d e s a r e

D C

b i a s e d

b e l o w

b r e a k d o w n , s o t h a t o n l y n e g l i -

g i b l e

D C

c u r r e n t ,

m a i n l y

l e a k a g e

c u r r e n t

i n

t h e

o r d e r

o f

1 0

µ A

i s

d r a w n

b y t h e d i o d e

w h e n t h e r e

i s

n o

R F

i n p u t t o t h e a m p l i f i e r . W h e n

R F

i s a p p l i e d

t o

t h e a m p l i f i e r , t h e d i o d e s

a r e d r i v e n i n t o t h e t r a p p e d - p l a s m a

s t a t e ,

l a r g e D C c u r r e n t s

a r e

d r a w n

f r o m

t h e p o w e r

s u p p l y ,

a n d

t h e R F

i n p u t s i g n a l

i s a m p l i f i e d . A s

s o o n

a s

t h e R F

d r i v e

i s r e m o v e d , t h e

a m p l i f i e r

i s


s h u t o f f a g a i n .

T h e

f e a s i b i l i t y o f w i d e

- b a n d

T R A -

P A T T a m p l i f i e r s

o p e r a t i n g

u n d e r

c l a s s - C c o n d i t i o n s h a s b e e n

d e m o n -

s t r a t e d .

A

d i a g r a m

o f t h e

s e t u p

f o r

a c l a s s

- C

a m p l i f i e r

i s s h o w n

i n

F i g .

8 b .

T y p i c a l

a m p l i f i e r

r e s u l t s a r e

s h o w n

i n F i g .

8 a .

A 3

- d B

b a n d w i d t h

o f

1 4 . 2

% ,

m a x i m u m g a i n

o f

6 . 5

d B , a n d 6 0

W

m a x i m u m o u t p u t

h a v e

b e e n

o b t a i n e d

i n

a m i c r o s t r i p

- c o u p l e d

- l i n e

c i r c u i t .

P h a s e

m e a s u r e m e n t s o n T R A P A T T

a m p l i f i e r s

P h a s e

c h a r a c t e r i s t i c s ,

a n d

p h a s e

a n d

g a i n

t r a c k i n g c h a r a c t e r i s t i c s ,

a r e

i m -

p o r t a n t

i n

p h a s e d - a r r a y

r a d a r

a p p l i c a -

t i o n s . T o

p e r f o r m t h e

p h a s e m e a s u r e -

m e n t s , i t

w a s

n e c e s s a r y

t o s e t

u p

a

s p e c i a l t e s t s t a t i o n s u i t a b l e f o r p u l s e d


o f

t h e

T R A P A T T

d e -

v i c e .

T h e m e t h o d u s e d t o m a k e t h e


i s a

s t r a i g h t f o r w a r d

p h a s e b r i d g e

t h a t

m a k e s

u s e o f t h e

p r e c i s i o n

l i n e s t r e t c h e r

i n

t h e

s t a n d -

a r d H e w l e t t -

P a c k a r d

r e f l e c t o m e t e r

h e a d .

F i g . 9

i s

a

p l o t

o f

t h e

g a i n

a n d

r e l a -

t i v e

p h a s e

c h a r a c t e r i s t i c s a s a f u n c -

K 1 2 O

1 1 0

a

1 0

x

8 0 °

Z

4

7

6

5

4

3

2

o

2 8

2 9

3 0

F R E Q U E N C Y

I G H , 1

F i g .

9 -

R e l a t i v e p h a s e a n d g a i n

c h a r a c t e r -

i s t i c s

o f

T R A P A T T a m p l i f i e r

a s

a

f u n c t i o n

o f

f r e q u e n c y . P o w e r

o u t p u t

i s 6 2 w a t t s .

t i o n

o f

f r e q u e n c y f o r

a

m i c r o s t r i p -

c o u p l e d - l i n e a m p l i f i e r .

T h e

a m p l i f i e r

c i r c u i t u s e d

i n

t h e

m e a s u r e m e n t i s t h e

m i c r o s t r i p

- c o u p l e d - l i n e

c i r c u i t .

T h e

a m p l i f i e r

w a s

d e l i v e r i n g 6 2 W

w i t h

a

4 %

b a n d w i d t h .

A s

c a n b e s e e n , t h e

p h a s e s h i f t

d e v i a t e s f r o m l i n e a r

b y

+ 3 . 5 °

a n d

- 2 . 5

° .

F i g .

1 0

s h o w s p h a s e a n d

g a i n t r a c k -

i n g m e a s u r e m e n t s o n t w o s e p a r a t e


T h e s e

a m p l i f i e r s

i n c o r p o -

r a t e d t h r e e c o u p l i n g b a r s

i n

e a c h

r e s o n a t o r i n s t e a d

o f

t h e

u s u a l

t w o

i n

o r d e r t o

o b t a i n i n c r e a s e d b a n d w i d t h .

i 7 0 °

1 6 0 °

1 5 0 °

1 4 0 °

á

x 1 3 0 °

a

1 2 0 °

'

1 1 0 '

J

1 0 0 °

4

m

z

a

u

2

o

2 6

7 \

2 7

2 8 2 . 9

3 0

F R E Q U E N C Y

( G H z )

F i g .

1 0 -

R e l a t i v e p h a s e a n d

g a i n

c h a r a c t e r -

i s t i c s

o f t w o

T R A P A T T


T a b l e I -

M a x i m u m

i n d i v i d u a l c h a r a c t e r i s t i c s

f o r

S - b a n d

a m p l i f i e r .

C h a r a c t e r i s t i c s

I n d i v i d u a l l y

F r e q u e n c y

3 . 3

G H z

B a n d w i d t h

1 4 . 6

% ( - 3

d B )

O u t p u t

p e a k

p o w e r

1 5 0

W

D u t y C y c l e

1 5 . 6 %

P u l s e

w i d t h

4 0

A s

G a i n

1 8

d B

E f f i c i e n c y 1 9 . 3 %

P h a s e l i n e a r i t y

+ 3 . 5 ° ,

- 2 . 5 °

U n i t - t o - u n i t g a i n

v a r i a t i o n 1

d B

U n i t - t o - u n i t

p h a s e

v a r i a t i o n 1 8 °

T a b l e

I I - O v e r a l l


o f

a n S - b a n d

A m p l i f i e r -


a c h i e v e d s i m u l -

t a n e o u s l y i n a n a m p l i f i e r .

C h a r a c t e r i s t i c s O v e r a l l

F r e q u e n c y

B a n d w i d t h

O u t p u t

p e a k p o w e r

D u t y

C y c l e

P u l s e

w i d t h

G a i n

E f f i c i e n c y

3 . 3

G H z

1 0 %

(

- 3

d B )

5 0

W

5 . 6 %

1 0

µ s

1 0 d B

1 6 %

T h e

g a i n

b e t w e e n t h e t w o a m p l i f i e r s

v a r i e s l e s s

t h a n

1

d B

a n d t h e

p h a s e ,

l e s s

t h a n

2 0 °

o v e r

a

1 2

° í o

b a n d w i d t h .

S u m m a r y o f a c h i e v e m e n t s

T h e

p r e s e n t s t a t u s

o f

t h e S

- b a n d

T R A P A T T p r o g r a m

i s

s u m m a r i z e d

i n

T a b l e s

I

a n d I I . T a b l e

I

s u m m a r -

i z e s t h e m a x i m u m p e r f o r m a n c e f o r

e a c h c h a r a c t e r i s t i c i n d i v i d u a l l y ,

w i t h -

o u t r e g a r d

t o o t h e r c h a r a c t e r i s t i c s .

T a b l e

I I i s

a n

o v e r a l l


s u m m a r y

a n d s h o w s c h a r a c t e r i s t i c s

t h a t

h a v e

b e e n a c h i e v e d s i m u l t a n e -

o u s l y .

F u t u r e

w o r k

o n t h e p r o g r a m w i l l b e

a i m e d

a t

a c h i e v i n g h i g h e r p o w e r ,

g a i n ,

p u l s e

w i d t h , a n d e f f i c i e n c y .

R e f e r e n c e

1 .

C l o r f e i n e ,

A .

S . ;

I k o l a ,

R . J . ; a n d

N a p o l i ,

L .

S . ;

" A

T h e o r y f o r t h e H i g h - E f f i c i e n c y

M o d e

o f O s c i l l a t i o n i n A v a l a n c h e D i o d e s , "

R C A

R e v i e w ,

V o l .

3 0

( S e p t

1 9 6 9 ) 3 9 7

- 4 2 1 .

2 .

A s s o u r ,

J . M . ; M u r r ,

J . , J r . ;

a n d T a r a n g i o l i ;

" O n t h e F a b r i c a t i o n

o f

H i g h - E f f i c i e n c y S i l i -

c o n A v a l a n c h e D i o d e s , " R C A

R e v i e w ,

V o l .

3 1

( 1 9 7 0 ) p . 4 9 9 .

3 .

R o s e n ,

A . ;

R e y n o l d s , J . F . ;

L i u ,

S .

G . ;

a n d

T h c r i a u l t ,

G .

E . ; " W i d e b a n d

c l a s s - C T R A -

P A T T

A m p l i f i e r s , "

R C A

R e v i e w ,

V o l . 3 3

( 1 9 7 2 )

p .

7 2 9 .


T h e

a u t h o r s a c k n o w l e d g e

t h e

t e c h n i -

c a l

a s s i s t a n c e

o f E . L .

A l l e n ,

V . L a w -

s o n ,

L .

S e m e n i s t o w , a n d S . W e i s b r o d .

8/18/2019 antenna----------npl


H i g h

p o w e r

l a t c h i n g f e r r i t e

p h a s e

s h i f t e r s f o r A E G I S

L .

J .

L a v e d a n ,

J r .

A s

p a r t

o f

t h e

A E G I S

A N

/ S P Y - 1

r a d a r , a

h i g h p o w e r , u l t r a - p r e c i s i o n

p h a s e

s h i f t e r

w a s

d e s i g n e d

a n d

l a t e r

p r o d u c e d

i n

q u a n t i t y .

T h e

d e s i g n ,

a s

p r o d u c e d ,

i s

a

c o m p l e t e

e n t i t y

a n d

i n c l u d e s m i c r o w a v e

a n d

e l e c t r o n i c

h a r d w a r e

a s

a n

i n t e g r a t e d

p a c k a g e .

T o

a t t a i n


p e r f o r m a n c e ,

i t w a s

n e c e s s a r y

t o c o m b i n e

m i c r o w a v e ,

e l e c t r o n i c s ,

t h e r m a l , a n d

m a t e r i a l s

d i s c i p l i n e s

i n

a

m a n n e r

t h a t w o u l d

o p t i m i z e p r o d u c t i o n

y i e l d .

A d e q u a c y

o f t h e

d e s i g n i s

e v i d e n c e d

b y

a

s t u d y

o f p r o d u c t i o n

d a t a w h i c h i n d i c a t e s

t h a t t h e

p h a s e

s h i f t e r s p r o d u c e d

e q u a l o r

b e t t e r a l l i n i t i a l

d e s i g n c r i t e r i a , w i t h a

y i e l d a p p r o a c h i n g

1 0 0 % .

T H E

T H E O R Y

o f l a t c h i n g -

p h a s e -

s h i f t e r

o p e r a t i o n h a s

b e e n d i s -

c u s s e d

i n

d e t a i l

i n

t h e l i t e r a t u r e . ' ' "

F o r

h i g h

p o w e r

o p e r a t i o n , t h i s

b a s i c

d e s i g n


m u s t

b e

e x p a n d e d

t o

i n c l u d e

t h e e f f e c t s o f a r c - o v e r ,

l i m i t -

i n g , a n d

i n t e r n a l l y

- g e n e r a t e d

( d u e

t o

R F

l o s s e s )

t h e r m a l

v a r i a t i o n s a n d

g r a d i e n t s .

T h i s

p a p e r

d e s c r i b e s

t h e s e h i g h

p o w e r

e f f e c t s

a n d

t h e n e c e s s a r y

d e s i g n

c o n -

c e p t s

f o r

o b t a i n i n g

a

p r a c t i c a l

h i g h

p o w e r p h a s e

s h i f t e r .

I n

a d d i t i o n ,

a

d e -

s i g n

e x a m p l e

o f

a

h i g h p o w e r

p h a s e

s h i f t e r

u s e d

o n t h e

A N

/ S P Y

- I

p h a s e d

a r r a y

r a d a r

i s

i n c l u d e d

a l o n g

w i t h a

s u m m a r y

o f

p r o d u c t i o n

d a t a

e v a l u a -

t i o n .

D e s i g n

c o n s i d e r a t i o n

T y p i c a l l y ,

a w a v e g u i d e

l a t c h i n g " f e r -

r i t e "

p h a s e

s h i f t e r

f o r

u s e a t l o w

t o

m o d e r a t e

p o w e r s

c o n s i s t s

o f

a m i c r o -

w a v e m a g n e t i c

m a t e r i a l

w i t h t o r o i d a l

g e o m e t r y

( t o

a s s u r e

r e m a n e n t

p r o p e r -

t i e s )

c e n t r a l l y

l o c a t e d

w i t h i n a

w a v e

g u i d e

s t r u c t u r e ( s e e

F i g .

1 ) .

A

d i e l e c -

t r i c m a t e r i a l

m a y

b e

u s e d

i n t e r n a l l y t o

t h e t o r o i d

t o

e n h a n c e

R F

f i e l d c o n c e n -

M A G N E T I C M A T E R I A L

( T O R O I D )

I N S E R T

W A G E

G U i D E

W 2

I S L O T W 1 D T H

T O R P I D

W A L L

T H I C K N E S S

W 3

W A V E G U I D E

W I D T H

}

C H A R G I N G

W I R E

P A T H

F i g .

1 -

y p i c a l

c r o s s s e c t i o n

o f

a

l a t c h i n g

f e r r i t e

p h a s e

s h i f t e r .

R e p r i n t

R E -

1 8 - 5

- 2

0

F i n a l

m a n u s c r i p t

r e c e i v e d S e p t e m b e r

2 0 , 1 9 7 2 .

1 . 6 0

1 . 5 0

1 . 4 0

0

t r a t i o n

w i t h i n t h e m a g n e t i c

m a t e r i a l

a n d

a w i r e , o r i e n t e d f o r m i n i m u m

R F

c o u p l i n g

i s

t h r e a d e d

t h r o u g h

t h e

t o r o i d

s u c h t h a t

t h e m a g n e t i z a t i o n

o f t h e

t o -

r o i d c a n

b e

m o d i f i e d

b y

e x t e r n a l

m e a n s .

F r o m

s u i t a b l e

t h e o r e t i c a l d e s i g n

e q u a -

t i o n s

a n d w i t h t h e

a i d

o f c o m p u t e r

L o u i s

J .

L a v e d a n ,

J r .

R a d i a t i o n

E q u i p m e n t E n g i n e e r i n g

M i s s i l e a n d


D i v i s i o n


N e w J e r s e y

r e c e i v e d

t h e

B S i n P h y s i c s

f r o m

L o y o l a U n i v e r s i t y

o f t h e

S o u t h

i n 1 9 5 4

a n d t h e

M S

i n P h y s i c s

f r o m

L o u i s i a n a

S t a t e

U n i v e r s i t y

i n

1 9 5 6 .

F r o m

1 9 5 6 t o

1 9 6 2 ,

M r .

L a v e d a n w a s

a m e m b e r

o f t h e m i c r o w a v e

c o m p o n e n t


a c t i v i t y

a t

R C A M o o r e s -

t o w n ,

s p e c i a l i z i n g

i n

h i g h p o w e r e f f e c t s

a n d

d u p l e x e r d e s i g n

f o r B M E W S

a n d T R A D E X

r a d a r s .

I n 1 9 6 2 ,

h e

j o i n e d t h e

S p e r r y R a n d

C o r p o r a t i o n ,

C l e a r w a t e r ,

F l o r i d a ,

w h e r e h e

b e g a n

s p e c i a l i z a t i o n

i n

t h e

f i e l d

o f m i c r o w a v e

f e r r i t e

p h a s e

s h i f t e r s .

I n

1 9 7 0 ,

h e r e t u r n e d

t o

R C A a n d

c o n t i n u e d

w o r k i n

t h e

s p e c i a l i z e d

f i e l d


p h a s e

s h i f t e r

d e s i g n a n d

p r o d u c t i o n

a s s i s t a n c e

o n

t h e

A E G I S

A N

/ S P Y

- 1


p r o g r a m .

H e

i s

c u r r e n t l y

e n g a g e d i n

c o n t i n u i n g

A E G I S

P r o g r a m

w o r k

a s

w e l l

a s

r e l a t e d

e f f o r t s

o n

o t h e r

m i c r o w a v e

c o m -

p o n e n t

d e s i g n p r o g r a m s .

. 9 0

>

3

8 0

T 0 R O I D G A R N E T

. 1 6

F R E O ,

S B A N D

4 v M s 8 0 0

G A U S S

8 R = 4 0 0

G A U S S

H

. 8 7 0

I N

A 1 . 0

R E L A T I V E

L O S S

/ 3 6 0 °

0 # / I N C H

4 3 9

( 6 2 )

4 2 0

( 6 1 )

4 0 7

( 5 8 )

4 4 2

( 6 0 )

. 4 5 7

( 5 5 )

/ T O R O I D

W A L L W 2

4 5 1

( 5 7 )

4 4 1

( 5 4 )

4 5 6

1 3 8 1

4 4 8

( 5 2 )

o

4 3 7

( 4 9 )

4 4 6

( 4 6 )

O T C )

4 4 7

( 4 1 )

4 3 7

( 4 4 )

8 ° O

. 4 6 4

( 3 6 )

. 4 7 5

( 3 3 )

4 1 1

. 4 5 2

( 5 2 1

( 4 0 )

4 1 5

. 4 5 7

7 0

1

( 5 2 )

( 4 0 )

0 . 0 5 0

. 1 0 0

. 1 5 0 . 2 0 0

S L O T W I D T H W 1 - I N C H E S

F i g .

2

- P h a s e s h i f t e r

d e s i g n

c u r v e s .

p r o g r a m s ,

t h e

t y p i c a l l y

s p e c i f i e d

d e v i

p a r a m e t e r s

o f


p h a s e

p

l i n e a r i n c h

o f

m a t e r i a l ,

i n s e r t i o n

p h a

l e n g t h

f o r

t h e d e m a g n e t i z e d

t o r o

s t a t e ,

r e l a t i v e

i n s e r t i o n

l o s s ,

f r e q u e n

r e s p o n s e ,

a n d

R F

f i e l d s

w i t h i n

t h e

m

c r o w a v e

m a t e r i a l

c a n

b e g e n e r a t e d

a

f u n c t i o n

o f

m e c h a n i c a l d i m e n s i o

a n d

m a g n e t i c

a n d d i e l e c t r i c

p r o p e r t i e

S u c h

a

r e s u l t i n g

c o m p u t e r

- p r o d u c

d e s i g n c u r v e

i s

g i v e n

i n

F i g .

2 .

U s i n

t h e s e

c u r v e s f o r

a

f i x e d s e t

o f m a g n e t


p r o p e r t i e s ,

p e r f o r m a n c


a r e

m o d i f i e d

a s

a f u n

t i o n o f d i m e n s i o n a l

p a r a m e t e r s .

A l l s u c h

t h e o r i e s

n e c e s s a r i l y

a s s u m

t h a t a l l p r o p e r t i e s ,

e s p e c i a l l y

m i c r

w a v e

m a t e r i a l p r o p e r t i e s

a s

e n t e r

i n t o t h e e q u a t i o n s

a r e

r e a l i z a b l e ;

p r a c t i c e ,

t h i s i s

n o t

p o s s i b l e .

W i t h

t h e

b o u n d s

o f

p r a c t i c a l

d e s i g n , t y p i c


i n c l u d e :

1 ) T h e

l o s s p r o p e r t i e s

o f

m a g n e t i c

a n

d i e l e c t r i c

m i c r o w a v e

m a t e r i a l s c a n n

b e m a d e v a n i s h i n g l y s m a l l .

2 ) P h y s i c a l

f i t

b e t w e e n

d i e l e c t r i c

i n s e r

t o r o i d ,

a n d

w a v e g u i d e

c a n n o t

b e m a

p e r f e c t .

3 )

M a g n e t i c p r o p e r t i e s o f

t h e m a t e r i

e m p l o y e d

a r e t e m p e r a t u r e s e n s i t i v e .

4 )

T h e c h a n g i n g

w i r e

h a s

p h y s i c a l

m e n s i o n s a n d

w i l l

i n f l u e n c e

R F

r

s p o n s e .

5 )

E n d u s e u s u a l l y p l a c e s r e s t r i c t i o n s o

o v e r a l l d e v i c e p h y s i c a l c h a r a c t e r i s t i c

o f w e i g h t , l e n g t h , h e i g h t a n d

w i d t h .

8/18/2019 antenna----------npl


8/18/2019 antenna----------npl


W A V E G U I D E

B

H E A T S I N K

T O R O I D

A D D I T I O N A L T H E R M A L

P A T H S

D I E L E C T R I C

I N S E R T

T H E R M A L

S T R U C T U R E

C H A R G I N G

W I R E

F i g .

5 -

M o d i f i e d

c r o s s - s e c t i o n o f

l a t c h i n g

f e r r i t e

p h a s e

s h i f t e r f o r

h i g h a v e r a g e p o w e r .

e l e c t r i c a l a n d

p h y s i c a l


a l o n g

w i t h

m a t e r i a l a v a i l a b i l i t y

a r e i m -

p o s e d , a n d i t

i s

n e c e s s a r y t o

d e v i s e

o t h e r m e t h o d s

t o

d i r e c t l y c o n t r o l

t e m -

p e r a t u r e r i s e ,

a n d

t h e r e f o r e g r a d i e n t s ,

r a t h e r t h a n r e l y i n g

o n

m a t e r i a l p e r f o r -

m a n c e

o v e r


S p e c i f i c a l l y ,

a u x i l i a r y t h e r m a l p a t h s f r o m t h e t o r o i d

s t r u c t u r e m u s t

b e d e s i g n e d .

F i g .

5

s h o w s

a


w i t h

s u c h

a

p a t h

a d d e d .

I t i s

o f

i m p o r t a n c e

t o

c o n s i d e r t h e

p r o p e r t i e s

o f t h i s

a d d e d t h e r m a l

p a t h :

1 ) I t i s

l o c a t e d

w i t h i n t h e w a v e g u i d e i n

t h e

R F

f i e l d ;

2 )

I t m u s t n o t o n l y r e d u c e o v e r a l l t e m -

p e r a t u r e

r i s e b u t

m u s t

r e d u c e

g r a d i -

e n t s ;

3 ) W h i l e a c c o m p l i s h i n g

i t s

p r i m e t a s k o f

t e m p e r a t u r e s t a b i l i z a t i o n ,

i t

m u s t

c r e -

a t e a

m i n i m u m

p e r t u r b a t i o n t o

t h e

R F

p r o p e r t i e s .

4 ) I t m u s t b e

a

n o n

- c o n d u c t o r

w i t h

m i n i -

m u m

d i e l e c t r i c c o n s t a n t .

T w o

s u c h m a t e r i a l s

a r e

a v a i l a b l e :

b o r o n n i t r i d e

a n d b e r y l l i u m o x i d e .

A l t h o u g h

b o r o n n i t r i d e p o s s e s s e s

a

l o w e r t h e r m a l

c o n d u c t i v i t y ,

i t

i s

e a s i l y

m a c h i n a b l e , n o n - t o x i c , a n d h a s a l o w e r

d i e l e c t r i c

c o n s t a n t ; t h e r e f o r e ,

i t i s

u s e d

e x t e n s i v e l y

t h r o u g h o u t

t h e i n d u s t r y

t o

i m p r o v e

t h e r m a l e f f i c i e n c y

o f

R F

d e -

v i c e s .

F i g .

6 s h o w s a

p l o t

o f

a n t i c i p a t e d

t e m -

p e r a t u r e

s u p e r i m p o s e d

u p o n t h e

c r o s s

-

s e c t i o n

o f

F i g .

5 f o r t h e

c o n d i t i o n

o f


3

W

R F

d i s s i p a t i o n

p e r

i n c h

w i t h i n

t h e t o r o i d m a t e r i a l .

I f t h e

b o r o n n i t r i d e s t r u c t u r e

w a s r e m o v e d ,

t h e r e

w o u l d

b e a

n o t a b l e

i n c r e a s e

i n

t e m p e r a t u r e n e a r t h e

c e n t e r

o f

t h e

t o r o i d .

S i n c e b o t h t h e r m a l t r a n s f e r

m a t e r i a l s r e f e r e n c e d a b o v e

p o s s e s s

d i e l e c t r i c c o n s t a n t s

o t h e r

t h a n

1 ,

c u r v e s

s i m i l a r t o

F i g . 2 ,

w i t h

s u i t a b l e

l o a d i n g

f a c t o r s ,

c a n

b e

g e n e r a t e d .

T h e

i n t r o d u c t i o n

o f

s u c h

l o a d i n g r e s u l t s

i n

a

c h a n g e

i n

w a v e g u i d e

w i d t h

a n d

a r e -

d u c t i o n

i n


p h a s e

o f

l e s s

t h a n

1 0 %

w h e n

p r o p e r l y d e s i g n e d f o r

m i n i m u m

R F

i n t e r a c t i o n .

D e s i g n

v e r i f i c a t i o n

B a s e d

u p o n d e s i g n c r i t e r i a o u t l i n e d

a b o v e ,

a

h i g h

p o w e r

p h a s e s h i f t e r

w a s

d e v e l o p e d

f o r o p e r a t i o n

i n

t h e t r a n s m i t

s i g n a l p a t h

o f

t h e A N

/ S P Y - 1

p h a s e d

a r r a y r a d a r . T h i s a r r a y , u s i n g s u b a r r a y

s t e e r i n g , r e q u i r e s

t h e u s e o f

p h a s e s h i f t

e l e m e n t s

i n t r a n s m i t a n d

r e c e i v e

s i g n a l

p a t h s

t o

p e r m i t

a d j u s t m e n t

b e t w e e n

s u b a r r a y s .

I n s t a n t a n e o u s l y

a

p h a s e

s h i f t e r

c a n

h a v e o n l y

o n e v a l u e o f

e l e c t r i c a l

l e n g t h f o r

e a c h d i r e c t i o n

o f

R F p r o p a -

g a t i o n . ( F o r

n o n - r e c i p r o c a l d e v i c e s ,

t h e

v a l u e s a r e

n o t

e q u a l f o r t h e t w o

p r o p a g a t i o n

d i r e c t i o n s . ) I n a n y a r r a y

e m p l o y i n g m u l t i p l e

p h a s e

s h i f t

e l e -

m e n t s ,

i t

i s

t h e

i n s t a n t a n e o u s

d i f f e r e n c e

i n

p a t h

l e n g t h s b e t w e e n e l e m e n t s

t h a t

i s o f p r i m e

i m p o r t a n c e .

T o

o b t a i n t h i s

i n f o r m a t i o n d i r e c t l y a t

t e s t

w o u l d

n o t

T E M P E R A T U R E S I N

D E G

. F

D I S C I P A T I O N H 3 W A T T S P E R I N C H

T H E R M A L S T R U C T U R E

( A S S U M E ( 0 I N C H E S

T O T A L )

( B O R O N

N I T R I D E )

A

G A P B E T W E E N

W A V E G U I D E

T O R O I D A N D

W A V E G U I D E

W A L L S

( A L U M I N U M )

I S A S S U M E D

0 0 1

A I R

ó

á

Y

w

2 á

Ñ

2

¿ D

2

N

2 S

Ñ

c o

z

u

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8 I N C H E S

R E

1 0 9

\

1 0 8

1 0 8

F

D I E L E C T R I C

I N S E R T

1 1 2

1 1 3

1 1 2

1 1 4

1 1 5

1 1 4

1 1 3

1 1 2

1 1 3

1 1 4

1 1 5

1 1 4

1 1 2

1 1 0 1 0 8

0 8

1 0 9

1 0 9

1 0 9

0 8

1 0 8

1 0 1 0 7

1 0 8 1 0 7

1 0 8

1 0 7

1 0 8 1 0 7

1 0 B 1 0 7

I O B

1 1 5

1 1 5 1 1 5

1 1 5 I I S

1 1 5 1 1 5

5

I I I

I I I

1 1 2

0 9

I I O

I O B

G A P

S P A C I N G

J

1

G A P

S P A C I N G

0 0 1

A I R . 0 0 0 1

A I R

M A G N E T I C T O R O I D

F i g . 6 -

C r o s s -

s e c t i o n

o f

h i g h

p o w e r p h a s e

s h i f t e r w i t h

t e m p e r a t u r e p r o f i l e .

b e f e a s i b l e ;

t h e r e f o r e , a

s e t o f

p r a c t i c a

t e s t

d e f i n i t i o n s

h a s b e e n

d e v i s e d .

I n s e r t i o n

p h a s e

E a c h p h a s e

s h i f t e r

i s

s w i t c h e d

i n t o

p r e d e t e r m i n e d

m a g n e t i c

s t a t e

a t

t e s

a n d

t h e

r e s u l t a n t

p h a s e

l e n g t h

i s

c o m

p a r e d

t o

a n

a r b i t r a r y

r e f e r e n c e ,

u s u a l l

t h e m e a n

o f a l l

p h a s e s h i f t e r s .

D e v i a

t i o n s

o f a l l

u n i t s a b o u t

t h e

m e a n a r

c o n v e r t e d i n t o

a

s t a n d a r d

d e v i a t i o n

f o

t h e

a r r a y .

I n

a d d i t i o n

t o

t h e

a r r a

s t a n d a r d d e v i a t i o n ,

a n y o n e u n i t

i s

u s

u a l l y

s p e c i f i e d a s

t o

m a x i m u m

e r r o

a l l o w a b l e

f r o m

t h e

r e f e r e n c e , a s s u r i n

m i n i m u m

d r i f t

i n

t h e

m e a n o v e r

p r o

d u c t i o n .

D i f f e r e n t i a l p h a s e

E a c h p h a s e

s h i f t e r

i s

s w i t c h e d

t h r o u g

a

s e r i e s

o f p r e d e t e r m i n e d

m a g n e t i c

p h a s e s t a t e s , a n d

t h e

i n s e r t i o n p h a s

l e n g t h

o f e a c h

p h a s e s t a t e i s

c o m p a r e

t o t h e

r e f e r e n c e s t a t e : t h u s ,

a

d i f f e

e n c e o r

d i f f e r e n t i a l p h a s e .

A g a i n

t h e

d i f f e r e n t i a l p h a s e

v a l u e s

a r e c o m

p a r e d

t o t h e i d e a l

r e s p o n s e a n

e r r o r s i n

t e r m s

o f

R M S d e v i a t i o n

c a n b

n o t e d .

B e c a u s e

o f t h e r a n d o m n a t u r e

o f t h e s

e r r o r s ,

t h e a r r a y R M S

e r r o r

i s

t h e s u

o f

i n s e r t i o n a n d d i f f e r e n t i a l p h a s e

e

r o r s . N o t e

t h a t

o n l y t h e

e r r o r

f r o m t h

m e a n

i s

i m p o r t a n t

f o r

i n s e r t i o n p h a s

w h e r e a s

t h e a b s o l u t e

e r r o r

f r o m t h

i d e a l

i s

i m p o r t a n t

f o r d i f f e r e n t i

p h a s e .

P h a s e

s h i f t e r t o l e r a n c e s

E a c h

t r a n s m i t

p h a s e

s h i f t e r

m u s t

p r

d u c e t h e d e s i r e d p h a s e s h i f t w i t h

m a x i m u m d i f f e r e n t i a l

p h a s e

e r r o r

n . 5 °

R M S

a n d

a

m a x i m u m

i n s e r t i

p h a s e

e r r o r o f

4 . 0 °

R M S o v e r a l l

o p e r

a t i n g c o n d i t i o n s

o f


a n

p o w e r .

T o m e e t

t h e c l o s e

p h a s e t o l e r a n c e s

s p

c i f i e d ,

t h e

u n i t

w a s

d e s i g n e d

f o r

w a t

c o o l i n g

w i t h

a

w a t e r t e m p e r a t u r e

v a r

a t i o n o f 8 0 ° F

t o

1 0 5

° F

a n d

a

m a x i m u


w a t e r


g r

d i e n t

o f

5 ° F a n d

w i t h

t h e e l e c t r o n

d r i v e r

a s

a n

i n t e g r a l p a r t o f t h e

d e v i c e

I t

w a s d e t e r m i n e d t h a t

i n s t a n t a n e o

p o w e r

l e v e l s c o u l d v a r y

f r o m

h a l f

f u l l

p o w e r ,

w h i c h


t o

R

a v e r a g e

i n p u t p o w e r s o f

6 0

t o

1 2 0

W

A s t u d y

o f i n t e r n a l

l o s s e s

a n d t h e r m

t r a n s f e r c h a r a c t e r i s t i c s y i e l d e d

a

p o

s i b l e t o r o i d

t e m p e r a t u r e o f

8 0 ° F

1 2 0 ° F

w i t h a m a x i m u m

u n i t t o u n

8/18/2019 antenna----------npl



g r a d i e n t

o f

1 2 . 5

° F ( 5 °

d u e

t o

w a t e r ,

7 . 5 ° d u e

t o

p o w e r )

. W o r s t

c a s e

p e a k

p o w e r

w a s

1 5

k W .

F r o m

E q .

1 ,

a s s u m i n g

t h e

c o n d i t i o n s

m s

> _

0 . 5

a n d

h u 0 . 1

O e .

P r , , e r = 1 5 x

1 0 ' =

( H o x r r / 0 . 1 ) 2

( 4 )

T h u s ,

H

G R I T = 1 2 . 2 5

O e .

a n d , f r o m E q s .

2

a n d 3 ,

A l i n /

( 4 n 7 " M s )

= 1 . 1 1

x

1 0 - 2 ( 5 )

R e f e r r i n g

t o

F i g .

3 ,

a n y

v a l u e H e i m ,

> _ 1 2 . 2 5

O e

w i l l

y i e l d

t h e d e s i r e d l i m i t -

i n g

t h r e s h o l d .

I t

i s ,

h o w e v e r ,

n e c e s s a r y

t o

c h o o s e

v a l u e s

o f

O H a

a n d 4 r M . ,

w h i c h y i e l d

a

u n i t o f

r e a s o n a b l e

p h y s i -

c a l

l e n g t h .

B e c a u s e o f

p h y s i c a l

l e n g t h

l i m i t a t i o n s ,

t h e

m a x i m u m

a l l o w a b l e

t o r o i d

l e n g t h

w a s

1 0

i n .

A

m i n i m u m v a l u e

o f

B , =

5 5 0 g a u s s

w a s

r e q u i r e d

t o

a t t a i n

t h e

d e s i r e d

p h a s e

s h i f t i n

t h i s

1 0

- i n .

l e n g t h

t h r o u g h o u t

t h e r a n g e

o f t e m p e r a t u r e s

a n d p r a c t i c a l

d r i v e

c o n d i t i o n s ,

w h i l e

l i m i t i n g

t h e

i n s e r t

d i e l e c t r i c

c o n s t a n t

t o

a m a x i m u m

o f

1 6

( h

i n c r e a s e s

a s d i e -

l e c t r i c

c o n s t a n t ,

r e q u i r i n g

h i g h e r

v a l -

u e s

o f H , a , r )

.

T o

a t t a i n

t h i s

m i n i m u m

v a l u e

o f

B a .

i t

w a s

n e c e s s a r y

t o s e l e c t a v a l u e

o f

4 r M . ,

o f 8 0 0

g a u s s

o r g r e a t e r ,

a n d

f r o m

E q .

5 ,

A l l i s

>

8 . 9

o e r s t e d s

i s

r e q u i r e d .

T h e


o f h i g h s p i n

w a v e

l i n e

w i d t h

( , : 7 H a )

a n d t e m p e r a t u r e

s t a b i l i t y

p o i n t

d i r e c t l y

t o

t h e u s e

o f

g a r n e t

r a t h e r

t h a n f e r r i t e

a s

t h e m a g -

n e t i c

m e d i u m

f o r t h e

d e v i c e .

T h e

m a t e r i a l

f i n a l l y

c h o s e n

h a d

t h e

p r o p e r t i e s :

4 r H , . =

8 0 0

g a u s s

B a =

5 6 0

g a u s s

f o r d r i v e

= 4 H , .

H

.

0 . 8

O e

a n d

i s a

g a r n e t

o f t h e Y I G

( y t t r i u m

i r o n

g a r n e t ) f a m i l y d o p e d w i t h

g a d o l i n i u m

- f o r


s t a b i l i t y ;

a l u m i n u m - f o r

4

M . ,

a d j u s t m e n t ;

h o m i u m

- f o r

a d j u s t m e n t

o f

A H K ;

a n d

m a n g a n e s e

- f o r r e d u c t i o n

i n m a g n e t o

-

s t r i c t i v e

e f f e c t s .

T h e

c r o s s

s e c t i o n c h o s e n

w a s b a s e d

o n

t h e

d a t a

p r e s e n t e d

i n F i g .

2

w h e r e :

S l o t

w i d t h

w a s h e l d

t o

a

m a x i m u m ,

c o n s i s t e n t

w i t h g o o d

d e s i g n

p r a c t i c e s

f o r

m i n i m u m

o v e r a l l

w a v e g u i d e

w i d t h

t o

m i n i m i z e

t h e r m a l p a t h s ;

W a l l

t h i c k n e s s

w a s

a l s o

m i n i m i z e d

t o

r e -

d u c e

t h e r m a l

p a t h s ;

a n d

F i g . 7 - T r a n s m i t

h i g h p o w e r

p h a s e

s h i f t e r f o r A N / S P Y

- 1

r a d a r .

W a v e g u i d e h e i g h t ( 0 . 8 0 0

i n . )

w a s

c h o s e n

a s a c o m p r o m i s e

b e t w e e n

l i m i t i n g

t h r e s -

h o l d

( w h i c h i s

d i r e c t l y


t o

h e i g h t )

a n d p r o p e r

s u p p r e s s i o n

o f u n -

w a n t e d

n o d e s w i t h i n

t h e s t r u c t u r e .

T h e

p r o d u c t i o n

r e s u l t

w a s

t h e

p h a s e

s h i f t e r s h o w n

i n

F i g . 7 .

T h i r t y

- t h r e e

s u c h u n i t s

w e r e

p r o d u c e d f o r

t h e a r r a y

( 3 2 f o r

s y s t e m p l u s

o n e

q u a l i f i c a t i o n

u n i t )

w i t h


r e s u l t s :

P a r a m e t e r

P e a k V S W R

A v g . i n s e r t i o n

l o s s

( d B )

P e a k i n s e r t i o n

l o s s

( d B )

D i f f e r e n t i a l

p h a s e

e r r o r *

( B r u t s -

d e g r e e s )

S t a n d a r d

d e v i a t i o n

o f

i n s e r t i o n

p h a s e *

( d e g r e e s )

T o t a l


p h a s e e r r o r

( R M s -

d e g r e e s )

T o t a l

s t a n d a r d

d e v i a t i o n

o f

i n s e r t i o n

p h a s e

( d e g r e e s )

S p e c i f i c a t i o n

1 . 2 5

1 . 2 0

1 . 5 0

3 . 0

2 . 0

4 . 5

4 . 0

R e s p o n s e

1 . 1 0 3

0 . 7 9

1 . 0 0 9

2 . 0 3 3

0 . 7

3 . 2 0

2 . 2 6

* T h e s e

v a l u e s

w e r e m e a s u r e d

o n e a c h

u n i t a t

n i n e

f r e q u e n c i e s a n d

3 2

b i t s

( p h a s e

s t a t e s ) a t

r o o m t e m p e r a t u r e

t r a n s l a t e d

t o

a

b a s e - l i n e

t e m -

p e r a t u r e

o f 1 0 0 ° F .

T h e

t o t a l

v a l u e s

o f p h a s e

e r r o r

a r e

b a s e d

u p o n e x p e r i m e n t a l r e s u l t s o v e r

p o w e r ( p e a k

a n d

a v e r a g e )

a n d

t e m p e r -

a t u r e

a s s u m i n g

a m a x i m u m

i n s t a n t a n e -

o u s u n i t

- t o

- u n i t


g r a d i e n t

o f 1 2 . 5

° F

a n y w h e r e

i n t h e

o p e r a t i n g


r a n g e .

T h e

u n i t

w a s e v a l u a t e d f o r

l i m i t i n g

( d e s i g n

s p e c i f i c a t i o n

o f 1 5

k W ) a n d

w a s

f o u n d

t o e x c e e d

2 0 k W . T h i s

m a r -

g i n

o f s a f e t y

i s

c o n s i d e r e d

n e c e s s a r y

b e c a u s e

o f t h e

n o r m a l

t o l e r a n c e s

o f

4 7 M . ,

a s s o c i a t e d

w i t h m a t e r i a l

m a n u -

f a c t u r e .

E a c h

u n i t w a s

i n t e r n a l l y ( b e t w e e n

t o r o i d


i n s e r t )

f i l l e d

w i t h

a

s i l i c o n e

g e l

t o m i n i m i z e

v o i d s . W i t h

s u c h

f i l l i n g

o f v o i d s , t h e

u n i t

w a s

s u b -

j e c t e d

t o

f o r m a l

t e s t i n g

o f

4 0

k W

p e a k

p o w e r

i n

t h e p r e s e n c e

o f a

r a d i o a c t i v e

s o u r c e

f o r t w o h o u r s

( e q u i v a l e n t

t o

s e v e r a l

h u n d r e d h o u r s

o f l i f e t e s t )

w i t h

n o

a r c - o v e r

o r d a m a g e . T h e

u n i t

w a s

a l s o

i n f o r m a l l y

s u b j e c t e d

t o

p o w e r s

i n

e x c e s s o f

8 0

k W p e a k .

T h e

a n t i c i p a t e d

a r c - o v e r l e v e l

i s

i n e x c e s s

o f

1 5 0

k W

p e a k .

S u m m a r y

A

h i g h p o w e r p h a s e

s h i f t e r

w a s

d e -

s i g n e d

w i t h

c o n s t r a i n t s i m p o s e d

o n

m a x i m u m

l e n g t h a n d

c r o s s

s e c t i o n .

T h i s

d e s i g n

w a s

p l a c e d i n

p r o d u c t i o n

a n d

s u b j e c t e d

t o

e x t e n s i v e

e v a l u a t i o n .

T h e

r e s u l t s

o f

t e s t

i n d i c a t e

t h a t

a l l p a r a m -

e t e r s

w e r e

s u f f i c i e n t l y

b e l o w

s p e c i -

f i c a t i o n

l e v e l s

t h a t

t h e

u n i t c a n

b e

p r o d u c e d

w i t h

a n

e x p e c t e d y i e l d

a p -

p r o a c h i n g

1 0 0

% .

R e f e r e n c e s

1 . I n c e ,

W .

I . a n d

S t e r n ,

E . , " N o n r e c i p r o c a l

R e m a n e n c e

P h a s e

S h i f t e r s

i n R e c t a n g u l a r

W a v e g u i d e

,

I E E E T r a n s a c t i o n s

o n M i c r o -

w a v e

T h e o r y a n d

T e c h n i q u e s ,

V o l .

M T T

- 1 5 ,

N o . 2 ( F e b .

1 9 6 7 )

p p . 9 5 - 9 7 .

2 .

L a n d r y ,

N . R . ,

" M i c r o w a v e

P h a s e

S h i f t e r s

" ,

R C A r e p r i n t

b o o k l e t ,

M i c r o w a v e

T e c h n o l o g y ,

P E - 4 5 2 ;

R C A

E n g i n e e r ,

R e p r i n t

R E -

1 5 - 3 - 5 ,

( O c t .

/ N o v .

1 9 6 9 ) p p .

2 0 - 2 5 .

3 .

G o o d r i c h ,

H .

C . a n d

T o n i s i e ,

R . 1 . ,

" F l u x

F e e d b a c k

B o o s t s A c c u r a c y

o f P h a s e d

A r r a y

R a d a r

S y s t e m s

" ,


V o l .

4 3 , N o . 2 4 ,

( N o v .

2 3 ,

1 9 7 0 ) p p .

7 7 - 8 0 .

4 . H o d g e s ,

L .

R . a n d

H a r r i s o n ,

G .

R . ,

T e m p e r -

a t u r e

S t a b i l i t y

i n

Y t t r i u m -

G a d o l i n i u m

- A l u m i -

n u m - I r o n

G a r n e t s

" , I . o f

t h e A m e r .

C e r a m i c

S o c . ,

V o l . 4 8 ,

N o . 1 0

( O c t .

1 9 6 5 ) .

8/18/2019 antenna----------npl


H i g h - f r e q u e n c y

h i g h

- p o w e r

m u l t i -

o c t a v e


-

a m p l i f i e r -


D . L .

P r u i t t

A

m u l t i m e g a w a t t d i s t r i b u t e d

- a m p l i f i e r t r a n s m i t t i n g

s y s t e m

f o r

u s e

i n

a

V H F

r a d a r

s y s t e m

w a s d e s i g n e d a n d c o n s t r u c t e d b y t h e

M i s s i l e

a n d S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n

i n t h e

l a t e

1 9 6 0 ' s .

T h i s t r a n s m i t t i n g s y s t e m

o c c u p i e s

1 8 , 0 0 0

s q u a r e

f e e t

o f

f l o o r s p a c e

a n d e m p l o y s

7 2

p o w e r

t e t r o d e

t u b e s . T h e s y s t e m - b e l i e v e d t o b e

t h e

w o r l d ' s h i g h e s t - p o w e r d i s t r i b u t e d - a m p l i f i e r


i s n o w o p e r a t i o n a l . T h i s p a p e r d e s c r i b e s t h e

b a s i c t r a n s m i t t e r c o n f i g u r a t i o n ,

i n c l u d i n g

t h e h i g h - p o w e r

a m p l i f i e r

c h a i n s ,

t h e p r o t e c t i o n o f

p o w e r t u b e s f r o m a r c i n g , t h e

h i g h - v o l t a g e p o w e r s u p p l y s y s t e m , t h e

i n t e r m e d i a t e

- p o w e r

d r i v e r a m p l i f i e r s , a n d t h e


c o o l i n g

s y s t e m .

D I S T R I B U T E D -

A M P L I F I E R

t e c h n i -

q u e s

h a v e b e e n u s e d f o r

y e a r s .

A t f i r s t , i n

1 9 3 6 ,

t h e y

w e r e u s e d i n " l o w

- p o w e r

v i d e o " a m p l i f i e r s . ' '

D i s t r i b u t e d a m -

p l i f i e r s w e r e d e v e l o p e d

i n l a t e r

y e a r s f o r

h i g h - p o w e r a p p l i c a t i o n s , s u c h

a s i o n o s -

p h e r i c s o u n d i n g a n d

E C M

i n t h e

V H F

a n d

l o w - U H F r a n g e s .

S i n c e t h e

m i d

- 5 0 ' s ,

t h e

p r o s p e c t o f

V H F

r a d a r

s y s t e m s

h a s b e e n a n

i n t r i g u i n g o n e ,

b u t

o n e t h a t r e q u i r e d

n e w

a p p r o a c h e s

t o

p o w e r a m p l i f i c a t i o n .

B r o a d b a n d

t r a n s m i t t e r s y s t e m s w e r e

m o s t

d e s i r a b l e ,

w i t h

g o a l s o f

2 1 / 2

- t o

- 3 -

o c t a v e

i n s t a n -

t a n e o u s

b a n d w i d t h s ,

s e t

f o r

o p e r a t i o n

i n

t h e l o w

- V H F

r a n g e .

I n t h e l a t e - 6 0 ' s ,

t h e

M i s s i l e a n d S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n

u n d e r t o o k


o f

a

v e r y

-

h i g h - p o w e r

b r o a d b a n d

V H F t r a n s m i t t e r

s y s t e m ; d i s t r i b u t e d -

a m p l i f i e r t e c h n i q u e s

R e p r i n t

R E -

1 8 - 5 - 8

F i n a l

m a n u s c r i p t


6 ,

1 9 7 2 .

w e r e

s u c c e s s f u l l y a p p l i e d

t o s o l v e

t h e

t e c h n i c a l

p r o b l e m s

i n v o l v e d .

T h e


s y s t e m d e s c r i b e d

i n

t h i s

p a p e r

w a s

d e v e l o p e d

f o r

b r o a d b a n d

o p e r a t i o n , a n d

a c h i e v e d

a

b a n d w i d t h o f

a l m o s t

t h r e e o c t a v e s w i t h

m u l t i m e g a w a t t

p e a k

- p o w e r

o u t p u t a n d

d u t y c y c l e s

u p t o

1 1 % . T h e

d e v e l o p m e n t a n d s u b s e q u e n t

a n a l y s i s

o f t h i s


s y s t e m i n -

c l u d e d e x t e n s i v e

a n a l y t i c a l

c o m p u t e r

s t u d i e s o f

h i g h - p o w e r


- a m -

p l i f i e r

o p e r a t i o n . 5

6 1 x 9 I l l


a n d p e r f o r m a n c e

F i g .

I i s

a

b l o c k

d i a g r a m

o f t h e

t r a n s m i t t e r s y s t e m . S i x h i g h

p o w e r a m -

p l i f i e r

( H

P A )

c h a i n s a r e

u s e d

t o

g e n e r a t e

t h e

t o t a l o u t p u t

p o w e r .

E a c h

H P A h a s

a

s e p a r a t e d i s t i l l e d - w a t e r c o o l i n g

s y s t e m ;

o n e " r a w

w a t e r "

c o o l i n g

s y s t e m i s

u s e d

f o r

t h e e n t i r e

t r a n s m i t t e r .

A

s i n g l e h i g h

-

v o l t a g e D C

p o w e r

s u p p l y a n d

c a p a c i t o r

s t o r a g e b a n k s y s t e m s u p p l i e s

D C p o w e r

t o

a l l s i x a m p l i f i e r c h a i n s .

F o u r

l e v e l s o f

D . L . P r u i t t

R a d i a t i o n E q u i p m e n t





N e w

J e r s e y

r e c e i v e d

t h e B S E E

f r o m I o w a S t a t e C o l l e g e

i n 1 9 4 9 . H e

j o i n e d R C A

i n A p r i l o f t h a t y e a r , a n d

a f t e r

a

y e a r

o n t h e


t r a i n i n g

p r o g r a m , m o v e d t o t h e

R a d a r

s e c -

t i o n i n

C a m d e n ,

N . J .

i n 1 9 5 0 . S i n c e

t h e n , h e h a s b e e n

i n -

v o l v e d

i n


m i c r o w a v e c o m p o n e n t s ,

m o d u l a t o r s , a n d

t r a n s m i t t e r s f o r v a r i o u s

r a d a r

s y s t e m s .

H i s e x p e r i e n c e

h a s r a n g e d

f r o m t r a n s i s t o r i z e d p u l s e

a n d

R F

c i r c u i t r y

t o a

t w o - m e g a w a t t - a v e r a g e

- p o w e r

i g n i t r o n

p u l s e

m o d u l a t o r a n d

m u l t i m e g a w a t t p e a k

- p o w e r t e t -

r o d e t r a n s m i t t e r s .

H e h a d p r i m a r y

t e c h n i c a l

r e s -

p o n s i b i l i t y

f o r t h e

R F c i r c u i t r y o f t h e t r a n s m i t t e r

d e s -

c r i b e d i n t h i s p a p e r .

h i g h - v o l t a g e

D C

a r e

f e d

t o e a c h

a m -

p l i f i e r : 4 , 1 1 , 1 3 , a n d 1 5 k V D C .

A s i n -

d i c a t e d

i n F i g . I ,

e a c h

H P A

f e e d s

a

s e p a r a t e

a n t e n n a ,

w i t h t h e

t o t a l o u t p u t

p o w e r c o m b i n e d

i n

s p a c e .

T h e

t r a n s m i t t e r s y s t e m ,

e x c l u s i v e

o f

t h e

h i g h - v o l t a g e p o w e r s u p p l y

( H

V

P S ) a n d

c o o l i n g e q u i p m e n t ,

o c c u p i e s

9 0 x 1 0 0

f t

( 9 , 0 0 0

s q u a r e

f e e t )

o f h i g h -

o v e r h e a d f l o o r

s p a c e . T h e

H V P S

c a p a c i t o r

b a n k o c -

c u p i e s a n

a d d i t i o n a l

2 0 x 1 2 0 f t o f f l o o r

s p a c e .

T h e H V P S u n i t s a r e

l o c a t e d

o u t -

d o o r s . T h e d i s t i l l e d - w a t e r

c o o l i n g

s y s t e m

o c c u p i e s 6 0 x 1 2 0

f t

o f

f l o o r s p a c e .

T o t a l

f l o o r

s p a c e

r e q u i r e d

b y t h e


s y s t e m

i s

t h e n 1 8 , 6 0 0 s q u a r e

f e e t .

H i g h - p o w e r a m p l i f i e r s

F i g . 2 i s a

s i m p l i f i e d

s c h e m a t i c

o f a s i n g l e

h i g h

- p o w e r

a m p l i f i e r

( H

P A ) . E a c h

o f t h e

s i x

H P A s u s e s 1 2

R C A 4 6 4 1 p o w e r t e t -

r o d e s

i n

a d i s t r i b u t e d

- a m p l i f i e r

c i r c u i t .

G r i d - l i n e

i m p e d a n c e i s

5 1 /

o h m s .

B r o a d -

h a n d f e r r i t e c o r e

t r a n s f o r m e r s a r e

u s e d

t o

m a t c h t h e

g r i d

l i n e t o a 5 0 - o h m s o u r c e

a t

t h e

i n p u t

e n d a n d

t o

a 5 0

- o h m t e r -

m i n a t i o n

a t t h e

o u t p u t

e n d .

O p e r a t i o n

i s

e s s e n t i a l l y C l a s s

A , w i t h a l l

1 2

H

P A t u b e s

o p e r a t e d a t

t h e

s a m e g r i d - b i a s

v o l t a g e .

T h e

s c r e e n

g r i d o f

e a c h

p o w e r

t e t r o d e

i s

i n d i v i d u a l l y

p u l s e d , a n d t h e p e a k

- p u l s e

v o l t a g e s a r e

a d j u s t e d

t o o b t a i n

t h e

d e s i r e d

" v i d e o " p l a t e c u r r e n t s .

T h e s e v i d e o

p l a t e

c u r r e n t s a r e

s e t w i t h

z e r o R F i n p u t d r i v e .

W h e n

R F d r i v e

i s a p p l i e d ,

t h e

p e a k

- p u l s e

p l a t e

c u r r e n t s

i n c r e a s e

d u e

t o n o n

-

l i n e a r i t y

i n

t h e

4 6 4 1

t u b e c h a r a c t e r i s t i c s .

A s

s h o w n

i n

F i g . 2 , t h e l o w - p a s s g r i d

l i n e

i s m a d e u p o f

i n d u c t o r s

L 4 0 ,

L 4 1 , . . . , L 5 2

i n


w i t h

t h e

t u b e - i n p u t

c a p a c i t a n c e s p l u s

t h e

c i r c u i t

c a p a c i t a n c e .

A s

m e n t i o n e d

p r e v i o u s l y ,

i m p e d a n c e

i s

5 1 A o h m s .

N e t w o r k s

( C 5 3 ,

L 5 5 , R 1 4 )

i n -

t r o d u c e h i g h f r e q u e n c y

l o a d i n g

t o h e l p

s u p p r e s s

p a r a s i t i c o s c i l l a t i o n .

T h e i n p u t

d r i v e p o w e r

i s

t r a n s f o r m e d

f r o m

5 0

t o

5 1 / 2

o h m s

b y

R F t r a n s f o r m e r

T I . T h e

d r i v e

p o w e r

i s

t e r m i n a t e d

i n R 2 6 ( 5 0 o h m s ) .

T h e p l a t e

l i n e

c o n s i s t s

o f i n d u c t o r s

L I , . . . ,

L 1 3 i n


w i t h

t u b e

- o u t -

p u t c a p a c i t a n c e s

p l u s

c i r c u i t

c a p a c i t a n c e s .

T h e

p l a t e

- l i n e

c u t o f f

f r e -

q u e n c y

i s t h e s a m e a s t h a t

o f t h e g r i d

l i n e ,

s o

t h a t p l a t e

l i n e

p h a s e s h i f t s

m a t c h t h e

g r i d - l i n e p h a s e

s h i f t s .

P l a t e - l i n e

i m p e d a n c e

i s

t a p e r e d

f r o m

a h i g h

i m p e d a n c e

( a t r e v e r s e

t e r m i n a t i o n

R

I )

t o

8/18/2019 antenna----------npl


O U T P U T

( ) ) I

O U T P U T

6

4 1 6 0

V A C

3 0

I N P U T

( 6 ( 6 I N P U G N Á L S )

I N P U T I

H I G H

V O L T A G E P O W E R

S U P P L Y

S Y S T E M

4 K V O C

K V D C

I 3 K V D C

I S K V D C

D I S T R I B U T E D A M P L I F I E R C H A I N

I ( T O T A L

O F

6

A M P L I F I E R

C H A I N S )

D I S T R I B U T E D A M P L I F I E R

C H A I N


C O N S O L E

P R I M E

P O W E R

D I S T R I B U T I O N

( O U T P U T

C O M B I N E D

I N

S P A C E )

C O O L I N G S Y S T E M

( 6 S E P A R A T E D I S T I L L E D

W A T E R

S Y S T E M S )

F i g . 1 - T r a n s m i t t e r

S y s t e m b l o c k d i a g r a m .

F i g .

2

-

S i m p l i f i e d s c h e m a t i c

o f

a

s i n g l e h i g h - p o w e r

a m p l i f i e r ;

s i x H P A ' s a r e u s e d

i n t h e t r a n s m i t t e r

s y s t e m .

a l o w e r i m p e d a n c e

a t t h e

R F

o u t p u t . T h e

o u t p u t l i n e

i s

a

6 / K - i n . -

d i a m e t e r 5 0

- o h m

c o a x .

H a r m o n i c c o n t e n t

i n t h e

p l a t e -

c u r r e n t

w a v e f o r m i s

h i g h

b e c a u s e

o f

c h a r a c t e r i s -

t i c

t u b e

n o n l i n e a r i t y - a s

h i g h

a s

- 1 2 d B

f o r

t h e

s e c o n d

h a r m o n i c

a n d - I 5 d B f o r

t h e t h i r d

h a r m o n i c .

T h e s e

h a r m o n i c s

a r e

r e m o v e d

i n

a

h i g h - p o w e r h a r m o n i c

f i l t e r ,

l o c a t e d

b e t w e e n t h e t r a n s m i t t e r

a n d t h e

a n t e n n a .

S i n c e t h e

p l a t e

a n d g r i d

l i n e m i d

s h u n t

i m p e d a n c e s

t h e o r e t i c a l l y

g o

t o i n f i n i t y

a t

t h e c u t o f f f r e q u e n c y ,

t h e

a m p l i f i e r w i l l

t e n d t o

o s c i l l a t e a t o r n e a r

c u t o f f .

T h i s

t e n d e n c y i s

p r e v e n t e d

b y p l a t e - l i n e

n e t w o r k s

( C 2 5 L 1 6 L 2 8

C 3 9

R 2 )

a n d

e l e v e n o t h e r i d e n t i c a l n e t w o r k s .

T h e s e

" o s c i l l a t i o n s u p p r e s s o r s "

a r e d o u b l e

-

t u n e d

c i r c u i t s ,

t u n e d

s l i g h t l y

b e l o w t h e

c u t o f f f r e q u e n c y ,

w h i c h

c o u p l e 5 0 - o h m

l o a d s

t i g h t l y

t o

e a c h p l a t e

a t t h e

t u n e d

f r e -

q u e n c y .

T h e D C

p l a t e

v o l t a g e

i s f e d t o

t h e

H P A

t u b e p l a t e s

v i a

R F

c h o k e c o i l s R F C I ,

R F C 2 ,

. . . ,

R F C I 2 .

T h e R F

v o l t a g e

p r e s e n t

o n t h e

p l a t e

l i n e

b u i l d s u p

g r a d u a l l y f r o m

i n p u t

e n d

t o

o u t p u t

e n d ,

i . e . ,

t h e

m a x i m u m R F

v o l t a g e

a p p e a r s

a t

t h e p l a t e

o f

t u b e

V 1 2 ,

a n d

m i n i m u m R F

v o l t a g e

a p p e a r s

a t t u b e

V I ,

a s

a

g e n e r a l

r u l e . R e f l e c t e d

p o w e r

f r o m

t h e

l o a d

( V S W R )

a n d p l a t e

- l i n e

i m p e r f e c t i o n s

m a y p a r t i a l l y

u p s e t t h i s

s i m p l e

p i c t u r e ,

w i t h o u t

c h a n g i n g

t h e g e n e r a l

p a t t e r n .

S i n c e t h e

R F

v o l t a g e v a r i e s f r o m

t u b e

t o

t u b e , e f f i c i e n c y c a n b e m a x i m i z e d

b y

" g r a d i n g " o r " t a p e r i n g "

t h e

D C

p l a t e

v o l t a g e .

I n t h e

H P A ' s

o f

t h i s e q u i p m e n t ,

t h e

D C p l a t e v o l t a g e

i s g r a d e d

a s f o l l o w s :

t u b e s

V I

t o

V 4 , I I

k V D C ; t u b e s

V 5

t o

V 8 ,

1 3

k V D C :

a n d t u b e s

V 9

t o

V I 2 ,

1 5

k V D C .

1 1

L

L 2

R F I N P U T

C 5 1

L 4 0

T I

L 5 3

L 6 7

C 6 7

B I A S

T h e I 5

- k V D C l e v e l

u s e d o n

V 9

t h r o u g h

\

1 2 p r o v i d e s

a g e n e r o u s m i n i m u m p l a t e

v o l t a g e

f o r

i d e a l

c o n d i t i o n s . H i g h V S W R

l o a d s ,

c o u p l e d

w i t h t h e r i s e i n

c i r c u i t

m i d

-

s h u n t i m p e d a n c e a t t h e

t o p

o f

t h e b a n d ,

c a u s e

a

r e d u c t i o n

i n t h e m i n i m u m

p l a t e

v o l t a g e

f o r

s o m e t u b e s .

F o r

e x a m p l e ,

a

V S W R

o f

2 :

I

c o u p l e d

w i t h

m a x i m u m f r e -

q u e n c y

o p e r a t i o n

c o u l d

c a u s e

i n a d e q u a t e

m i n i m u m

p l a t e v o l t a g e

a t t u b e # 1 2 .

E x -

c e s s i v e

s c r e e n c u r r e n t

i s

p r e v e n t e d b y

u s e

o f a

" s o f t "

s c r e e n s u p p l y ( u s i n g

a s e r i e s

r e s i s t o r ) .

T h i s

a l s o

c a u s e s a s m a l l

d r o p

i n

t o t a l p o w e r

o u t p u t ,

w h i c h

i s

t o l e r a t e d f o r

t h e s e

e x t r e m e


T h e H P A

t u b e s a r e

s c r e e n

p u l s e d ,

f r o m

i n d i v i d u a l

s c r e e n

p u l s e

" r e g u l a t o r s . "

P e a k

s c r e e n

v o l t a g e s

a r e

a d j u s t e d

a t t h e

H P A l o c a l

c o n t r o l

p a n e l , w h i c h

a l s o

d i s -

p l a y s

t h e r e s u l t i n g p e a k

p l a t e

c u r r e n t s .

F i g .

3 s h o w s

a

f i n i s h e d

H

P A

u n i t . S e v e r a l

o f t h e

R C A

4 6 4 1

t e t r o d e t u b e s

m a y b e

s e e n i n

t h i s

p h o t o g r a p h .

F i g . 4

i s

a

p h o t o g r a p h

o f t h e

H P A

c o n t r o l p a n e l

( l o c a l

c o n t r o l

c o n s o l e ) o u t s i d e

t h e H P A

r o o m . H P A

t u b e f i l a m e n t

a n d

s c r e e n

v o l t a g e s

a r e i n d i v i d u a l l y

c o n t r o l l e d ,

a n d

p e a k p l a t e c u r r e n t s ,

p e a k

s c r e e n c u r r e n t s ,

a n d

p e a k

s c r e e n

v o l t a g e s

a r e

m o n i t o r e d

o n p e a k

r e a d i n g

m e t e r s a t

t h i s

c o n s o l e .

E a c h H P A

a s s e m b l y

i s

5

f t w i d e ,

2 0

f t

l o n g ,

a n d a b o u t

8

f t h i g h ;

i t

i s

h o u s e d

i n a

s h i e l d e d H P A R o o m

m e a s u r i n g

3 0

f t

s q u a r e

a n d 1 2

f t h i g h .

T h e

1 2

H P A

s c r e e n

v o l t a g e

p u l s e r s

a n d

3 c r o w b a r

u n i t s

a r e

a l s o h o u s e d i n

t h e

H P A

R o o m .

H P A t u b e a r c p r o t e c t i o n

I t i s

w e l l k n o w n

t h a t h i g h - p o w e r

t u b e s

a r e s u b j e c t

t o

i n t e r n a l

f l a s h

a r c s

d u r i n g

o p e r a t i o n

- t h e

" R o c k y

P o i n t e f f e c t . " '

I f

C 2 5

L 1 6 ( 1 2

T U B E S

T O T A L I

L 4 I

L 2 8

n o t i n t e r r u p t e d ,

t h e

a r c

w i l l

d a m a g e , o r

d e s t r o y , t h e

t u b e .

I n

t h e d e s i g n ,

a c o n v e n t i o n a l

i g n i t r o n

c r o w b a r '

i s

u s e d t o

i n t e r r u p t

t h e

p o w e r

-

t u b e a r c .

P l a t e

a r c s a r e

s e n s e d b y

t h r e s h o l d i n g t h e

s i g n a l

f r o m a

p l a t e - p u l s e

c u r r e n t t r a n s f o r m e r ,

f e e d i n g l o g i c

c i r -

c u i t r y

w h i c h

f i r e s t h e


c r o w b a r

f o r

t h e t u b e c o n c e r n e d . A

m e m o r y

c i r c u i t

l i g h t s

a l a m p

t o s h o w

w h i c h t u b e

a r c e d .

T h e r e

i s

o n e

c r o w b a r

f o r

e a c h

v o l t a g e l e v e l o n

e a c h

H P A -

i . e . ,

t h r e e

c r o w b a r s p e r H P A

a n d

1 8

c r o w b a r s p e r t r a n s m i t t e r

s y s t e m .

E a c h H P A

c r o w b a r

c h a s s i s r e c e i v e s

p l a t e

v o l t a g e

f r o m

t h e

h i g h - v o l t a g e p o w e r s u p -

p l y s y s t e m

v i a

a h i g h - v o l t a g e s i l v e r /

s a n d

f u s e . W h e n

t h e

c r o w b a r

f i r e s , t h e a s -

s o c i a t e d f u s e

o p e n s u p ,

t h u s

i s o l a t i n g t h e

f a u l t e d

u n i t f r o m

t h e H V P S . T h e r e m a i n -

i n g f i v e H P A ' s

c o n t i n u e

t o o p e r a t e

a s i f

n o t h i n g h a d

h a p p e n e d .

A r e m o t e l y

o p e r a t e d f u s e

c h a n g e r

i s

u s e d t o s w i t c h

t o

a

n e w

f u s e , t h u s r e t u r n i n g

t h e H P A

i n -

v o l v e d

t o o p e r a t i o n a l s t a t u s . E a c h

f u s e

F i g .

3

-

H i g h

- p o w e r a m p l i f i e r .

8/18/2019 antenna----------npl


8/18/2019 antenna----------npl


O U T D O O R

E Q U I P M E N T

M V P s

u 6

H V P S

3

N D O O ÿ

E Q U I P M E N T

A

j . O I F

-

. 0 2 F

. 0 3 F

. 0 3 F

. 0 3 F

H V P St t 3

B

( 1 5 K V )

( 1 3 K V )

( I I K V

A

t -

. - - r - -

C

- " "

- - ' f y

( 6

S E T S

T O T A L )

F i g .

6 -

H i g h

- v o l t a g e

p o w e r

s u p p l y

( H V P S )

s y s t e m .

c h a n g e r

c o n t a i n s f i v e f u s e s . A f t e r

f i v e

o p e r a t i o n s

o f

a g i v e n

c r o w b a r

c h a s s i s , t h e

H P A

r o o m i s

o p e n e d

u p t o r e p l a c e t h e

b l o w n

f u s e s . T h e

f u s e

i s

d e s i g n e d t o

a l l o w

f o r e a s y f i e l d

r e p l a c e m e n t o f

t h e f u s e

w i r e .

F i g .

5 s h o w s a v i e w i n s i d e

t h e H

P A

r o o m ,

w i t h t h e f u s e

c h a n g e r

i n

t h e f o r e g r o u n d .

T h e r o w

o f

1 2

s c r e e n - p u l s e

r e g u l a t o r s i s i n

t h e m i d d l e

o f t h e r o o m ,

w i t h

t h e h i g h

-

p o w e r a m p l i f i e r

i n

t h e b a c k g r o u n d .

H i g h

- v o l t a g e p o w e r s u p p l y

s y s t e m

F i g .

6 i s

a

b l o c k

d i a g r a m /

s i m p l i f i e d

s c h e m a t i c

o f t h e H V P S

a n d

c a p a c i t o r

b a n k s y s t e m .

S i x

i d e n t i c a l

h i g h - v o l t a g e

D C p o w e r s u p -

p l i e s

a r e u s e d ,

w i t h

t h e

o u t p u t s

c o n n e c t e d

i n

s e r i e s . E a c h

s u p p l y

i s f e d

f r o m

a

4 I 6 0 V

A C ,

t h r e e - p h a s e

s o u r c e , a n d

e a c h s u p p l y

c o n t a i n s i t s

o w n 4 1 6 0 V

A C t h r e e

- p h a s e

c i r c u i t b r e a k e r .

E a c h s u p p l y

i s 1 2 1 / 2 x 1 4 x 9

f t h i g h .

T h e

o u t p u t r a t i n g

p e r s u p p l y

i s 2

t o

5 k V D C

( v a r i a b l e

b y r e m o t e l y - c o n -

t r o l l e d l o a d

- t a p

c h a n g e r ) . T h u s ,

t h e

H V P S

s y s t e m i s

c a p a b l e o f

a m a x i m u m

o u t p u t v o l t a g e

o f

3 0 k V D C ,

a l t h o u g h t h e

t y p i c a l

o p e r a t i n g

v a l u e

i s

1 5

k V D C

m a x -

i m u m .

A n

i n d o o r

s w i t c h m a t r i x

p e r m i t s

i s o l a t i o n

o f a n y o f t h e

s i x s u p p l i e s f o r

r e p a i r

o r m a i n t e n a n c e

a s r e q u i r e d . T h e

s y s t e m

c a n s u p p l y

f u l l

r e q u i r e d v o l t a g e

w i t h

a n y o n e

s u p p l y d o w n ,

t h o u g h

t h e

t a p e r e d -

p l a t e - o l t a g e f e a t u r e

i s p a r t i a l l y

l o s t i f

e i t h e r

s u p p l y # 5

o r

# 6 i s

d o w n .

T h e

p u l s e

c u r r e n t s

a r e d r a w n f r o m

t h e

s e r i e s - c o n n e c t e d

c a p a c i t o r

b a n k s . A s


6 ,

t h e

s i x c a p a c i t o r

b a n k s

v a r y

i n

s i z e f r o m

0 . 0 1 t o

0 . 0 3

F .

M a x -

T O

P A

6

T O

H P A

p l

i m u m r a t e d

e n e r g y

s t o r a g e

c a p a c i t y i s

1 . 8 7 5

m i :

n o r m a l

s t o r a g e

i s

0 . 5 5

m i .

T w e n t y

- f o u r

l a r g e

c o a x i a l

c a b l e s

( s i m i l a r

t o

R G - 1 7 ) f e e d t h e

f o u r

h i g h

- v o l t a g e

l e v e l s

( 4 , 1 1 , 1 3 ,

a n d

1 5

k V D C )

t o

t h e

s i x

H

P A ' s .

E a c h

l i n e

h a s

a

p r o t e c t i v e

i n p u t

f u s e ,

o r b a c k u p

f u s e

f o r t h e c r o w b a r

f u s e .

T h e

s i x h i g h

- v o l t a g e

p o w e r s u p p l i e s

a r e

i n d i v i d u a l l y

c o n t r o l l e d f r o m

a

r e m o t e ,

c e n t r a l l y l o c a t e d

c o n s o l e .

O N

/ O F F

a n d

R A I S E ; L O W E R

c o n t r o l s a r e

p r o v i d e d ,

w i t h

c o m p l e t e v o l t a g e

a n d c u r r e n t

m e t e r i n g .

F i g . 7

s h o w s t h e

s i x

o u t d o o r

- m o u n t e d

H V P S

u n i t s . F i g .

8 i s

a

v i e w

o f t h e

c a p a c i t o r r o o m ,

w i t h t h e

s w i t c h i n g m a t -

r i x o n

t h e

w a l l

t o

t h e

l e f t

a n d t h e

c a p a c i t o r b a n k s

t o t h e r i g h t

i n

t h e

p h o t o g r a p h .

F i g .

9 i s a v i e w

o f t h e c e n t r a l


c o n t r o l c o n s o l e

( T C C ) . T h e

H V P S c o n t r o l s

a n d

v a r i o u s

m o n i t o r i n g

f u n c t i o n s

a r e

l o c a t e d

a t t h e T C C .

D r i v e r

a m p l i f i e r s

T h e i n t e r m e d i a t e - p o w e r

a m p l i f i e r

/ d r i v e r

m u s t s u p p l y

a

m i n i m u m

o f

8 0 0 W

p e a k

R F

d r i v e

p o w e r t o e a c h

H P A i n p u t .

S i x

d r i v e r u n i t s

a r e

u s e d , o n e f o r

e a c h

H P A .

T h e

i n p u t f r o m

t h e s y s t e m

e x c i t e r

i s

6 0

M W

p e a k

t o

e a c h

o f

t h e

s i x

I P A

/ d r i v e r

c a b i n e t s .

T h e i n t e r m e d i a t e

p o w e r a m -

p l i f i e r ( I P A )

i s

a s m a l l

d i s t r i b u i t e d a m -

p l i f i e r

c o n t a i n i n g

s i x

t y p e

- 8 2 3 3 t e t r o d e s .

I P A g r i d

- l i n e i m p e d a n c e

i s

5 0

o h m s , t h u s

m a t c h i n g

t h e

5 0

- o h m

e x c i t e r

c a b l e w i t h

n o r e q u i r e m e n t

f o r

i m p e d a n c e

t r a n s f o r -

m a t i o n .

I P A

p l a t e

- l i n e i m p e d a n c e

i s

3 0 0

o h m s ,

a n d t y p i c a l p o w e r

o u t p u t i s

3

W

p e a k .

A 2 : 1 -

o l t a g e

- r a t i o R F


m a t c h e s

t h e 3 0 0 - o h m

I P A p l a t e

l i n e

t o

a

7 5 - o h m

c o a x i a l l i n e w h i c h

c a r r i e s t h e

3

W

I P A o u t p u t

t o t h e d r i v e r i n p u t .

T h e

d r i v e r g r i d - l i n e i m p e d a n c e

i s 7 5

o h m s ,

a n d t h e d r i v e r p l a t e - l i n e

o u t p u t

i m p e d a n c e

i s 2 0 0 o h m s . T h e

d r i v e r i s

a n o t h e r

s m a l l d i s t r i b u t e d

a m p l i f i e r , u s i n g

1 2 t y p e

- 8 1 2 1 t e t r o d e s . T h e

d r i v e r o u t p u t

p o w e r

( 8 0 0 t o

1 0 0 0 W

p e a k )

i s

t r a n s f o r m e d

t o t h e 5 0 - o h m

l e v e l

b y

a

2 : l

( v o l t a g e

r a t i o )

f e r r i t e

t r a n s f o r m e r ,

a n d

f e d

t o t h e

H P A v i a

7 / 8 - i n c h 5 0

- o h m

c o a x i a l l i n e .

F i g . 1 0 s h o w s t h e I P A - D r i v e r , f a u l t - s e n -

s i n g l o g i c ,

a n d " l o c a l

- l o a d -

c e n t e r "

c a b i n e t s . T h e I P A - d r i v e r c i r c u i t r y

o c -

c u p i e s

a

2 /

1

c a b i n e t a t t h e

l e f t , w h i l e

t h e

f a u l t - s e n s i n g

l o g i c

o c c u p i e s a s i n g l e

c a b i n e t

i n t h e

c e n t e r .

C o o l i n g

s y s t e m

T h e

s i x

o u t d o o r

u n i t s o f t h e H V P S a r e

s e l f c o o l e d ,

w i t h o i l - t o

- a i r

r a d i a t o r s

t o

t r a n s f e r t h e w a s t e h e a t

t o t h e a t m o s p h e r e .

A l l

i n d o o r

u n i t s a r e

i n

a n

a i r c o n d i t i o n e d

e n v i r o n m e n t , w i t h f o r c e d ,

c o o l e d a i r c i r -

c u l a t e d c o n t i n u o u s l y .

W a s t e

h e a t

f r o m t h e

H P A

t u b e s , H P A

f i l a m e n t p o w e r

s u p p l i e s , a n d H P A s c r e e n

p u l s e r s , i s

r e m o v e d b y

a d i s t i l l e d - w a t e r

s y s t e m .

E a c h

H P A t u b e

p l a t e

i s

c o o l e d

b y

a 6 0 g a l /

m i n f l o w o f h i g h

p u r i t y w a t e r

( 7 2 0

g a l /

m i n

f o r

a l l

1 2

t u b e s

i n

a n

H

P A ) .

T y p i c a l

f l o w f o r t h e r e m a i n i n g

w a t e r

c o u r s e s

i s

1

t o

2 g a l / m i n / w a t e r

c o u r s e .

T h e

w a t e r s y s t e m

( f o r

e a c h

H

P A ) c o n s i s t s

o f a

2 0 0 0

g a l s t a i n l e s s

s t e e l s t o r a g e

t a n k ,

d e m i n e r a l i z i n g

e q u i p m e n t , a 1 0 0 0

- g a l

m i n , 1 0 0

p s i g

p u m p ,

a n d

c o p p e r d i s -

t r i b u t i o n p i p i n g

w i t h f l o w

i n t e r l o c k

s w i t -

c h e s . S e c o n d a r y ( r a w w a t e r )

c o o l i n g

i s

p r o v i d e d

b y o u t d o o r

c o o l i n g t o w e r s .

R e f e r e n c e s

I .

P e r c i v a l .

W .

S . , B r i t i s h P a t e n t S p e c i f i c a t i o n

N o . 4 6 0 , 5 6 2 ,

a p p l i e d f o r

2 4

J u l y

1 9 3 6 .

2 . G i n z t o n , H e w l e t t .

J a s b e r g , a n d N o e ,

" D i s t r i b u t e d

A m p l i f i c a t i o n , "

P r o c e e d i n g s

o f t h e I R E . ( A u g .

) 9 4 d ) .

3 .

H o r t o n .

J a s b e r g , a n d N o e ,

" D i s t r i b u t e d A m p l i f i e r s :

l ' r a c t i c a l

C o n s i d e r a t i o n s

a n d E x p e r i m e n t a l R e s u l t s . "

P r o c e e d i n g s o f

t h e

/ R E .

( J u l y .

1 9 5 0 ) .

4 . R o d g e r s .

P .

H .

" L a r g e S i g n a l

A n a l y s i s o f D i s t r i b u t e d

A m p l i f i e r s , "

E n g i n e e r i n g R e s e a r c h

I n s t i t u t e . U n i v e r s i t y

o f

M i c h i g a n .

t e c h n i c a l R e p o r t N o . 5 2 ,

C o n t r a c t N o . D A - 3 6 -

1 1 3 9

s e 6 3 2 0 3 , J u l y

1 9 5 5 .

5 .

D o u m a .

I . . P r i v a t e

C o m m u n i c a t i o n .

6 .

D o u m a . I . . P r i v a t e


7 .

D o u m a .

r . ,

P r i v a t e C o m m u n i c a t i o n .

, e .

D o u m a .

I . , P r i v a t e C o m m u n i c a t i o n .

4 .

D o u m a ,

I . , P r i v a t e


1 0 . H o o v e r .

W . a n d P r u i t t .

D . .

P r i v a t e


I I . P a r k e r . W . N .

a n d H o o v e r ,

M . V . ,

" G a s T u b e s

P r o t e c t

H i g h

P o w e r

t r a n s m i t t e r s . "

E l e c t r o n i c s , ( J a n . , 1 9 5 6 1 .

8/18/2019 antenna----------npl


L o w

b a c k l o b e

a n t e n n a

f o r

a i r b o r n e

m i s s i l e -

w a r n i n g

s y s t e m

H .

H o n d a

A n t e n n a s

u s e d

i n

c e r t a i n

a i r b o r n e

a p p l i c a t i o n s ,

m u s t

h a v e v e r y l o w

b a c k l o b e s

t o

r e d u c e

g r o u n d

c l u t t e r , y e t

t h e y m u s t b e a s c o m p a c t

a n d

s i m p l e

a s

p o s s i b l e f o r

a i r c r a f t

i n s t a l l a t i o n .

T h i s p a p e r

d e s c r i b e s

t e c h n i q u e s

f o r

r e d u c i n g

t h e b a c k l o b e s o f

a d i e l e c -

t r i c - r o d a n t e n n a

o v e r a

b r o a d

a n g u l a r r e g i o n

( n a m e l y ,

o v e r

t h e

e n t i r e

r e a r

h e m i s p h e r e

o f t h e

r a d i a t o r )

w h i l e

p r o v i d i n g w i d e

a n g u l a r

c o v e r a g e

b y

t h e

u s e

o f d e v i c e s t h a t a r e

s i m p l e

t o

i m p l e m e n t .

A m e t h o d

o f

e n h a n c i n g

t h e


f o r

s u c h

a r a d i a t o r

b y

s t e p -

n d e x i n g

o f t h e

m a t e r i a l

i s

a l s o

d i s c u s s e d .

T h e

t h e o r y

o f

t h e s e

t e c h n i q u e s i s

b r i e f l y

d e s c r i b e d ,

a n d e x p e r i m e n t a l

r e s u l t s

s h o w i n g v e r i f i c a t i o n

o f t h e

t h e o r y

a r e

p r e s e n t e d .

T h e

t h e o r e t i c a l

e f f e c t s o f m e t a l

s t r u c t u r e s

c l o s e t o

t h e

r a d i a t o r

a n d

o f

t h e

p r e s e n c e

o f r a d o m e s

a r e

d i s c u s s e d , a n d e x p e r i m e n t a l

d a t a

a r e

p r e s e n t e d .

D E F E N D I N G

A N

A I R C R A F T

a g a i n s t

m i s s i l e s

a n d

o t h e r a i r c r a f t r e -

q u i r e s

a

t a i l

w a r n i n g

s y s t e m

w i t h

l o w

f a l s e

a l a r m

a n d

a c a p a b i l i t y

o f

p r o -

v i d i n g a n

a u t o m a t i c

a l e r t

f o r

a p p r o -

p r i a t e

m a n e u v e r s .

F o r

a s e n s o r

s y s t e m

t h a t

c o n s i s t s

o f

a p u l s e

d o p p l e r r a d a r

( P D R ) ,

t h e f a l s e

a l a r m

m a y a r i s e

f r o m g r o u n d

c l u t t e r .

C l u t t e r

r e j e c t i o n

i n

a

s i m p l e

a n d c o s t

- e f f e c t i v e

P D R

s y s t e m m a y

b e a c c o m p l i s h e d

b y

u s e

o f

a

l o w

s i d e l o b e

a n t e n n a ,

i f t h a t

r a d i a -

t o r

i s

s i m p l e a n d

c o s t e f f e c t i v e .

S u c h

a

r a d i a t o r

i s

t h e

d i e l e c t r i c

r o d

a n -

t e n n a .

B e c a u s e

o f

i t s

l o w p r o f i l e ,

t h e d i e l e c -

t r i c

r o d

r a d i a t o r

i s a t t r a c t i v e

f r o m

t h e

s t a n d p o i n t

o f u s e i n a

r e a r -

l o o k i n g

a n t e n n a

s y s t e m o n

h i g h

s p e e d a i r

c r a f t s . H o w e v e r ,

t h i s

t y p e

o f

r a d i a t o r

i s n o t g e n e r a l l y

n o t e d f o r

i t s l o w b a c k -

l o b e s . A

t e c h n i q u e h a s

b e e n

d e v e l o p e d

t o

r e d u c e

t h e s e l o b e s . T h i s

t e c h n i q u e .

a s

w e l l

a s

a

m e t h o d

o f

e n h a n c i n g

t h e

g a i n ,

a n d

t h e

m e a s u r e d

p e r f o r m a n c e s

o f t h e

r a d i a t o r s

i m p l e m e n t i n g

t h e s e

H

H o n d a

R a d i a t i o n

S y s t e m s


A e r o s p a c e

S y s t e m s

D i v i s i o n


M a s s .

r e c e i v e d

t h e B S E E f r o m

t h e U n i v e r s i t y o f

P e n n s y l -

v a n i a ,

t h e

M S E E f r o m

D r e x e l

I n s t i t u t e

o f T e c h -

n o l o g y ,

a n d

M S ( p h y s i c s ) f r o m N o r t h e a s t e r n

U n i -

v e r s i t y .

M r . H o n d a w o r k e d

f o r f o u r y e a r s o n

t h e d e -

s i g n a n d d e v e l o p m e n t

o f m i c r o w a v e c o m p o n e n t s

f o r

a i r b o r n e

r a d a r s

a n d c o m m u n i c a t i o n s

r e l a y s y s -

t e m s . H e

h a s w o r k e d f o r

s i x

y e a r s

o n t h e d e s i g n

a n d



a n d

U H F

a n t e n n a s

f o r r a d a r , c o m m u n i c a t i o n

s o n o b u o y

s y s t e m s ,

a n d

i n

t h e a n a l y s i s o f


a n t e n n a s

f r o m

t h e

s t a n d p o i n t o f

a n t i - j a m

c a p a b i l i t i e s .

M r .

H o n d a

h a s s p e n t

t w o y e a r s s u p e r v i s i n g t h e


o f

l o w c o s t

m i c r o w a v e

r e l a y

s y s t e m s a n d

p r i n t e d

m i c r o w a v e

c i r c u i t r y . H e h a s

a l s o

a p p l i e d

m i c r o w a v e

t e c h n i q u e s t o c o m p u t e r

s y s t e m s

a n d ,

i n

p a r t i c u l a r ,

( r i

h a s

i n v e s t i g a t e d v a r i a b l e c a p a c i t a n c e

p h a s e

- l o c k e d

o s c i l l a t o r s .

H e

i n v e s t i g a t e d

o p t i c a l

r a d a r p r o c e s s -

i n g t e c h n i q u e s f o r I C B M

d e t e c t i o n a n d

a d v a n c e d

m i c r o w a v e a n t e n n a

t e c h n i q u e s , i n c l u d i n g i n t e -

g r a t e d

c i r c u i t a c t i v e

e l e m e n t p h a s e a r r a y .

H e h a s

a n a l y z e d m o n o p u l s e

s y s t e m s , p a r t i c u l a r l y a s

r e -

l a t e d

t o a n t e n n a

s y s t e m s f r o m

t h e s t a n d p o i n t

o f

b o r e s i g h t s h i f t a n d

s p u r i o u s r e s p o n s e s . H e h a s i n -

v e s t i g a t e d

e l e c t r i c a l l y s m a l l U H F a n d V H F

a n t e n -

n a s . H i s

m o s t r e c e n t

a c t i v i t i e s i n c l u d e

t h e

d e v e l o p -

m e n t o f b r o a d b e a m l o w

- b a c k l o b e a n t e n n a s f o r

a p p l i c a t i o n s t o

P D R

s y s t e m s o n t a c t i c a l

a n d

s t r a -

t e g i c a i r c r a f t s ,

a n d

a n a l y s i s o f t h e m i n o r l o b e

r e q u i r e m e n t

f o r

t h e s e

r a d i a t o r s f r o m t h e s t a n d p o i n t

o f

g r o u n d c l u t t e r r e c e p t i o n . M r . H o n d a

i s a

m e m -

b e r o f

I E E E , o f

E t a K a p p a N u ,

a n d o f

R E S A

( t h e

i n d u s t r i a l

b r a n c h o f S i g m a

X i ) .

t e c h n i q u e s a r e

d i s c u s s e d i n

t h i s p a p e r .

T h e

s a l i e n t

e l e c t r i c a l

r e q u i r e m e n t s t o

w h i c h

t h i s t y p e o f a n t e n n a

w a s

d e -

v e l o p e d a r e :

O p e r a t i n g

F r e q u e n c y

i n t h e u p p e r

D -

b a n d a n d i n

t h e

E - b a n d ;

G a i n i n

t h e 1 1 t o 1 3

d B i r a n g e ;

M i n o r

l o b e s

i n t h e e n t i r e r e a r

h e m i -

s p h e r e

o f

t h e

a n t e n n a

( b a c k l o b e s )

o f

t h e o r d e r o f 3 5 d B

d o w n f r o m

t h e

p e a k

o f

t h e

m a i n b e a m .

C o m p a c t

s i z e .

B a c k l o b e


T h e t e c h n i q u e u s e d f o r b a c k l o b e

s u p -

p r e s s i o n

o v e r

a w i d e

a n g u l a r

r e g i o n

i s

a s i m p l e c o n c e p t ,

a n d

i t s

p r i n c i p l e

m a y

b e d e s c r i b e d

a s

f o l l o w s :

I t i s a

w e l l


c o n c e p t

t h a t

t h e t o t a l

r a d i a t i o n p a t t e r n

o f t h e

d i e l e c t r i c

r o d

a n t e n n a m a y b e c o n s i d e r e d

t o

b e

t h e

v e c t o r s u m

o f

t h e f e e d

p o i n t

a n d

t e r -

m i n a l

r a d i a t i o n s .

F o r t h e

r a d i a t o r s

o f

i n t e r e s t ,

t h e

p a t t e r n s o f t h e

f e e d

p o i n t

r a d i a t i o n

a n d

o f t h e

t e r m i n a l

r a d i a t i o n

i n t h e r e a r h e m i s p h e r e a r e a t

m o s t

w i t h i n

t h e

f i r s t f e w

s i d e l o b e s

o f t h e

p a t t e r n .

I f t h e

e n e r g y

i n

t h e s e

l o b e s i s

a n t i

- p h a s e ,

t h e l o b e s t e n d t o

c a n c e l . B y

s p a c i n g

t h e

" p h a s e

c e n t e r s " o f t h e f e e d

p o i n t a n d t e r m i n a l r a d i a t i o n s ,

s o t h a t

t h e e n d - f i r e

c o n d i t i o n

i s

m e t ,

t h e

r a d i a -

t i o n

i n t h e

r e a r h e m i s p h e r e

t e n d s

t o

c a n c e l a n d

i s

e n h a n c e d

i n

t h e f o r w a r d

h e m i s p h e r e .

F o r

g o o d

c a n c e l l a t i o n

o v e r w i d e a n g u l a r r e g i o n ,

t h e

r e a r

l o b e s f o r t h e

t w o c o m p o n e n t s m u s

m a t c h

i n

a m p l i t u d e . T h u s ,

t h e

t e c h -

n i q u e s

b e c o m e

a

f u n c t i o n

o f t h e t w o

d 0

B O

1 7 0

D E G R E E S

1 6 0

1 8 0

F i g .

1 -

E f f e c t

o f

p h a s e c e n t e r d i s t a n c e .

8/18/2019 antenna----------npl


4 0

8 0

1 2 0

A N G L E

( D E G )

F i g .

2 -

R e s u l t a n t p a t t e r n w i t h t a p e r e d

d i s t r i -

b u t i o n .

1 6 0

1 8 0

- 2 0

d B

- 4 0

- 6 0

r a d i a t i o n

p a t t e r n s

a n d t h e l a u n c h i n g

e f f i c i e n c y .

I n

p r a c t i c e ,

t h e s e f a c t o r s a r e n o t

e a s i l y c o n t r o l l e d .

H o w e v e r ,

i f

w e

i n -

t r o d u c e

a u x i l i a r y r a d i a t o r s o f p r o p e r

a m p l i t u d e

a n d

p h a s e ,

t h e

r a d i a t i o n

i n

t h e

b a c k l o b e

r e g i o n c a n b e f u r t h e r

s u p p r e s s e d .

F o r

d i e l e c t r i c

r o d s , t h e

a u x i l i a r y

r a d i a t o r s m a y

t a k e

t h e f o r m

o f

a

s i m p l e

b a n d

o n t h e c y l i n d r i c a l

p o r t i o n

o f

t h e r o d , w h i c h

i n t r o d u c e s

a

d i s c o n t i n u i t y

i n

a

n o r m a l l y n o n

-

r a d i a t i v e

l i n e .

T h e

w i d t h

o f t h e b a n d

c o n t r o l s t h e a m p l i t u d e o f

r a d i a t i o n ;

i t s

p o s i t i o n

c o n t r o l s t h e

p h a s e .

C a l c u l a t i o n s

w e r e

m a d e

t o

c h e c k t h e

b a c k l o b e s u p p r e s s i o n

p r i n c i p l e

a s s u m -

i n g

t h e

b a c k l o b e s

o f t h e f e e d

p o i n t

a n d t e r m i n a l

r a d i a t i o n s

t o

b e e q u a l ,

u s i n g t h e o r e t i c a l

p a t t e r n s

f o r t h e

f e e d

p o i n t a n d

t e r m i n a l

r a d i a t i o n s .

F i g . 1

a n d

2

s h o w

t h e

r e s u l t a n t

p a t t e r n

a s -

s u m i n g u n i f o r m

a n d t a p e r e d

a p e r t u r e

d i s t r i b u t i o n , r e s p e c t i v e l y ,

f o r t h e t e r -

m i n a l

r a d i a t i o n .

F i g .

2

s h o w s

t h a t

b a c k l o b e

s u p p r e s s i o n o f o v e r

4 0 d B

( r e l a t i v e

t o

t h e

p e a k

o f

t h e m a i n

b e a m ) o v e r

a

7 0 °

r e g i o n a b o u t

t h e

r e a r a x i s o f t h e

r a d i a t o r

i s

p o s s i b l e

u n d e r

t h e s e


T h e s e c a l c u l a -

t i o n s

w e r e

m a d e f o r s h o r t e r

r o d s t h a n

t h o s e o f

p r i m a r y

i n t e r e s t

i n t h i s

p a p e r .

E n h a n c e m e n t

o f d i r e c t i v i t y

I f r e l a t i v e l y

h i g h

g a i n s a r e d e s i r e d

i n

t h e

r a d i a t o r ,

t h e

r o d

r a d i a t o r

l o s e s

s o m e

o f i t s

a t t r a c t i v e n e s s

b e c a u s e

o f

i t s

i n c r e a s e d l e n g t h .

I f

h i g h g a i n i s

a c h i e v a b l e w i t h

s h o r t

l e n g t h s ,

w h i l e

m a i n t a i n i n g a s m a l l c r o s s - s e c t i o n a l

a r e a ,

t h e

u s e f u l n e s s o f t h e

r a d i a t o r

i s

e n h a n c e d .

I n a

s u r f a c e

- w a v e


l i n e ,

m o s t o f t h e e n e r g y p r o p a g a t e s o u t s i d e

t h e

d i e l e c t r i c . F o r

s u c h a l i n e ,

t h e

s m a l l e r

t h e

d i a m e t e r

t h e

l e s s e r

i s

t h e

f i e l d

c o n f i n e d

n e a r

t h e

r o d ; o r

m o r e

p r e c i s e l y , t h e

l e s s e r t h e d i f f e r e n c e

i n

p h a s e

v e l o c i t y

b e t w e e n t h a t

i n t h e r o d

a n d t h a t

i n f r e e s p a c e ,

t h e

g r e a t e r

i s

t h e e x t e n t

o f t h e

f i e l d

o u t s i d e

t h e

r o d .

I f a d i s c o n t i n u i t y

i s i n t r o d u c e d

s o

t h a t

r a d i a t i o n o c c u r s ( a s

i n t h e c a s e

o f t h e

d i e l e c t r i c

r o d

r a d i a t o r ) t h e

d i -

r e c t i v i t y

o f

t h i s r a d i a t i o n

d e p e n d s

o n

t h e

e x t e n t o f t h e

f i e l d a t t h e p l a n e

w h e r e

t h e d i s c o n t i n u i t y

o c c u r s .

T h i s

t h e n i m p l i e s

t h a t t h e s m a l l e r

t h e

r a d i -

a t o r d i a m e t e r ,

t h e

g r e a t e r

i s

i t s

d i r e c -

t i v i t y .

F u r t h e r , s i n c e

t h e

f i e l d i s

m o r e

c o n f i n e d

b y h i g h e r

d i e l e c t r i c

c o n s t a n t ,

t h e l o w e r

t h e c o n s t a n t ,

t h e

h i g h e r t h e


f o r

a g i v e n

d i a m e t e r

r o d .

I n

a

p r a c t i c a l

r a d i a t o r , t h e r e

i s a l i m i t

t o

t h e m i n i m u m

d i a m e t e r

u t i l i z a b l e ,

s i n c e t h e

d i p o l e

m o d e

f i e l d

i s

u s u a l l y

l a u n c h e d

f r o m

a

c i r c u l a r w a v e g u i d e ,

w h i c h w o u l d

p r e v e n t

p r o p a g a t i o n

i f

t h e d i a m e t e r

b e c o m e s

t o o s m a l l .

A l s o ,

w i t h d e c r e a s e

i n

a p e r t u r e

s i z e , t h e

l a u n c h i n g e f f i c i e n c y

i s

d e c r e a s e d

a n d

e n e r g y

i s

d i r e c t e d

i n t o t h e

d i r e c t

r a d i a t i o n

( f e e d

p o i n t )

w h i c h

t e n d s

t o

s p r e a d t h e e n e r g y

a n d t h u s

r e d u c e

t h e

g a i n .

T o c i r c u m v e n t

t h i s

r e s t r i c t i o n ,

a m a t e -

r i a l o f l o w e r

d i e l e c t r i c

c o n s t a n t

m a y

b e i n t r o d u c e d

b e t w e e n

t h e

b a s i c

r o d

a n d a i r ( f r e e

s p a c e )

.

T h i s r e d u c e s

t h e

d i f f e r e n c e

b e t w e e n

t h e

p h a s e

v e l o c i -

t i e s

a n d

t h e

f i e l d d e c a y s

l e s s

r a p i d l y

a w a y

f r o m

t h e

r o d ( w h i l e

p r o p a g a t i n g

p a r a l l e l

t o t h e

r o d ) .

T h e e f f e c t i v e

a p e r t u r e

i s t h u s

i n c r e a s e d .

[ T h e

l a y e r s

o f

d i e l e c t r i c

i s r e f e r r e d

t o

a s

a

" l i n e r . "

T h e l i n e r w a s

f i r s t

u s e d f o r m e c h a n i -

c a l c o n s i d e r a t i o n

b y

P . T r e m b l a y . ]

T h i s

i s

p e r h a p s

a n o v e r s i m p l i f i e d

d e -

s c r i p t i o n

o f t h e

t h e o r y ,

s i n c e

i t

i s

b a s e d u p o n t h e s u r f a c e

- w a v e p r o p a g a -

t i o n c o n c e p t .

A t a p e r e d

r o d

a l s o

r a d i -

a t e s b y

l e a k y w a v e ,

s o

t h a t

t h e

m e c h a n i s m

f o r i n c r e a s e d

g a i n

i s

n o t

s o s i m p l e a s

s t a t e d

a b o v e .

O n

t h i s

b a s i s ,

i t

m a y b e

e x p e c t e d

t h a t

t h e

r o d

w i t h

m o r e g r a d u a l

t a p e r

m a y

b e i n -

f l u e n c e d m o r e

b y a

l i n e r .

E x p e r i m e n t a l

r e s u l t s

o f

r a d i a t o r s

i n

f r e e

s p a c e

B o t h t h e

t e c h n i q u e s

o f b a c k l o b e

s u p -

p r e s s i o n a n d g a i n e n h a n c e m e n t

d i s -

c u s s e d a b o v e w e r e

i m p l e m e n t e d

a n d


m a d e o n

r a d i a t o r s

o f

v a r i o u s

l e n g t h s ,

i . e . , f o r

r a d i a t o r s

o f

v a r i o u s g a i n .

R a d i a t o r s w i t h

g a i n s

r a n g i n g f r o m

1 1

d B i t o

1 3

d B i

w e r e

t e s t e d .

I n

p r e v i o u s s t u d i e s ,

r o d s w i t h

a b o u t 5

d B i a n d

1 4 d B i

g a i n s w e r e

m e a s u r e d .

I n m u c h o f t h e

p r e s e n t

s t u d y ,

t h e t w o

t e c h n i q u e s

w e r e


a t t h e

s a m e

t i m e

a n d t h e

b e s t



w e r e

o b t a i n e d

b y

t h i s

s i m u l t a n e o u s

a p p l i c a t i o n ,

i . e . , t h e

s h a r p " c u t

- o f f "

i n b e a m


o b t a i n e d

b y

t h e

l i n e r

a i d s

i n r e d u c i n g

t h e

r e a r l o b e s o v e r

a

b r o a d e r

a n g u l a r

r e g i o n ,

a s

w e l l

a s e n h a n c i n g

t h e

g a i n .

A n

e x a m p l e

o f s u c h

a

r a d i a t o r

u s e d i n

t h e e x p e r i m e n t a l

s t u d i e s

i s s h o w n

i n

F i g . 3 ,

w h e r e

a

f i b e r g l a s s

l i n e r

i s

f i t t e d

o v e r a r o d

o f

h i g h

- K

s t y r e n e

- b a s e d

m a t e r i a l

( E

= 9 E

° )

i n c o r p o r a t i n g

a

b a n d .

A t y p i c a l e x a m p l e

o f

t h e

b a c k l o b e

r e -

d u c t i o n

a c h i e v e d

b y u s e

o f t h e

b a n d

( n o l i n e r )

i s

s h o w n

i n

F i g .

4 .

T h e

p a t t e r n

s h o w n

i s

t h a t

i n t h e

E -

p l a n e ,

f o r

a

0 . 2 4 4

- A -

d i a m e t e r

r o d

w i t h

a n

0 . 8 1 - A -

d i a m e t e r

g r o u n d

p l a n e .

R e d u c -

t i o n

i n

r e a r l o b e

l e v e l

f r o m

- 2 2

d B

( r e l a t i v e

t o

p e a k

o f

m a i n b e a m )

t o

- 3 1

d B , o v e r

± 9 0 ° a b o u t

t h e r e a r

a x i s o f

t h e

a n t e n n a

i s

s e e n .

A s

m e n t i o n e d ,

t h e

b a c k l o b e

l e v e l

d e -

p e n d s

o n t h e

f e e d - p o i n t

- t o -

t e r m i n a l

s p a c i n g .

T h e

E p l a n e

p a t t e r n

c h a r a c -

t e r i s t i c

a s

a

f u n c t i o n o f

t h i s

s p a c i n g

i s

s h o w n

i n

F i g . 5 f o r

a p a r t i c u l a r

r o d .

T h e


i s

a l s o

d e p e n d e n t

u p o n

t h e

g r o u n d

p l a n e

s i z e ,

a s

m a y

b e

e x p e c t e d

- n o t

o n l y

b e c a u s e

i t

c h a n g e s

t h e f e e d

- p o i n t

r a d i a t i o n

p a t -

t e r n

b u t

a l s o

b e c a u s e

i t

t e n d s

t o d i f -

f r a c t

t h e

t e r m i n a l r a d i a t i o n .

F o r s m a l l

F i g . 3 -


d i e l e c t r i c

- r o d

r a d i a t o r .

8/18/2019 antenna----------npl


7

r

- 4

7

'

. . . . .

. .

B .

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- -

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- - 8 6 - 2

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.

I

1 . . - - - - -

I

i

1

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1

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- - - -

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I

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W I T H B A N D

W I T H O U T

B A N D

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1

1

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- 4

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I

E

I

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-

1

i

i

I - n

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J

6 '

E

6

F i g . 4 -

B a c k l o b e

r e d u c t i o n

b y

u s e

o f b a n d s .

1 1 . 5

1 1 . 0

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Z 1 0 . 5

3

a

9 . 5

r

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T

W I T H O U T

B A N D

W I T H

. 1 3

6 0

5 0

A N C ,

W I T H O U T

' {

- 2 0

4 0

- p

. 2

1

5

. 2

. 1 5

. 2

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1

P A 1 1 E R ' 1

N O O I E

P R O I G C I

E N 4 N i

R E N A R Y ,

R E M A R K S

0 . 2 4 4 A

D I A .

R O D

= 0 . 1 6 3 A

D G = 1 . 0 7 0

-

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1 0

C

_ I _ _

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2

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3 0

I

r

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1

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_ _ _

f

- _ .

S

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_ I . . _

1

H - P L A N E

H .

- .

. _ . .

_

A -

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1

- - -

-

-

-

-

I _

1

I _ - , 1 8

E - P L A N E l " I

-

I

1

i

I - - -

I I '

E 1

I

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1 I

I ,

1

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- - -

1 - '

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1 1

-

- 4

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T

H

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4

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+

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1

1

_ I

-

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[

3 : 4

^ ^

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,

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1 1 I

J 7

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F i g 8 - P r i n c i p a l p l a n e

p a t t e r n s

w i t h

t e f l o n

l i n e r .

- - - - {

'

I I T H O U T

W I T H

o

F i g .

5

E

1 2

1 1

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9

1 2

s

z

n

3

1 0

- p l a n e


w i t h

b a n d s

a s

f u n c t i o n

o f f e e d

- p o i n t - t o t a p e r

s p a c i n g .

s

t a

\ {

I H I °

\

W . L I N E R

\

6 0

é 5 0

{ 0

7

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{ - J

1 0

Y

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a

a

2 0

\

W / O

. 5

1 0

D o / A

F i g . 6 - C h a r a c t e r i s t i c s

o f 0 . 2 4 4 r o d

6 0

5 0

a

p

. 8

D G ,

w i t h t e f l o n

l i n e r .

3 0

. 3

2 0

f

A

a

3 0

g

p

. 8

D d A

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{ , t

{

- {

0 . 5

D 4 / A

. 4

F i g .

7

- E

- p l a n e

p a t t e r n


w i t h b a c k l o b e s u p p r e s s i o n .

g r o u n d p l a n e s ,

t h e r e

i s

a

c y c l i c

c h a n g

i n r e a r l o b e c h a r a c t e r i s t i c s a s t h e p l a n


i n s i z e .

T h e

i n v e s t i g a t i o n o f t h e i n c r e a s e i

d i r e c t i v i t y e n g e n d e r e d b y

t h e u s e o

l i n e r s

w a s

r a t h e r

l i m i t e d , p r i m a r i l

b e c a u s e o f

t h e c o s t o f

t h e

m a t e r i a l a n

o f t h e f a b r i c a t i o n . T h e

m a t e r i a l s u s e

i n t h e s t u d y

w e r e

t e f l o n , f i b e r g l a s

a n d f o a m s

o f

v a r i o u s d e n s i t y . L i n e r

o f t h e s e m a t e r i a l s

w e r e t e s t e d

w i t

r o d s o f

v a r i o u s d i a m e t e r a n d l e n g t h

F i g .

6

a n d 7 s u m m a r i z e

s o m e o f t h

r e s u l t s

o f t h i s i n v e s t i g a t i o n .

T h e

u s e o f l i n e r s i s m o s t

e f f e c t i v e f o

s m a l l g r o u n d p l a n e s

w i t h t h e h i g h e

d i e l e c t r i c - c o n s t a n t m a t e r i a l s ,

a s s e e

f r o m

t h e g a i n c h a r a c t e r i s t i c s

o f

F i g

6 ,

w h e r e

t h e

p e r f o r m a n c e o f

a r o

w i t h

t e f l o n

l i n e r

b u t

w i t h o u t

b a c k l o b


a r e s u m m a r i z e d . T h e

r

s u l t s i n

F i g . 7

a r e f o r

t e f l o n l i n e r s

w i t

b a c k l o b e s u p p r e s s i o n . T h e l i n e r

d

m e n s i o n

w a s

h e l d c o n s t a n t a n d

t h

g r o u n d

p l a n e d i a m e t e r

v a r i e d .

R e p r e s e n t a t i v e

o f t h e

p a t t e r n s

r e s u l t

i n g f r o m a

r o d

w i t h

l i n e r

a n d b a c k

l o b e


a r e

t h o s e s h o w n

i

F i g .

8 ,

w h e r e

t h e p r i n c i p a l p l a n e p a t

t e r n s o f a r o d

w i t h

t e f l o n

l i n e r ( b a s

d i a m e t e r : 0 . 3 0 5 À )

a n d

w i t h

1 . 0 7 - A

d i a m e t e r g r o u n d

p l a n e

a r e

p l o t t e d

F i g .

9 s h o w s

t h e

p a t t e r n

f o r

a r o

w i t h a h i g h - d e n s i t y f o a m

l i n e r .

8/18/2019 antenna----------npl


a ) E - p l a n e

1 3

b ) H - p l a n e

F i g . 9 P o l a r

p a t t e r n

o f d i e l e c t r i c r o d w i t h

f o a m

l i n e r .

T h e

e f f e c t i v e n e s s

o f

t h e

b a c k l o b e -


t e c h n i q u e

h a s b e e n

d e m o n -

s t r a t e d , b u t t h a t

o f

g a i n

e n h a n c e m e n

b y t h e m e c h a n i s m d i s c u s s e d a b o v e i s

l e s s

e v i d e n t .

I n c r e a s e

i n

g a i n

b y u s e

o f

s t e p p e d - i n d e x d i e l e c t r i c

i s

o b t a i n e d .

b u t

o t h e r

m e c h a n i s m s ,

s u c h a s

" b a c k -

f i r e " a n d f o c u s i n g e f f e c t s m a y b e t h e

m o r e d o m i n a n t f a c t o r s . R e g a r d l e s s o f

t h e

m e c h a n i s m ,

t h e

r e s u l t s c a n

b e

a s -

s e s s e d b y c o m p a r i n g t h e m w i t h t h o s e

o b t a i n e d

b y o t h e r

i n v e s t i g a t o r s u s i n g

m o r e

c o n v e n t i o n a l t e c h n i q u e s .

Z u c k e r

g i v e s

a

p l o t

o f g a i n

a n d

b e a m w i d t h

v e r s u s

e l e c t r i c a l

l e n g t h

f o r

s u r f a c e - w a v e a n t e n n a s .

F o r

a

g i v e n

g a i n ,

t h e r e i s a

r a n g e o f v a l u e s f o r t h e

l e n g t h ,

d e p e n d e n t u p o n

t h e d e s i g n :

t h e

l o w e r l i m i t

d e t e r m i n e d b y m a x i -

m u m g a i n

d e s i g n

a n d

t h e u p p e r

l i m i t

b y m i n i m u m s i d e l o b e d e s i g n . T h e

l a t t e r

i s

o f

i n t e r e s t

h e r e .

l o

0

9

O f

F i g .

1 0 -

E f f e c t i v e n e s s

o f

l i n e r s .

T h e

r e s u l t s o f t h e

l i n e r i n v e s t i g a t i o n

a r e s u m m a r i z e d

i n

F i g . 1 0 ,

w h e r e

t h e

m e a s u r e d

g a i n s

a r e

p l o t t e d

a s f u n c -

t i o n s

o f t h e

o v e r a l l l e n g t h

o f t h e l i n e r ,

f o r

t h e b e s t b a c k l o b e


o b t a i n e d .

I n s o m e o f

t h e c a s e s , t h e

p l o t t e d p o i n t s

a r e w i t h o u t

l i n e r s ,

s i n c e

t h e l i n e r s

u s e d r e s u l t e d

i n l a r g e

d e g r a -

d a t i o n

i n

b a c k l o b e c h a r a c t e r i s t i c s

w i t h o u t

a p p r e c i a b l e

i m p r o v e m e n t

i n

g a i n .

T h e r e s u l t s i n d i c a t e

t h a t t h e

l e n g t h

o f t h e

r a d i a t o r i s r e d u c e d

t o

a l m o s t o n e - h a l f

t h a t o f t h e

" c o n v e n -

t i o n a l "

l o w

- s i d e l o b e

r o d .

A p p l i c a t i o n s

T h i s t y p e

o f

r a d i a t o r m a y b e

i n s t a l l e d

o n

e i t h e r t a c t i c a l

o r s t r a t e g i c a i r c r a f t ;

s t u d i e s

w e r e

m a d e t o d e t e r m i n e

t h e

e f f e c t o f

i n s t a l l a t i o n u p o n

t h e

a n t e n n a


w h e r e

m o c k u p s

o f p a r t s

o f

a i r c r a f t s t r u c t u r e s

w e r e

p r e p a r e d

C O N D I T I O N S

D c , A D G / 2 , D L / 1 L I N E R

o

. 2 4 4

. 6 1 . 3 0 5

T E F L O N

b

. 2 4 4

. 8 1

. 3 0 5 T E F L O N

. 2 4 4 . 8 1

. 2 7 F I B E R G L A S S

d . 2 4 4 . 8 1 . 8 1

F O A M

. 2 2 3 . 8 1

. 3 3 5 T E F L O N

f

. 2 2 3

. 8 1

-

-

g . 2 2 3 . 7 1

- -

D L - L I N E R

R A S E

D I A .

D

= R O D D I A M E T E R

D G =

G R O U N D

P L A N E

D I A .

a n d

t h e

r a d i a t o r


w a s

m e a s u r e d

i n t h e p r o x i m i t y

o f

s u c h


F o r

a

h i g h p e r f o r m a n c e

t a c t i c a l

a i r c r a f t ,

a

r e p r e s e n t a t i v e

l o -

c a t i o n

o f t h e r a d i a t o r

i s

a t o p

t h e v e r -

t i c a l

s t a b i l i z e r ;

i n

t h e

s t u d y

o f t h i s

t y p e o f

i n s t a l l a t i o n ,

a

m e c h a n i c a l l y

p o s i t i o n e d

a n t e n n a w a s

c o n s i d e r e d

t o

b e

l o c a t e d

i n a

r a d o m e

a s

s h o w n

i n

F i g . 1 1 .

T h e

e f f e c t

o f

t h e

r a d o m e a n d

o f t h e

s u p p o r t

s t r u c t u r e

w e r e

e x a m -

i n e d .

T h e

r e s u l t i n g

p r i n c i p a l

p l a n e

p a t t e r n s

a r e s h o w n i n

F i g s .

1 2 a n d

1 3 .

I n

t h e

E - p l a n e ,

t h e

r a d o m e

a i d s i n t h e

s u p p r e s s i o n o f

t h e

b a c k l o b e s .

T h e

r a d o m e m o u n t i n g

s t r u c t u r e d o e s

n o t

d e g r a d e t h e


a

l a r g e

a m o u n t .

F o r

t h e s t r a t e g i c

a i r c r a f t a p p l i c a t i o n ,


o n t h e s i d e o f

t h e

f u s e l a g e

w a s c o n s i d e r e d .

( I n s t a l l a t i o n

o n t h e

t i p o f t h e

h o r i z o n t a l s t a b i l i z e r

w i l l

b e

2

- 6

l o

T

o

4

1

- /

F i g .

1 1

( a b o v e )

- S i n g l e -

r a d i a t o r

c o n f i g u r a -

t

1

t i o n . F i g . 1 2

( r i g h t )

- E

- p l a n e

p a t t e r n

o f

m e -

t

/ 4 . p 1

c h a n i c a l l y s w i t c h e d

r o d . F i g . 1 3

( f a r r i g h t )

-

L 1 4

I

1 1 - p l a n e p a t t e r n o f


s w i t c h e d

r o d .

}

I -

2 0

8/18/2019 antenna----------npl


i n v e s t i g a t e d . H e r e ,

t h e

r a d i a t i o n

c h a r -

a c t e r i s t i c s

a r e e s s e n t i a l l y

t h o s e

o f f r e e

s p a c e . ) T h e

b a c k l o b e


t e c h n i q u e

p r e v i o u s l y

d i s c u s s e d

m a k e s

t h e r a d i a t o r

r e l a t i v e l y

i n s e n s i t i v e

t o

b a c k l o b e

d e g r a d a t i o n

b y

p r o x i m i t y

t o

s t r u c t u r e s n e a r

t h e r a d i a t o r . T h e o r y

a n d m e a s u r e m e n t s

i n d i c a t e

t h e b a c k

-

l o b e s a r e f o r m e d

q u i t e

c l o s e

t o

t h e

r a d i a t o r ,

s o t h a t

t h e

s t r u c t u r e s

i n

b a c k

o f


d o n o t a p p r e c i a b l y

a f f e c t

t h e

p e r f o r m a n c e . S t r u c t u r e s

t o

t h e s i d e

o f t h e r a d i a t o r

m a y h a v e

a p p r e c i a b l e

e f f e c t . T h e y m a y

b e c o n -

s i d e r e d

a s

t h o s e

i n

t h e n e a r

z o n e ,

m e t a l

s u r f a c e s m a y

b e a s c l o s e a s a

w a v e l e n g t h f r o m


w i t h o u t

a p p r e c i a b l y

d e g r a d i n g

t h e b a c k l o b e

c h a r a c t e r i s t i c s .

T h u s

t h e

r a d i a t o r

w h i c h

i s c a n t e d a t

a n a n g l e t o

t h e

f u s e l a g e

m a y b e

r e c e s s e d s o m e d i s -

t a n c e

w i t h i n t h e

f u s e l a g e ,

w i t h o u t

a p p r e c i a b l y

a l t e r i n g

t h e

c h a r a c t e r i s -

t i c s . S t r u c t u r e s i n

t h e F r e s n e l z o n e i s

l e s s

o b v i o u s

t o a s s e s s .

H o w e v e r ,

t h e

f i e l d

i n

t h i s r e g i o n t e n d s t o

b e " c o l l i -

m a t e d "

f o r s h o r t d i s t a n c e s f r o m t h e

e f f e c t i v e a p e r t u r e . I n

f a c t , t h e 3 - d B

w i d t h

o f

t h e

p a t t e r n

i s

e q u a l t o

t h e

a p e r t u r e w i d t h a t

a d i s t a n c e o f

D 2

/ , l

( f o r

u n i f o r m

i l l u m i n a t i o n ) .

I n t h e

f a r

f i e l d ,

t h e

m u l t i p a t h

c o n d i t i o n

e x i s t s

a n d t h e

r e f l e c t i o n s f r o m t h e m e t a l

s t r u c t u r e s

p e r t u r b t h e

p a t t e r n .

T h e

a m o u n t ,

o f c o u r s e ,

d e p e n d s

o n

t h e

c a n t

a n g l e .

M e a s u r e m e n t s

w e r e

m a d e

w i t h

r a d i a -

t o r s m o u n t e d

o n

a f l a t

m e t a l s u r f a c e

s i m u l a t i n g

t h e

a i r c r a f t

f u s e l a g e .

T h e

p a t t e r n i s

d e p e n d e n t u p o n

t h e l o c a -

t i o n o f t h e r a d i a t o r

w i t h

r e s p e c t

t o

t h e e d g e o f t h e f u s e l a g e

a n d

u p o n i t s

s e p a r a t i o n f r o m

t h e

f u s e l a g e . F i g .

1 4

s h o w s t h e E p l a n e

p a t t e r n f o r

a r a d i a -

t o r c a n t e d 3 0 °

f r o m t h e s u r f a c e .

A r a d a r

s y s t e m u t i l i z i n g

t h i s

t y p e o f

r a d i a t o r

i n s t a l l e d i n

a

s t r a t e g i c

a i r -

c r a f t ( F i g .

1 5 )

w a s s u c c e s s f u l l y

f l i g h t

t e s t e d . T h e

r a d i a t o r

w a s

m o u n t e d

i n

t h e

t a i l s e c t i o n o f t h e

a i r c r a f t .


M o s t

o f t h e

w o r k

i n

t h e


o f

t h i s r a d i a t o r

w a s

d o n e

u n d e r

I R

& D

f u n d s . T h e

a u t h o r t h a n k s

t h e m a n y

i n d i v i d u a l s

i n

t h e

A e r o s p a c e S y s t e m s

D i v i s i o n

f o r t h e i r a s s i s t a n c e . I n p a r -

t i c u l a r , t h e

s u p p o r t

o f L . A n d r a d e ,

D r .

W .

C . C u r t i s , a n d P . A . M i c h i t -

s o n i s

g r a t e f u l l y a c k n o w l e d g e d .

2

2

a

o -

2

- 4

_ J

w

8

- ó

1 1 1 -

F i g . 1 4 - E

- p l a n e

p a t t e r n f o r r a d i a t o r

c a n t e d

3 0 ° f r o m

g r o u n d .

3 0

F i g .

1 5 -

P h o t o g r a p h

o f

c l u s t e r s o f

f o u r d i e l e c t r i c

r o d

r a d i a t o r s o n a i r c r a f t .

8/18/2019 antenna----------npl


U l t r a -

l i g h t w e i g h t

d e p l o y a b l e

a n t e n n a s

W .

S .

S e p i c h

T w o

d e p l o y a b l e a n t e n n a s

w e r e

u s e d o n

t h e

A p o l l o p r o g r a m

f o r d i r e c t


b e t w e e n

t h e l u n a r s u r f a c e a n d e a r t h . O t h e r

p u b l i c a t i o n s

h a v e d e s c r i b e d t h e

L M

e r e c t a b l e

a n t e n n a

u s e d o n e a r l i e r A p o l l o m i s s i o n s .

T h i s

p a p e r

m a k e s

a t e c h n i c a l c o m p a r i s o n

b e t w e e n

t h e t w o a n t e n n a s ,

c o n c e n t r a t i n g

o n t h e

S

- b a n d

h i g h - g a i n a n t e n n a

u s e d

o n

t h e

L u n a r R o v e r

V e h i c l e w i t h t h e L u n a r


R e l a y U n i t .

F O R B E T T E R c o m m u n i c a t i o n

w i t h

e a r t h

d u r i n g

t h e a s t r o n a u t s '

e x t r a v e h i c u l a r

a c t i v i t y ( E V A ) o n

t h e

l u n a r

s u r f a c e ,

e a r l y

A p o l l o

m i s s i o n s

r e -

q u i r e d

a

h i g h - g a i n a n t e n n a t h a t

c o u l d

b e

e a s i l y a n d

q u i c k l y

e r e c t e d o n t h e

s u r f a c e

o f t h e

m o o n . T h e a s t r o n a u t s

c o m -

m u n i c a t e d d i r e c t l y

w i t h

e a r t h

t h r o u g h

t h i s

S

- b a n d a n t e n n a w h i c h w a s

f i r s t

u s e d

o n

A p o l l o

1 1 . T h e

M i s s i l e

a n d

S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n

( M S R D )


d e s i g n e d

a n d

b u i l t

t h e

1 0

- f t -

d i a m e t e r

e r e c t a b l e

a n t e n n a . '

T h e

a n t e n n a

w a s

f a b r i c a t e d

w i t h

2 1 r i b s

t h a t w e r e s p r i n g

h i n g e d n e a r t h e p a r a b o l a

v e r t e x

a n d a l s o

a t t h e h a l f w a y p o i n t

t o r e d u c e p a c k a g e

s i z e

f o r

t h e

t r i p

t o

t h e

m o o n . T h e

r e f l e c -

t i n g s u r f a c e

w a s f o r m e d a c r o s s

t h e

r i b s

f r o m a

t r i c o t - k n i t

w i r e

m e s h

o f 0 . 0 0 0 5

-

i n . - i a m e t e r n i c k e l c h r o m i u m w i r e , g o l d

p l a t e d t o

i m p r o v e

r e f l e c t i v i t y .

T h e

a n t e n n a

f e e d w a s

a

s i n g l e - e l e m e n t ,

e n d

-

f i r e h e l i x

w i t h

a

c u p - s h a p e d

r e f l e c t o r

m o u n t e d

o n

a t e l e s c o p i n g b o o m .

T h e

e n -

t i r e a n t e n n a

w a s

t r i p o d

m o u n t e d a n d t h e

r e f l e c t o r

w a s

d e p l o y e d t h r o u g h t h e

u s e

o f

s t o r e d e n e r g y

i n

l e a f - t y p e s p r i n g s

a t t h e

j o i n t s o f

t h e

r e f l e c t o r

r i b s e c t i o n s .

T h i s

W i l l i a m S .

S e p i c h ,

M g r .

M e c h a n i c a l

a n d

S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g




N e w J e r s e y


B S M E f r o m t h e U n i v e r s i t y o f


i n

1 9 5 4

a n d t h e M S M E

f r o m D r e x e l

U n i v e r s i t y

i n 1 9 6 0 . H e

j o i n e d

R C A i n 1 9 5 4 a s

a

d e s i g n e n g i n e e r

o n a n t e n n a

p e d e s t a l s .

I n 1 9 6 0 h e

w a s

p r o m o t e d

t o g r o u p

L e a d e r .

H e

h a s

b e e n


f o r d e s i g n s t u d i e s o f t h e S A M

- D

m i s s i l e

l a u n c h e r a n d

f o r


t h e A N / M P S

- 3 6

a n t e n n a ,

p e d e s t a l , a n d

t r a i l e r . H e h a s b e e n

M a n a g e r o f

M e c h a n i c a l

a n d S t r u c t u r a l

E n g i n e e r i n g s i n c e

1 9 6 9 ,

w h e r e h i s

r e s p o n s i b i l i t i e s

h a v e

i n c l u d e d


t h e L C R U

a n t e n n a , m e c h a n i c a l d e s i g n

o f t h e A E G I S A N -

/ S P Y - 1

p h a s e d

a r r a y , a n d t h e

a n t e n n a s

t o b e

l a n d e d

o n

M a r s f o r

t h e V i k i n g

p r o g r a m .

R e p r i n t

R E -

1 8

- 5

- 6

F i n a l

m a n u s c r i p t


6 , 1 9 7 2 .

F i g . 1 - L M

e r e c t a b l e a n t e n n a o n

t h e

M o o n d u r i n g

A p o l l o

1 2 m i s s i o n .

a n t e n n a

i s s h o w n

i n F i g .

I

d u r i n g

t h e

A p o l l o

1 2 m i s s i o n

o n t h e

l u n a r

s u r f a c e .

T h e e a r l y

A p o l l o

m i s s i o n s

r e q u i r e d

o n e

a s t r o n a u t

t o r e m a i n

w i t h i n s i g h t

o f

t h e

L u n a r

M o d u l e

( L M )

t o m a i n t a i n

c o n t a c t

w i t h t h e e a r t h .

T h i s

r e s t r i c t e d

E V A

t o

w i t h i n

o n e

o r

t w o

m i l e s

o f

t h e

L M

a n d

p r e v e n t e d b o t h

a s t r o n a u t s

f r o m e x -

p l o r i n g

d e e p

c r a t e r s

t o g e t h e r .

T o

g i v e t h e

a s t r o n a u t s

g r e a t e r

m o b i l i t y ,

t h e

L u n a r

R o v e r

V e h i c l e w a s d e v e l o p e d

f o r u s e

o n

A p o l l o

1 5

f o r

t h e

f i r s t t i m e .

T h e

u s e

o f t h e

R o v e r r e q u i r e d

a

n e w c o m m u n i c a t i o n s

s y s t e m

t h a t c o u l d

b e

m o u n t e d

o n t h e

v e h i c l e

t o

m a i n t a i n

d i r e c t

c o m -

m u n i c a t i o n s

w i t h

e a r t h .

T h e

C o m -


S y s t e m s

D i v i s i o n

d e v e l o p e d

t h e

L u n a r


R e l a y U n i t

( L C R U )

f o r t h i s

p u r p o s e , a n d

M S R D

p r o v i d e d

t h e

S

- b a n d h i g h - g a i n

d e p l o y a b l e

a n t e n n a

f o r

t h e

L C R U .

( T h e

U H F

a n d

S - b a n d

l o w - g a i n a n t e n n a s

o n

t h e

L C R U

a r e

n o t d i s c u s s e d

i n

t h i s

p a p e r . )

T h e L C R U

h a s s u c c e s s f u l l y


v o i c e , t e l e m e t r y ,

a n d c o l o r

T V

f r o m

t h e

F i g .

2 -

L C R U

a n t e n n a m o u n t e d

o n

l u n a r

r o v i n g v e h i c l e

o n

t h e

M o o n d u r i n g

A p o l l o

1 5 m i s s i o n .

8/18/2019 antenna----------npl


T a b l e

I

-

C o m p a r i s o n

o f

t h e

L M

e r e c t a b l e

a n d L C R U S

- b a n d h i g h - g a i n

a n t e n n a s .

P a r a m e t e r L M e r e c t a b l e L C R U

S b a n d

a n t e n n a

h i g h - g a i n a n t e n n a

W e i g h t ( l b s ) 1 4 . 0

D i a m e t e r

( i n . )

1 2 0

D i m e n s i o n s

s t o w e d

l i n . )

1 0

d i a .

x

3 9

F

D

r a t i o

0 . 5 4

S u r f a c e

t o l e r a n c e

R M S )

0 . 1 5

N u m b e r o f

r i b s

2 1

P o i n t i n g

a c c u r a c y

( ° . m a x . )

± 0 . 2 5

r a n s m i t

f r e q .

( M H z )

2 2 8 2 . 5 ± 1 0

R e c e i v e

U r e y .

( M H z )

2 1 0 1 . 8 ± 1 0

P o l a r i z a t i o n

R H c i r c u l a r

A x i a l r a t i o

2 d B

± 1 . 3 ° B W

1 r a n s m i t

g a i n 3 2 d 1 3 ± 1 . 3

° B W

R e c e i v e

g a i n

3 1 . 2 d B

± 1 . 3 ° B W

S i d e

- l o b e

l e v e l

( d B )

2 0

T r a n s m i t V S W R

1 . 2

R e c e i v e

V S W R

1 . 8

I m p e d a n c e

( o h m s )

5 0

P o w e r

h a n d l i n g

( W S W )

1 0

2 . 6 *

3 8 . 8

( m a x . )

5 . 5 d i a .

x 2 4 . 8 8

0 . 3 8

0 . 1 5

1 2

± 0 . 8

2 2 6 5 . 5

±

1 0

2 1 0 1 . 8

±

1 0

R H

c i r c u l a r

3 d B ± 2 . 5

° B W

t r a n s m i t

2 3 d B ß . 5 °

B W

2 2 . 0 d B ± 2 . 5

° B W

1 5

1 . 2

1 . 5

5 0

1 5

* W i t h o u t o p t i c a l s i g h t

a s t r o n a u t s a n d h a s r e c e i v e d t r a n s m i s -

s i o n s

f r o m

e a r t h

w i t h o u t u s i n g t h e L u n a r

M o d u l e

a s a

r e l a y

p o i n t .

T h e

L C R U

h a s

a l s o

t r a n s m i t t e d , t h r o u g h t h e

d e p l o y a b l e

a n t e n n a , t h e f i r s t

" l i v e " c o l o r T V

c o v e r a g e

o f t h e

L M ' s l u n a r b l a s t - o f f .

F i g .

2

s h o w s

t h e

L C R U

S

- b a n d

h i g h - g a i n

a n t e n n a o n t h e

L R V

o n t h e

l u n a r

s u r f a c e

d u r i n g t h e A p o l l o 1 5 m i s s i o n .

L C R U a n t e n n a

c o n f i g u r a t i o n

T h e

I . C R

U d e p l o y a b l e a n t e n n a

i s u s e d

a t

S - b a n d .

F r o m

e a r t h l a u n c h t o l u n a r

l a n d -

i n g ,

t h e

a n t e n n a

i s

f o l d e d a s p a r t

o f

a

h i n g e d

m a s t

a s s e m b l y

w i t h i n

a

s t o w a g e

c o n t a i n e r . A f t e r

l u n a r l a n d i n g , i t i s

c a r r i e d f r o m t h e L M a n d c o n n e c t e d t o t h e

L u n a r

R o v e r , w h e r e i t i s m a n u a l l y

d e p l o y e d

i n t o

a 3 8 - i n . - d i a m e t e r

p a r a b o l i c

r e f l e c t o r .

I t

i s

a i m e d a t t h e e a r t h

t h r o u g h

i t s o p t i c a l s i g h t ,

a n d

i s

t h e n r e a d y

t o

t r a n s m i t

a n d

r e c e i v e

s i g n a l s

a t

s p e c i f i e d

f r e q u e n c i e s .

T a b l e

-

L C R U S - b a n d

h i g h - g a i n

a n t e n n a s u r f a c e

c o n t o u r e r r o r .

R M S c o n t o u r d e v i a t i o n

( i n . )

E r r o r

s o u r c e

1 0

r i b s

1 2

r i b s

G e o m e t r y

( f u n c t i o n

o f n o . o f r i b s )

W r i n k l e s i n

f a b r i c

T o l e r a n c e s o f c o m p o n e n t s

A s s e m b l y v a r i a n c e s

D e p l o y m e n t f o r c e

v a r i a t i o n

T h e r m a l

d i s t o r t i o n s

S u n m a n

R M S

v a l u e

o f d e v i a t i o n s

0 . 1 5 9 0 . 1 0 2

P E A K

G A I N L E V E L

r c

2 1 . 7 T

d B

S I D E L O B E S P E C .

-

A X

L E V E L

S I D E L O B E L E V E L

e

I O

2

4

2 0

6

8

3 0

2

2

2

1

2

5

2 . 5

2 . 0 d ß

A . R M A X

P A T T E R N N o 1 8 D A T E I B

A U G .

X 7 0

P R O J E C T

L C R U

E N G R S .

R J O

B

W M

R E M A R K S

f

2 2 5 5

M N :

E M N 2

M I T .

B

F E E D

H

P L A N E

P A T T E R N

I / 2 H O L E

N O

T I L T

1 4 . 7 5 0

F O C U S

M A X .

B

M I N

A R

P A T .

6 0 °

O

2 4 . 0 d B G A I N .

2 . 5

2 3 . 0

d B G A I N

S P E C .

M I N .

1 9 . 7 5 d B G A I N

R E F .

9

A N G L E

F i g . 3 -

T y p i c a l

L C R U

a n t e n n a p a t t e r n t a k e n o n


M o d e l

N o .

2 .

T h e

d e s i g n o f t h e 3 8 - i n . -

i a m e t e r

L C R U

p a r a b o l i c

a n t e n n a

t o o k

f u l l a d v a n t a g e

o f

t h e

e x p e r i e n c e

g a i n e d

i n

t h e

d e s i g n o f t h e

1 0

- f t . - d i a m e t e r

L M

e r e c t a b l e a n t e n n a .

T h e r e a r e a

n u m b e r

o f s i m i l a r i t i e s

b e t w e e n t h e t w o

a n t e n n a s , s u c h a s

t h e

b a s i c r i b

d e s i g n ,

u s e

o f a

t r i c o t - k n i t

w i r e

m e s h f o r t h e r e f l e c t i n g

s u r f a c e , a n d t h e

u s e

o f a s i n g l e

e n d

- f i r e

h e l i x

a n t e n n a

f e e d

w i t h

a c u p

r e f l e c t o r . T h e r e

w e r e a l s o ,

h o w e v e r , a n u m b e r

o f s i g n i f i c a n t

d i f f e r e n c e s b e t w e e n

t h e a n t e n n a s b e s i d e s

t h e

o b v i o u s s i z e r e l a t i o n s h i p . S i n c e t h e

L C R U a n t e n n a

w a s

t o

b e

m o u n t e d

o n

a

m a s t

o n

t h e L R V , i t

h a d t o

b e d e s i g n e d t o

w i t h s t a n d

t h e

v i b r a t i o n s

e n c o u n t e r e d

w h e n

t r a v e r s i n g

t h e l u n a r s u r f a c e . T h e

a n t e n n a h a d

t o

b e

m o u n t e d

t o

t h e m a s t i n

e i t h e r t h e

f o l d e d

o r d e p l o y e d c o n -

f i g u r a t i o n d u r i n g a

m i s s i o n ;

u n l i k e t h e

L M

e r e c t a b l e a n t e n n a w h i c h

w a s

d e p l o y e d o n l y

o n c e

d u r i n g

a

m i s s i o n ,

t h e

L C R U

a n t e n n a

w a s d e s i g n e d t o b e

o p e n e d o r f o l d e d

a s

m a n y

a s

1 0 0

t i m e s

M E S H

G O R E

d u r i n g

t h e m i s s i o n . T h i s r e q u i r e m e n t

p r e c l u d e d

t h e u s e

o f s t o r e d

e n e r g y

i n

t h e

f o r m

o f s p r i n g s b e i n g

u s e d f o r

d e p l o y m e n t . I n s t e a d ,

a

m a n u a l

p u s h

- p u l l

a c t u a t o r g u i d i n g

a r i b

- l i f t e r

l i n k a g e

m e c h a n i s m

w a s

u t i l i z e d s i m i l a r t o

a n

u m b r e l l a m e c h a n i s m ,

e x c e p t t h a t i t m u s t

o p e r a t e f r o m t h e

c o n v e x

s i d e

o f t h e

p a r a b o l a t o

m i n i m i z e

a p e r t u r e b l o c k a g e .

T h e

l a r g e

n u m b e r

o f a c t u a t i o n s a l s o

d i c t a t e d t h e

u s e o f a

h e a v i e r w i r e m e s h

f o r

t h e r e f l e c t i n g

s u r f a c e t h a n t h a t u s e d f o r

t h e

L M

e r e c t a b l e a n t e n n a . T a b l e

I s h o w s

d a t a c o m p a r i n g

t h e L C R U a n t e n n a t o t h e

L M

e r e c t a b l e a n t e n n a .

f o

m e e t

t h e g a i n s p e c i f i c a t i o n f o r t h e

L C R U a n t e n n a . t h e s u r f a c e

c o n t o u r

a c -

c u r a c y

m u s t b e

h e l d

t o 0 . 1 5 i n . , R M S .

T h e s u r f a c e

c o n t o u r

i s

a

f u n c t i o n

o f t h e

n u m b e r

o f r i b s u s e d

t o

f o r m t h e s u r f a c e ,

s i n c e

t h e m e s h

i s

s t r e t c h e d

t i g h t b e t w e e n

r i b s . O b v i o u s l y , t h e l a r g e r

n u m b e r

o f r i b s

u s e d , t h e g r e a t e r

t h e c o n t o u r a c c u r a c y .

P E R I P H E R A L

T E N S I O N W I R E

0 . 0 3 0 . 0 3

S E A M

0 . 0 0 5 0 . 0 0 5

T U B E

0 . 0 8 0 . 0 8

0 . 0 1

0 . 0 1

S E C T I O N

A

- A

0 . 0 6

0 . 0 6

0 . 1 8 8 0 . 1 4 6

I N N E R

T E N S I O N

W I R E

S E W W I R E

M E S H

R E T A I N E R

R I N G

F i g . 4

-

L C R U r e f l e c t o r c o n s t r u c t i o n .

Ì

1 0

R I B S - .

` I 2

R I B S

3 4 . 5

3 5 0

3 5 . 5

3 6 . 0 3 6 . 5

E F F E C T I V E

D I A M E T E R

[ I N S ]

B A S E D

O N

1 0 0 . 4

M E C H A N I C A L

E F F I C I E N C Y

F i g .

5

-

L C R U d e p l o y m e n t

f o r c e

v

e f f e c t i v e

d i a m e t e r .

8/18/2019 antenna----------npl


H o w e v e r , t h e w e i g h t o f t h e a n t e n n a i s

a l s o a

f u n c t i o n

o f t h e

n u m b e r

o f

r i b s

u s e d .

T a b l e

I l s u m m a r i z e s

t h e s u r f a c e - c o n t o u r

e r r o r a n a l y s i s

w h i c h

l e d

t o

t h e d e c i s i o n t o

u s e a

I 2

- r i b

a n t e n n a .

F i g . 3

s h o w s

a

t y p i c a l a n t e n n a

p a t t e r n t a k e n

d u r i n g

t e s t i n g

o f

t h e


m o d e l .

' T h e

w i r e m e s h

i s

a t t a c h e d

t o t h e r i b s

b y

f o l d i n g o v e r ,

i n s e r t i n g t h r o u g h

a s l o t

i n

t h e r i b ,

t h e n

s l i d i n g

a

p i e c e

o f f l e x i b l e

t u b -

i n g i n t o t h e

f o l d a s

s h o w n

i n F i g .

4 .

T h e

t u b i n g

d i a m e t e r

i s

l a r g e r t h a n

t h e s l o t

i n

t h e r i b , t h u s

t r a p p i n g

t h e

m e s h i n t h e

r i b .

T h e m e s h

i s

p r o t e c t e d

w i t h

T e f l o n t a p e

w h e r e

i t e n t e r s

t h e

r i b s l o t .

T h e s a m e

t i g u r e s h o w s

a

v i e w o f a g o r e

o f

m a t e r i a l

b e t w e e n

t w o

r i b s .

N o t e t h a t

s i n c e

t h e

m e s h

i s t e n s i o n e d

i n

t h e r a d i a l d i r e c t i o n

b y i n n e r a n d p e r i p h e r a l

t e n s i o n

w i r e s ,

a

s c a l l o p e d

e f f e c t

t a k e s

p l a c e

a t

t h e

p e r i p h e r y

o f

t h e

a n t e n n a .

T h u s .

a l t h o u g h

t h e

r i b s

f o r m

a

d i a m e t e r

o f

3 8

i n . ,

t h e

e f f e c t i v e

d i a m e t e r

f o r e l e c t r i c a l

p u r p o s e s

i s s o m e w h a t

l e s s .

T h i s e f f e c t i v e

d i a m e t e r

b e c o m e s

a

f u n c t i o n

o f t h e a m o u n t

o f

t e n -

s i o n

i n

t h e p e r i p h e r a l

t e n s i o n

w i r e ,

w h i c h

i n t u r n a f f e c t s

t h e

a m o u n t

o f

f o r c e

r e -

q u i r e d

i n

t h e d e p l o y m e n t

m e c h a n i s m

t o

f u l l y

o p e n

t h e a n t e n n a

t o

i t s

l o c k e d

p o s i t i o n .

F i g .

5

s h o w s t h e

r e s u l t s

o f t h e

a n a l y s i s

w h i c h r e l a t e d

e f f e c t i v e d i a m e t e r

t o

d e p l o y m e n t

f o r c e . W h i l e

a l a r g e r e f f e c -

t i v e

d i a m e t e r

w a s

d e s i r a b l e

t o

e n h a n c e

e l e c t r i c a l


h u m a n f a c t o r s

l i m i t e d

t h e a l l o w a b l e

d e p l o y m e n t

f o r c e .

T h e

s p e c i f i c a t i o n

a l l o w e d

a

d e p l o y m e n t

f o r c e

o f

1 0

l b

m a x i m u m . F o r

t h e

I 2

- r i b

c o n f i g u r a t i o n , a d e p l o y m e n t

f o r c e

o f 7 l b s

w a s

s e l e c t e d ,

w h i c h r e s u l t s

i n

a n e f f e c t i v e

d i a m e t e r o f 3 6 . 4

i n c h e s .

I h e d e p l o y m e n t

m e c h a n i s m s h o w n

i n

F i g . 6 i s a c t u a t e d

b y

r o t a t i n g

t h e a c -

t u a t i o n

g r i p o u t o f

i t s

l o c k i n g

d e t e n t ,

t h e n

p u l l i n g o r

p u s h i n g t h e

a c t u a t i o n

g r i p

a x -

i a l l y .

T h i s

f o r c e

a c t s

o n t h e

r i b - l i f t e r

w h i c h f o r c e s t h e

1 2 r i b s

o p e n

o r

c l o s e d

t h r o u g h

t h e

1 2

l i n k s s h o w n .

T h i s

m e c h a n i s m m a y a l s o

b e

s e e n

i n

F i g s .

7

a n d 8 w h i c h

s h o w t h e

a n t e n n a

i n

t h e

c l o s e d a n d o p e n p o s i t i o n s


T h e r i b

l i f t e r m o t i o n

o n

t h e s h a f t

i s

g u i d e d b y s t a i n l e s s

s t e e l

b a l l s r o l l i n g

i n

g r o o v e s m a c h i n e d

i n t h e m a t i n g

a l u m i n u m

p a r t s .

A

d u s t

s h i e l d

m a d e

m a t e r i a l p r o t e c t s

t h e

f r o m c o n t a m i n a t i o n

l o c k t h e

a n t e n n a

i n

c l o s e d p o s i t i o n ,

t h e

f r o m K a p t o n f i l m

h a l l s a n d b a l l p a t h s

b y

l u n a r

d u s t .

T o

e i t h e r t h e o p e n

o r

a c t u a t i o n

g r i p

i s

N U B

A N T E N N A R I B

S T O W E D

A N T E N N A

R I B

D E P L O Y E D

O P T I C A L

S I G H T

L I N K

L O C K I N G

C A M a

A C T U A T I O N G R I P

I N T E R F A C E

N U T

F i g .

6

-

L C R U

d e p l o y m e n t

m e c h a n i s m

a n d

l o c k i n g

d e v i c e .

r o t a t e d

3 0 ° ; t h i s

a c t i v a t e s

a

h a l l / c a m

a c -

t i o n

i n

e i t h e r

o f t h e

e x t r e m e p o s i t i o n s .

T h e

a n t e n n a

f e e d c a n

b e

s e e n a t

t h e t o p o f

F i g .

8 .

T h e e n d - f i r e

h e l i x s h o w n h a s b e e n


o n

a

h o l l o w f i b e r g l a s s

c y l i n d e r

w h i c h

i s

t h e n

f i l l e d

w i t h

p o l y u r e t h a n e

f o a m f o r r i g i d i t y .

T h i s

h e l i x

i s d u a l w o u n d a s c o m p a r e d

t o t h e s i n g l e

w o u n d

h e l i x u s e d i n t h e

L M

e r e c t a b l e

a n t e n n a ,

w i t h

c o n s e q u e n t


i n

a x i a l

r a t i o a n d b e a m s q u i n t .

T h e

c u p

-

s h a p e d

r e f l e c t o r

r e d u c e s

s i d e - l o b e s

a n d

h a c k

r a d i a t i o n .

T h e f e e d

s u p p o r t b o o m

a l s o

s e r v e s

a s

t h e R F t r a n s m i s s i o n

l i n e . A

p r i n t e d -

c i r c u i t

t r a n s f o r m e r m o u n t e d

t o

t h e h a c k

o f t h e c u p m a t c h e s

t h e

f e e d

t o

t h e t r a n s m i s s i o n l i n e _

A l s o

s h o w n

i n t h e l o w e r

r i g h t p o r t i o n s

o f

F i g s .

7 a n d 8

i s

t h e

o p t i c a l s i g h t

w h i c h i s

u s e d b y t h e

a s t r o n a u t s

t o a i m t h e a n t e n n a

a t t h e e a r t h .

T h i s

s i g h t

w a s d e v e l o p e d b y

A d v a n c e d

T e c h n o l o g y L a b o r a t o r i e s

s p e c i f i c a l l y

f o r t h e L C R U a p p l i c a t i o n .

C o n c l u s i o n

T h e

h o s t i l e

e n v i r o n m e n t s

e n c o u n t e r e d

d u r i n g s p a c e

t r a v e l a n d

l u n a r

e x p l o r a t i o n

r e q u i r e a n

e x t e n s i o n

o f

t h e e n g i n e e r ' s

i n g e n u i t y

a n d a n a l y t i c a l


f a r

b e y o n d

t h a t

n o r m a l l y

r e q u i r e d f o r t h e

d e s i g n

o f a c o m m u n i c a t i o n s

a n t e n n a .

O n l y a

f e w

o f

t h e

t r a d e o f f s , s t u d i e s ,

a n d

a n a l y s e s

t h a t

w e n t i n t o t h e d e v e l o p m e n t

o f

t h e s e t w o u l t r a - l i g h t w e i g h t

s p a c e

a n t e n n a s

h a v e b e e n i l l u s t r a t e d

i n t h i s

a r t i c l e .

T h e

s u c c e s s f u l

m i s s i o n s

p e r f o r m e d

b y

t h e s e a n t e n n a s

w i t h o u t

a

f a i l u r e a r e

p r o o f

o f t h e d i l i g e n c e

a n d

t h o r o u g h n e s s o f

a l l

t h o s e

i n d i v i d u a l s

w h o

h a v e


t o

t h e i r d e v e l o p m e n t .


I

h a n k s

t o R . J .

M a s o n .

E .

S c h w a r t z .

a n d W .

C .

W i l k i n s o n

f o r t h e i r a s s i s t a n c e

i n

t h e


o f t h i s a r t i c l e .

R e f e r e n c e

1 . M a s o n ,

R .

J .

a n d W e z n e r ,

F .

J . ,

A n E r e c t a b l e A n t e n n a

f o r

S p a c e

C o m m u n i c a t i o n . "

T h e

L E M

P r o g r a m

a t

R C A . R C A r e p r i n t

P E

- 4 5 3 ; R C A E n g i n e e r .

V o l .

1 1 , N o

5 ( F e b

- M a r

1 9 6 0 ) .

F i g . 7 - L C R U

A n t e n n a

i n

f o l d e d p o s i t i o n .

F i g .

8

-

L C R U a n t e n n a d e p l o y e d .

8/18/2019 antenna----------npl



a n t e n n a s

f o r V i k i n g

M a r s

l a n d e r

W .

C .

W i l k i n s o n

W . A . H a r m e n i n g

O . M . W o o d w a r d

I n 1 9 7 6 , t h e

U n i t e d

S t a t e s

w i l l

s o f t l a n d a s c i e n t i f i c

s a t e l l i t e o n t h e

s u r f a c e

o f M a r s . I t s c o m -

m u n i c a t i o n

s y s t e m ,

f u r n i s h e d

b y R C A ,

w i l l

u s e t h r e e a n t e n n a s f o r c o n t a c t w i t h

e a r t h .

T h e s e a n t e n n a s

a r e d e s c r i b e d . T h e m i s s i o n

a n d M a r t i a n

e n v i r o n m e n t a r e t h e

p r i n c i p a l

d e s i g n

c o n s t r a i n t s .

O n e

n a r r o w

- b e a m

a n t e n n a

i s

s t e e r e d

i n

t w o a x e s a n d t h e

o t h e r

t w o

a n t e n n a s a r e

f i x e d , w i t h

b r o a d p a t t e r n s . A l l

h a v e

c i r c u l a r

p o l a r i z a t i o n

a n d s t r i n g e n t p a t t e r n


T e s t

d a t a f r o m i n i t i a l m o d e l s

a r e

i n d i c a t i v e

o f s u c c e s s f u l d e s i g n s .

V I K I N G *

i s

t h e U n i t e d

S t a t e s e f f o r t t o

s o f t

l a n d t w i n

s p a c e c r a f t o n

M a r s .

T h e

u n m a n n e d l a n d e r s w i l l

s e n s e t h e M a r t i a n

a i r , t h e l o c a l

e n v i r o n m e n t , t a k e p i c t u r e s ,

s e e k

l i f e

f o r m s , a n d

t r a n s m i t t h e i r

f i n -

d i n g s

t o e a r t h d u r i n g a t h r e e - m o n t h a c -

t i v e p e r i o d .

T h e

f i r s t

o f

t h e s e

v e h i c l e s

w i l l

r e a c h

M a r s

o n

J u l y 4 ,

1 9 7 6 ,

i n

a l i f e

-

s t e r i l e

c o n d i t i o n .

F i g .

I

s u m m a r i z e s

t h e

m i s s i o n .

E a c h l a u n c h

c o n f i g u r a t i o n w i l l

b e a

s p a c e c r a f t

c o n s i s t i n g o f

a n o r b i t e r a n d

a

l a n d e r * *

w i t h l a u n c h

t i m e s o n e m o n t h

a p a r t i n

t h e A u g u s t -

S e p t e m b e r

p e r i o d

o f

1 9 7 5 .

A f t e r

a n e l e v e n

- m o n t h

e a r t h

- M a r s

t r a n s i t ,

e a c h s p a c e c r a f t

w i l l b e

i n j e c t e d

i n t o

a

M a r s

o r b i t

a n d

s e e k a

f a v o r a b l e

s p o t

f o r

i t s

l a n d e r . E a c h l a n d e r

w i l l

b e

s e p a r a t e d

t o t h r u s t i t s w a y

i n t o

a n e n t r y

t r a j e c t o r y ,

w i l l b e

s l o w e d

b y a d e p l o y e d

p a r a c h u t e ,

a n d t h e n g e n t l y

d r o p p e d t o

t h e

h o s t i l e

M a r t i a n

s u r f a c e u s i n g

i t s

o w n

e n g i n e s .

T h e

o r b i t e r s

w i l l

c o n t i n u e

t o

o r b i t

a t

a l t i t u d e s o f


1 0 0 0

m i l e s ,

c o l l e c t i n g t h e i r

o w n

d a t a

a n d

a c t -

i n g

a s c o m m u n i c a t i o n

r e l a y

s t a t i o n s

b e t w e e n t h e l a n d e r s a n d e a r t h .

R e p r i n t

R E - 1 8 - 5 - 1 9

F i n a l

m a n u s c r i p t

r e c e i v e d F e b r u a r y

1 . 1 9 7 3 .

T h e

V i k i n g P r o g r a m i s m a n a g e d

b y

t h e L a n g l e y

R e s e a r c h C e n t e r , N A S A .

M a r t i n M a r i e t t a A e r o s p a c e

( M M A ) i s

t h e p r i m e

c o n t r a c t o r

o n t h e

l a n d e r .

E A R T H

A M O C O U R S E

S / C S E P A R A T

I O N

C O R R E C T I O N

f A '

S E P A R A T I O N

4 0 - - I

.

4 4

\

T I T A N

I I I

- C E N T A U R

E A R T H

S T A T I O N

F i g .

1

-

V i k i n g m i s s i o n

s e q u e n c e .

6


s y s t e m

I

w o c o m m u n i c a t i o n

r o u t e s

a r e a v a i l a b l e

t o h a n d l e

t r a n s m i s s i o n b e t w e e n

t h e

l a n d e r a n d e a r t h .

O n e

i s

v i a

t h e

o r b i t e r ,

w h i c h r e c e i v e s a t

3 8 1

M H z

f r o m

t h e

l a n d e r

a n d t r a n s m i t s t o

e a r t h

a t

2 3 0 0

M H z .

[ A l l f r e q u e n c i e s

q u o t e d i n

t h i s

p a p e r a r e

n o m i n a l . ] T h i s

r o u t e

i s

t h e

o n l y

l i n k

d u r i n g

t h e

p e r i o d

f r o m

s e p a r a t i o n

t o

l a n d i n g ,

a n d t h e

p r i m e

l i n k a f t e r l a n d i n g .

T h e

s e c o n d r o u t e i s

a d i r e c t

e a r t h

- l a n d e r

l i n k :

u p a t 2 1 0 0 M H z

a n d d o w n a t 2 3 0 0

M H z . T h i s i s

t h e b a c k u p l i n k f o r

d a t a

a f t e r l a n d i n g

a n d t h r o u g h o u t

t h e t h r e e

-

m o n t h

- l o n g

M a r t i a n

o p e r a t i o n .

C o m -

m a n d s

t o t h e l a n d e r

a r e c a r r i e d o n l y o v e r

t h e

d i r e c t

S

- b a n d

l i n k .

T h e

d i r e c t E a r t h - M a r s l i n k

p o s e s

s e v e r e

p r o b l e m s .

T h e n o m i n a l

d i s t a n c e

i s 1 2 5

-

m i l l i o n

m i l e s w i t h

a

r o u n d

t r i p

s i g n a l

t r a v e l t i m e

o f a b o u t

2 5

m i n u t e s . M a r s h a s

a d a i l y r o t a t i o n r a t e

n e a r l y

t h e s a m e a s

t h a t o f

e a r t h . T h u s ,

e i t h e r a b r o a d -

p a t t e r n ,

l o w

- g a i n , f i x e d

- b e a m a n t e n n a

o r

a n a r r o w - p a t t e r n , h i g h

- g a i n , s t e e r e d

-

b e a m

a n t e n n a c a n

b e

u s e d . T h e V i k i n g

d i r e c t

l i n k

u s e s t h e f o r m e r f o r

i n i t i a l

r e c e i v e

a n d t h e

l a t t e r f o r t r a n s m i t

a n d

r e c e i v e . T h e r e l a y

l i n k a l s o u s e s

a

l o w

-

g a i n ,

b r o a d - p a t t e r n ,

f i x e d - b e a m

a n t e n n a

t o

c o v e r t h e l a n d e r

a t t i t u d e v a r i a t i o n s

d u r i n g e n t r y

a n d t h e

c h a n g i n g p o s i t i o n

o f

t h e o r b i t e r b o t h

d u r i n g

l a n d e r

e n t r y a n d

a f t e r l a n d i n g . F i g .

2


t h e l a n d e r

o n

M a r s a n d t h e

l o c a t i o n

o f t h e t h r e e


a n t e n n a s .

A n t e n n a

s y s t e m

T h e

t h r e e


a n t e n n a s

a r e

d e s i g n a t e d

b y t y p e :

S

- b a n d h i g h

- g a i n a n t e n n a

( H G A )

S

- b a n d l o w - g a i n

a n t e n n a ( W A )

U H F

l o w

g a i n a n t e n n a ( L G A A )

F i g .

2

- L a n d e r

d e p l o y e d f o r o p e r a t i o n

D e s i g n

a n d d e v e l o p m e n t o f t h e s e

a n t e n

n a s

i s

t h e

r e s p o n s i b i l i t y

o f

M S R D

a s p a r

o f

t h e


s u b s y s t e m s w h i c

A E D i s h a n d l i n g f o r t h e V i k i n g P r o g r a m

[ u n d e r

s u b c o n t r a c t f r o m

M a r t i

M a r i e t t a A e r o s p a c e ] .

T h e H G A c o n

f i g u r a t i o n

i s

b a s e d

u p o n p r e v i o u s

R C

s p a c e p r o g r a m

a n t e n n a s :

t h e L u n a

O r b i t e r ,

t h e

L u n a r E x c u r s i o n

M o d u

e r e c t a b l e a n t e n n a f o r A p o l l o ,

a n d

t h

A p o l l o

L u n a r C o m m u n i c a t i o n R e l a

U n i t a n t e n n a .

T h e

c o n f i g u r a t i o n c o m

m o n t o t h e L G A a n d L G A A

i s

a n e

c o n c e p t . T h e d e s i g n s o f

a l l

t h r e e

a n t e n n a

t r a d e h e a v i l y

u p o n t e c h n i q u e s a n

k n o w h o w d e r i v e d f r o m R C A ' s s p a c

a n t e n n a e x p e r i e n c e .

T h e

V i k i n g m i s s i o n i n c l u d e s

a

n e w

e n

v i r o n m e n t ,

h o w e v e r , a n d

h a s

p a r t i c u l

d i f f i c u l t i e s d i f f e r i n g

i n

i m p o r t a n t

a s p e c t

f r o m p r e v i o u s s p a c e c o m m u n i c a t i o

s y s t e m s .

T h e s e

i n

b r i e f a r e

I ) S t e r l i z a t i o n b y h i g h

t e m p e r a t u r e s o a k

p r

t o

l a u n c h ;

2 ) T r a n s m i s s i o n

d u r i n g

M a r t i a n

e n t r y ;

a n d

3 )

l

w o a x i s s t e e r a b l e

a n t e n n a o p e r a t i o n

u n d

h i g h

w i n d

a n d d u s t


T h e

f i r s t d i f f i c u l t y - h e a t

s t e r i l i z a t i o n

-

d i c t a t e s c a r e f u l m a t e r i a l

c h o i c e


d u r i n g M a r t i a n e n t r y

b

t h e L G A A

a n t e n n a

p r e s e n t e d a

d i f f i c u

p o w e r - b r e a k d o w n p r o b l e m . T h e n e e d f

f u l l h e m i s p h e r e

s t e e r i n g o f t h e H G A o

t h e M a r t i a n

s u r f a c e

d u r i n g d u s t - s t o r

c o n d i t i o n s a n d

d u r i n g

t h e

e x t r e m

t e m p e r a t u r e r a n g e

o f

t h e M a r t i a n

d a y

h a

a d d e d s e v e r a l n e w c o n s t r a i n t s t o t h o s e

p a s t s p a c e

a n t e n n a s .

H i g h - g a i n a n t e n n a


T h e

b a s i c


s e l e c t e d f o r t h

H G A i s

b a s e d o n

a s e r i e s o f

m i s s i o n ,

c o m

m u n i c a t i o n ,

a n d a n t e n n a

s t u d i e s c a r r i e

o u t

d u r i n g

a p e r i o d o f m o r e

t h a n e i g h

y e a r s . T h e

f r e q u e n c y , g i m b a

a r r a n g e m e n t ,

t y p e a n d s i z e

o f a n t e n n a

a n d

o r i e n t a t i o n l o g i c

w e r e m a j o r c h o i c e s

T h e m i n o r

c h o i c e s w e r e r e f l e c t o r ,

f e e

a n d


l i n e

t y p e ,

d r i v e

a n

8/18/2019 antenna----------npl


T a b l e I -


s p e c i f i c a t i o n s

h i g h - g a i n

a n t e n n a .

T r a n s m i t

R e c e i v e

F r e q u e n c y

( M H z )

G a i n ( d B , m i n . )

2 2

V S W R

( m a x . )

1 . 2

P o l a r i z a t i o n

A x i a l r a t i o

( d B . m a x . )

1 . 5

5 °

3 . 0

B e a m w i d t h

( ° . m i n . )

- 3

d B

1 1 . 5

- I d B 6 . 4

S i d e l o h e s ( d B . m i n . ) 2 2

P o w e r

( W .

m a x . )

4 0

S t e p

i n c r e m e n t

°

/ c o m m a n d )

S t e p

r a t e ( °

S )

A n g l e r e a d o u t a c c u r a c y

( b i t s )

W e i g h t ( l b . m a x . )

R e f l e c t o r

s i z e

( i n . . d i a . )

l

e m p e r a t u r e .

s t e r i l i z a t i o n ( ° F )

t e m p e r a t u r e ,

M a r s

( ° , m a x . )


M a r s

( " F .

m i n . )

W i n d .

M a r s

I m i /

h r ,

m a x . )

2 7 0 0

t o

7 3 0 0

2 1 1 0

t o 2 1 2 0

2 1

1 . 4

R i g h t h a n d c i r c u l a r

0 . 3

0 . 6

1 0

1 6 . 7

3 0

+ 2 8 0

+ 1 4 5

- 1 9 5

1 6 0

4 . 0

4 . 0

2 2

m e c h a n i s m

t y p e , a n d o r i e n t a t i o n

r e a d o u t

t y p e .

F i g .

3

i s

a

p h o t o g r a p h

o f

t h e

H G A ;

T a b l e

I

l i s t s

t h e p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s .

T h e r a d i a t i o n

a p e r t u r e

i s a

f r o n t - f e d

p a r a b o l i c r e f l e c t o r . I t

i s

o r i e n t e d b y a n

e l e v a t i o n -

v e r

- a z i m u t h

t y p e

o f g i m b a l

a r r a n g e m e n t . G i m b a l

a x i s a n d

r e f l e c t o r

o f f s e t s a r e k e p t s m a l l t o

m i n i m i z e w i n d

a n d s t a t i c m a s s u n b a l a n c e t o r q u e . T h e

t w o

d r i v e a n d r e s o l v e r

- r e a d o u t

m e c h a n i s m s

a r e

c o n t a i n e d i n t h e

c o m -

m o n

h o u s i n g

i m m e d i a t e l y

t o t h e r e a r

o f

t h e

r e f l e c t o r . A

s h o r t m a s t

s u p p o r t s

t h e

d r i v e - r e f l e c t o r a s s e m b l y .

T h e

p a t t e r n i s

s t e e r e d b y

o n -

b o a r d c o m p u t e r

- g e n e r a t e d

c o m m a n d s t o

i n i t i a l l y

a c q u i r e

a n d

t h e n

m a i n t a i n

p o i n t i n g

a t t h e

e a r t h .

A n t e n n a m e c h a n i s m s

T h e

a n t e n n a , w h e n

d e p l o y e d o n M a r s , i s

d i r e c t e d t o p o i n t

a t

t h e . e a r t h

d u r i n g i t s

v i s i b l e

p e r i o d s ,

t o

e s t a b l i s h a

c o m -


l i n k .

T h i s l i n k

c a n

t h e n b e

m a i n t a i n e d

w i t h

l o w

a n g u l a r v e l o c i t i e s

a b o u t e i t h e r o f

t h e

a n t e n n a

a x e s .

H o w e v e r ,

t o r q u e s f r o m

t h e h i g h

w i n d s

i n

c o n j u n c t i o n w i t h l o w

p e a k a n d a v e r a g e

a v a i l a b l e e l e c t r i c a l p o w e r n a r r o w s

t h e

c h o i c e

o f

s u i t a b l e

d r i v e s .

T h e

l o n g -

d u r a t i o n h i g h - a c u u m f l i g h t

t o M a r s

a n d

t h e w e a r

d u r i n g

t h e 9 0

- d a y s u r f a c e

o p e r a t i o n

m a d e

t h e c h o i c e o f

a

l u b r i c a n t

-

d r i v e

s y s t e m

d i f f i c u l t . A f t e r

n u m e r o u s

t r a d e o f f

s t u d i e s ,

a m o d i f i e d

s t e p p e r

m o t o r

w a s

s e l e c t e d i n c o n j u n c t i o n w i t h

a

h i g h - r a t i o

s p u r - g e a r

t r a i n .

T h e

s t e p p e r m o t o r m o d i f i c a t i o n

c o n s i s t s

o f

i n c r e a s i n g

t h e

n o r m a l l y

u n d e r s i r a b l e

r e s i d u a l m a g n e t i c

t o r q u e

p r e s e n t w h e n

d e - e n e r g i z e d .

T h e

r e s i d u a l

o r

d e t e n t i n g

t o r q u e


t o a

l e v e l

s u c h t h a t t h e

w i n d

t o r q u e s

w i l l n o t

c a u s e

a n t e n n a

m o t i o n w h e n

d r i v e p o w e r

i s

o f f .

T h i s

f e a t u r e m i n i m i z e s p o w e r d r a i n . O t h e r

s c h e m e s s u c h

a s w o r m

g e a r i n g c o u l d a c -

c o m p l i s h t h e s a m e

r e s u l t ,

b u t

a t

t h e

e x p e n s e

o f c o n s i d e r a b l e

f r i c t i o n a l a n d

r u b b i n g

a b u s e o f t h e l u b r i c a n t

n o t

o b -

t a i n e d

w i t h

s p u r

g e a r s .

T h e m o t o r t u r n s 9 0 " e a c h t i m e

a

c u r r e n t

p u l s e

i s

a p p l i e d ;

i n

t h i s

c a s e ,

a t r a i n o f

f o u r

p u l s e s

i s

g e n e r a t e d

b y

a

c o m m a n d .

W i t h

t h e

1

1 9 5 : 1 g e a r r a t i o u s e d , o n e c o m -

m a n d

m o v e s t h e

a n t e n n a


0 . 3 ° ,

a n d t h e

m o t o r

i s

c a p a b l e

o f

e x e c u t i n g a t

l e a s t t w o

c o m m a n d s

p e r

s e c o n d .

T h e

a n t e n n a

u s e s

i d e n t i c a l

d r i v e s

i n

e a c h

o f

t h e t w o a x e s .

I n a d d i t i o n t o t h e

s t e p p e r

m o t o r s , e a c h

a x i s

i n c l u d e s

a s t a n -

d a r d r e s o l v e r t o o b t a i n

a n g l e d a t a .

A

f o u r m e s h

s t r a i g h t s p u r g e a r

t r a i n

c o n n e c t s

a

m o t o r

t o

i t s

l o a d .

M e c h a n i c a l l y ,

t h e d e s i g n

i s

s i m i l a r

t o

o t h e r s p a c e h a r d w a r e . H o w e v e r ,

t h e m i s -

s i o n t i m e d u r a t i o n a n d t e m p e r a t u r e r a n g e

i m p o s e u n u s u a l p r o b l e m s

w i t h r e g a r d

t o

t h e r m a l

e x p a n s i o n

a n d l u b r i c a n t

l i f e . T h e


e x p a n s i o n p r o b l e m

p o s e d

b y

t h e

e x t r e m e t e m p e r a t u r e

r a n g e

( - 1 9 5 ° F t o

+ 2 8 0 °

F )

w a s s o l v e d b y

s e l e c t i o n

o f

a l u m i n u m

a l l o y

4 0 3 2

f o r

t h e g e a r

b o x

a n d

A 2 8 6 s t a i n l e s s s t e e l

f o r

a l l

g e a r s .

T h e

b e a r i n g s

a r e

o f

4 4 0 C

s t a i n l e s s

s t e e l .

I n a d -

d i t i o n , t h e

b e a r i n g

a n d g e a r m e s h

c l e a r a n c e s

w e r e

m a d e

a s

l a r g e

a s

p o s s i b l e ,

w i t h i n

t h e

a l l o w a b l e

a n t e n n a p o i n t i n g

e r r o r ,

t o a v o i d j a m m e d

g e a r m e s h e s o r

o v e r l o a d e d b e a r i n g s .

T h e g e a r

l u b r i c a n t

c o n s i s t s

o f a

m o l y b d e n u m

d i s u l f i d e

a n d

b i n d e r

c o a t i n g ( B a l l

B r o s . , T y p e I I ) a p p l i e d t o

g e a r t e e t h

w i t h

a b n o r m a l l y

l a r g e f a c e

w i d t h s t o

o b t a i n

l o w

s t r e s s

a n d

t h e r e b y a

l o n g - l i v e d

l u b r i c a n t . T h e b e a r i n g s

a r e

F i g .

3

- H i g h - g a i n

a n t e n n a ( H G A ) .

l u b r i c a t e d

w i t h p u r e M o S 2 , a p p l i e d b y a

s p u t t e r i n g

p r o c e s s

t o m a i n t a i n

t h i n h i g h l y

a d h e r e n t

f i l m s o n t h e

b e a r i n g r a c e s .

T w o f l e x i b l e R F c a b l e s c r o s s t h e

l i m i t e d

t r a v e l ( 1 1 2 " )

o f

t h e e l e v a t i o n

a x i s .

F o r

t h e

l a r g e r

a z i m u t h

- a x i s t r a v e l ( 6 7 6 " ) ,

a

c a b l e

w r a p

s c h e m e

i s u s e d f o r o n e ( s a m p l e r ) R F

c a b l e

a s

w e l l

a s

t h e

s i g n a l

l e a d s

s e r v i n g

t h e

m o t o r s a n d r e s o l v e r s .

T h e

p r i m e

s i g n a l

p a t h

l i n e

u s e s

a

n o n -

c o n t a c t i n g

R F

r o t a r y

j o i n t .

A l t h o u g h w e i g h t l i m i t e d ,

t h e

a n t e n n a

M r .

W i l k i n s o n ' s b i o g r a p h y

a p p e a r s w i t h h i s

o t h e r a r t i c l e

i n

t h i s

i s s u e .

O a k l e y M .

W o o d w a r d ,

J r . ,

R a d i a t i o n E q u i p m e n t

E n g i n e e r i n g , M i s s i l e

a n d

S u r f a c e

R a d a r D i v i s i o n ,


N e w J e r s e y

r e c e i v e d

t h e

B S E E

f r o m t h e

U n i v e r s i t y

o f

O k l a h o m a

i n

1 9 3 8 .

F r o m 1 9 3 8 t o

1 9 4 1

h e

w a s

e m p l o y e d

b y t h e S e i s m o g r a p h i c S e r v i c e


o f

T u l s a , O k l a h o m a i n v o l v e d

i n

U S

a n d

f o r e i g n g e o g r a p h i c a l e x p l o r a t i o n .

H e j o i n e d

R C A i n

1 9 4 1

a s

a

r e s e a r c h

e n g i n e e r a t

t h e R C A

M a n u f a c t u r i n g C o m -

p a n y

i n

C a m d e n .

I n

J a n u a r y

1 9 4 2 h e

b e c a m e

a

m e m b e r

o f t h e

t e c h n i c a l

s t a f f a t

t h e

R C A


i n

P r i n c e t o n ,

e n g a g e d

i n r e s e a r c h i n

a n t e n n a t e c h n o l o g y .

T h i s

a s s i g n m e n t c o n t i n u e d u n t i l

1 9 4 0 , w h e n

h e


t o

t h e M i s s i l e a n d S u r f a c e R a d a r

D i v i s i o n

a s

a

s t a f f

m e m b e r

i n t h e

a n t e n n a

s k i l l c e n t e r . S i n c e t h a t t i m e

h e h a s b e e n a c t i v e

i n

r e s e a r c h ,

d e s i g n ,

a n d


o f a n t e n n a s a n d m i c r o w a v e

c o m p o n e n t s

a n d

h a s s e r v e d

a s

a c o n s u l t a n t t o o t h e r

d i v i s i o n s o n

s p e c i a l a n t e n n a

p r o b l e m s . M r . W o o d w a r d h a s

p u b l i s h e d

m o r e t h a n 5 0

t e c h n i c a l

p a p e r s a n d

r e p o r t s

o n

a n t e n n a

a n d m i c r o w a v e

t o p i c s , a n d

h a s h a d 2 2 p a t e n t s

i s s u e d

i n

h i s

n a m e . H e

r e c e i v e d

f o u r

s p e c i a l a w a r d s a t t h e R C A L a b o r a t o r i e s f o r


w o r k

i n r e s e a r c h , a n d

i s

t h e

r e c i p i e n t

o f t h e

1 9 7 1

M S R D

A n n u a l T e c h n i c a l

E x c e l l e n c e A w a r d f o r

h i s

w o r k i n


o f

t h e

V i k i n g a n t e n n a s a n d o t h e r

s p e c i a l i z e d a n t e n n a

d e v e l o p m e n t s .

W a y n e A .

H a r m e n i n g ,

R a d i a t i o n

E q u i p m e n t

E n g i n e e r i n g , M i s s i l e

a n d

S u r f a c e R a d a r D i v i s i o n ,

M o o r e s t o w n , N e w J e r s e y

r e c e i v e d t h e B S

i n

A e r o n a u t i c a l E n g i n e e r i n g f r o m

t h e S t a t e

U n i v e r s i t y

o f

l o w s

i n 1 9 5 1 . H e

r e c e i v e d t h e M S i n A p p l i e d M a t h e m a t i c s

f r o m

A d e l p h i

U n i v e r s i t y

i n

1 9 5 9 .

F o r

t w o

y e a r s

h e

w a s

e m p l o y e d b y t h e

M c D o n n e l l A i r c r a f t C o r p o r a t i o n

i n

d e s i g n

o f

h e l i c o p t e r

c o n t r o l

s y s t e m s . F r o m

1 9 5 3 t o

1 9 5 9

h e

w o r k e d

f o r

t h e

R e p u b l i c

A v i a t i o n C o r p o r a t i o n

i n

t h e

a i r c r a f t d y n a m i c a n a l y s i s s e c t i o n .

M r . H a r m e n i n g j o i n e d

R C A i n 1 9 5 9

a n d w a s a s s i g n e d

t o t h e

i n s t r u m e n t a t i o n

r a d a r s e c t i o n a s

a

p e d e s t a l a n d

m e c h a n i s m s e n g i n e e r .

H e

w a s

r e s p o n s i b l e f o r

t h e


o f h y d r a u l i c

d r i v e s f o r t h e s e r a d a r s

a n d

h e r e c e i v e d a p a t e n t

o n

a

m e c h a n i c a l d r i v e s y s t e m a r r a n g e m e n t .

H e h a s b e e n

h e a v i l y

i n v o l v e d

i n t h e d e s i g n

o f

a i r b o r n e

a n d s p a c e

a n t e n n a s

i n c l u d i n g t h r e e a n t e n n a s

u s e d o n t h e

A p o l l o

p r o g r a m .

A u t h o r s W i l k i n s o n , W o o d w a r d ,

a n d

H a r m e n i n g ( l e f t t o

r i g h t ) .

8/18/2019 antenna----------npl


0

A

- 2 0

e 0 0 0

2 0

A N G L

0

2 0

- D E G R E E S

4 0

F i g .

4

-

H G A

r a d i a t i o n p a t t e r n .

e 0

m u s t

a c h i e v e

a

m i n i m u m

2 5

- H z

r e s o n a n c e

w h e n

d e p l o y e d

t o

a v o i d

i n t e r f e r e n c e w i t h

a

s e i s m o m e t e r

e x p e r i m e n t .

R F

s y s t e m

T h e

t e c h n i q u e

a n d

t y p e s

o f c o m p o n e n t

b e i n g u s e d

i n

t h e

R F

s y s t e m a r e

w e l l

p r o v e n

b y p r e v i o u s u s e

i n

s p a c e

p r o g r a m s .

A n

a i r c o a x i a l

l i n e

i s

c o m b i n e d

i n t o

t h e m a s t w i t h

a

n o n -

c o n t a c t i n g -

c h o k e

a z i m u t h

r o t a r y

j o i n t l o c a t e d w i t h i n

t h e a z i m u t h d r i v e

m e c h a n i s m . T h e

t e f l o n

c o r e

f l e x i b l e

l i n e w h i c h

c a r r i e s t h e s i g n a l

a c r o s s t h e e l e v a t i o n

a x i s

h a s

a o n e - t u r n

l o o p t o

r e l i e v e

s t r a i n

a t l o w

t e m p e r a t u r e s .

A

3 0 - d B c o u p l e r , u s e d

f o r

c h e c k o u t

t e s -

t i n g , i s

c o n t a i n e d

i n t h e f e e d a s s e m b l y

c o a x i a l

l i n e

a n d c o n s i s t s

o f

a

s i m p l e r e s i s -

t i v e -

t e r m i n a t e d

l o o p . T h e

s a m p l e d s i g n a l

i s

c a r r i e d

a r o u n d t h e

a z i m u t h

a x i s i n

t h e

c o n t r o l

c a b l e w r a p a n d d o w n t h e m a s t

i n

a

s m a l l

d i a m e t e r c o a x i a l l i n e .

T h e f e e d

i s

a

h e l i x

t y p e

w i t h a t a p e r e d

d u a l

w i n d i n g . T h i s w i n d i n g , w i t h

a

c y l i n -

d r i c a l - c u p

g r o u n d

p l a n e , g e n e r a t e s a

c i r c u l a r l y

p o l a r i z e d

e x c i t a t i o n

w i t h

g o o d

a x i a l

r a t i o

a n d

a n e x c e l l e n t

s y m m e t r y .

T h e c u p h a s b e e n

p e r f o r a t e d

t o r e d u c e

w e i g h t

a n d t o p r e v e n t

M a r t i a n d u s t

b u i l d - u p .

A p r i n t e d -

c i r c u i t b o a r d

c o n -

t a i n s

m a t c h i n g

e l e m e n t s a n d

a p o w e r

s p l i t t i n g

b a l u n

f o r

d r i v i n g t h e t w o

w i n d -

i n g s

f r o m

t h e c o a x i a l f e e d l i n e .

A l t h o u g h

t h i s

t y p e

o f

f e e d i s

s i m p l e a n d

r e l i a b l e f o r

g e n e r a t i n g c i r c u l a r

p o l a r i z a t i o n , i t

i n t e r a c t s w i t h

t h e

r e -

r a d i a t i o n f r o m t h e m a i n r e f l e c t o r , a f f e c -

t i n g

a x i a l

r a t i o .

T h i s

e f f e c t b e c o m e s m o r e

s e r i o u s

f o r

r e l a t i v e l y

l o w

- g a i n

r e f l e c t o r s

5

C .

G A I N

d B

2 -

8

- -

T M E O R E T I C A L

S P E C I F I C A T I O N

\ \

N V -

M E A S U R E D

\

1 0

2 0 3 0 4 0

5 0

e

C O N E

A N G L E ,

8 6

I

7 0

8 0 9 0

F i g .

5

-

C o v e r a g e o f l o w - g a i n

a n t e n n a s .

T a b l e

I I

-

S p e c i f i c a t i o n

h i g h l i g h t s , l o w -

g a i n a n t e n n a s .

S B a n d

L G A

U H F

L G A A

F r e q u e n c y ( M H z ) 2 1 1 0 2 1 2 0

3 8 1 ± 2

G a i n ( d B )

0 ° c o n e a n g l e

4 . 0

4 . 0

± 6 5 ° c o n e a n g l e 0 . 8 0 . 8

± 9 0 °

c o n e a n g l e

-

- 4 . 0

P o l a r i z a t i o n ( d B )

R H c i r c u l a r R H c i r c u l a r

A x i a l r a t i o ( d B )

0 °

1 . 5 1 . 5

± 6 5 ° 4 . 5

4 . 5

± 9 0 ° 8 . 0

V S W R ( m a x . )

1 . 3 1 . 2

P o w e r h a n d l i n g ( W )

-

6 0

S i g n a l s a m p l e r

C o u p l i n g ( d B )

2 0

± 3

-

D i r e c t i v i t y

( G B )

2 7 -

W e i g h t ( l b . m a x . )

0 . 8

4 . 0

s u c h

a s t h i s . T h e f e e d

l o c a t i o n

c a n

b e

s e t

o p t i m a l l y

f o r n a r r o w

b a n d

o p e r a t i o n ,

b u t

a

c o m p r o m i s e p o s i t i o n

m u s t

b e

p i c k e d f o r t h e

f r e q u e n c y r a n g e

h e r e r e -

q u i r e d . T h i s h a s b e e n d o n e ,

w i t h t h e

t r a n s m i t

b a n d

f a v o r e d . A t y p i c a l

r a d i a t i o n

p a t t e r n o f t h e

H G A i s

s h o w n

i n

F i g . 4 .

S t o r a g e

a n d e r e c t i o n

T h e

H G A i s

s t o w e d

a l o n g

t h e s i d e o f t h e

l a n d e r w i t h i n a r e s t r i c t e d e n v e l o p e .

A

p y r o t e c h n i c

p i n p u l l e r

d e v i c e

i s

m o u n t e d

o n a

h i n g e d l i n k t o p r e v e n t a n g u l a r

m o t i o n

a b o u t

t h e

a n t e n n a e l e v a t i o n

a x i s

a n d

t h e

d e p l o y m e n t

h i n g e

a x i s .

A p a i r

o f

t a b s

o n

t h e

l i n k m a t e w i t h t h e a n t e n n a

t o

p r e v e n t a n g u l a r

m o t i o n a b o u t

t h e

a z i m u t h

a x i s . T h e s p r i n g - d r i v e n

e r e c t i n g

m e c h a n i s m

a t

t h e d e p l o y m e n t a x i s ,

t h e


d e v i c e , a n d t h e l i n k

a r e

s e p a r a t e l y s u p p l i e d

d e v i c e s .

T h e s t o w a g e

a r r a n g e m e n t p r o v i d e s d i r e c t

l o a d p a t h s

f o r t h e m o r e s e v e r e

l o a d i n g c o n d i t i o n s

s u c h

a s

l a u n c h / b o o s t

v i b r a t i o n

o r M a r s

l a n d i n g s h o c k ,

w h i l e

p r e v e n t i n g

e x p o s u r e

o f

t h e a n t e n n a

d r i v e

t r a i n s

t o t h e s e l o a d s .

A f t e r r e l e a s e

o f

t h e a n t e n n a b y

f i r i n g o f

t h e


p i n

p u l l e r , t h e a n t e n n a

i s

s l o w l y

m o v e d t o t h e e r e c t

p o s i t i o n f o r

o p e r a t i o n

( F i g .

2 ) .

T h e d e p l o y m e n t

f o r c e

i s

s u p p l i e d

b y n e g a t o r

s p r i n g s a t t h e

d e p l o y m e n t

a x i s ; a n

e s c a p e m e n t

m e c h a n i s m

c o n t r o l s

t h e

r a t e

o f

d e p l o y m e n t .

L o w

- g a i n a n t e n n a s

C o n c e p t

B o t h t h e

L G A A a n t e n n a

a t U H F a n d

t h e

L G A

a t S

- b a n d

m u s t r a d i a t e

o v e r a p -

p r o x i m a t e l y

a

h e m i s p h e r e

t o

s a t i s f y m i s -

s i o n n e e d s .

A l t h o u g h

t h e p a t t e r n s

w i l l b e

a f f e c t e d

s o m e w h a t

b y

l o c a t i o n o f

t h e

a n t e n n a s o n

t h e l a n d e r a n d

i t s

n e a r b y

o b -

j e c t s , t h e p a t t e r n s a r e s p e c i f i e d

i n

f r e e

A X I A L

R A T I O

d 8

5 -

3 -

S P E C I F I C A T I O N - .

. -

M E A S U R E D

i

. . . . a - T H E O R E T I C A L

0

. . T

t . _

O

1 0

2 0 3 0 0 0

5 0

6 0

7 0

8 0

C O N E A N G L E , 8 °

F i g .

6 -

A x i a l r a t i o

o f

l o w - g a i n a n t e n n a s

s p a c e .

M o d e l i n g


o n

t h

l a n d e r h a v e s h o w n t h e

o r d e r o f

t h e s

e f f e c t s .

T h e

r i g h t

- h a n d , c i r c u l a r l y

p o l a r i z e

p a t t e r n s h a p e a n d

g a i n , a s s p e c i f i e

t h r o u g h a n y

p l a n a r

c u t

c o n t a i n i n g t h

a x i s o f t h e a n t e n n a , a r e

p l o t t e d

i n

F i g .

T h e

a x i a l

r a t i o s

a r e

s h o w n i n F i g . 6 .

T a b l e

1 1

l i s t s

o t h e r

s p e c i f i e d v a l u e s

f o r t h

t w o

a n t e n n a s .

I f o n e

i n t e g r a t e s

t h

p a t t e r n

s h a p e o v e r t h e

f u l l

s p h e r e ,

m a r g i n o f a b o u t 1 . 2 5

d B

i s

i n d i c a t e d .

T h i

m a r g i n m u s t

a c c o u n t

f o r v a r i a t i o n s

o f t h

r e a l i z e d

p a t t e r n

s h a p e ,

l o s s e s ,

a x i a l

r a t i

v a r i a t i o n s ,

a n d


e r r o r s .

T h i s t y p e o f r a d i a t i o n

p a t t e r n c a n n o t b

o b t a i n e d w i t h

t h e u s u a l

T u r n s t i l

a n t e n n a

o f c r o s s e d d i p o l e s

o v e r

a g o u n

s c r e e n

o r c r o s s e d s l o t s c u t

i n

a c o n

d u c t i n g

p l a n e .

B o t h

o f t h e s e

a n t e n n

t y p e s b a s i c a l l y g e n e r a t e

o n l y

r a d i a

c u r r e n t s e m a n a t i n g f r o m

t h e

a n t e n n

c e n t e r .

T h e o r e t i c a l

s t u d i e s '

h a v e

s h o w

t h a t a n

a d d i t i o n a l

m o d e o f

r a d i a t i o n

i s r

q u i r e d t o a c h i e v e

t h e d e s i r e d

b r o a d b e a m

r a d i a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s .

T h i s

s o - a l l e

a x i a l

m o d e i s a n " e r r o r "

p a t t e r n t y p

c o n s i s t i n g

o f a d o u g h n u t

s h a p e w i t h

i

n u l l

a l i g n e d a l o n g

t h e a x i s o f

s y m m e t r y

t h e a n t e n n a .

T h e r e l a t i v e a m p l i t u d e s a n

p h a s e s

o f

t h e s e t w o r a d i a t i o n

m o d e s m a

b e s e l e c t e d

t o a c h i e v e t h e s p e c i f i e

p a t t e r n

s h a p e s

w i t h

a

s m a l l

m a r g i n o

s a f e t y .

T h e d o t t e d

c u r v e s

o f F i g s .

5

a n d

i l l u s t r a t e

t h e g a i n

a n d

a x i a l r a t

w

N

s

E

U P P E R

P L A N A R

T U R N S T I L E

L A Y E R S

L O W E R

T I L T E D

G R I D G R O U N D

P L A N E

F i g . 7

-


o f l o w g a i n

a n t e n n a s .

8/18/2019 antenna----------npl



t h a t

c a n

b e

o b t a i n e d

t h e o r e t i c a l l y u n d e r

i d e a l

c o n d i t i o n s a n d

w i t h

a p e r f e c t g r o u n d

p l a n e .

A c o m m o n g e o m e t r i c d e s i g n

w a s

c h o s e n

f o r b o t h o f t h e

l o w - g a i n

a n t e n n a s .

T h i s i s

s h o w n i n

F i g .

7

a n d c o n s i s t s

i n

e f f e c t o f

t w o s u p e r i m p o s e d t u r n s t i l e a n t e n n a s

s p a c e d

a b o v e

a

g r o u n d

s c r e e n

r e f l e c t o r .

O n e

o f t h e t u r n s t i l e l a y e r s

c o n s i s t s o f

c r o s s e d

d i p o l e s a l i g n e d p a r a l l e l t o

t h e

r e f l e c t o r p l a n e ; t h e o t h e r t u r n s t i l e

e l e m e n t s

a r e

i n c l i n e d d o w n w a r d

t o i n -

t r o d u c e

t h e a x i a l

- m o d e

c o m p o n e n t

p a r a l l e l t o t h e a x i s

o f

t h e

a n t e n n a .

T h e

d e s i r e d

r a d i a t i o n


i n t h e

u p p e r

h e m i s p h e r e

a r e

a c h i e v e d

b y p r o p e r

c h o i c e o f t h e l e n g t h s a n d

i n c l i n a t i o n

a n g l e s

o f t h e r a d i a t i n g

e l e m e n t s a n d

t h e i r

h e i g h t s

a b o v e t h e

r e f l e c t o r .

T h e

r e f l e c t o r i t s e l f i s

a t u n e d

w i r e

- g r i d

t y p e

d e v e l o p e d

s o m e y e a r s a g o a t

R C A .

T h e g e o m e t r y a n d d i m e n s i o n s

o f

t h e g r i d

-

w i r e

c o n f i g u r a t i o n ,

h a v i n g

a

m a x i m u m

s i z e o f

l e s s t h a n o n e - h a l f

w a v e l e n g t h ,

a r e

c h o s e n s u c h

t h a t s u p p r e s s i o n

o f t h e

b a c k w a r d

r a d i a t i o n i s

g r e a t e r t h a n w o u l d

b e

o b t a i n e d

w i t h

a

m u c h l a r g e r c o n -

t i n u o u s

s h e e t

o f

m e t a l . A d d e d a d v a n t a g e s

a r e g r e a t l y

r e d u c e d

w e i g h t

a n d

w i n d

r e s i s -

t a n c e .

S - b a n d l o w

- g a i n

a n t e n n a

F i g .

8

i s a p h o t o g r a p h o f t h e f i r s t

m o d e l

o f

t h e

L G A . Q u a d r a t u r e e x c i t a t i o n o f

t h e

o r t h o g o n a l r a d i a t i n g e l e m e n t s

i s

a c h i e v e d

b y m e t h o d s

d e v e l o p e d d u r i n g t h e p r e s e n t

p r o g r a m . F o r t h e L G A ,

a

" s p l i t - d r u m "

b a l u n i s

u s e d

t o

f e e d

o n l y t h e

n o r t h - s o u t h

d i p o l e s d i r e c t l y . T h e s e s a m e

f e e d

t e r m i n a l s a r e c o n n e c t e d t o t h e e a s t - w e s t

d i p o l e

e l e m e n t s t h r o u g h

s e r i e s

c o n d e n s e r s .

T h e

a n t e n n a

i m p e d a n c e s

a n d

c o n d e n s e r r e a c t a n c e s a r e s u c h t h a t t h e

o r t h o g o n a l c u r r e n t s a r e

e q u a l

i n

a m -

p l i t u d e a n d i n p h a s e


V e r n i e r

c a p a c i t y e l e m e n t s ,

p r i n t e d

o n t h e p r o t e c -

t i v e p l a s t i c

r a d o m e

o f

t h e

a n t e n n a ,

s u p -

p l e m e n t

t h e

f i n a l

a d j u s t m e n t s . T h e

c i r c u l a r l y p o l a r i z e d

g a i n

a n d a x i a l

r a t i o

F i g . 8

- S

- b a n d

l o w - g a i n a n t e n n a .

F i g . 9 - U H F l o w g a i n a n t e n n a .

c h a r a c t e r i s t i c s o b t a i n e d

f r o m t y p i c a l


o f t h e S

- b a n d

l o w - g a i n

a n t e n n a

a r e

p l o t t e d

a s

t h e d a s h e d c u r v e s

s h o w n i n F i g s . 5 a n d

6 .

M e a s u r e d d a t a f o r

t h e

U H F

l o w - g a i n a n t e n n a

i s

s i m i l a r

t o

t h a t o f

t h e

S

- b a n d

a n t e n n a .

U H F

l o w

- g a i n

a n t e n n a

F i g .

9

i s a p h o t o g r a p h

o f t h e

f i r s t

m o d e l o f

t h e L G A A . B e c a u s e t h e

U H F

l o w - g a i n

a n t e n n a ( L G A A )

i s

p h y s i c a l l y

m u c h

l a r g e r ,

t h e

e x t e r n a l

c a p a c i t a n c e s

a r e

n o t

d e s i r a b l e . b e c a u s e

o f

t h e a d d e d

w i n d

r e s i s t a n c e a n d

t h e i n c r e a s e d

v o l t a g e

-

b r e a k d o w n

p r o b l e m s .

F o r t h i s a p -

p l i c a t i o n , a d i f f e r e n t

a p p r o a c h

w a s

d e v e l o p e d , c o n s i s t i n g

o f

a c y l i n d r i c a l

s l e e v e

s u r r o u n d i n g

t h e f e e d

b a l u n .

F o u r

l o n g i t u d i n a l

s l o t s

a r e

c u t i n

t h i s s l e e v e

w i t h

d i a g o n a l p a i r s o f

s l o t s

h a v i n g

d i f f e r e n t l e n g t h s . T h e s e

s l o t s a r e

f i l l e d

w i t h

d i e l e c t r i c

r o d s

t o

p r o v i d e

g r e a t e r

p o w e r -

h a n d l i n g

c a p a b i l i t y

a s

w e l l

a s

t o

p r e v e n t

e n t r y

o f

M a r t i a n

d u s t

p a r t i c l e s .

V e r n i e r

a d j u s t m e n t s

o f

t h e s l o t r e a c t a n c e s

a r e

p r o v i d e d

b y s m a l l m e t a l

t a b s

a t t a c h e d

n e a r t h e

l o w e r e n d s o f

t h e

f o u r d i e l e c t r i c

r o d s .

T h e

e l e c t r i c a l


i s

e q u i v a l e n t

t o a

b r i d g e

c i r c u i t

i n

w h i c h t h e

e a s t

- w e s t

d i p o l e s

a r e j o i n e d a c r o s s

o n e

p a i r o f

t h e b r i d g e

o u t p u t t e r m i n a l s ;

t h e

n o r t h - s o u t h d i p o l e s

a n d t h e

p o w e r

i n p u t

t e r m i n a l s

a r e

j o i n e d

a c r o s s t h e

o t h e r p a i r

o f o u t p u t

t e r m i n a l s ,

a n d t h e

b r i d g e

l e g s

a r e

m a d e

u p o f

a l t e r n a t i n g

i n d u c t a n c e s

a n d c a p a c i t a n c e s .

T h i s m e t h o d

h a s a n

a d -

v a n t a g e

i n t h a t

c i r c u l a r p o l a r i z a t i o n

m a y

b e o b t a i n e d f o r

a n y

v a l u e

o f

t h e d i p o l e -

r a d i a t i o n i m p e d a n c e

m e r e l y b y p r o p e r l y

a d j u s t i n g

t h e

s l o t

l e n g t h s .

P o w e r

b r e a k d o w n

A c h i e v i n g

a r e l i a b l e p o w e r

b r e a k d o w n

d e s i g n f o r

t h e

L G A A

p r o v e d

t o

b e

v e r y

d i f f i c u l t .

B e c a u s e

t h e

a n t e n n a o p e r a t e s

d u r i n g

d e s c e n t t o t h e

M a r t i a n s u r f a c e , i t

p a s s e s

t h r o u g h t h e

w o r s t

- c a s e

p r e s s u r e

c o n d i t i o n f o r b r e a k d o w n .

I n i t i a l

t e s t s

s h o w e d

t h a t t h e c e n t r a l

- f e e d r e g i o n a n d

t h e

r a d i a t o r

t i p

r e g i o n

w e r e b o t h

v u l n e r a b l e . M e a s u r e m e n t

d i f f i c u l t i e s

w e r e a g g r a v a t e d

b y t h e n e e d t o s i m u l a t e

M a r t i a n

a t m o s p h e r e , b y

a p p a r e n t l o w e r -

i n g

o f

b r e a k d o w n

l e v e l s d u e

t o s u r f a c e

c o n t a m i n a t i o n ,

a n d b y i n t e r a c t i o n w i t h

l o w -

r e s s u r e

t e s t c h a m b e r s .

C o n s t r a i n t s

o f

s i z e

a n d

w e i g h t

a l s o

l i m i t e d t h e r a n g e

o f

s o l u t i o n s .

T h e

h i g h v o l t a g e r e g i o n s

o f t h e c e n t r a l

f e e d l i n e s a n d

t u n e d e l e m e n t s

w e r e l o a d e d

w i t h t e f l o n a n d

f i b e r g l a s s - e p o x y d i e l e c -

t r i c s

t o

r e d u c e t h e a t m o s p h e r i c

g r a d i e n t s

t o t o l e r a b l e

l e v e l s . T h e

r a d i a t o r e l e m e n t s

w e r e

b r o u g h t u n d e r

c o n t r o l

b y

i n c r e a s e d

r o d

d i a m e t e r

a n d

b y u s e

o f m e t a l c o r o n a

b a l l s o n t h e

t i p s e n c a s e d

w i t h i n

c y l i n d e r s

o f

p o l y u r e t h a n e f o a m .

C l e a n l i n e s s

T h e

p r o g r a m

g o a l

o f

b i o l o g i c a l

a s s a y

o n

M a r s

i s

r e f l e c t e d

i n t h e

a n t e n n a

c o n -

f i g u r a t i o n a n d p r o g r a m .

T h e c h o i c e o f

m a t e r i a l s

a n d

t h e m a n u f a c t u r i n g

a n d

t e s -

t i n g o f

t h e

t h r e e a n t e n n a s

m u s t m e e t

s t r i n g e n t


o n

c l e a n l i n e s s .

P a r t i c u l a r a t t e n t i o n

h a s b e e n

t a k e n t o

m i n i m i z e

t h e p r e s e n c e

o f

o r g a n i c

m a t e r i a l s .

P r e

- a s s e m b l y

c l e a n i n g ,

s t r i c t

w h i t e

- r o o m

a s s e m b l y ,

a n d

p r o t e c t i o n

d u r i n g

t e s t a r e

p a r t

o f

t h e

p r o c e d u r e s .

A l l

t h r e e a n t e n n a s

a r e

e n c l o s e d

b y p r o t e c t i v e

p l a s t i c

b u b b l e s

d u r i n g

R F

t e s t s o n

t h e

p a t t e r n

r a n g e

a n d

d u r i n g

t r a n s p o r t .

C u r r e n t

s t a t u s

A l l

t h r e e d e s i g n s

h a v e b e e n

d e v e l o p e d

t h r o u g h b r e a d b o a r d

s t a g e s

w i t h


t o s p e c i f i c a t i o n .

T h e

f i r s t

s p a c e

h a r d w a r e

v e r s i o n s

- D e v e l o p m e n t

" T e s t M o d e l s - a r e

n o w

i n

t e s t a n d a r e

d e m o n s t r a t i n g

s u c c e s s f u l



A s i n a l l

s u c h

p r o g r a m s , m a n y a t

M S R D

h a v e m a d e i m p o r t a n t c o n t r i b u t i o n s .

O f

s p e c i a l

n o t e i s t h e c o n t r i b u t i o n

o f

W . H .

M u l g u e e n

w h o

i s

t h e e n g i n e e r


f o r

a l l

t h r e e a n t e n n a s .

R e f e r e n c e s :

B r o w n , ( . l i . , ' t h e I u r n s t i l e

A n t e n n a " i 7 e e r r o n i r s .

I

A p r i l .

1 9 3 0 ( .

2 . W o o d w a r d . O .

M . .

' A

M o d e A n a l y s i s

o f Q u a s i

- I s o t r o p i c

A n t e n n a s

" , R C A R e v i e w

( M a r c h

1 9 6 5 ) .

8/18/2019 antenna----------npl


D e c o d e r f o r

d e l a y

- m o d u l a t i o n

c o d e d

d a t a

J .

L e w i n

D e l a y m o d u l a t i o n ,

o r i g i n a l l y

d e v e l o p e d

i n c o n j u n c t i o n

w i t h h i g h

d e n s i t y

d i g i t a l

( s a t u r a t i o n )

t a p e

r e c o r d i n g , c o m b i n e s

t h e

a d v a n t a g e s o f t h e n a r r o w b a n d w i d t h o f

p u l s e - c o d e m o d u l a t i o n

( P C M ) n o n r e t u r n

t o

z e r o

( N R Z )

a n d t h e a d v a n t a g e s o f s e l f

-

t i m i n g i n f o r m a t i o n

i n h e r e n t i n p h a s e m o d u l a t i o n .

T h i s p a p e r

d e s c r i b e s

a

d e c o d i n g

t e c h n i q u e

f o r t h e c o n v e r s i o n

o f d e l a y

- m o d u l a t i o n d i g i t a l d a t a

t o N R Z ( c ) d a t a .

A

p o t e n t i a l

t i m e - p h a s e

a m b i g u i t y

i n r e c e p t i o n

a n d

d e c o d i n g o f d e l a y - m o d u l a t e d

d a t a

i s r e s o l v e d

i n

r e a l

t i m e ,

t h r o u g h

m o n i t o r i n g t h e d a t a

s t r e a m

f o r a

u n i q u e w a v e f o r m

i n h e r e n t i n

d e l a y

- m o d u l a t e d

d a t a .

S t a t i s t i c a l b a c k u p i s p r o v i d e d . I n c l u d e d a r e l o g i c

i m p l e m e n t a t i o n

a n d

t i m i n g d i a g r a m s .

J

L e w i n

S p a c e c r a f t

S y s t e m s E n g i n e e r i n g

R C A

A s t r o - E l e c t r o n i c s D i v i s i o n

P r i n c e t o n ,

N . J .


f r o m

N o r t h e a s t e r n

U n i v e r s i t y

i n

1 9 5 7 , t h e M a s t e r o f M a n a g e m e n t S c i e n c e

f r o m

S t e v e n s I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y

i n 1 9 6 7 ,

a n d c o m -

p l e t e d

g r a d u a t e c o u r s e s

i n

C o m p u t e r

S c i e n c e a t

P o l y t e c h n i c I n s t i t u t e o f B r o o k l y n

i n

1 9 6 8 .

M r . L e w i n

h a s

1 5

y e a r s e x p e r i e n c e

i n s y s t e m d e s i g n , a n a l y -

s i s

a n d

t e s t i n g

i n

d i g i t a l c o m m u n i c a t i o n s ,

d a t a


c o m m a n d

a n d

c o n t r o l , a n d c o m p u t e r

p r o g r a m m i n g

a n d

a p p l i c a t i o n s . H e j o i n e d t h e R C A


S y s t e m

D i v i s i o n

i n 1 9 5 9 , a n d w a s

a s s i g n e d t o t h e

A d v a n c e d C o m m u n i c a t i o n s T e c h -

n i q u e s

L a b o r a t o r y

w h e r e

h e a n a l y z e d

F l e e t

c o m -

m u n i c a t i o n s f o r

a u t o m a t i o n

o f

s h i p b o a r d

m e s s a g e

p r o c e s s i n g ;

d e v e l o p e d c o n c e p t s

f o r

s e c u r e c o m -

m u n i c a t i o n s f o r

t h e

M i n u t e m a n C o m m a n d

a n d

C o n t r o l S y s t e m ; d i r e c t e d s y s t e m s t u d i e s

o n

s y n -

c h r o n i z a t i o n

a n d t i m i n g ,

f a i l u r e m o d e s ,

s e l f

- v e r i -

f i c a t i o n

t e c h n i q u e s , c o m m u n i c a t i o n s j a m m i n g s u s -

c e p t i b i l i t y , a n d

t a m p e r r e s i s t a n c e . H e t r a n s f e r r e d

t o

t h e

A s t r o -

E l e c t r o n i c s D i v i s i o n

i n

1 9 6 7 w h e r e h e

h a s

b e e n

e n g a g e d

i n

t h e d e s i g n a n d d e v e l o p m e n t

o f

s p a c e c r a f t d a t a p r o c e s s i n g , d a t a c o l l e c t i o n ,

c o m m a n d a n d

c o n t r o l s

a n d

t e l e m e t r y s u b s y s t e m s

o n t h e

E R T S

p r o g r a m a s

w e l l

a s o n c l a s s i f i e d

p r o g r a m s . H e

a l s o p e r f o r m e d s y s t e m s t u d y

a n d

d e f i n i t i o n

o f

a

w i d e - b a n d d i g i t a l

v i d e o d a t a b u f f e r

f o r u s e

w i t h

R C A ' s

L a s e r

B e a m

I m a g e

R e p r o d u c e r

( L B I R ) . F r o m 1 9 5 7 t o 1 9 5 9 , M r .

L e w i n

w a s

e m -

p l o y e d b y t h e

U . S .

A r m y

S i g n a l

R e s e a r c h

a n d

D e v e l o p m e n t L a b o r a t o r y , w h e r e h e d e v e l o p e d

m o b i l e

d i g i t a l

c o m p u t e r s

a n d


f o r A r m y f i e l d

u s e .

0

D E L A Y M O D U L A T I O N ' , o r i g i n a l l y d e -

v e l o p e d i n

c o n j u n c t i o n w i t h

h i g h

d e n s i t y d i g i t a l

( s a t u r a t i o n )

t a p e

r e c o r d i n g , c o m b i n e s

t h e

a d v a n t a g e s

o f

b o t h n o n r e t u r n

- t o

- z e r o ( N R Z ) a n d

p h a s e m o d u l a t i o n . I n F i g .

1 ,

w a v e s

A

a n d B

d e m o n s t r a t e

p h a s e

m o d u l a t i o n

i n

t h e

f o r m o f b i p h a s e s p a c e o r

b i -

p h a s e

l e v e l .

U n l i k e

p h a s e

m o d u l a t i o n ,

w h i c h

h a s

t w o

t r a n s i t i o n s

p e r

b i t

w h e n v i e w e d a t

t h e m a x i m u m c h a r a c -

t e r

r a t e

( c o n s e c u t i v e s p a c e s

a s

s h o w n

i n F i g .

1 ,

w a v e f o r m

A ) ,

d e l a y

m o d u -

l a t i o n r e q u i r e s

a t

m o s t o n e t r a n s i t i o n

R e p r i n t

R E -

1 8 5 - 1 7

T h e

w o r k

d e s c r i b e d i n t h i s p a p e r w a s p e r f o r m e d

b y

t h e

A s t r o - E l e c t r o n i c s

D i v i s i o n

o f

R C A

f o r

t h e

G o d d a r d S p a c e F l i g h t C e n t e r

o f N A S A

u n d e r

C o n t r a c t

N A S 5 -

1 0 3 9 6 .

A n e a r l i e r

v e r s i o n o f

t h i s p a p e r

a p p e a r e d i n

I E E E

T r a n s a c t i o n s o n C o m m u n i c a t i o n T e c h n o l o g y

V o l .

C O M

- 1 9 , N o . 5

( O c t 1 9 7 1 ) .

p e r

b i t

( s e e

F i g .

1 ,

w a v e f o r m

C )

a n

t h u s p e r m i t s

a

h i g h e r p a c k i n g

d e n s i t y

T h e r e f o r e ,

d e l a y m o d u l a t i o n ,

w h i l

r e q u i r i n g


t h e

s a m

b a n d w i d t h

a s

N R Z

m o d u l a t i o n

( w h i c h

i s

h a l f t h e

b a n d w i d t h

o f p h a s

m o d u l a t i o n ) , a f f o r d s

t h e

a d v a n t a g e

o

i n h e r e n t

s e l f - t i m i n g


o

p h a s e

m o d u l a t i o n

n o t

p r e s e n t

i n

N R

m o d u l a t i o n .

A p o t e n t i a l

t i m e

- p h a s e

a m b i g u i t

e x i s t s

i n t h e

r e c e p t i o n

a n d

d e c o d i n

o f d e l a y - m o d u l a t e d

d a t a w h e n

t h

t i m i n g


i s e x t r a c t e d

f r o

t h e


i n

t h e

i n c o m i n g

d a t

b i t s .

A

c l o c k

p h a s e s h i f t

o f

1 8 0 °

c a

o c c u r w h e n t h e

r e c e i v e r

s y n c h r o n i z e

t o t h e w r o n g

t r a n s i t i o n s .

P r o p e r p h a s

i n g

o f

r e c e i v e r c l o c k

a n d d a t a

m u s t b

e n s u r e d

a t a l l

t i m e s

f o r

r e l i a b l e

d

c o d i n g o p e r a t i o n .

T h e f o l l o w i n g d e s c r i b e s t h e p r o c e

d u r e f o r

d e c o d i n g

d e l a y - m o d u l a t e

d a t a .

D e l a y -

m o d u l a t i o n - d a t a

r u l e s

T h e r u l e s f o r

e n c o d i n g

d i g i t a l

d a t a

s u c h a s

N R Z

d a t a ,

i n t o d e l a y

m o d

l a t e d d a t a

i n c l u d e

t h e

f o l l o w i n g :

R u l e

1 :

A m a r k

( M )

i s

r e p r e s e n t e

b y

t r a n s i t i o n

( f r o m

e i t h e r

l e v e l

t h e

o t h e r ) i n t h e

c e n t e r o f

t h e

b

c e l l .

R u l e

2 :

A s p a c e ( S )

i s


b

n o

t r a n s i t i o n

e x c e p t

i n t h e c a s e

t h e t w o

o r

m o r e c o n s e c u t i v e

s p a c e

i n

w h i c h

c a s e t r a n s i t i o n s

a r e

p l a c e

a t t h e b i t c e l l e d g e s .

R u l e

3 :

T h e r e i s

n o

t r a n s i t i o n

a t t h

b i t

- c e l l

e d g e s w h e n

a s p a c e

i s

f o

l o w e d

b y

a

m a r k , o r v i c e

v e r s a .

A r e p r e s e n t a t i v e

w a v e f o r m ,

a s

a c o

s e q u e n c e o f

t h e s e

r u l e s , i s

s h o w n

F i g .

1 ,

w a v e f o r m

C .

M a r k

d e t e c t i o n

M a r k s a r e u n i q u e l y d e f i n e d

a s

t r a n s

t i o n s

a t t h e

c e n t e r

o f a

b i t ( R u l e

1

T h i s

c h a r a c t e r i s t i c o f

d e l a y - m o d u l a t e

d a t a

i s

u s e d i n

t h e f o l l o w i n g d e c o d i n

s c h e m e .

D e t e c t i o n

o f

m a r k s o r t r a n s i t i o n s

t h e c e n t e r

o f

a

b i t

c a n

b e a c c o m

p l i s h e d

b y

c o m p a r i n g

t h e

t w o

l e v e

o f

t h e h a l f b i t s

w i t h i n t h e b i t

c e l l .

t h e t w o

h a l f

b i t

l e v e l s w i t h i n t h e

b

c e l l a r e

d i f f e r e n t , t h e n t h e

b i t i s

8/18/2019 antenna----------npl


m a r k .

I f

t h e

t w o

h a l f

b i t

l e v e l s

a r e

t h e

s a m e ,

t h e n

t h e

b i t

i s a

s p a c e .

I n

t h e

d e c o d e r ,

t h i s

c o m p a r i s o n

i s


b y

1 )

D e l a y i n g

t h e

d e l a y - m o d u l a t e d

d a t a

( F i g .

2 ,

l i n e

B ) ;

a n d

2 )

M o d u l o - t w o

a d d i t i o n

o f

t h e i n c o m i n g

d a t a

( F i g .

2 ,

l i n e

C )

w i t h

t h e d e l a y e d

d a t a .

L i n e

A

r e p r e s e n t s

t h e

i n c o m i n g

p h a s e

-

d e l a y

d a t a .

T h e

d e l a y

i n

l i n e

B

i s

o n e

-

q u a r t e r

o f a

b i t p e r i o d

a n d i s

a c h i e v e d

t h r o u g h

t i m i n g

L .

I t

s h o u l d

b e

n o t e d

t h a t

f o r

e v e r y

t r a n -

s i t i o n

i n

t h e

i n c o m i n g

d a t a ( F i g .

2 ,

l i n e

A ) ,

a

p u l s e

o n e

- q u a r t e r

b i t

w i d e

i s

g e n e r a t e d

i n

l i n e

C . I n s p e c t i o n

o f

l i n e

C

s h o w s

t h a t t h e

p u l s e s

g e n e r a t e d

c o r r e s p o n d

t o

t h e

m a r k s

a n d

c o n s e c u -

t i v e

s p a c e s .

P r e d i c t a b l y ,

t h e p u l s e s

c o r -

r e s p o n d i n g

t o t h e

m a r k s

o c c u r t o w a r d

t h e m i d d l e

o f

t h e m a r k

b i t c e l l

( t h i r d

q u a r t e r )

,

w h e r e a s

t h e

p u l s e s

c o r r e s -

p o n d i n g

t o

t h e

c o n s e c u t i v e

s p a c e s

l i e s

a t

t h e

e d g e o f t h e

s p a c e

b i t c e l l

( f i r s t

q u a r t e r )

.

T o

s e p a r a t e

t h e

m a r k


f r o m

t h e

s p a c e

t r a n s i t i o n s ,

l i n e

C

i s

i n -

s p e c t e d

w i t h

a

c l o c k p u l s e

l y i n g

i n

t h e

t h i r d q u a r t e r

o f t h e

b i t c e l l ,

a n d

i s

o n e - q u a r t e r

b i t

w i d e . T h u s ,

t h e l o g i c a l

p r o d u c t

o f

l i n e

C a n d

l i n e

D

w i l l y i e l d

o n e

- q u a r t e r

- b i t R Z

p u l s e s

r e p r e s e n t -

i n g

m a r k s ( l i n e

E )

,

w h i c h c o r r e s p o n d

t o

t h o s e

m a r k s

i n

t h e

o r i g i n a l

d a t a .

S p a c e

d e t e c t i o n

T h e a m b i g u o u s

d e f i n i t i o n

o f

s p a c e s

r e q u i r e s

d e t e c t i o n

( o r

r e g e n e r a t i o n )

b y

i n f e r e n c e .

i n s p e c t i o n

o f

l i n e

C

( t r a n s i t i o n

p u l s e s )

a n d l i n e D ( c l o c k )

s h o w s

t h a t

w h i l e

a c o i n c i d e n c e

o f

i n s p e c t i o n

p u l s e s

e x i s t s c o r r e s p o n d i n g

t o

m a r k s

i n

t h e

d a t a , n o

c o i n c i d e n c e

o f p u l s e

e x i s t s

b e t w e e n

l i n e D a n d

l i n e

C

c o r r e s p o n d i n g

t o

s p a c e s

i n

t h e

d a t a .

T h e l o g i c a l

p r o d u c t

o f t h e

i n v e r s e

o f

l i n e

C ( l i n e

C ' )

a n d l i n e D ,

t h e r e f o r e .

w i l l r e s u l t

i n p r o p e r l y

s e q u e n c e d

p u l s e s


t o s p a c e s . T h i s

r e s u l t i s

s h o w n

i n l i n e F .

N R Z ( c ) g e n e r a t i o n

T h e n e x t

s t e p

i s

t h e

g e n e r a t i o n o f

N R Z ( c )

d a t a ,

w h i c h r e q u i r e s a

f l i p

-

f l o p

( F F ) . U s i n g

l i n e

E

( m a r k s )

t o

s e t

t h e

F F

a n d l i n e

F ( s p a c e s )

t o r e s e t

t h e F F

w i l l

g e n e r a t e


N R Z

( c ) .

L o g i c


F i g .

3 a

i s

a

l o g i c a l


o f

t h e

d e s c r i b e d

d e l a y

m o d u l a t i o n

t o

N R Z

c o n v e r t e r .

E m p h a s i s

w a s

g i v e n

t o

t h e m i n i m i z a t i o n

o f

c r o s s o v e r

s p i k e s

( h a z a r d s ) .

T h i s

i m p l e m e n t a -

t i o n

r e q u i r e s

t w o f l i p - f l o p s ,

t h r e e 2 -

i n p u t g a t e s , a n d

o n e o r t w o

i n v e r t e r s ,

d e p e n d i n g

o n t h e

a v a i l a b i l i t y

o f t h e

i n v e r s e

o f

t h e d a t a

i n p u t .

1 / 2

B I T

D E L A Y

S P L I T

P H A S E

S P A C E

I B I P H A S E I

S P L I T

P H A S E

C H A N G E

I B I P H A S E

L E V E L I

P H A S E

D E L A Y

N R Z I C I

I

2 2

.

S

M M

S

I n

a d d i t i o n

t o t h e

b a s i c

d e c o d e r , F i g .

3

c o n t a i n s

t i m i n g g e n e r a t i o n

a n d

c o n -

t r o l

c i r c u i t r y

a s w e l l

a s

p h a s i n g

e r r o r

d e t e c t i o n

c i r c u i t r y . T h e s e

a r e

d i s -

c u s s e d i n

s u b s e q u e n t p a r a g r a p h s .

T i m i n g

g e n e r a t i o n

T h e

c i r c u i t r y

i n

F i g . 3 b

g e n e r a t e s

t h e

n e c e s s a r y

t i m i n g . I t

i s a s s u m e d

t h a t a n

i n - p h a s e

b i t - r a t e

c l o c k a n d

a 9 0 °

o u t -

5 6

7

8 9

1 0 1 1 1 2 1 2 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9

2 0 2 1

S

S S S S S

M

M

M M

M

M

S

M

S

M

A

D

F i g . 1 - P u l s e -

c o d e

- m o d u l a t i o n w a v e f o r m c o m p a r i s o n .

t

P H A S E O E L A Y

D E C O D I N G

S S S

M

S

\ R H I I

S S S M

M

S M M S

S

D E L A Y

T I M I N G

T E

I N C O M I N G

D A T A

O U A R T E R . I T

D E L A Y E D

n

A

O E

I N S P E C T I O N

- - x . 1 1 - C L O C K

- T D

A L L M A R K S

I O Z I

A L L

S P A C E S

I R 2 1

5

M M M M

S M

S

M

S S S S M M

S M M S S

N R 2 I C 1

F i g .

2 -

D e l a y -

m o d u l a t i o n

t o N R Z

c o n v e r s i o n

- t i m i n g

d i a g r a m .

D E C O D E R

P H A S E D E L A Y

D A T A

I N P U T

T I M I N G

C O N T R O L

T A T 8

F i g .

3 -

D e l a y -

m o d u l a t i o n

t o N R Z

c o n v e r t e r

- l o g i c

d i a g r a m .


8/18/2019 antenna----------npl


o f

- p h a s e

b i t

r a t e c l o c k a r e t h e a v a i l -

a b l e

i n p u t s . T h e s e

i n p u t

c l o c k s a r e


i n

F i g .

4

a s

T . , a n d

T B .

T h e

p h a s e m o d u l a t i o n

t o

N R Z

c o n v e r t e r

r e q u i r e s t h r e e c l o c k s f o r

i t s

o p e r a t i o n .

A

c l o c k ( 5 0 %

d u t y c y c l e )

a t

t w i c e

t h e b i t r a t e a n d 1 8 0 °

o u t

o f p h a s e

w i t h

t h e i n p u t d a t a

( T , ,

F i g . 4 )

i s

u s e d t o

d e l a y

t h e

i n p u t d a t a

b y o n e

- q u a r t e r

b i t ( s e e F i g . 2 , l i n e A a n d T O b y

r e -

c l o c k i n g

t h e

i n p u t d a t a

a t

F F

D s

( F i g .

3 ) .

T w o

a d d i t i o n a l c l o c k s ( 2 5 % d u t y

c y c l e , f i r s t

a n d t h i r d

q u a d r a n t T , a n d

T , , ,

F i g . 4 )

a r e

r e q u i r e d f o r t r a n s i t i o n

s a m p l i n g

( l i n e

D , F i g s . 2

a n d

5 )

, o n e

e a c h ,

f o r t h e t w o p o s s i b l e i n p u t p h a s -

i n g


A l l

t h e t i m i n g i s

g e n e r a t e d

f r o m

i n -

p u t s T , a n d T

w i t h

t h r e e

2 - i n p u t

A N D g a t e s a n d t h r e e

i n v e r t e r s . ( T w o

o f t h e

t h r e e

i n v e r t e r s a r e

n e e d e d

o n l y

i f

i n v e r s e s o f

T ,

a n d

T

a r e n o t a v a i l -

a b l e a s

i n p u t s . )

P h a s i n g

T h e

t i m i n g i n f o r m a t i o n i n h e r e n t

i n

d e l a y - m o d u l a t e d d a t a c o n t a i n e d

i n

t h e


i s

a m b i g u o u s . R e c a l l t h a t


o c c u r a t b o t h

t h e c e n t e r o f

e a c h b i t ,

w h i c h

i s a m a r k ,

a n d

a t

t h e

e n d s

f o r c o n s e c u t i v e s p a c e

b i t s .

S h o u l d

t h e l o c a l r e c e i v e r p h a s e u p

t o

t h e

w r o n g t r a n s i t i o n s , t h a t

i s ,

o n e - h a l f

b i t o u t o f

p h a s e , t h e

r e s u l t a n t N R Z

( c ) o u t p u t

w o u l d

b e i n e r r o r .

I n s p e c t i o n

o f

t h e w a v e f o r m s h o w n

i n

F i g .

1 , l i n e

C

i n d i c a t e s t h a t c o n s e c u -

t i v e m a r k s

a n d c o n s e c u t i v e s p a c e s a r e

i d e n t i c a l

i n

w a v e f o r m

a n d

a r e o n l y

d i s t i n g u i s h e d

f r o m o n e

a n o t h e r

b y

r e f e r e n c e

t o r e c e i v e r t i m i n g ; t h a t

i s ,

b y

d e f i n e d b i t

c e l l e d g e s .

S i m i l a r l y ,

T A

T B

T A '

T B '

T C T A T B '

T D

T A ' . T B

T E -

I T C

+ T D r

B I T B I T

B I T

C E L L S C E L L S C E L L S

t h e s p a c e

- m a r k

a n d

m a r k - s p a c e w a v e -

f o r m s o f f e r n o u n i q u e n e s s w h e n

d i s p l a c e d

b y

o n e - h a l f b i t .

T h e

o n l y

u n a m b i g u o u s

w a v e f o r m

i n

d e l a y - m o d u l a t e d

d a t a i s a

m a r k -

s p a c e -

m a r k

( 1 0 1 )

b i t

c o m b i n a t i o n .

U n d e r

p h a s e

s h i f t , t h i s

c o m b i n a t i o n

r e s u l t s

i n

a n

" i l l e g a l "

w a v e f o r m . W h e n

e x -

a m i n e d b y t h e c o n v e r t e r , t h i s w a v e -

f o r m

w i l l

d e c o d e a s

t w o

c o n s e c u t i v e

s p a c e s

( 0 0 ) i n

p l a c e

o f m a r k - s p a c e -

m a r k ( 1 0 1 ) ;

t h i s f a c t

i s

u s e d

f o r

p h a s i n g e r r o r d e t e c t i o n .

P h a s e

- e r r o r d e t e c t i o n

D e l a y - m o d u l a t e d d a t a ,

w h e n s u b -

j e c t e d

t o

a p h a s e

s h i f t

o f o n e

- h a l f b i t

f r o m t h e c o r r e c t i o n r e f e r e n c e w i l l ,

u p o n

c o n v e r s i o n t o

N R Z

d a t a ,

r e s u l t

i n

t h e i n c o r r e c t d e c o d i n g

o f

t h e i n p u t

d a t a

t o ( n

- 1 )

m a r k s f o r

( n ) c o n s e c u -

t i v e

s p a c e s , a n d s p a c e s f o r

a l l

o t h e r

b i t c o m b i n a t i o n s . T h i s

r e s u l t

i s i l l u s -

t r a t e d

i n F i g . 5 a ,

l i n e

G .

E x a m i n a t i o n

o f t h e s p a c e l i n e

( l i n e

F )

a n d

t h e

d a t a

l i n e

( l i n e

A )

o n

F i g .

5 a a n d c o m p a r i -

s o n w i t h

t h e


l i n e s i n

F i g . 2 ,

s h o w s

t h e

f o l l o w i n g .

U n d e r

c o r r e c t p h a s i n g

( F i g . 2 )

, t h e

n u m b e r

o f

s p a c e s o c c u r r i n g o n

t h e

s p a c e

l i n e ( l i n e

F )

a n d

b r a c k e t e d b y

t h e i n t e r v a l

d e f i n e d

b y

t h e

w a v e f o r m

M S M ( 1 0 1 )

o n

t h e d a t a l i n e

( l i n e

A )

i s , a s

e x p e c t e d ,

o n e s p a c e .

U n d e r

c o n d i t i o n o f p h a s e

e r r o r

( F i g .

5 a ) ,

t h e

n u m b e r

o f s p a c e s o c c u r r i n g

o n

t h e

s p a c e l i n e

( l i n e

F ) a n d b r a c k -

e t e d b y

t h e

i n t e r n a l M S M

( 1 0 1 ) o n

t h e d a t a

l i n e ( l i n e

A )

i s , a s

o b s e r v e d

e a r l i e r , t w o s p a c e s .

N o

o t h e r o c c u r r e n c e

o f

t w o s p a c e s

b r a c k e t e d b y a n y

o t h e r i n t e r v a l

c a n

b e

f o u n d ,

r e g a r d l e s s

o f p h a s i n g .

T h i s

N . N

F i g .

4 - D e c o d e r

t i m i n g

d i a g r a m .

2

B I T

T I M I N G

' 4 - B I T D E L A Y E D

B I T T I M I N G

u n i q u e c o n d i t i o n

f a c i l i t a t e s p h a s e

e r r o r

d e t e c t i o n .

F i g .

5 b

s h o w s

t h e

p e r t i n e n t

t i m i n


t o t h e

i m p l e m e n t a t i o

s h o w n

i n

F i g . 3 c .

I n F i g . 5 b , l i n e

H

d e f i n e s t h e w a v e f o r m

i n t e r v a l s o f t h

i n c o m i n g

d a t a

( t r a n s i t i o n

p u l s e s )

L i n e

I

r e p r e s e n t s

t h e

e r r o n e o u s l

d e c o d e d

s p a c e s .

L i n e K

g i v e t h

r e s u l t a n t p h a s e e r r o r

p u l s e

f o r e a c

c o n d i t i o n w h e r e

t w o

d e c o d e d s p a c e

a r e

b r a c k e t e d

b y

a g i v e n

i n p u t

w a v e

f o r m a s d e f i n e d

b y l i n e

H ;

t h a t

i s ,

f o

e v e r y

m a r k - s p a c e

- m a r k ( 1 0 1 )

i n p u t .

D e t e c t o r i m p l e m e n t a t i o n

T h e

p h a s i n g

- e r r o r

d e t e c t o r

c o n s i s t s

o

o n e

F F ,

t w o

2 - i n p u t A N D

g a t e s , a n

o n e

i n v e r t e r .

T h e

e r r o r

d e t e c t o r

F

P , i s

r e s e t

( P ,

= 0 )

b y e a c h l e a d i n

e d g e o f t h e

w a v e f o r m s h o w n

i n

l i n

H . T h e

i n v e r s e

o f l i n e

I ( I ' ) i s u s e

t o s e t

F F

P , ;

t h a t

i s ,

P , ; i s s e t ( P E

= 1 )

b y t h e

t r a i l i n g e d g e

o f

e a c h

p u l s e

i

l i n e

I .

A n

o u t p u t

( s h o w n

a s l i n e

K )

d e n o t i n g

a

p h a s i n g e r r o r , w i l l

o c c u

w h e n P E

= 1 ( l i n e

J

i s h i g h )

a n d t h

p r e s e n c e

o f

a

p u l s e

i n

l i n e I .

T h u s , a p h a s i n g

e r r o r h a v i n g o c

c u r r e d , t h e p h a s i n g

e r r o r d e t e c t o r w i

g e n e r a t e

a n

o u t p u t

p u l s e ( l i n e

K ,

F i g

5 )

e v e r y t i m e a

m a r k - s p a c e - m a r

( 1 0 1 )

b i t c o m b i n a t i o n

o c c u r s

i n

t h

d a t a .

P h a s e

- e r r o r c o r r e c t i o n

H a v i n g d e t e r m i n e d

t h a t

a

p h a s e

e r r o

h a s o c c u r r e d , i t b e c o m e s

a

m a t t e r

o

s a m p l i n g t h e

m o d u l o - t w o p r o d u c

[ F i g . 5 a , l i n e C ]

w i t h

a

c l o c k

t h a t

d i s p l a c e d b y

o n e

- h a l f

b i t f r o m t h

o r i g i n a l

s a m p l i n g

c l o c k

( r e p l a c e

T

w i t h

T , . ,

s e e

F i g . 4 )

t o

c o r r e c t l y d e

c o d e

t h e i n c o m i n g

d a t a .

I N C O R R E C T

D A T A

P H A S I N G

S

M

M M M

S

M S I N S

S S

S

M

M

S

M S '

1 ,

i i i i i i i i A i i i i hr

r r

S I S I S I S I S I S I S I S I S I S I M I M I M I S I S I S I S I S I S I M I

I P P ; ; ; W i l l I P M F A I

I l i h I P I P i I . . I l i h Ï I I

I N C O M I N G

D A T A

1 1 4

B I T

D E L A Y

A

+ Q B

I N S P E C T I O

C L O C K

- T D

A L L M A R K

A L L S P A C E

I N C O R R E C

N R Z I C I

P E I F

/ F I

P H A S I N G

E R R O R

F i g .

5 -

P h a s e

- e r r o r

d e t e c t i o n -

i m i n g

d i a g r a m .

8/18/2019 antenna----------npl


F i g .

3 b ,

l a b e l e d

" t i m i n g

c o n t r o l , "

s e l e c t s

t h e

c o r r e c t

s a m p l i n g

c l o c k

a s

a

f u n c t i o n

o f

t h e

i n d i c a t i o n s

r e c e i v e d

f r o m

t h e

e r r o r

d e t e c t o r ;

t h a t

i s ,

a

p h a s e

- e r r o r

p u l s e

w i l l t o g g l e

f l i p - f l o p

T 0

a n d

c h a n g e

t h e

s a m p l i n g

t i m i n g

b y

g a t i n g

t o

t h e d e c o d e r

e i t h e r T ,

o r T

c l o c k

( a p p l i e d

t o F F

D n

f o r

t h e

m o d u l o

- t w o

o u t p u t

s a m p l i n g )

.

C o r

,

T x t

d e c o d i n g

w i l l

e n s u e .

T h e

d e c o d e r

t y

i l l

t h u s

t r a c k

t h e

c o r r e c t

i n p u t

p h a s e

o f

t h e

d a t a .

P h a s i n g

r e c o v e r y

w i t h i n

l e s s

t h a n 1

- b i t

t i m e i s

p o s s i b l e .

T h e


o f t h e

" p h a s e

-

c h a n g e

d e c i s i o n

l o g i c " ( F i g .

3 )

i s

a

f u n c t i o n

o f t h e

n o i s e

s u s c e p t i b i l i t y

o f

t h e

p h a s e

d e l a y

t o

N R Z

c o n v e r t e r

a n d

t h e


b i t

e r r o r r a t e ;

t h a t

i s ,

t h e p r o b a b i l i t y

o f g e n e r a t i n g

m a r k

-

s p a c e

m a r k

d u e

t o n o i s e

a s

w e l l a s

t h e

p r o b a b i l i t y

o f

o c c u r r e n c e

o f t h e

r e -

q u i r e d m a r k

s p a c e - m a r k

( 1 0 1 )

b i t


( P m )

i n

t h e i n p u t

d a t a

b i t s t r e a m .

A t

l o w

b i t

- e r r o r

r a t e s ,

i t m a y

b e d e -

s i r a b l e

t o

i n t e g r a t e

o v e r

a g i v e n i n t e r -

v a l o f

t w o

o r

m o r e

d e t e c t e d

p h a s i n g

e r r o r s ,

t o

p r e c l u d e

u n n e c e s s a r y

d e -

c o d e r

r e p h a s i n g

d u e

t o b i t

e r r o r s . T h e

p h a s e -

c h a n g e

d e c i s i o n

l o g i c

c o u l d

b e


t o

c h a n g e

p h a s e

w i t h i n

t h e

d e s i r e d

n u m b e r

o f

d e t e c t e d

e r r o r s .

A s s u m i n g

i n c o r r e c t

p h a s i n g

d u e

t o

i n i t i a l

m i s

s y n c h r o n i z a t i o n

( a c q u i s i -

t i o n )

o r s i n g l e - b i t

e r r o r s ,

r e c o v e r y

i s

d e t e r m i n e d

b y

t h e

f r e q u e n c y

o f

o c c u r -

r e n c e

o f 1 0 1 - b i t

c o m b i n a t i o n s

i n

a

g i v e n

i n p u t

b i t s t r e a m

a n d

t h e p h a s -

i n g

- e r r o r

i n d i c a t i o n s

r e q u i r e d

t o a c t i -

v a t e t h e

p h a s e - c h a n g e

d e c i s i o n

l o g i c

( s e e F i g .

3 ) .

T h e

p e r i o d i c

o c c u r r e n c e

o f

1 0 1

i n

a g i v e n

b i t

s t r e a m

c a n

b e

g u a r a n t e e d

b y

t h e

d e l i b e r a t e i n t r o d u c -

t i o n

o f t h e

1 0 1

c o n f i g u r a t i o n :

f o r

e x a m p l e ,

w o r d s y n c ,

c o n t a i n i n g

t h e

1 0 1

- b i t


( s )

. T h u s ,

f o r

a

w o r d

l e n g t h

o f m

b i t s

a n d c o n t a i n i n g

a

s i n g l e

1 0 1 ,

a

w o r s t

c a s e

r e c o v e r y

i s

g u a r a n t e e d

w i t h ( m

+ 3 )

b i t s ,

a s s u m -

i n g t h a t

a

s i n g l e

p h a s e - e r r o r i n d i c a t i o n

p e r u n i t

t i m e i s

n e e d e d

t o g e n e r a t e

a

c h a n g e - p h a s e

c o m m a n d .

I f

a n a r b i -

t r a r y n u m b e r ,

n ,

o f

p h a s e

- e r r o r i n d i c a -

t i o n s

p e r

u n i t

t i m e a r e r e q u i r e d

t o

g e n e r a t e

t h e c h a n g e - p h a s e

c o m m a n d ,

g u a r a n t e e d

r e c o v e r y

w i l l t a k e p l a c e

w i t h i n

n ( m

+ 3 )

b i t s .

T h e p r e c e e d i n g

d i s c u s s i o n i g n o r e s

t h e

o c c u r r e n c e o f 1 0 1 - b i t


i n

t h e d a t a .

A s s u m i n g

r a n d o m n e s s

o f

t h e

d a t a

b i t

s t r e a m ,

t h e


o f

o c c u r r e n c e

o f

o n e

o r

m o r e

1 0 1

- b i t

c o n f i g u r a t i o n s

i s

r e l a t i v e l y

h i g h

a n d

i n c r e a s e s

r a p i d l y

a s

m ,

t h e

n u m b e r

o f b i t s

i n

t h e

d a t a

w o r d ,

i n c r e a s e s .

F i g .

6

s h o w s

t h e


o f

k

o r m o r e

( K

= 1 ,

2 ,

3 ,

4 )

1 0 1

- b i t s

i n

a

r a n d o m

b i t

s t r e a m

o f

m

b i t s .

A s

c a n

b e s e e n

o n F i g .

6 ,

f o r

k

= 1

a n d

m

= 1 0 ,

t h e


o f

o n e

o r m o r e

( 1 0 1 ' s )

i s

6 5 . 7 %

( w i t h i n

1 0

b i t s ) . F o r

3 0

b i t s ( m = 3 0 )

,

t h e

p r o b -

a b i l i t y

o f o c c u r r e n c e

o f

o n e

o r m o r e

1 0 1

- b i t


i s

9 7 . 5

% .

T h e r e f o r e ,

t h e

i m p l i c a t i o n

i s

t h a t

f o r

m o s t

a p p l i c a t i o n s ,

r e l i a n c e

o f

t h e

r a n d o m

o c c u r r e n c e

o f

1 0 1 ' s

t o

m a i n -

t a i n

p r o p e r

p h a s i n g

i s

f e a s i b l e ;

t h a t

i s ,

n o

d e l i b e r a t e

p e r i o d i c

i n s e r t i o n

o f

1 0 1 ' s

i s

n e e d e d .


e f f i -

c i e n c y

i s

t h u s

i n c r e a s e d .

T h e

e q u a t i o n s

u s e d

t o

g e n e r a t e

t h e

c u r v e s

o n

F i g .

6

w e r e

d e r i v e d

b y

o b s e r v a t i o n

o f

t h e

t r u t h

t a b l e .

T h e

v a l i d i t y

o f

t h e

e q u a t i o n s

h a s

b e e n

v e r i f i e d

m a n u a l l y

f o r

m = 3 ,

4 ,

5 ,

,

1 1

b i t s .

T h e

e q u a t i o n s

a r e

a s

f o l l o w s .

F o r

k = 1 ,

P 4 1 0 1

>

1 ] = 2

> n

- 3

a m = 2 " ` - ' + a m - , +

( a m )

i - ,

w h e r e

P , , ,

i s

t h e


o f o c c u r -

r e n c e

o f k

o r m o r e 1 0 1

- b i t s

i n

a r a n -

d o m

b i t

s t r e a m

o f l e n g t h m

a n d

a

i s

t h e

n u m b e r

o f m

- b i t

w o r d s

w h e r e

k

o r

m o r e 1 0 1

- b i t s

o c c u r r e d .

F o r

k = 2 ,

P 4 1 0 1 >

2 ] =

2 m

i

= 3 ( b m ) ; ,

> 3

( _ 5

T a b l e

I -

P r o b a b i l i t y

c a l c u l a t i o n s

1 . 0

0 . 9

0 . 8

P R O B A B I L I T Y

O F K

O R M O R E

1 0 1 . B I T

G R O U P S I N

A R A N D O M

$ A M P L E

O F

M

B I T S

1 0 1 > 1

0 6

1

1 0 1 > 2

1 0 1 >

0 . 4

/

1 0 1 > 4

0 . 3

0 . 2

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

M

I R A N D O M

B I T S )

F i g .

6 - P h a s e

e r r o r d e t e c t i o n


c u r v e s .

F o r

k = 3 ,

t

P 4 1 0 1

?

3 ] =

( C m )

, ,

C m = C m - 1 + b , , ,

( C . ) , ,

T a b l e I

s h o w s

s o m e s a m p l e c a l c u -

l a t i o n s .

P h a s e

- c h a n g e

d e c i s i o n l o g i c

T h e

l o g i c


a n d t h e

n e c -

e s s a r y

a l g o r i t h m

f o r

t h e

o p e r a t i o n o f

t h e

p h a s e - h a n g e d e c i s i o n

l o g i c

w o u l d

h a v e

t o b e

o b t a i n e d e m p i r i c a l l y

a n d

b e

b a s e d

o n

r e s u l t s

o f e r r o r

- r a t e

t e s t -

i n g o f

t h e p h a s e d e l a y

t o

N R Z

c o n -

v e r t e r .

T h e

p r o p e n s i t y ,

i f

a n y , o f

p h a s e

- d e l a y m o d u l a t i o n

t o

t h e

g e n e r a -

t i o n

o f

1 0 1

- b i t


w h e n

s u b j e c t e d

t o

n o i s e

w i l l

d e t e r m i n e

t h e

r e l i a b i l i t y

o f

o p e r a t i o n

o f t h e

p h a s e

-

d e l a y

t o

N R Z

c o n v e r t e r .

R e f e r e n c e s

I .

G .

J a c o b y ,

U . S . P a t e n t

3

4 1 4 8 9 4 , D e c .

3 ,

1 9 6 8 .

2 .

M .

H e c h t

a n d A .

G u i d a , " D e l a y

m o d u l a t i o n , "

P r o c .

I E E E

( L e t t . ) ,

v o l .

5 7 , J u l y

1 9 6 9 ,

p p .

1 3 1 4

- 1 3 1 6 .

m 2 m - 3 a m - 1

- .

E

( a m )

i

i = 3

a

" ( a m ) i

i = 3

2 , , ,

p m

3

1

0

0

1

1

8

0 . 1 2 5 0

4

2

1

o

3 4

1 6

0 . 2 5 0 0

5

4

3

0

7

1 1

3 2 0 . 3 4 3 9

6

8

7

1

1 6

2 7

6 4 0 . 4 2 2 0

7

1 6

1 6

4

3 6

6 3 1 2 8 0 . 4 9 2 0

8

3 2

3 6 1 1

7 9

1 4 2 2 5 6

0 . 5 5 5 0

9

6 4 7 9

2 7

1 7 0

3 1 2 5 1 2

0 . 6 0 9 4

1 0

1 2 8

1 7 0

6 3

3 6 1

6 7 3

1 0 2 4

0 . 6 5 7 2

1 1

2 5 6

3 6 1

1 4 2

7 5 9 1 4 3 2

2 0 4 8 0 . 6 9 9 2

1 2

5 1 2

7 5 9

3 1 2

1 5 8 3

3 0 1 5 4 0 9 6

0 . 7 3 6 1

1 3

1 0 2 4

1 5 8 3

6 7 3

3 2 8 0

6 2 9 5

8 1 9 2 0 . 7 6 8 4

1 4

2 0 4 8

3 2 8 0

1 4 3 2

6 7 6 0 1 3

0 5 5 1 6 3 8 4 0 . 7 9 6 8

1 5

4 0 9 6

6 7 6 0

3 0 1 5

1 3

8 7 1 2 6

9 2 6 3 2 7 6 8

0 . 8 2 1 7

n i 3

p m [ 1 0 1 ? 1 ] = 2 1 1 I z

( a , , , ) i

m > 3 ,

w h e r e a m = 2 " + a . - , + ( a m )

i ( m - 3 ) > 3 .

i = 3


8/18/2019 antenna----------npl


C h a r l e s

V .

G r e e n m a n

E l e c t r o n i c

W a r f a r e

S y s t e m s


S y s t e m s

D i v i s i o n

G o v e r n m e n t

a n d C o m m e r c i a l

S y s t e m s

C a m d e n ,

N e w

J e r s e y

r e c e i v e d

t h e

B S E E w i t h

H i g h H o n o r s

f r o m

M i c h i -

g a n S t a t e U n i v e r s i t y

i n 1 9 5 9

a n d

t h e M S E E

f r o m


o f P e n n s y l v a n i a

i n 1 9 6 2 .

S i n c e

j o i n -

i n g

t h e


S y s t e m s

D i v i s i o n

i n

J u l y

o f 1 9 5 9 ,

h e h a s

w o r k e d

i n

t h e

f i e l d

o f t h e

p r o p a

a t i o n o f

E L F

a n d V L F r a d i o

w a v e s .

O n

a

n u m b e r

o f c l a s s i f i e d

G o v e r n m e n t

c o n t r a c t s ,

h e a l s o c o n -

t r i b u t e d

a n a l y s e s

d e a l i n g

w i t h


t e c h n i q u e s

f o r m u l t i p a t h

c h a n n e l s ,

s p r e a d

- s p e c -

t r u m a n t i - j a m s y s t e m s ,

F M

s y s t e m

o p t i m i z a t i o n ,

a n d t h e p e r f o r m a n c e

o f

m a t c h e d

- f i l t e r

s i g n a l

p r o -

c e s s i n g

s y s t e m s i n

a r a n d o m l y

r e f r a c t i v e

a n d

a b s o r p t i v e p l a s m a

c h a n n e l .

I n

1 9 6 5 M r . G r e e n m a n

j o i n e d

t h e

t e c h n i c a l

s t a f f

o f t h e C o m m u n i c a t i o n

R e s e a r c h L a b o r a t o r y ,


P r i n c e -

t o n w e r e

h e w o r k e d o n t h e

U . S .

N a v y ' s P r o j e c t

S A N G U I N E ,

a

m a j o r g o v e r n m e n t

c o n t r a c t

d e a l i n g

w i t h

P o l a r i s

c o m m u n i c a t i o n s .

H e c o n t r i b u t e d

a

c o s t - e f f e c t i v e n e s s

s t u d y c o m p a r i n g

a

n u m b e r

o f

l o n g

- r a n g e c o m m u n i c a t i o n

m o d e s f o r

t h e

w e a p o n

f o r c e a n d a s s i s t e d

i n

p r e p a r i n g

a

s t a t e

- o f - t h e - a r t

s u m m a r y

r e p o r t f o r

a d v a n c e d

n a v a l

c o m m u n i c a -

t i o n s

c o n c e r n i n g H F d a t a t r a n s m i s s i o n


S i n c e

j o i n i n g

t h e

E l e c t r o n i c

W a r f a r e S y s t e m s

a c t i v i t y o f C a m d e n

i n

l a t e 1 9 7 0 h e

h a s c o n t r i b u t e d

a n

a n a l y s i s

o f e n d - t o - e n d


f o r t h e

L a

F a i r e V i t e p r o p o s a l

e f f o r t a n d p e r f o r m e d

s t u d i e s i n s u p p o r t o f a V L F s i g n a l

p r o c e s s i n g

s y s t e m .

M r .

G r e e n m a n

i s

a c h a r t e r m e m b e r o f

t h e H o n o r s C o l l e g e

o f

M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y

( 1 9 5 7 )

a n d

i s

a m e m b e r

o f E t a K a p p a N u a n d

T a u

B e t a P i .

S i m p l e

a n a l y t i c a l

m o d e l

f o r

t h e e n v e l o p e


o f

a

s i n u s o i d a l

c a r r i e r

i n


r a d i o

n o i s e

C .

V . G r e e n m a n

A

r e c e n t

a r t i c l e

b y O m u r a

a n d

S h a f t p r o p o s e d

m o d e l i n g


r a d i o n o i s e

a s

n a r r o w b a n d

p r o c e s s

h a v i n g

a

l o g - n o r m a l e n v e l o p e

d i s t r i b u t i o n .

B a s e d o n

s u c h

m o d e l ,

a n a p p r o x i m a t e e x p r e s s i o n

i s d e r i v e d

f o r t h e

e n v e l o p e


d i s t r i b u t i o

o f

a s i n u s o i d a l c a r r i e r

i n a t m o s p h e r i c

r a d i o

n o i s e .

T h e

r e s u l t s a r e

c o m p a r e d

w i t

m e a s u r e d


o f

t h e


a m p l i t u d e

o u t o f

a w i d e b a n d

e n v e l o p

d e t e c t o r

( W a t t a n d

P l u s h ) ,

a n d

s h o w

g o o d a g r e e m e n t

o v e r

t h e r a n g e

o f

i n p u t c a r r i e r

t o

- n o i s e

r a t i o s

f o r w h i c h m e a s u r e m e n t s

w e r e m a d e .

M O S T I N F O R M A T I O N

A V A I L A B L E O n

a t m o s p h e r i c r a d i o

n o i s e

i s

i n

t h e

f o r m

o f

m e a s u r e d

d a t a o n

t h e

e n -

v e l o p e ( R M S

v a l u e

a n d

a m p l i t u d e

p r o b a b i l i t y d i s t r i b u t i o n ,

A P D , a s s p e c i -

f i e d b y t h e R M S

- t o - a v e r a g e

n o i s e

v o l t -

a g e

r a t i o ,

V d )

.

M o d e l s f o r t h e n o i s e

p r o c e s s h a v e b e e n

b a s e d

i n t h e p a s t

o n g r a p h i c a l d i s p l a y s

o f t h e A P D .

L i t t l e

m e a s u r e d d a t a

e x i s t s

o n t h e

c o m b i n a -

t i o n

o f s i g n a l s

a n d a t m o s p h e r i c

r a d i o

n o i s e '

S e v e r a l

a n a l y t i c a l

m o d e l s f o r t h e

i n -

s t a n t a n e o u s

n o i s e

p r o c e s s

h a v e

a p -

p e a r e d

i n

r e c e n t y e a r s t h a t

g i v e

g o o d

R e p r i n t

R E - 1 8 - 5 - 3

F i n a l

m a n u s c r i p t

r e c e i v e d S e p t e m b e r

2 7 ,

1 9 7 2

6 4

a g r e e m e n t w i t h

t h e

m e a s u r e d

f i r s t -

a n

s e c o n d

- o r d e r

s t a t i s t i c s

o f

a t m o s p h e r

n o i s e .

I n t h i s p a p e r ,

o n e

o f

t h e s e

a n a

y t i c a l

m o d e l s i s d e s c r i b e d ,

a n d t h e s t

t i s t i c s o f t h e

c a r r i e r

- s i g n a l

e n v e l o p e


r a d i o

n o i s e

a r e d e r i v e

T h e e x p r e s s i o n

d e r i v e d

f o r t h e

a m p l

t u d e


a p p l i e s

f o r

h i g h

e

c e e d e n c e

p r o b a b i l i t i e s

- t h o s e

t h a t

a

o f

m a i n i n t e r e s t

i n a p r a c t i c a l

s e n

( i . e . ,

d e t e c t i o n

p r o b a b i l i t i e s

g r e a t

t h a n

5 0 % )

.

F o l l o w i n g

O m u r a

a n d S h a f t ' , t

n o i s e - v o l t a g e

m o d e l

(

" L o g -

N o r m

N o i s e

M o d e l " )

i s

g i v e n

b y

a ( 0 =

A e x p r i z

( t )

] c o s [ w t

+ B

( t )

]

(

w h e r e

n ( t )

i s

t h e

G a u s s i a n

n o i s e p r

c e s s ,

z e r o

m e a n ,

a n d

v a r i a n c e

o 2 ( d

r e l a t e d

t o

t h e

p a r a m e t e r

V d b y

t h e r e l

A

( a )

f b )

F i g .

1 -

h a s o r d i a g r a m s

s h o w i n g

t h e

r e

t i o n s h i p

o f

t h e e n v e l o p e

t o

t h e i n s t a n t a n e o

c a r r i e r ( A s ) a n d n o i s e

( A )

a m p l i t u d e s , a

t h e

r a n d o m

r e l a t i v e

p h a s e

a n g l e

( 9 ) .

8/18/2019 antenna----------npl


8/18/2019 antenna----------npl


T r e n d s i n e n g i n e e r i n g

D e a n K e i l

r e v i e w e d t h e

o u t l o o k

a n d

t h e

r o l e

f o r

t h e

s c i e n t i s t a n d

e n g i n e e r

i n h e l p i n g

t o s o l v e

s o c i a l

p r o b l e m s .


h a s a

c r i t i c a l

r e s p o n s i b i l i t y t o

c o n t r i b u t e

t o t h e

p r o g r e s s

o f s o c i e t y .

M I

P r e s i d e n t ,

D r .

J . B . W i e s n e r e m p h a s i z e d t h e

n e e d f o r p u b l i c

s u p -

p o r t o f t e c h n o l o g y a n d

t h e

e n g i n e e r s

r o l e

i n

a c h i e v i n g t h i s o b j e c -

t i v e .

P u b l i c

s u p p o r t

o f

t e c h n o l o g y

D r . J e r o m e

B .

W i e s n e r

P r e s i d e n t ,

M I T

B y p u b l i c s u p p o r t

I m e a n

m o r e t h a n

j u s t

m o n e y ; w h e n g e n e r a l

p u b l i c

s u p p o r t

i s l a c k i n g ,

t h e m o n e y w i l l b e

a s

w i l l

s t u d e n t s

w h o

s h o u l d

c o n c e r n

u s

m o r e .

P u b l i c

s u p p o r t

i n c l u d e s

a n

u n d e r s t a n d i n g

o f

t h e

b e n e f i t s

o f r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t ;

a n

e n t h u s i a s m

f o r

i t s

a c -

c o m p l i s h m e n t s ;

a n d , a n e a g e r n e s s

t o s e e

i t

p r o s p e r

a n d

g r o w . I t i s

o n l y

w i t h i n t h e p a s t

d e c a d e

t h a t t h i s h a s b e c o m e

a s e r i o u s q u e s t i o n .

b r o u g h t

o n b y

r e a l

p r o b l e m s

w h i c h

c o n c e r n

u s a l l .

A t t h e

s t a r t

o f

t h e

l a s t

d e c a d e ,

t h e

p u b l i c

r e g a r d f o r t e c h n o l o g y a n d

f o r

u n i v e r s i t i e s

a s

i n t e l l e c t u a l a n d r e s e a r c h

c e n t e r s

w a s

a t

a n

u n p a r a l l e d

h i g h .

T h e r e

w a s

a

f e e l i n g

w i t h i n o u r s o c i e t y t h a t

i t w a s o n l y a

m a t t e r

o f

t i m e u n t i l t e c h n o l o g y

w o u l d c o n q u e r a n y

i l l

w e

m i g h t

c a r e

t o d i r e c t

o u r

a t t e n t i o n t o a n d

w e

w o u l d

l i v e

i n a n e v e n

m o r e u t o p i a n s o c i e t y .

A l m o s t

e v e r y o n e

a c c e p t e d t h e p r e m i s e

t h a t

t h e

p u r s u i t

o f b a s i c

a n d

a p p l i e d

r e s e a r c h

i n

t h e p h y s i c a l

s c i e n c e s

i n u n i v e r s i t i e s

w a s o f

v i t a l

i m p o r t a n c e

t o t h e m i l i t a r y

s e c u r i t y o f t h e

U n i t e d S t a t e s a n d

t o t h e

n a t i o n ' s e c o n o m i c

w e l l - b e i n g .

T h i s c o n f i d e n c e

i n t h e

v a l u e o f r e s e a r c h c a r r i e d

o v e r

t o

t h e

h e a l t h - r e l a t e d a r e a s a n d

s t i m u l a t e d

f u n d i n g

f o r

e v e r

- g r o w i n g

p r o g r a m s

i n t h e b i o l o g i c a l

s c i e n c e s .

A b o u t

1 9 6 8 t o

1 9 6 9 ,

q u e s t i o n s

b e g a n

t o b e

a s k e d

a b o u t

t h e

i m p o r t a n c e

o f

r e s e a r c h a n d t h e

i m a g e o f t h e u n i v e r s i t y

f a d e d

a

b i t .

T h u s ,

a

l i t t l e o v e r

t w o y e a r s

a g o ,

I

f o u n d

m y s e l f d e l i v e r i n g a d i n n e r a d d r e s s e n t i t l e d , " C a n

t h e

U n i v e r s i t y

C o n t i n u e

t o

b e

a n

I m p o r t a n t

S o u r c e o f S c i e n t i f i c

R e s e a r c h

,

a

q u e s t i o n

w h i c h a

f e w

y e a r s

e a r l i e r

w o u l d

h a v e a p p e a r e d

f r i v o l o u s . T o d a y , t h e

A m e r i c a n

p u b l i c , a s

w e l l

a s

d e c i s i o n

m a k e r s

a t a l l

l e v e l s i n

o u r g o v e r n m e n t

-

n a t i o n a l ,

s t a t e

a n d

u r b a n

-

h a v e b e g u n

t o

r e a l i z e t h a t s c i e n c e

a n d

t e c h n o l o g y

c a n

b r i n g u n d e s i r a b l e

a n d

u n e x p e c t e d

s i d e e f f e c t s , a s

w e l l a s

g r e a t b e n e f i t s .

A l o n g

w i t h t h i s

c h a n g e

i n

a t t i t u d e

o n t h e p a r t

o f t h e

p u b l i c

t o w a r d s

s c i e n c e

a n d t e c h n o l o g y ,

t h e

p u b l i c ' s

o u t l o o k o n

l i f e

h a s a l s o c h a n g e d .

I n t h e e a r l y

1 9 6 0 ' s

t h e r e

w a s a

f e e l i n g

t h a t

w e

h a d

t o

m e e t t h e s c i e n t i f i c c h a l l e n g e

p o s e d

t o u s b y

t h e

R u s s i a n ' s

d r a m a t i c

l a u n c h i n g

o f S p u t n i k .

N o w

w e

a r e p l a n n i n g

m a n y

j o i n t

s p a c e p r o g r a m s .

D e f e n s e

d o e s

n o t l o o m

s o

g r e a t .

B u t , a s a

w o r l d

s o c i e t y ,

t h e r e

w a s a l s o

a

f e e l i n g

t h a t

l i f e

w a s g o o d a n d

w o u l d g e t

b e t t e r .

T o d a y ,

w e h e a r f r o m s o m e t h a t w e l i v e

i n

a

f i n i t e w o r l d ,

a n d t h e s p e c t r e

o f

M a l t h u s

i s

a g a i n

w i t h

u s o n

a

l a r g e r

s c a l e , o n l y

d e l a y e d a

b i t

b y t h e

i n -

d u s t r i a l

r e v o l u t i o n a n d p e r h a p s

m o r e r e c e n t l y , b y

t h e

g r e e n

r e v o l u t i o n .

H e r e a t

M . I . T . ,

D r . F o r r e s t e r ' s s t u d y o n

W o r l d

D y n a m i c s

h a s r e c e i v e d

c o n s i d e r a b l e

a t t e n t i o n ,

i f

t h a t

i s n ' t

t o o m o d e s t

a

d e s c r i p t i o n

f o r t h e r e a c -

t i o n

h e

h a s

d r a w n .

H i s

s t u d y

p o i n t s o u t

t h a t u n l e s s

m a n

b e g a i n s c o r r e c -

t i v e a c t i o n s ,

w e

c a n e x p e c t

a

w o r l d c a t a s t r o p h y , q u i t e

p o s s i b l y ,

w i t h i n

o u r

l i f e t i m e s .

A c t u a l l y ,

I

b e l i e v e

t h a t t h o s e c o r r e c t i v e

a c t i o n s

h a v e

a l r e a d y

b e e n

t a k e n .

A

k e y

d i f f e r e n c e

n o w

i s

t h a t

i n t h e p a s t ,

s o c i a l

d e f i c i e n c i e s

w e r e b l a m e d

o n f o r c e s

b e y o n d m a n ' s c o n t r o l -

n a t u r a l c a t a s -

t r o p h i e s

s u c h

a s d r o u g h t s ,

f l o o d s o r e p i d e m i c s ,

o r

s o c i a l c a t a s t r o p h i e s

s u c h

a s

d e p r e s s i o n s

( w h i c h

w e r e r e g a r d e d

a l m o s t a k i n

t o

n a t u r a l

p h e n o m e n a ) ,

o r

t h e a c t s o f

e v i l

m e n

s u c h

a s

a

H i l t e r o r a S t a l i n .

T o d a y ,

i t

i s

g e n e r a l l y

b e l i e v e d

t h a t

w e

h a v e t h e

m e a n s

t o p r o v i d e

t h e

o p -

p o r t u n i t y

f o r

a

d e c e n t

l i f e

f o r e v e r y o n e .

I t i s

t h e

b i t t e r s w e e t

c h a r a c t e r

o f

t h e m o d e r n

w o r l d

-

t h e c o n t r a s t

b e t w e e n

t h e

w o r l d

t h a t

i s

a n d

t h e

w o r l d

t h a t c o u l d

b e - t h a t

l e a d s

t o t h e d i s e n c h a n t m e n t

w e s e e

o n

a l l s i d e s .

T h u s ,

w e s e e

a

d e m a n d

f r o m t h e p u b l i c

a n d

i t s

d e c i s i o n

m a k e r s

t o d e v e l o p

t e c h n o l o g y

w i t h o u t

b a d s i d e e f f e c t s ,

a n d

a n e e d

t o

d e v e l o p

p o l i c i e s

a n d

a c t i o n s

t h a t

w i l l

k e e p

m a n k i n d a w a y

f r o m

t h e

c a t a s t r o p h i c

c o u r s e

m a n y

n o w

f e e l i t

i s

o n .

I t i s

a

t r u i s m

t h a t

t h e s e

h a v e

n o t b e e n

t y p i c a l

c o n c e r n s

o f

s c i e n t i s t s

a n d e n g i n e e r s

i n

t h e p a s t a n d

e v e n

d i s c u s s i o n s

a b o u t

t h e s e

q u e s t i o n s

h a v e

f r e q u e n t l y

b e e n e x c l u d e d

f r o m

t h e a g e n d a

o f t h e i r


s o c i e t i e s .

F o r t u n a t e l y ,

t h i s

i s n o w

c h a n g i n g .

M o s t

a g r e e

t h a t s c i e n c e

a n d t e c h n o l o g y

h a s p r o v i d e d

t h e b a s i s u p o n

w h i c h

w e

h a v e

f o r m e d o u r

c o n t e m p o r a r y

s o c i e t y , a s

g o o d o r b a d a s

i t

i s ,

e v e n

t h o u g h

w e h a v e n o t b e e n

r e q u i r e d t o d e s i g n

a p u b l i c

p o l i c y

f o r

s c i e n c e

a n d ,

I

d a r e

s a y ,

w e

d o n ' t k n o w

h o w t o d e s i g n

s u c h

a

p o l i c y

t o d a y

t o e n s u r e t h e

c o n t i n u i n g

f a v o r a b l e d e v e l o p m e n t

o f

s c i e n c e

a n d

t e c h n o l o g y .

I t

i s

o n l y

i n

t h e p a s t c o u p l e

o f y e a r s

t h a t

t h e

g o v e r n m e n t

h a s

b e g u n t o

p r o v i d e

s u p p o r t f o r

t h e

f i e l d s o f

b e h a v o r i a l

a n d

s o c i a l s c i e n c e s .

A d v a n c e d

m a t h e m a t i c a l a n d


c o n c e p t s ,

i n c l u d i n g

m o d e l i n g ,

c a n

b e u s e d

t o

a n a l y z e

o r p r e d i c t

t h e

b e h a v i o r o f s e c t o r s

o f t h e s o c i e t y

i t s e l f .

I s u s p e c t t h a t

w e

c o u l d h a v e a v o i d e d

s o m e o f o u r

w o r s t

m i s t a k e s i n

p l a n n i n g d o m e s t i c l e g i s l a t i o n

i f s u c h


h a d

e x i s t e d

i n

t h e

p a s t

( E x a m p l e s

-

H o u s i n g ,

M e d i c a l

P l a n ) .

W e

w o u l d h a v e r e c o g n i z e d s o m e

o f

o u r p r e s e n t

c r i s i s s u c h

a s

p o l l u t i o n ,

e a r l i e r ,

I

b e l i e v e .

A n

i m p e n d i n g

m a j o r c r i s i s f o r t h i s

c o u n t r y

w h i c h c o u l d

a l t e r

t h e e n t i r e

c o u r s e o f

o u r

e c o n o m y

i s

a

p o t e n t i a l

s h o r t a g e o f

e n e r g y .

H e r e , a t

M

I T

a n d

i n

i n d u s t r y ,

w e

h a v e

a n o p p o r t u n i t y

t o s e e

w h e t h e r o u r

a n a l y s i s a n d p l a n n i n g

a b i l i t i e s

c a n b e d e v e l o p e d

a n d

e m p l o y e d

e f f e c t i v e l y .

W e

h a v e e m e r g e d

f r o m

a

p e r i o d

w h e r e

e v e r y

p r o p o s e d


w a s b l i n d l y

s u p p o r t e d

i n t h e b e l i e f

t h a t

i t

w a s n e e d e d f o r d e f e n s e

o r t h e

e c o n o m i c

w e l l

- b e i n g

o f

t h e

n a t i o n ,

t o a t i m e

w h e r e i t

i s

b e i n g

d e m a n d e d

t h a t

t h e s i d e e f f e c t s ,

b o t h

b a d a n d b e n e f i c i a l ,

o f

t e c h n o l o g i c a l

p r o g r a m s

b e j u d g e d

b e f o r e

t h e y

a r e

i m p l e m e n t e d .

T h i s , t h e n ,

r e q u i r e s

a

w i d e n e d s c o p e

f o r o u r


c o n s i d e r a t i o n s .

A

s c o p e

w h i c h ,

i n a d d i t i o n

t o t h e t r a d i t i o n a l

b a s i c

s c i e n c e

a n d


t r a i n i n g

a n d

t h e s p e c i a l

s k i l l s

a n d

k n o w l e d g e

o f a

s p e c i f i c e n g i n e e r i n g

d i s c i p l i n e

w i l l a l s o i n c l u d e

a d e e p

u n d e r s t a n d i n g

o f t h e

s o c i a l s c i e n c e s

a n d t h e

h u m a n i t i e s .

F u t u r e

o f


D e a n

A . H . K e i l

D e a n , S c h o o l

o f


T h e s e r v i c e

r o l e o f

t h e e n g i n e e r i n g

p r o f e s s i o n

b e g a n

w i t h

t h e


o f t e c h n o l o g i c a l

d e v i c e s

t o

s a t i s f y

n a r r o w l y - d e f i n e d

h u m a n

n e e d s .

I t

g r a d u a l l y

e x p a n d e d

a n d ,

d u r i n g

t h e p a s t

f e w d e c a d e s ,

h a s c o m e

t o

e n c o m p a s s

b r o a d l y - d e f i n e d

t e c h n i c a l

a n a l y s e s

a n d

t h e

d e s i g n

o f c o m p l e x

p h y s i c a l

s y s t e m s .

I t m u s t

n o w

e x p a n d

a g a i n

i n r e s -

p o n s e t o

t h e r i s i n g p r o b l e m s

o f

a s o c i e t y

w h i c h h a s

b e c o m e


d e p e n d e n t

o n t e c h n o l o g y

a n d

s u f f e r s


f r o m i t s a b u s e .

T h e


p r o f e s s i o n

m u s t

n o w

a c c e p t t h e

a d d i t i o n a l

r e s -

p o n s i b i l i t y

o f

p l a y i n g

a

l e a d i n g

r o l e

i n p r o v i d i n g

N e e d s

A n a l y s e s

a n d

I m p a c t

A n a l y s e s

a s t h e

b a s e s

f o r

d e c i s i o n s

o n

h o w t o

r e s o l v e s o c i e t y ' s

m a j o r

p r o b l e m s ,

a l l o f

w h i c h a r e

t e c h n o l o g y

- r e l a t e d

b u t

w h i c h

l i k e w i s e

i n v o l v e

m a j o r

s o c i a l ,

p o l i t i c a l

a n d

e c o n o m i c

f a c t o r s .


e d u c a t i o n

m u s t r e s p o n d

t o t h i s

b r o a d e n i n g

s c o p e

o f


a n d a c c e p t

t h e

f a c t t h a t

s e v e r a l

t y p e s

o f


a c -

t i v i t i e s

a r e e m e r g i n g

w h i c h c a n

b e c h a r a c t e r i z e d

i n a

s i m p l i f i e d

m a n n e r

a s t h e

t e c h n o l o g i s t ;

t h e p r a c t i c i n g

e n g i n e e r

a n d d e s i g n e r ;

t h e e n g i n e e r i n g

s c i e n t i s t ;

a n d t h e

b r o a d

s y s t e m s

e n g i n e e r

w h o

r e l a t e d

t e c h n o l o g y

a n d

s o c i e t y

i n

i d e n t i f y i n g

w o r k a b l e s o l u t i o n s .

A l l f o u r

t y p e s

o f


a c t i v i t i e s

a r e c r u c i a l

i n

d e v e l o p i n g

e f f e c t i v e

u s e s o f t e c h n o l o g y

f o r

t h e

b e n e f i t o f

s o c i e t y .

S c h o o l s

o f e n g i n e e r i n g

m u s t

d e c i d e

w h i c h

t y p e

o r t y p e s

t h e y

w i s h

t o d e v e l o p

i n o r d e r

t o

m a x i m i z e

t h e i r c o n t r i b u t i o n

t o s o c i e t y

t h r o u g h

e d u c a t i o n

a n d

r e s e a r c h .

M a t e r i a l s

a n d

d e v i c e s

P a p e r s

b y

A g g a r w a l .

G a t o s

a n d

D r e s s e l h a u s

p r o v i d e d

a n

i d e a

o f

t h e s c o p e

o f

r e s e a r c h

a t

M I T

i n

t h e

f i e l d s

o f

q u a n t u m


a n d

m a t e r i a l s

r e s e a r c h .

Q u a n t u m


R . L . A g g a r w a l

F r a n c i s

B i t t e r N a t i o n a l

M a g n e t

L a b o r a t o r y *

M a s s a c h u s e t t s

I n s t i t u t e o f

T e c h n o l o g y

A

b r i e f

r e v i e w

o f

t h e

w o r k ( w o r k

s u p p o r t e d

i n

p a r t

b y

t h e O f f i c e

o f

N a v a l

R e s e a r c h )

o n

t u n a b l e

i n f r a r e d

l a s e r s

w a s

g i v e n .

I n p a r t i c u l a r

w e

8/18/2019 antenna----------npl


A R

P A N e t w o r k . I n o t e

t h a t a n a r m o f

R C A i s a l s o e n g a g e d

i n

w o r k

o n

t h e

A R P A N E T .

C O S T

A R P A N E T

C H E A P 8

F A S T

S P E E D

E s s e n t i a l l y ,

t h e

A R P A N E T

i s

t h e

i n t e r c o n n e c t i o n o f

a b o u t

5 0

( m a i n l y

l a r g e

a n d

m e d i u m

- s c a l e ) c o m p u t e r s

( c a l l e d " h o s t s

" )

t h r o u g h

a

n a t i o n w i d e p a c k e t

- s w i t c h i n g

t e l e c o m m u n i c a t i o n

s y s t e m

c o n s i s t i n g

o f

5 0 -

k i l o b a u d

l i n e s ,

a n d

a b o u t 3 5 ( s m a l l )

c o m p u t e r s

( c a l l e d " i n t e r f a c e

m e s s a g e

p r o c e s s e s "

o r

" I M

P s " ) .

F o u r

M

I T c o m p u t e r s

a r e

c o n n e c t e d

t o

t h e

I M P

i n

T e c h n o l o g y

S q u a r e : t h e

M U L T I C S

H o n e y w e l l 6 4 5

a n d

t h r e e D i g i t a l

E q u i p m e n t

P D P - 1 0 s .

T h r o u g h t h e n e t w o r k , w e

a n d o u r

p r o g r a m s c a n

i n t e r a c t

w i t h

c o l l e a g u e s

a t

H a r v a r d , C a r n e g i e

M e l l o n ,

U t a h ,

S t a n f o r d

a n d

o t h e r

i n s t i t u t i o n s e n g a g e d

i n

c o m p u t e r

r e s e a r c h a n d

g a i n

a c c e s s t o s u c h


f a c i l i t i e s

a s

t h e

f l e x i b l y

( m i c r o

p r o g r a m m a b l e ) S t a n d a r d

I C 9 0 0 0 c o m p u t e r

a t t h e

I n s t i t u t e

f o r

I n f o r m a t i v e S c i e n c e s a t

t h e

U n i v e r s i t y

o f

S o u t h e r n C a l i f o r n i a .

T h e

c o m m u n i c a t i o n n e t w o r k i t s e l f

( l i n e s

a n d

I M P S ) i n t r o d u c e s

v e r y

l i t t l e

d e l a y

( u s u a l l y a b o u t 0 . 1

s e c o n d )

i n t o

o n - l i n e t r a n s a c t i o n s .

T h e

n e t w o r k

-

c o n t r o l p r o g r a m s

i n

t h e

h o s t

c o m p u t e r s

i n

s o m e

i n s t a n c e s

m a k e

i n t e r a c t i o n a b i t

s l u g g i s h , b u t o n t h e

w h o l e ,

o n e c a n

w o r k

i n

a r e m o t e

c o m p u t e r

v i a t h e A R P A N E T

a l m o s t a s

w e l l

a s

i n

a

l o c a l

c o m p u t e r .

W e

a r e

e n g a g e d

i n s e v e r a l n e t w o r k a c t i v i t i e s ,

w h i c h

I s h a l l m e n t i o n h e r e :

D e v e l o p i n g a

n e t w o r k

s e r v i c e

s o u r c e

T h e M U L T I C S S y s t e m h a s

s e v e r a l

f e a t u r e s t h a t q u a l i f y

i t

t o

b e

a n

e x c e l l e n t n e t w o r k

s e r v i c e s y s t e m :

v e r y l a r g e a d d r e s s s p a c e s ( 6 4 , 0 0 0

x

6 4 , 0 0 0

w o r d s ) , u n u s u a l l y

a d v a n c e d a r r a n g e m e n t s

f o r i n f o r m a t i o n

s e c u r i t y , h i e r a r c h i c a l f i l e s t r u c t u r e s ,

a n d o t h e r s .

T h e

C o m p u t e r

S y s t e m s

R e s e a r c h D i v i s i o n o f

P r o j e c t

M A C

i s

u s i n g

M U L T I C S a n d t h e

A R P A N E T

t o d e v e l o p

t h e

c o n c e p t o f " i n f o r m a t i o n

u t i l i t y " .

F i l e t r a n s f e r

A l t h o u g h m u c h

o f

t h e e a r l y u s e

o f

t h e A R P A N

E T i s s i m p l y u s e

o f

r e m o t e

c o m p u t e r s

t h r o u g h l o c a l t e r m i n a l s , m o r e s o p h i s t i c a t e d


a r e

c o m i n g

i n t o

t h e

p i c t u r e .

W e h a v e

b e e n a c t i v e

w i t h o t h e r

A R

P A N

E h

g r o u p s

i n

d e v e l o p i n g

a n d i m p l e m e n t i n g a

s t a n d a r d

p r o t o c o l f o r t h e

t r a n s f e r o f i n f o r m a t i o n

f i l e s a m o n g h o s t

c o m p u t e r s .

A b h a y

B h u s h a n i s

c h a i r m a n

o f

t h e

F i l e

T r a n s f e r

T a s k F o r c e .

M a r c

S e r i f f

i s

d e v e l o p i n g

a

v i r t u a l n e t w o r k f i l e

s y s t e m t h a t

w i l l

b r i n g i n t o

o n e

c o h e r e n t

f u n c t i o n a l a r r a y

f i l e s

t h a t

a c t u a l l y

r e s i d e i n

d i v e r s e , d i s t r i b u t e d

f i l e

s y s t e m s .

C o n v e n i e n c e

o f

u s e

W h e n

o n e

h a s

5 0

d i f f e r e n t c o m p u t e r

s y s t e m s

e f f e c t i v e l y

w i t h i n

r e a c h ,

h e

b e g i n s t o r e a l i z e

t h a t t h e i r

d i v e r s i t y i s

a

s e r i o u s o b s t a c l e

t o

h i s

e x p l o i t a t i o n

o f t h e m .

W e h a v e

b e e n e x p l o r i n g

t h e p r o b l e m

o f h o w

t o

m a k e

f u n c t i o n a l

s i m p l i c i t y

o u t

o f

p h y s i c a l

a n d

l o g i c a l c o m p l e x i t y . T h e

m a i n

a p p r o a c h ,

o f

c o u r s e ,

i s

t h r o u g h s t a n d a r d i z a t i o n

o f p r o t o c o l s

t o

g o v e r n w h a t

i s t r a n s m i t t e d

o v e r

t h e l i n e s .

T h a t

a p p r o a c h i s

s u p -

p l e m e n t e d

b y

" l o c a l

s u g a r i n g

" . F o r

e x a m p l e ,

w e

c a n

s e e w h o i s w o r k i n g

i n a n y

o n e

o f

t h e n e t w o r k

c o m p u t e r s

w e

u s e m o s t f r e q u e n t l y

s i m p l y

b y

a d d i n g

i t s n a m e ,

e . g . ,

" N 1 G " ,

t o

o u r o w n " W H O "

c o m m a n d . I f w e

s p o t

t h e i n i t i a l s

o f

a f r i e n d

i n

t h e r e s u l t i n g

l i s t ,

w e

c a n

c o m m u n i c a t e

w i t h

h i m

d i r e c t l y

a l m o s t

a s r e a d i l y

a s i f h e w e r e

l o g g e d

i n t o

o u r l o c a l

c o m p u t e r .

O r w e

c a n s e n d h i m

" m a i l "

b y

t y p i n g ,

f o r

e x a m p l e :

M A I L

R M M

U T A H T

W i l l

y o u

b e

a t t h e S F

m t g . o n

t h e 2 3 r d ?

L i c k .

U s i n g

r e m o t e

p r o g r a m s

a n d s u b p r o g r a m s

O n e

o f

t h e

m o s t i m p o r t a n t


f o r

u s

w i l l

h e

t h e

u s e o f r e m o t e

7 0

p r o g r a m s a n d

s u b p r o g r a m s .

W e

a r e

d e v e l o p i n g

t h a t

c a p a b i l i t y

w i t h

t h e

T h e

d a t a c o m p u t e r

T h e C o m p u t e r

C o r p o r a t i o n o f

A m e r i c a ,

a

n e i g h b o r i n

T e c h n o l o

S q u a r e ,

i s

d e v e l o p i n g

a

v e r y

l a r g e c o m p u t e r

- b a s e d

f i l e

s y s t e m

f o r

A R P A N E T .

W e

a r e

c o o p e r a t i n g

i n

t h a t e f f o r t a s a n e a r l y

u s e r .

T

p r o s p e c t o f a c c e s s

t o

a t r i l l i o n

- b i t

f i l e i s

q u i t e

e x c i t i n g .

C o s t

W o r k i n g

a t a c o n s o l e

w i t h i n s e c o n d s o f

a n y p a r t o f s u c h

f a r f l u n

r e s o u r c e s

m a k e s

i t

e a s y t o v i s u a l i z e

a g r e a t

r e v o l u t i o n

i n m a n ' s

u s e

o f

f o r m a t i o n :

M a i l

d e l i v e r e d

i n

a

m i n u t e , c o m p u t e r

- b a s e d

t e l e c o n f e r e n c e

r e a d i n g

f r o m

e l e c t r o n i c

b o o k s ,

a n d a l l

t h e

r e s t .

S u c h

v i s i o n s a r e

u s u a l

q u i c k l y

c o o l e d

b y

t h o u g h t s

o f

c o s t .

T h e c o s t o f t r a n s m i t t i n g

b i t s

A R P A N E T

t e c h n o l o g y ,

h o w e v e r , i s

n o t a s e v e r e d a m p e r .

A f t e r

o n e

h

a n

I M P , t h e p r e s e n t c o s t

i s

a b o u t

3 0 c e n t s

p e r t h o u s a n d

p a c k e t s ,

e a

p a c k e t c a r r y i n g

u p t o 1 , 0 0 0 b i t s .

I f t h e p a c k e t s

a r e

h a l f f u l l ,

o n t

a v e r a g e ,

t h a t

i s 6 0 c e n t s p e r m i l l i o n

b i t s o r a b o u t 2 c e n t s p e r

e q u i v a l e

t y p e w r i t t e n

p a g e . W h e n A R

P A

l i k e n e t w o r k s

a r e o p e r a t

c o m m e r c i a l l y ,

t h e c o s t s

w i l l

n o d o u b t b e i n c r e a s e d b y

s u c h f a c t o r s

m a r k e t i n g ,

b u t

t h e r e m a y b e c o u n t e r b a l a n c i n g e c o n o m i e s

o f s c a l e a

i m p r o v e m e n t s i n t e c h n o l o g y .

T h e r e

i s r e a s o n

t o

h o p e ,

t h e r e f o r e ,

t h

d r e a m s

m a y i n d e e d b e r e a l i z e d

i n t h e w o r l d

o f

c o m p u t e r - c o r

m u n i c a t i o n n e t w o r k s .

T h e n e w a u t o m a t i o n

P r o f e s s o r E d w a r d

F r e d k i n

D i r e c t o r ,

D e p ' t . , E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g

P r o j e c t M A C

A d v a n c e s i n

c o m p u t e r t e c h n o l o g y

a r e

t a k i n g

p l a c e i n w h i c h

t h e c o s t s a

b e i n g d e c r e a s e d b y a

f a c t o r o f t w o e v e r y t w o

y e a r s .

T h i s

p a c e

w i l l c o

t i n u e

i n t h e f o r e s e e a b l e

f u t u r e . T h e

c o s t s

o f

c o m p u t a t i o n

a n d t h

p r o c e s s i n g

o f

i n f o r m a t i o n w i l l d e c r e a s e b y

a

f a c t o r

o f

1 0 0 0 e v e r y

y e a r s . T o d a y ,

c a l c u l a t o r s c a n b e o b t a i n e d

f o r a b o u t

$ 4 0 0

w i t h

s t o r

p r o g r a m s t h a t c a n

p e r f o r m



o p e r a t i o n s .

T h e

e x i s t i n g

t e c h n o l o g y

a p p e a r s a b l e

t o s u s t a i n o r

i m p r o v e t h i s

r a t e

a d v a n c e

w i t h

t h e

a d v e n t o f

i n t e g r a t e d

c i r c u i t

t e c h n o l o g i e s .

T h e

t i m e

w

a r r i v e

w h e n

c o m p u t e r s

w i l l

b e

a v a i l a b l e

f o r a f e w d o l l a r s .

A s

t h e s e

a

v a n c e s

o c c u r ,

t h e r e

w i l l

b e m o r e a n d

m o r e

u s e s f o r t h e c o m p u t e r .

P r o j e c t M A C a t M I T i s c o n c e r n e d

w i t h

a n e w t e c h n o l o g y e v o l v i n g

w h i c h c o m p u t e r p r o g r a m s

a r e c r e a t e d

s o t h a t

c o m p u t e r s

" k n o

s o m e t h i n g " . P r i o r

t o t h i s ,

c o m p u t e r s

w e r e f u l l o f

d a t a a n d

w e r e t h o u g

o f

a s

r a p i d , m e c h a n i c a l i d i o t s . H o w e v e r ,

t h e n e w d o m a i n i n v a d e s t

s c o p e

o f

w h a t

p e o p l e

c a n

d o . I n

a d d i t i o n t o b o o k k e e p i n g

a n d

r o u t i

b u s i n e s s

t a s k s ,

t h e

n e w

c o m p u t e r ' s b r a i n

w i l l

l e a d t o

a u t o m a t i o n o f

k i n d s

o f

p r o c e s s e s t h a t m a y

c o m b i n e

m o d e r n m a c h i n e r y

w i t h

o l d t i m

c r a f t m a n s h i p . A u t o m a t i c

a s s e m b l i e s b y

c o m p u t e r p r o g r a m

a r e

n o

m o r e

c o m m o n b u t t h i s

n e w

a p p r o a c h i n v o l v e s

a s t e p b e y o n d

i n

w h i

( f o r

e x a m p l e )

i n t e g r a t e d

c i r c u i t s c a n

b e

s e l e c t e d

a n d p r o d u c e d

a s a r e s u

o f

d e c i s i o n s

c o n c e r n i n g t h e l o c a t i o n

o f

p i n s

a n d

l e a d s , p a c k a g i n g

c o

f i g u r a t i o n s

a n d

t h e

r e f i n e m e n t

o f

o t h e r

t a s k s a t h a n d .

A t

p r o j e c t

M A C , t h e


o f " c o m m o n

s e n s e " c o m p u t

s y s t e m s i s

p r o g r e s s i n g w i t h i n

v e r y

n a r r o w

d o m a i n s

a n d

s t i l l

r e q u i r

m u c h

e f f o r t . H o w e v e r ,

t h e

a p p r o a c h

a l l o w s d i r e c t


w i

t h e

c o m p u t e r

v i a

t y p e w r i t e r

i n w h i c h p r o b l e m s

a r e p r e s e n t e d f

s o l u t i o n . T h e

c o m p u t e r c a n m e e t

a s i t u a t i o n

n o t a n t i c i p a t e d

b y

d e s i g n e r / p r o g r a m m e r .

I n

t h i s w a y ,

a

b u s i n e s s

m a n a g e r

c a n

" b e

h i s

o w

p r o g r a m m e r "

a n d

s o l v e

p r o b l e m s

d i r e c t l y

b y t h e

c o m p u t e r .

T h e

c o m p u t e r

t h a t " k n o w s

s o m e t h i n g "

w i l l f i g u r e

o u t s o l u t i o n s a n

s o l v e


p r o b l e m s

i n v o l v i n g

s y m b o l i c

i n t e g r a t i o n ,

f a c t o r i n

a n d t a k i n g

l i m i t s

b e t t e r

t h a n a n y o n e ,

e x c e p t p o s s i b l y

a

v e r y

g i f t e d

p e

s o n .

T h e

t r u e d e f i n i t i o n

o f

" u n d e r s t a n d i n g "

i s d i f f i c u l t

t o

e s t a b l i s h ;

h o w e v e

w e

l e a r n

t o r e p r e s e n t

k n o w l e d g e

v i a

t h e

c o m p u t e r

a s

a c o m b i n a t i o n

o

8/18/2019 antenna----------npl


t h a n t h o s e a n t i c i p a t e d b y

t h e

b u i l d e r

w a s

c i t e d . T e c h n i q u e s

t h a t

e n a b l e

c o m p u t e r s

t o g a t h e r i n f o r m a t i o n f r o m ,

a n d

i n t e r a c t

w i t h

t h e i r e n -

v i r o n m e n t ,

c a n

b e

v i s u a l i z e d , f o r

i n s t a n c e

- a s a r o b o t w i t h

e y e s a n d

h a n d s

c o o r d i n a t e d t o

c a r r y o n t a s k s

u n a i d e d b y h u m a n c o n t r o l .

M a n a g e m e n t

a n d

m a r k e t i n g

P a p e r s b y

L i t t l e , K i n d l e b e r g e r .

F a r r i s , R o b e r t s , a n d

H o l l o m o n

d e a l t

w i t h t h e

a r e a s o f

p r e d i c t i n g

m a r k e t i n g

r e s u l t s t h r o u g h

m o d e l s

m o t i v a t i n g p e r f o r m a n c e ,

s t u d y i n g

c o n s u m e r d u r a b l e s i n

t h e

w o r l d

m a r k e t , a n d

g e n e r a t i n g n e w b u s i n e s s

t h r o u g h e n -

t r e p r e n e u r s h i p . I n

c o n c l u d i n g t h e

s e m i n a r , M r .

B a r t

d e s c r i b e d

t h e l i a i s o n

s e r v i c e s

a v a i l a b l e

t o R C A .

D e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m s

i n

m a r k e t i n g

P r o f e s s o r

J o h n

D .

C .

L i t t l e

A l f r e d

P . S l o a n S c h o o l

o f

M a n a g e m e n t

D i r e c t o r ,

O p e r a t i o n s

R e s e a r c h

C e n t e r

M a r k e t i n g m a n a g e r s m a k e

d e c i s i o n s

a b o u t

p r i c e ,

a d v e r t i s i n g ,

p r o m o t i o n ,

a n d o t h e r m a r k e t i n g

v a r i a b l e s o n t h e

b a s i s o f

f a c t u a l

d a t a ,

j u d g m e n t s ,

a n d

a s s u m p t i o n s

a b o u t

h o w t h e

m a r k e t w o r k s . A d e c i s i o n

s u p p o r t s y s t e m

( D S S )

i s a s e t

o f

d a t a , t e c h n i q u e s ,

a n d a s s o c i a t e d

c o m -

p u t e r s o f t w a r e

f o r

a s s i s t i n g a

m a n a g e r i n

t h i s w o r k . F o u r m a j o r

c o m -

p o n e n t s

o f

a

D D S

a r e :

( 1 )

A d a t a b a n k t h a t

r e c e i v e s

a

c o n t i n u o u s f l o w o f

n e w i n f o r m a t i o n f r o m

t h e

e n v i r o n m e n t . ( 2 )

A s e t o f

m o d e l s

o r t h e o r i e s

a b o u t

h o w

t h e m a r k e t w o r k s . ( T h e s e m a y

b e

i m p l i c i t i n

t h e m a n a g e r ' s

m i n d

o r e x p l i c i t

i n


f o r m . ) ( 3 ) A s e t

o f

s t a t i s t i c a l

t o o l s a n d

t e c h n i q u e s

w i t h

w h i c h t o

r e l a t e m o d e l s

a n d d a t a . ( 4 )

A n

o p t i m i z a t i o n

c a p a b i l i t y

t o

a i d

i n

t h e

c o m p a r i s o n o f

a l t e r n a t i v e

a c t i o n s . ( T h e t e c h n i -

q u e s

m a y

b e a s

s i m p l e

a s r a n k i n g a n d s o r t i n g o r a s

c o m p l i c a t e d a s

n o n l i n e a r m a t h e m a t i c a l p r o g r a m m i n g . )

P L A N S

P R O P O S A L S

T A C T I C A L

C N A N G E S

P 9 T P O S A L S

M O D E L

E V A L U A T I O N

T R A C K I N G

M A R K E T

A C T U A L

1 1 .

T h e

c o n c e p t

a n d t h e u s e o f

a D S S

i s


b y

a

t h r e e - y e a r c a s e s t u d y

o f

m a r k e t i n g

c o n s u m e r

p r o d u c t .

T h e

m o d e l p l a y s a

k e y r o l e

b e c a u s e

i t

g i v e s

s t r u c t u r e t o t h e d e c i s i o n

p r o b l e m , i d e n t i f i e s d a t a t o b e c o l l e c t e d ,

a n d g u i d e s d a t a a n a l y s i s a n d

i n t e r p r e t a t i o n . I n

t h e

m a r k e t i n g m a n a g e m e n t p r o c e s s t h e m o d e l n o t

o n l y p r o v i d e s a

b a s i s

f o r e v a l u a t i n g s t r a t e g i e s

i n

a n n u a l

p l a n n i n g

a n d

d a y t o d a y

f i r e f i g h t i n g

b u t ,

i f p r o p e r l y u s e d , b e c o m e s

p a r t

o f a

m o n i t o r -

i n g s y s t e m

w h i c h

c o m p a r e s p r e d i c t i o n s

w i t h a c t u a l

s a l e s

t o u n c o v e r

m a r k e t i n g p r o b l e m s a n d o p p o r t u n i t i e s a n d

f o c u s

m a n a g e r i a l a t t e n t i o n

o n

t h e m .

F u r t h e r r e a d i n g :

J . D . C .

L i t t l e , "

B R A N D A I R :

A n O n

- L i n e M a r k e t i n g M i x M o d e l . '

S l o a n S c h o o l

o f

M a n a g e m e n t

W o r k i n g

P a p e r 5 8 6 - 7 2 ,

F e b r u a r y 1 9 7 2 .

T h e

e c o n o m i c s

a n d

p o l i t i c s

o f

t h e

m u l t i n a t i o n a l

c o r p o r a t i o n

P r o f e s s o r C .

P . K i n d l e b e r g e r

D e p a r t m e n t o f E c o n o m i c s

T h e

t h e o r y o f d i r e c t i n v e s t m e n t i s

f o u n d t o

b e l o n g n o t

t o

t h a t

o f

i n t e r n a t i o n a l

c a p i t a l

m o v e m e n t s

b u t t o

t h e t h e o r y

o f o l i g o p o l i s t i c

c o m p e t i t i o n . C o m p a n i e s

g o a b r o a d e s s e n t i a l l y

w h e n t h e y h a v e

a d v a n t a g e s o v e r

t h e i r l o c a l c o m p e t i t o r s . T h e s e

a d v a n t a g e s

a r e

l a r g e l y

t e c h n o l o g i c a l ,

b u t

i n c l u d e ,

o n o c c a s i o n . t h e c o o r d i n a t i o n o f

c o m p l e x

o p e r a t i o n s

a t s u c c e s s i v e s t a g e s

o f

p r o d u c t i o n ,

i n

w h i c h

t h e c o r p o r a t i o n

i s m o r e e f f i c i e n t

t h a n

t h e d i s g g r e g a t e d

m a r k e t .

W h e n t h e c o r p o r a t i o n

i s

e x p l o i t i n g

i t s

a d v a n t a g e s t h r o u g h d i r e c t

i n v e s t m e n t , i t i n c r e a s e s

w o r l d

e f f i c i e n c y . O n o c c a s i o n , h o w e v e r , s u c h

i n v e s t m e n t

c a n

w o r k

a g a i n s t

e f f i c i e n t

r e s o u r c e

a l l o c a t i o n ,

w h e n

f o r

e x a m p l e , d i r e c t

i n v e s t m e n t

e x t e n d s m o n o p o l y , o r

i n

t h e

c a s e

o f

d e f e n s i v e i n v e s t m e n t w h i c h i s

u n d e r t a k e n n o t t o

m a k e

p o s i t i v e

p r o f i t s

b u t

t o

i n s u r e

a g a i n s t

p o s s i b l e

l o s s e s .

T h e r e s i s t a n c e

t o d i r e c t i n v e s t m e n t

i n h o m e a n d

h o s t

c o u n t r i e s

a l i k e i s

l a r g e l y

u n r e l a t e d

t o q u e s t i o n s

o f e f f i c i e n c y .

F o r c e s i n t h e h o m e c o u n t r y

a r e l a r g e l y

i n t e r e s t e d

i n i n c o m e d i s t r i b u t i o n , w h i c h

i s

t h e

b a s i s o f

t h e

B u r k e

- H a r t k e

o p p o s i t i o n . I n t h e h o s t c o u n t r y , t h e

b a s e s

a r e

m o r e

c u l t u r a l a n d p o l i t i c a l , a n d

r e s t

o n

n a t i o n a l i s t i c ,

p o p u l i s t ,

m e r c a n t i l i s t

e t c . g r o u n d s . I t s e e m s l i k e l y t h a t t h i s o p p o s i t i o n

w i l l

d e c l i n e a s

t h e

e c o n o m i c b e n e f i t s

a r e s p r e a d

m o r e w i d e l y , j u s t

a s

t h e

l o c a l o p p o s i t i o n

t o

t h e

n a t i o n a l c o r p o r a t i o n

w a s f i n a l l y

o v e r c o m e .

M o t i v a t i n g p e r f o r m a n c e

i n

a s t a b l e o r g a n i z a t i o n

P r o f e s s o r G e o r g e

F .

F a r r i s

A l f r e d P .

S l o a n S c h o o l o f M a n a g e m e n t

S e v e r a l m o d e l s t o

e x p l a i n

t h e

m o t i v a t i o n o f

t e c h n i c a l p e r f o r m a n c e

w e r e

a d v a n c e d , l e a d i n g

t o t h e

c o n c l u s i o n t h a t t e c h n i c a l p e r f o r m a n c e

i s a

m u l t i p l i c a t i v e

f u n c t i o n

o f

t h e i n d i v i d u a l ' s a b i l i t i e s ,

m o t i v e s .

t e c h n i c a l

i n -

f o r m a t i o n ,

e x p e c t a n c i e s t h a t t e c h n i c a l p e r f o r m a n c e s a t i s f i e s p e r s o n a l

g o a l s , a n d t h e i n c e n t i v e

v a l u e o f

t h e s e g o a l s .

M o t i v a t i o n a l m o d e l s

I m a g e

C r e a t i v e

g e n i u s

S u p e r s t a r

S o c i o e c o n o m i c i n c e n t i v e

B u s i n e s s m a n

I n f o . a v a i l a b l e

C r e a t i v e t e n s i o n

C r e a t i v e

c l i m a t e

N e g o t i a t i o n

c y c l e

M a n a g e m e n t

S t r a t e g y

B e n i g n

n e g l e c t

F i n a n c i a l + p r o m o t i o n

i n c e n t i v e s

I n f o . p r o c e s s o r

P r o v i d e

t e c h .

i n f o .

E n v i r .

p r o d u c t s C r e a t e

s e c u r i t y

+

c h a l l e n g e

I n d e p . c r e a t o r A u t o n o m y f o r c r e a t i v i t y

N e g o t i a t o r

C o n s t r u c t

+ n e g o t i a t e

g o a l s ,

c a r e e r

o p s .

A n e w

s t a b l e


w a s s e e n

t o

b e v e r y s i m i l a r

t o

a n e x p a n d i n g

o r g a n i z a t i o n i n m o s t

o f

t h e s e f a c t o r s ,

e x c e p t

t h a t

t h e

w o r k

f o r c e

i s a p t t o

h e

o l d e r

a n d

l e s s

c u r r e n t t e c h n i c a l l y ,

j o b

s e c u r i t y

m a y b e c o m e

a n i s s u e ,

a n d p r o m o t i o n a l o p p o r t u n i t i e s w i l l p r o b a b l y

b e

l i m i t e d .

S e v e r a l

U S E F U L N E S S

T I M E

P R E S S U R E


8/18/2019 antenna----------npl


7 2

m a n a g e r i a l s t r a t e g i e s

b a s e d

o n t h e a u t h o r ' s

r e s e a r c h w e r e s u g g e s t e d t o

" u n s t a b i l i z e "

t h e s t a b l e

o r g a n i z a t i o n .

E a c h s t r a t e g y i n v o l v e d

r e n e w a l

t h r o u g h r e n e g o t i a t i o n

o f

t h e

t e c h n i c a l

p e r s o n ' s c a r e e r o p p o r t u n i t i e s .

r o l e s i n

t h e

i n f o r m a l

o r g a n i z a t i o n ,

a n d

w o r k

g o a l s .

S p e c i f i c s u g g e s t i o n s

t o

m o t i v a t e

a n


i n c l u d e d c l a r i f i c a t i o n

o f j o b s e c u r i t y ,

a


g r o w t h

p r o g r a m ,

e n c o u r a g i n g

m o r e

t e c h n i c a l

c o l l a b o r a t i o n

i n

t h e i n f o r m a l o r g a n i z a t i o n . i n c r e a s i n g

e x t e r n a l

c o n t a c t s ,

r e -

r o u p i n g

o f

t e c h n i c a l

t e a m s , a s s i g n i n g p e o p l e t o m u l t i p l e

t a s k s , i n c r e a s i n g t i m e p r e s s u r e . a n d r e w a r d i n g g o o d


w i t h

g r e a t e r

c h a l l e n g e .

H o w

l a r g e

c o r p o r a t i o n s

g e n e r a t e

n e w

b u s i n e s s

P r o f e s s o r E d w a r d

B .

R o b e r t s

A l f r e d P .

S l o a n S c h o o l o f

M a n a g e m e n t

T h e

w e a r i n g

t h i n o f


r o u t e s t o c o r p o r a t e g r o w t h h i g h l i g h t s

t h e

a t t r a c t i v e n e s s o f n e w

v e n t u r e -

o r i e n t e d

s t r a t e g i e s .

T r a d i t i o n a l a p -

p r o a c h e s t o g r o w t h

i n c l u d e

i n c r e a s e d

p e n e t r a t i o n

a n d

b r o a d e n i n g

o f

e x i s t i n g m a r k e t s a n d

m o v e m e n t

i n t o

f o r e i g n m a r k e t s .

B u t

m a r k e t

s a t u r a t i o n c o m b i n e d

w i t h

h e a v y

c o m p e t i t i o n f r o m

E u r o p e

a n d t h e

F a r

E a s t

a r e e r o d i n g t h e s e


a l t e r n a t i v e s ;

o n e a f t e r a n o t h e r m a j o r

N o r t h

A m e r i c a n f i r m s

h a v e r e c o g n i z e d

t h a t

n e w

v e n t u r e

a p p r o a c h e s c a n

p r o v i d e

v i a b l e


f o r g r o w t h

a n d d i v e r s i f i c a t i o n . S e v e r a l e n -

t r e p r e n e u r i a l

v e n t u r e

m e t h o d s b e i n g

a d o p t e d

a r e :

I .

V e n t u r e

c a p i t a l

i n v e s t m e n t s

i n n e w

o r

s m a l l

f i r m s ;

2 .

J o i n t

v e n t u r e s b e t w e e n t h e l a r g e c o r p o r a t i o n

a n d s m a l l h i g h -

t e c h n o l o g y c o m p a n i e s ;

3 .

V e n t u r e

p a c k a g i n g

a n d

s p o n s o r e d s p i n - o f f

o f t e c h n i c a l g r o u p s

w i t h i n

a

f i r m

t o

s e m i - i n d e p e n d e n t s t a t u s o u t s i d e

t h e

c o m p a n y ;

4 .

I n t e r n a l e n t r e p r e n e u r i a l a c t i v i t i e s

b a s e d o n n e w


c o n c e p t s .

T h e

v e n t u r e

a p p r o a c h e s

o u t l i n e d

a b o v e r e l y

u p o n

i n v e s t i n g

i n o r c o m -

b i n i n g

w i t h

e n t r e p r e n e u r s

o u t s i d e o f

t h e

l a r g e r f i r m ,

o r

o f

m o v i n g

i n t e r n a l


i n t o

a n e x t e r n a l

r e l a t i o n s h i p w i t h

t h e

o r i g i n a t i n g

f i r m . F r o m

o u r

r e s e a r c h ,

w e

h a v e s e e n

a l l o f

t h e s e

a p p r o a c h e s

t r i e d i n

l a r g e

f i r m s .

s o m e t i m e s

w i t h p r o m i s i n g

s u c c e s s ,

s o m e t i m e s

w i t h

c l e a r

f a i l u r e . T h e

r e s o u r c e s a v a i l a b l e t o

t h e

c o r p o r a t i o n .

i t s

c o m p e t i t i o n .

i t s

t r a d i t i o n s

a l l a f f e c t

w h e t h e r

a n y

o f

t h e

e x t e r n a l l y

o r i e n t e d

v e n t u r e

m e t h o d s

c a n b e


a d o p t e d .

I n t e r n a l

e n t r e p r e n e u r s h i p

I n t e r n a l e n t r e p r e n e u r s h i p

r e l i e s u p o n r e c r u i t i n g w i t h i n

t h e


c h a m p i o n s f o r

n e w

p r o d u c t s

a n d

s e r v i c e s ,

s t i m u l a t i n g

t h e m t o w a r d e n -

t r e p r e n e u r i a l b e h a v i o r ,

a n d a i d i n g t h e m i n d e v e l o p i n g

b u s i n e s s

g r o w t h .

T h e

a c t i v i t i e s o f t e n a r e

s e p a r a t e d

f r o m t h e r e s t

o f t h e

c o m p a n y ' s p r o d u c t

l i n e s t o

p r o v i d e

g r e a t e r

i n d e p e n d e n c e .

f r e e d o m

f r o m

s h o r t - t e r m

p r e s -

s u r e ,

d i f f e r e n t

r e w a r d s . i m p r o v e d v i s i b i l i t y

a n d a c c e s s

t o

t h e

t o p .

E n t r e p r e n e u r s h i p

i n n e w i n d e p e n d e n t f i r m s

u s u a l l y s t a r t s

w i t h

a n

i d e a

f o r a n e w p r o d u c t o r a

d r a m a t i c


i n a n e x i s t i n g

p r o d u c t , n o t

m e r e l y

a m o d e s t


i n

a s t a n d a r d

l i n e . B e h i n d t h e

i d e a

i s

o n e

o r

m o r e

e n t r e p r e n e u r s o f t e n f r u s t r a t e d

i n

a t t e m p t s t o g a i n s u p p o r t .

E v e n

t h o u g h

t h e i n i t i a l

i d e a m a y

b e

f o r o n e

p r o d u c t o n l y .

w i t h

l i m i t e d m a r k e t

p o t e n t i a l ,

t h e e n t r e p r e n e u r a s s e m b l e s

a r o u n d

h i m

t w o o r t h r e e o t h e r s .

s i m i l a r l y

s p i r i t e d

b u t

w i t h

d i f f e r e n t s k i l l s f o r b u i l d i n g

a

c o m p a n y .

I n i t i a l

c a p i t a l n e e d s

t o

g e t

u n d e r w a y a r e u s u a l l y s m a l l

a n d

r i s k e d b y

t h e e n -

t r e p r e n e u r i a l t e a m

i t s e l f . B u t

a

w i d e

v a r i e t y

o f i n v e s t m e n t

b a n k i n g

a n d

v e n t u r e

c a p i t a l s o u r c e s a r e

a c c e s s i b l e

f o r

t h e

r a i s i n g

o f m o r e s u b s t a n t i a l

f u n d s w h e n

n e e d e d . I f t h e y f a i l ,

t h e

e n t r e p r e n e u r s m a y

l o s e s o m e

o f

t h e i r

o w n

c a p i t a l

a n d w i l l

h a v e

t o

g o b a c k

t o

l o o k i n g f o r a j o b . B u t i f t h e y

s u c c e e d

i n

g r o w i n g

t h e i r

v e n t u r e . t h e


s t a n d

t o

g a i n


f i n a n c i a l

r e w a r d s .

M a n y

o f

t h e

e l e m e n t s

a s s o c i a t e d

w i t h

s u c c e s s f u l

n e w

c o m p a n y

e n -

t r e p r e n e u r s h i p

c a n

a l s o

b e

f o u n d

i n

t h e

s i t u a t i o n

a t t h e

3 M C o m p a n y .

a

m u l t i

- b i l l i o n

d o l l a r f i r m

n o t e d f o r

i t s

s u c c e s s e s

i n

i n t e r n a l e n -

t r e p r e n e u r s h i p ,

i t s

c o n t i n u i n g i n n o v a t i o n ,

a n d i t s

c o m p e l l i n g g r o w t h

r e c o r d .

O n e k e y e l e m e n t

o f

t h e

3 M

e n t r e p r e n e u r i a l

s t r a t e g y

i s t h e

l a c k

o f

m i n i m u m

s i z e


f o r

a p p r o v a l f o r

a

n e w

p r o d u c t

t e a m

e n d e a v o r .

T o b e

s u r e . 3 M w o u l d

p r e f e r

t h e

p r o m i s e

o f

a $ 1 0 0

m i l l i

m a r k e t r a t h e r t h a n m e r e l y a

$ 5

m i l l i o n f o r e c a s t

f o r a

n e w

p r o d u c t . B u

d o e s

n o t r e j e c t


t h a t a p p e a r s m a l l

a t t h e b e g i n n i n g .

T h i s

c o m p a r a b l e t o

t h e

f o u n d i n g

o f a

n e w c o m p a n y

b a s e d

o n o n e p r o d u c

W h o

c a n

t e l l w h e r e i t

w i l l l e a d ?

C r e a t i n g a n e n t r e p r e n e u r i a l c l i m a t e

M o s t


o r g a n i z a t i o n s h a v e

p e o p l e

w h o .

i f

g i v e n t h e

o

p o r t u n i t y ,

w o u l d

b e h a v e l i k e e n t r e p r e n e u r s .

T h e

m a j o r

d e t e r r e n t s

a

t h e o r g a n i z a t i o n a l p o l i c i e s . p r o c e d u r e s a n d m o d e s o f

o p e r a t i o n

t h a t

n o t s t i m u l a t e

a n d m a y , i n

f a c t .

i n h i b i t

e n t r e p r e n e u r i a l a c t i v i t y .

I n t e r n a l


i n

c o r p o r a t i o n s c a n b e e f f e c t i v e l y s t i m u l a t

a n d

n u r t u r e d

b y d i r e c t

a n d

r a p i d c h a n n e l s

t h r o u g h

w h i c h

n e w

p r o d u

i d e a s

c a n

p a s s

a n d

b e

r e v i e w e d . O n e

c o m p a n y a c c o m p l i s h e s t h e o b j e

t i v e

o f

p r o v i d i n g q u i c k

a n d

d i r e c t

a c c e s s

t o " s e e d m o n e y "

f o r p o t e n t


b y

a l l o c a t i n g l i m i t e d

f u n d s e a r m a r k e d

f o r t h e

p r e l i m i n a


o f n e w

p r o d u c t

i d e a s .

T h e

e n t r e p r e n e u r

m u s t

g o

b e f o r

r e v i e w b o a r d

f o r

a p p r o v a l .

I f

a p p r o v e d , o b j e c t i v e s . t i m e t a b l e a

b u d g e t

a r e

s e t

a n d t h e

e n t r e p r e n e u r a t t h a t p o i n t

h a s f u l l a u t h o r

w i t h i n

t h e s c o p e

o f h i s

b u d g e t

t o

r e a c h t h e

o b j e c t i v e s .

A c o m p a n y .

s e r i o u s

a b o u t p r o m o t i n g i n t e r n a l e n t r e p r e n e u r s h i p . s h o u

s e e t h a t

n e w

p r o d u c t

i d e a s

d o n o t

s u f f e r i n

c o m p e t i t i o n

w i t h

p r e s e

p r o d u c t s b y s e t t i n g

a s i d e

a

f i x e d

p e r c e n t a g e

o f

t h e b u d g e t f o r

t h e

S o m e

c o m p a n i e s p u t a s m u c h

a s

3 0 % o f t h e i r R

& D

r e s o u r c e s i n t o t

r e s e a r c h f o r

a n d


o f

n e w

v e n t u r e

o p p o r t u n i t i e s .

P l a n n i n g

a n

e n t r e p r e n e u r i a l s t r a t e g y

A

f i r s t

s t e p i n

p r o m o t i n g

i n t e r n a l


c a n b e t

m a n a g e m e n t

c o m m u n i c a t i n g

t h a t i t

i s

s e a r c h i n g

f o r n e w

v e n t u r e s t o

p i l o t e d

b y

i n t e r n a l

e n t r e p r e n e u r s .

T o p

m a n a g e m e n t m a y h a v e r

t r i c t i o n s

f o r

n e w

v e n t u r e

i n v e s t m e n t a n d t h e s e s h o u l d b e c o m m u n i c a t

a s

w e l l .

O t h e r

s t e p s

t h a t a r e

l i k e l y

t o

b e n e c e s s a r y

i n c l u d e :

I . S e t u p

a d e p a r t m e n t ( N e w

V e n t u r e s ,

o r

N e w

B u s i n e

D e v e l o p m e n t ) .

2 . E s t a b l i s h a

r e v i e w p a n e l

t o e x a m i n e a n d s e l e c t n e w i d e a s .

3 .

R e - e x a m i n e

t h e

c o m p a n y ' s c o m p e n s a t i o n

s c h e m e

t o

s e e

i f i t

s u f f i c i e n t l y f l e x i b l e t o r e c o g n i z e r i s k s a n d p r o v i d e r e w a r d s .

I n r e v i e w . w e

h a v e

p o i n t e d o u t

t h e i n c r e a s e d n e e d

f o r

a n d

t r e n d

t o w a

v e n t u r e

g r o w t h s t r a t e g i e s

t h a t

e m p h a s i z e

l i n k i n g

e n t r e p r e n e u r i

b e h a v i o r

w i t h c o r p o r a t e

r e s o u r c e s . I n

p a r t i c u l a r ,

t h e

s t r a t e g y

o f

i n t e r n

e n t r e p r e n e u r s h i p i s a n

a t t r a c t i v e

a p p r o a c h .

R e f e r e n c e s

f h e

f o l l o w i n g r e f e r e n c e s

a r e

o f s p e c i a l

i n t e r e s t t o t h o s e

c o n s i d e r i n g

i n t e r n a l


s t r a t e g y

f o r t h e i r f i r m s .

I . M a r t i n ,

R i c h a r d

" V e n t u r i n g O u t .

W a l l

S t r e e t J o u r n a l F e b r u a r y I . 1 9 7 2

2 .

M o r g e n t h a l e r .

G e o r g e " U t i l i s i n g R

& D

B y - P r o d u c t s " I n n o v a t i o n . N u m b e r

2 0 . 1 9 7 1

3 .

P a r k . F o r d "

I

h e

1

e c h n i c a l S t r a t e g y o f 3 M " . I n n o v a t i o n ,

N u m b e r 5 . 1 9 6 9

4 .

R o b e r t s . E d w a r d

B . a n d

F r o h m a n ,

A l a n L . ,

" E n t r e p r e n e u r s h i p : S t r a t e g y a n d

G r o w t h " .

H a i n e s ,

Q u a r t e r l y .

S p r i n g .

1 9 7 2

5 .

R o b e r t s .

E d u a r d B . " E n t r e p r e n e u r s h i p

a n d

T e c h n o l o g ,

R e s e a r c h

M a n a g e m e n t . J u l y .

1 9

6 . R o b e r t s ,

E d u a r d B . " R e c o g n i s i n g a n d K e e p i n g E n t r e p r e n e u r s

" . I n n o v a t i o n .

N u m b e r 7 .

7 .

S c h o n ,

D o n a l d A . " C h a m p i o n s f o r

R a d i c a l N e w I n v e n t i o n s " .

H a r v a r d

R e v

M a r c h -

A p r i l .

1 9 6 3

8 . U . S . D e p a r t m e n t o f C o m m e r c e T e c h n o l o g i c a l I n n o v a t i o n :

A s

E n v i r o n m e n t a n d m m n a g e n

U . S .

G o v e r n m e n t P r i m i n g

O f f i c e . 1 9 6 7

P o l i c y

a l t e r n a t i v e s

D r .

J .

H e r b e r t

H o l l o m o n

D i r e c t o r ,

C e n t e r

f o r P o l i c y

A l t e r n a t i v e s

t h e n e w

C e n t e r

f o r

P o l i c y

A l t e r n a t i v e s

h a s t h e

o b j e c t i v e

o f

e x a m i n i

m a j o r p o l i c i e s

a n d

p r o g r a m s . b o t h

p r i v a t e

a n d

p u b l i c . a n d t o

s u g g e

a l t e r n a t i v e s . T h e

C e n t e r i n t e n d s

t o s t u d y

p o l i c y

a l t e r n a t i v e s .

p r e p a

d r a f t l e g i s l a t i o n .

s u g g e s t

r e g u l a t i o n ,

a n d p r o p o s e

p o l i c i e s .

I n d o i n g t h

m a n y

a l t e r n a t i v e s

m u s t

b e

c o n s i d e r e d

a n d t h e i m p a c t

o f

e a c h

a l t e r n a t

e v a l u a t e d .


8/18/2019 antenna----------npl


O n e

o f

t h e

m a j o r

s t u d i e s

o f

t h e

c e n t e r r e l a t e s

t o

t h e e f f e c t i v e u s e o f

t e c h n o l o g y

i n t h e U . S .

e c o n o m y .

S i n c e

t e c h n o l o g y

i s

s o c i a l l y

d e t e r m i n e d

a n d d i f f e r s

i n e v e r y n a t i o n ( p i c t u r e

d i f f e r e n c e s b e t w e e n

N i g e r i a

a n d

U n i t e d

S t a t e s ) ,

t h e

i n d i v i d u a l

e c o n o m y ,

t h e s o c i e t y , t h e

m y t h s , a n d

t h e

c u l t u r e s c o m b i n e

t o

p r o d u c e

t h e u n i q u e n e e d s

o f

a

c o u n t r y a n d

u l t i m a t e l y

i t s

e c o n o m y .

T h e r e f o r e ,

t h e

m a n n e r

i n

w h i c h

t h e

c o u n t r y

i s

c h a n g i n g

a n d t h e r a t e

o f

i t s

c h a n g e

a l t e r t h e

t e c h n o l o g i c a l

n e e d s

o f a

s o c i e t y .

T e c h n o l o g y

i n

t h e

U . S .

T h e U . S .

i s

c h a n g i n g . T h e

U . S .

i s

c o n s i d e r e d

t h e

r i c h e s t

c o u n t r y

i n t h e

w o r l d

b a s e d u p o n

t h e

w a y

w e m e a s u r e r i c h n e s s

i n

t e r m s

o f

o u t p u t

o f

g o o d s a n d s e r v i c e s .

T h e s p r e a d o f

t h e

i n c o m e d i s t r i b u t i o n

i n

t h e U . S . i s

r e l a t i v e l y

g r e a t ,

a n d

t h e


h a s r e m a i n e d e s s e n t i a l l y u n c h a n g e d

f o r

t h e p a s t

2 0

y e a r s .

P r o d u c t i v i t y

o f

a g r i c u l t u r e

h a s i n c r e a s e d m u c h

m o r e

t h a n

i n

i n d u s t r y .

O n e

o f t h e

g r e a t

c h a n g e s

h a s b e e n

f r o m a n

a g r i c u l t u r e -

i n d u s t r y

b a s e d

e c o n o m y

t o o n e

b a s e d

p r i m a r i l y

o n t h e

s u p p l y o f s e r v i c e s .

H o w e v e r , t h e r e

h a s b e e n a

m i g r a t i o n o f 2 3

m i l l i o n

w o r k e r s w h o c o m p r i s e

t h e l e a s t

s k i l l e d ,

t h e

p o o r e s t ,

a n d t h e

g h e t t o

w o r k e r s t o o u r c i t i e s .

T h e

p r o b l e m s

o f

t h e c i t i e s

r e s u l t i n p a r t

f r o m

t h i s

g r e a t

m i g r a t i o n .

O u r c o u n t r y

h a s

t h e

h i g h e s t

p r o d u c t i v i t y

i n

t h e w o r l d

a n d o n e

o f

t h e

l o w e s t r a t e s

o f

i m p r o v e m e n t .

T o d a y ,

w e a r e i n c r e a s i n g o u r

p r o d u c t i v i t y

a t o n l y 2 . 5 p e r c e n t

p e r y e a r c o m p a r e d

w i t h J a p a n ' s

i n c r e a s e o f

1 5

p e r c e n t p e r

y e a r .

I n t h e

l a s t

5

y e a r s , t h e r a t e

o f

i n c r e a s e i n t h e U . S .

w a s

l e s s

t h a n t h a t

o f

a n y o t h e r

i n d u s t r i a l i z e d

n a t i o n e x c e p t E n g l a n d ;

i t w a s o n l y a b o u t

1 . 5

p e r c e n t .

A t t h e

s a m e

t i m e , w e h a v e

a g r o w i n g ,

n e g a t i v e b a l a n c e o f t r a d e .

W e

m u s t s t i m u l a t e e x p o r t s

o r r e s t r i c t

i m p o r t s o r

c h a n g e t h e

v a l u e o f

t h e

d o l l a r

i n

t h e

w o r l d

m a r k e t .

I t i s

c l e a r

t h a t o u r d e c r e a s e

i n p r o d u c t i v i t y

h a s


t o

i n f l a t i o n a r y

t r e n d s .

O u r s i s o n e

o f

t h e

v e r y f e w

i n d u s t r i a l i z e d

c o u n t r i e s

t h a t

h a s

a


u n e m p l o y m e n t

p r o b l e m .

A t

p r e s e n t , t h e r e

i s a n

e c o n o m i c c r i s i s

a n d a

p o l i t i c a l

c r i s i s

i n A u s t r a l i a ,

w h e r e

u n e m p l o y m e n t

i s I . 8 (

h

H o w e v e r , i n

o t h e r c o u n t r i e s

w o r k e r s

m u s t b e i m p o r t e d

t o s a t i s f y

e m p l o y m e n t

n e e d s

w i t h n o u n e m p l o y m e n t

p r o b l e m s

e x i s t i n g e x c e p t

f o r

t h e U n i t e d

K i n g d o m

a n d

t o

s o m e d e g r e e

i n

t h e

N e t h e r l a n d s .

W i t h t h e g r o w i n g

a f f l u e n c e a n d

i n d u s t r i a l i z a t i o n ,

t h e

a v a i l a b i l i t y

o f

h i g h

g r a d e

m i n e r a l

a n d

f u e l

r e s o u r c e s

h a s

d e c l i n e d .

T h e i r

p r i c e s

w i l l r i s e , a n d

w e

w i l l

n e e d t o o p e r a t e

w i t h

m o r e

c o n s e r v a t i v e

m e t h o d s .

I n t o t a l

o u r

r e l a t i v e i n f l u e n c e

i n t h e

w o r l d

e c o n o m y

h a s

d e c l i n e d

a s

t h e

E u r o p e a n

C o m m o n

M a r k e t

a n d J a p a n

h a v e e x p a n d e d .

T h e r e

i s n o w a n

o v e r s u p -

p l y o f t e c h n i c a l

p e o p l e .

T h e s u p p o r t

f o r s c i e n c e

a n d

e n g i n e e r i n g c o m p a r e d

t o o t h e r c o u n t r i e s

h a s

s u b s t a n t i a l l y d e c l i n e d .

T h e r a t i o

o f

m a j o r

t e c h n i c a l e f f o r t s

d e v o t e d

t o

c o m m e r c i a l a c t i v i t i e s

i s

g r e a t e r

i n o t h e r c o u n t r i e s t h a n

i n t h e U . S .

I n

r e c e n t y e a r s

t h e

a m o u n t o f

R & D s u p p o r t e d

b y t h e f e d e r a l

g o v e r n m e n t

h a s

d e c l i n e d

i n t h e U . S . T h e

r e l a t i v e

p r i c e

f o r

t e c h n i c a l

p e r s o n n e l i s n o w

f a l l i n g ,

b u t

t h e r e

w i l l

b e a s h o r t a g e

o f

e n g i n e e r s i n 1 9 7 4 - 7 5 ;

t h u s

i n

s o m e

a r e a s

h i r i n g

s h o u l d

b e g i n i n

a n t i c i p a t i o n

o f t h i s .

T h e r e

a r e

n u m e r o u s s t u d i e s

b e i n g c o n d u c t e d

b y t h e C e n t e r

w h i c h

p r o v i d e c o m p a r i s o n s

b e t w e e n

o u r c o u n t r y a n d

o t h e r s .

T h e s e

c o m p a r a t i v e

s t u d i e s

i n v o l v e w h a t o t h e r

c o u n t r i e s

d o t o s t i m u l a t e

i n d u s t r i a l d e v e l o p m e n t

a n d

t h e e f f e c t i v e n e s s

o f t h e s e

m e a s u r e s . W e

n o w

k n o w t h a t w e c a n

l e a r n m u c h f r o m t h e e x p e r i e n c e

g a i n e d

b y

o t h e r

c o u n t r i e s

o f

t h e

w o r l d .

B e l o w

a r e s o m e

o f

t h e

c o m p a r a t i v e

s t u d i e s b e i n g

c o n d u c t e d

b y t h e c e n t e r .

I

)

S u p p l y

a n d

d e m a n d : t h e

s u p p l y

a n d

d e m a n d

o f p r o f e s s i o n a l

m a n p o w e r h a s

a

c y c l i c

b e h a v i o r

i n

w h i c h

t h e r e a p p e a r s

t o

h e a

s i x - y e a r

t i m e

l a g b e t w e e n

t h e

s u p p l y

a n d d e m a n d

c o m m o n l y

c a l l e d

t h e

" c o r n

h o g

c y c l e . "

W e

h a v e

e i t h e r

t o o

m a n y e n g i n e e r s

o r t o o

f e w .

2 ) M a n u f a c t u r i n g : s t u d i e s

o f

t h e v a r i o u s

p r o c e s s e s ,

m a t e r i a l s

f a b r i c a t i o n ,

a n d t h e p r o d u c t i o n

o f

i n d i v i d u a l p a r t s

v e r s u s

n e w e r

a p p r o a c h e s

p o s s i b l e

s u c h a s t h e c o m p u t e r

c o n t r o l o f

m a n u f a c t u r i n g .

W h a t o t h e r t e c h n o l o g y

i s a v a i l a b l e ;

h o w c a n

t h a t t e c h n o l o g y

b e

a p p l i e d ;

w h a t a r e t h e s o f t w a r e

p r o b l e m s ;

a n d

w h a t

i s

t h e

t o t a l e f f e c t

o n

m a n p o w e r ?

T h e s e a r e

a l l

q u e s t i o n s

r e q u i r i n g

s t u d y .

I n

c o m p u t e r

-

c o n t r o l l e d


o n e d o e s

n o t h a v e

t o

b e

r e s t r i c t e d

t o

r o u t i n i z e d o r

s t a n d a r d i z e d

m a c h i n e s

f o r p r o d u c t i o n

o f


I n s t e a d a

v a r i e t y

o f

p a r t s

c a n

b e a c c e p t e d

a n d

p r o c e s s e d ,

e l i m i n a t i n g

e x p e n s i v e

i n v e n t o r i e s .

3 ) C o n s u m e r d u r a b l e s :

h o w

d o e s

t h e

p r o d u c t i o n s e r v i c e

w o r k ?

W h a t

a r e t h e s y s t e m s c o s t s

o f

p r o d u c i n g ,

s e r v i c i n g , a n d d i s p o s i n g

o f c o n s u m e r

d u r a b l e s ?

T h e R C A / M I T

l i a i s o n p r o g r a m

J .

P e t e r

B a r t

L i a i s o n

O f f i c e r

M I T I n d u s t r i a l

L i a i s o n

O f f i c e

I n c o n c l u d i n g

t h e m e e t i n g , t h e

s e r v i c e s

a v a i l a b l e

t o t h e

m a n a g e r i a l a n d

t e c h n i c a l t e a m s

o f R C A t h r o u g h

t h e I n d u s t r i a l

L i a i s o n P r o g r a m

w e r e

r e v i e w e d . T h e

P r o g r a m w a s f o r m e d

i n

t h e l a t e

I 9 4 0 s

t o

p r o v i d e

a v e h i c l e

t h r o u g h

w h i c h a

l a r g e


c o u l d

l e a r n

a b o u t

t h e

I n s t i t u t é s r e s e a r c h

a n d a d v a n c e d


a c t i v i t i e s .

T h e P r o g r a m

i s ,

a s

f a r

a s

w e k n o w ,

t h e f i r s t o f

i t s k i n d

a n d

R C A

w a s o n e o f

t h e e a r l y

p a r t i c i p a n t s .

I n

i t s t w e n t y

- s o m e y e a r s

o f

e x i s t e n c e ,

t h e P r o g r a m

h a s

g r o w n t o

a p o i n t

w h e r e

t w e n t y s t a f f

m e m b e r s , h e a d e d u p b y

s i x

L i a i s o n

O f f i c e r s

a n d

a

D i r e c t o r

a r e a s s o c i a t e d

w i t h

i t .

A l l

L i a i s o n

O f f i c e r s

a r e g r a d u a t e s

o f

M I T a n d

f o r m a

h i g h l y f l e x i b l e

a n d

p e r s o n a l

i n t e r f a c e

b e t w e e n

M I T

a n d t h e


c o m p a n i e s .

I n

a d d i t i o n

t o

i n t r o d u c i n g

c o m p a n i e s

s u c h

a s

R C A

t o

M

E l ' s

r e s e a r c h , t h e

L i a i s o n

P r o g r a m

a l s o

h o p e s

t o

i n t r o d u c e

t h e

M

I T

f a c u l t y

a n d s t a f f t o

i n d u s t r i a l

r e s e a r c h a n d

n e e d s .

S e v e r a l

f o r m a l v e h i c l e s

h a v e

b e e n d e v e l o p e d

t o

s t i m u l a t e

i n t e r a c t i o n

b e t w e e n

t h e

I n s t i t u t e

a n d


c o m p a n i e s .

T h e

f i r s t

o f

t h e s e

i s a

d i r e c t o r y o f

c u r r e n t

r e s e a r c h . P u b l i s h e d

a n n u a l l y ,

t h e c u r r e n t

e d i t i o n

l i s t s o v e r 1 7 0 0

r e s e a r c h p r o j e c t s

r e p r e s e n t i n g

a n

a n n u a l

r e s e a r c h a c t i v i t y

o f

o v e r

$ 2 0 0 m i l l i o n .

T o p i c a l l y ,

t h e

w o r k

r a n g e s

f r o m

t h e

s o f t s c i e n c e s

s u c h

a s

m a n a g e m e n t , e c o n o m i c s ,

p o l i t i c a l

s c i e n c e ,

m e d i c i n e ,

e t c . ,

t o

t h e

m o r e t r a d i t i o n a l

h a r d

s c i e n c e s .

A r e f e r e n c e

s h e e t i s m a i n t a i n e d

o n e a c h

p r o j e c t a n d ,

a s

i s t r u e o f a l l

L i a i s o n

P r o g r a m

s e r v i c e s , c a n

b e

o b t a i n e d

f r e e

o f

c h a r g e .

S e c o n d l y ,

t h e

L i a i s o n

P r o g r a m

s p o n s o r s

s p r i n g

a n d f a l l

s e r i e s

o f

p r i v a t e , i n f o r m a l s y m p o s i a .

T h i s s p r i n g ,

m e e t i n g s

w i l l

b e h e l d

o n

" O p t o -

E l e c t r o n i c s " ( M a r c h

I ) , " F r a c t u r e

M e c h a n i c s "

(

M a r c h

2 3 ) ,

" C e r a m i c s

a n d G l a s s "

( A p r i l

5 ) , " M a r k e t i n g

M o d e l s

a n d

S y s t e m s "

(

M a y

2 ) ,

" C o m b u s t i o n " ( M a y

I 0 ) ,

" I n d u s t r i a l

N o i s e

C o n t r o l "

( M a y

1 7 ) ,

a n d

" T e c h n o l o g y

A s s e s s m e n t "

( M a y

2 4 ) .

N o t h i n g

c a n s u b s t i t u t e

f o r f a c e - t o - f a c e

i n t e r a c t i o n ,

a n d a s y o u

d e v e l o p

n e w i n t e r e s t s , t h e

L i a i s o n P r o g r a m

i s p r e p a r e d

t o i d e n t i f y

f a c u l t y

w i t h

s i m i l a r

i n t e r e s t s a n d

t o

a r r a n g e

m e e t i n g s t o

d i s c u s s

t h e s e c o m m o n

i n t e r e s t s a t

M I T .

T h e s e

v i s i t s

a r e

n o t

m e a n t t o s e r v e

t h e r o l e

o f a

c o n s u l t i n g

r e l a t i o n s h i p .

H o w e v e r ,

w h e n

y o u r

n e e d s

r e q u i r e

s u c h

a

r e l a t i o n s h i p ,

t h e

L i a i s o n O f f i c e

w i l l s u g g e s t c o n s u l t a n t s


t o

y o u r

n e e d s

a n d a r r a n g e a n

i n t r o d u c t o r y

m e e t i n g .

C o n s u l t i n g

r e l a t i o n s h i p s

w i t h M I T f a c u l t y

m e m b e r s a r e

p r i v a t e

r e l a t i o n s h i p s

b e t w e e n t h e

f a c u l t y

m e m b e r a n d

R C A a n d d o

n o t

i n v o l v e

t h e

I n s t i t u t e i n

a n y

w a y .

E a c h

m o n t h , t h e

L i a i s o n

P r o g r a m a b s t r a c t s

a

s e l e c t e d

g r o u p

o f j o u r n a l

p r e p r i n t s ,

i n t e r n a l w o r k i n g

p a p e r s

a n d p r o g r e s s

r e p o r t s

a n d

m a k e s

t h e s e

a v a i l a b l e .

T h i s M o n t h l y

L i s t

o f

P u b l i c a t i o n s i s


t h r o u g h o u t

R C A . P u b l i c a t i o n s

a r e

a v a i l a b l e ,

f r e e

o f

c h a r g e ,

u p

t o t w o

y e a r s

a f t e r

a p p e a r i n g

o n t h i s

l i s t

a n d

a f t e r w a r d s

f o r

t h e c o s t o f

r e p r o d u c i n g

t h e

d o c u m e n t s .

T h e

L i a i s o n

P r o g r a m

w i l l

a l s o i s s u e l i b r a r y

c a r d s a n d

t h u s

m a k e t h e

f a c i l i t i e s

o f

t h e

M I T

L i b r a r i e s

a v a i l a b l e

t o

R C A

p e r s o n n e l .

I n

o r d e r t o

l i m i t

t h e

p a p e r w o r k

o f

t h i s

s y s t e m ,

i t

i s

r e q u e s t e d

t h a t

l i b r a r y

c a r d s

b e

i s s u e d

o n l y

t o

k e y p e r s o n n e l

a n d

t h a t

o t h e r s

b o r r o w

t h e c a r d s

f r o m t h e s e

i n d i v i d u a l s .

A s m e n t i o n e d p r e v i o u s l y ,

w e a i m

t o p r o v i d e

R C A

w i t h

a

f l e x i b l e

p e r s o n a l

s e r v i c e . W e

a r e

t h e r e f o r e

i n t e r e s t e d

i n l e a r n i n g

m o r e

a b o u t

i n d i v i d u a l

i n t e r e s t s a n d

n e e d s a n d u s i n g

o u r k n o w l e d g e

o f t h e

M I T

c o m m u n i t y

t o

c r e a t e a p p r o p r i a t e

m a t c h e s .

R e f e r e n c e s

1 1

1 9 7 3

" D i r e c t o r y

o f C u r r e n t

R e s e a r c h "

2 1 " M

o n l h l y L i s t

o 1

P u b l i c a t i o n s "

3 )

" A n n o u n c e m e n t

o f

1 9 7 3

S p r i n g

S e r i e s

o f S y m p o s i a "


8/18/2019 antenna----------npl


A u t h o r s G r e i g

( l e f t )

a n d

B r o w n .

W i l l i a m

J .

G r e i g , L d r .

H y b r i d

a n d

P a c k a g i n g

T e c h n o l o g y

S o l i d

S t a t e

T e c h n o l o g y

C e n t e r

R e s e a r c h a n d E n g i n e e r i n g


N e w

J e r s e y

r e c e i v e d

t h e B S

i n

P h y s i c s f r o m F o r d h a m U n i v e r -

s i t y

i n

1 9 5 3 .

H e

s u b s e q u e n t l y

j o i n e d E l e c t r o n i c

C o m p o n e n t s

a s

a t r a i n e e

a n d w a s

a s s i g n e d t o t h e

S e m i c o n d u c t o r D e p a r t m e n t u p o n c o m p l e t i o n o f

t h e

p r o g r a m . H e s e r v e d

i n t h e U S A F f r o m 1 9 5 4

t o 1 9 5 6 . M r .

G r e i g

h a s

b e e n

a c t i v e

i n

m a t e r i a l s

a n d p r o c e s s

d e v e l o p m e n t c o v e r i n g

a l l p h a s e s o f

s e m i c o n d u c t o r t e c h n o l o g y .

H e

h a s b e e n

e n g a g e d

i n


o f

a d v a n c e d a s s e m b l y

t e c h n i q u e s


o f

f l i p - c h i p s

a n d


o f b e a m

-

l e a d t e c h n o l o g y .

H e i s

p r e s e n t l y r e s p o n s i b l e f o r


o f

t h i n

- f i l m

t e c h n o l o g y

a s

i t

a p p l i e s

t o a d v a n c e d m u l t i

- c h i p p a c k a g i n g .

M r .

G r e i g

h a s

h a d

f i v e

p a t e n t s i s s u e d

a n d h a s

s e v e r a l p e n d i n g .

H e

h a s

a u t h o r e d

o r c o a u t h o r e d

s e v e r a l t e c h n i c a l

p a p e r s . H e

i s

a

m e m b e r

o f t h e A m e r i c a n V a c u u m

S o c i e t y .

R i c h a r d B r o w n

H y b r i d a n d

P a c k a g i n g T e c h n o l o g y

S o l i d S t a t e

T e c h n o l o g y

C e n t e r

R e s e a r c h

a n d


S o m e r v i l l e , N e w J e r s e y

r e c e i v e d

t h e

B S

i n

C h e m i s t r y

f r o m W a g n e r

C o l -

l e g e

i n 1 9 5 1 .

H e

s e r v e d i n

t h e

U S A F

f r o m

1 9 5 2

t o

1 9 5 6 .

H e

a t t e n d e d

S e t o n H a l l

U n i v e r s i t y f o r

g r a d u a t e

w o r k a n d

i n

1 9 5 9 j o i n e d

B e l l

T e l e p h o n e


w h e r e

h e

w a s

a c t i v e i n

t h e i r t h i n

f i l m

p r o g r a m .

H e

j o i n e d

R C A i n

1 9 7 1

a n d h a s

b e e n w o r k i n g

o n

t h e


o f

t h i n - f i l m

t e c h n o l o g y

a s

i t

a p p l i e s

t o

a d v a n c e d

m u l t i - c h i p

p a c k a g i n g .

H e h a s

s e v e r a l

p a t e n t s

p e n d i n g

a n d

h a s

a u t h o r e d

i n

a

n u m b e r

o f p u b l i c a t i o n s .

H e

i s

a

m e m b e r

o f t h e A m e r i c a n

C e r a m i c

a n d t h e

E l e c -

t r o -

c h e m i c a l

S o c i e t y .

7 4

A d v a n c e d

p a c k a g i n g w i t h

t h i n - f i l m


W . J . G r e i g

R .

B r o w n

A f a c i l i t y

c a p a b l e

o f h i g h - v o l u m e m a n u f a c t u r e

o f

t h i n

- f i l m

h y b r i d m i c r o c i r c u i t s i s

o p e r a t i o n

i n

t h e

S o l i d S t a t e

T e c h n o l o g y

C e n t e r ( S S T C )


N . J .

P r e s e n t

a n

f u t u r e l a r g e r

s c a l e i n t e g r a t i o n

n e e d s

i n d i c a t e

t h e r e l e v a n c e

o f a p p l y i n g t h i n - f i l m

a

b e a m

- l e a d

t e c h n o l o g i e s

t o

a d v a n c e d m i c r o e l e c t r o n i c

p a c k a g i n g . E s p e c i a l l y

s o ,

b

c a u s e

t h i s a p p r o a c h

o f f e r s l o w - c o s t

a n d

h i g h r e l i a b i l i t y .

A N

E X P A N D I N G

T H I N

- F I L M T E C H -

N O L O G Y ,

b a s e d

p r i m a r i l y u p o n


e x p e r i e n c e

g a i n e d o n

t h e S a f e g u a r d

P r o g r a m ,

i s

u s e d

i n

S S T C

f o r f a b r i c a t i o n

o f

p a c k a g e s

f o r

m u l t i

- c h i p

a r r a y s . T h e s e

p a c k a g e s

w h i c h

h a v e

t h e

c a p a c i t y

f o r m u l t i p l e

-

l e v e l

w i r i n g w h e n c o m b i n e d w i t h

b e a m

l e a d s p r o v i d e

a n a p p r o a c h

i d e a l l y

s u i t e d t o m e e t

t h e

i n c r e a s i n g

d e m a n d s

f o r m o r e

c o m p l e x ,

h i g h e r

d e n s i t y c i r c u i t s .

B e a m

l e a d s a n d t h i n

f i l m

T h e


s h o w n i n F i g

1

a r e

t y p i c a l

o f

t h e t y p e s

p r o d u c e d o n

t h e

S a f e g u a r d P r o g r a m .

T h e y

c o n s i s t

o f

b e a m

- l e a d

c h i p s a n d

a

t h i n

f i l m

o n

c e r a m i c

i n t e r c o n n e c t

c o m p o s e d

o f

l a y -

e r s o f t i t a n i u m ,

p a l l a d i u m ,

a n d

g o l d .

B y

u s i n g b e a m l e a d s a n d t h i n

f i l m s , a n

a p p r o a c h

t o

m u l t i

- c h i p p a c k a g i n g

h a s

e v o l v e d o f f e r i n g

h i g h


a n d

l o w

c o s t .

W h i l e r e l i a b i l i t y

i s

a l w a y s

d e s i r e d ,

t h e

n e e d i n c r e a s e s

s i g n i f i -

c a n t l y

a s

t h e

n u m b e r

o f c h i p s

p e r

p a c k -

R e p r i n t

R E -

1 8

- 5 - 2 1

F i n a l

m a n u s c r i p t

r e c e i v e d

A p r i l

2 7 ,

1 9 7 2 .

T h e

w o r k

r e p o r t e d h e r e i n

h a s

b e e n

s u p p o r t e d

i n

p a r t

b y

t h e A i r F o r c e

M a t e r i a l s


A i r

F o r c e

S y s t e m s

C o m m a n d ,

W r i g h t

- P a t t e r s o n

A i r

F o r c e B a s e ,

O h i o ,

C o n t r a c t

F 3 3 6 1 5 -

7 1 - C 1 0 8 5

( M M

P 5 1 6

- 0 ) .

a g e

i n c r e a s e s . H o w e v e r ,

i f r e l i a b i l i

c a n o n l y

b e o b t a i n e d b y

a n

a t t e n d a

i n c r e a s e

i n c o s t ,

t h e

m u l t i - c h i p

p a c

i n g

a p p r o a c h

t o l a r g e - s c a l e

i n t e g r a t i

c o u l d q u i c k l y

b e c o m e

e c o n o m i c a l

i m p r a c t i c a l .

T h e b e a m - l e a d ,

t h i n - f i

a p p r o a c h

h a s

s e v e r a l

f e a t u r e s

w h i

m a k e

i t

i d e a l l y s u i t e d

f o r a d v a n c e

p a c k a g i n g ,

y e t

m a i n t a i n i n g

l o w c o

B e a m

l e a d s , f o r

e x a m p l e ,

s i m u l t a n

o u s l y p r o v i d e

b o t h

a d e g r e e

o f r e

a b i l i t y

n o t

a t t a i n a b l e

w i t h

s t a n d a

w i r e b o n d i n g

t e c h n i q u e s

a n d

a

l o

c o s t ,

h i g h - y i e l d

a s s e m b l y

o p e r a t i o n .

T h e

t h i n - f i l m

m e t a l l i z a t i o n ,

w h i c h

e q u a l l y

r e l i a b l e

a n d c o m p a t i b l e

w i

b e a m

- l e a d

b o n d i n g , a l l o w s

f o r

h i g

d e n s i t y

w i r i n g

w i t h i n t e r c o n n e c t s

t h

a r e

o b t a i n a b l e u s i n g

w e l l

- d e f i n e d s t a n

a r d - p r o c e s s i n g

t e c h n i q u e s -

t e c h n i q u

t h a t

a r e r e a d i l y

c o n t r o l l e d a n d

m o

t o r e d . T h e

b e a m - l e a d ,

t h i n

f i l m

c o

b i n a t i o n

a l s o

f e a t u r e s

r e p a i r a b i l i

w h i c h p e r m i t s

r e m o v a l

a n d

r e p l a c

m e n t

o f

d e f e c t i v e

c h i p s . A d d i t i o n a l l

b e c a u s e

o f

t h e

i n s t r i n s i c

h e r m e t i c i t y

t h e b e a m

- l e a d

d e v i c e b y

v i r t u e

o f

s t r u c t u r e i . e . ,

p a s s i v a t i n g

d i e l e c t

a n d

p r e c i o u s m e t a l

m e t a l l i z a t i o n

a

c o r r o s i o n

f r e e

i n t e r c o n n e c t s ,

a

n o

h e r m e t i c

p a c k a g e

e n c l o s u r e

m a y

u t i l i z e d .

T h i s

h a s a


c

i m p a c t i n

t e r m s

o f

y i e l d .

F i g .

1 -

S a f e g u a r d

c i r c u i t s .

8/18/2019 antenna----------npl


I I I

M E

F i g .

2 - 1 - k w o r d

x

1 - b i t m e m o r y a r r a y ( 0 . 4 0 0

x

0 . 9 0 0

i n . )

F i g .

3 - C r o s s s e c t i o n o f

b o n d e d

b e a m - l e a d

c h i p .

F i g .

4

- 1 6

- c h i p

R O M .

. . - . . . .

F i g .

5 -

C l o s e u p

o f

b e a m

c r o s s o v e r s .

F i g .

2

s h o w s

a

p a c k a g e

c o n t a i n i n g

f o u r

c h i p s .

I n

t h i s

c a s e

a n o t h e r f e a t u r e o f

t h e

b e a m

l e a d

i s e x p l o i t e d ,

i . e . , t h e

" b u g g i n g " a c t i o n

o f t h e

c h i p

w h i c h

e n a b l e s

c o n d u c t o r

l i n e s t o

r u n u n d e r

t h e c h i p .

F i g .

3

s h o w s a

m e t a l l o g r a p h i c


o f

a

b o n d e d b e a m

- l e a d

c h i p

a n d


t h e

c h i p

" b u g g i n g

" .

T h e f o u r c h i p s a r e t h e r e f o r e i n t e r -

c o n n e c t e d

u s i n g a

s i n g l e

l e v e l o f w i r -

i n g . S h o u l d

m o r e

t h a n

o n e

l e v e l o f

w i r i n g

b e

r e q u i r e d ,

a

t e c h n i q u e

u s i n g

a i r - i n s u l a t e d c r o s s o v e r s

( m i c r o - r i d g e s

o r

b e a m c r o s s o v e r s )

i s

e m p l o y e d .

F i g .

4

s h o w s

a 1 6

- c h i p

p a c k a g e r e q u i r i n g

m u l t i

- l e v e l

w i r i n g

u s i n g b e a m

c r o s s -

o v e r s .

A

c l o s e u p

o f t h e

c r o s s o v e r s

i s

s h o w n i n F i g . 5 .

F a b r i c a t i o n

o f m u l t i - l e v e l


T h e

t h i n

- f i l m

c o n d u c t o r s

a r e

t i t a n i u m ,

p a l l a d i u m ,

a n d

g o l d .

T h e c h o i c e

o f

m a t e r i a l

i s d i c t a t e d

b y

t h e d e s i r e t o u s e

a

s y s t e m

h a v i n g r e l i a b i l i t y

e q u i v a l e n t

t o

t h a t o f

t h e c h i p a n d

c o m p a t i b l e w i t h

t h e r m a l - c o m p r e s s i o n b o n d i n g , g o l d

b e a m l e a d s ,

t h e a i r - i n s u l a t e d c r o s s o v e r

t e c h n i q u e , a n d

a

n o n

- h e r m e t i c

p a c k a g e .

T h e

p r o c e s s i n g c o n s i s t s o f t h e f o l l o w -

i n g s t e p s :

1 )

V a c u u m d e p o s i t i o n

o f t h e b a s e m e t a l s

- t i t a n i u m ,

p a l l a d i u m , a n d

g o l d .

2 )

A p p l i c a t i o n

o f p h o t o r e s i s t a n d

d e f i n i -

t i o n o f t h e

b a s e

m e t a l

p a t t e r n

( s e e

F i g s . 6 a a n d

6 b )

.

3 )

V a c u u m

d e p o s i t i o n

o f c o p p e r

a n d

s u b -

s e q u e n t

e l e c t r o p l a t i n g

o f c o p p e r

t o

a

t h i c k n e s s o f


1 m i l

o v e r

t h e e n t i r e

s u b s t r a t e .

4 ) A p p l i c a t i o n

o f p h o t o r e s i s t

a n d

e t c h i n g

o f h o l e s

t h r o u g h c o p p e r

t o - b a s e

m e t a l

( s e e

F i g . 6 c ) .

5 )

A p p l i c a t i o n

o f p h o t o r e s i s t

a n d o p e n -

i n g

a r e a f o r

s u b s e q u e n t

g o l d

p l a t i n g

f o r b e a m c r o s s o v e r .

6 )

E l e c t r o p l a t i n g

g o l d t o

a

t h i c k n e s s

o f


1 m i l i n c r o s s o v e r

a r e a

o n l y ( s e e

F i g . 6 d )

.

7 ) E t c h i n g a w a y

a l l

c o p p e r ,

l e a v i n g

a i r -

i n s u l a t e d c r o s s o v e r s .

T h e

p r o c e s s i n g

b a s i c a l l y

i n v o l v e s w e l l

-

e s t a b l i s h e d p r o c e d u r e s

a n d t e c h n i q u e s .

a l l

c a p a b l e

o f

h i g h y i e l d s a n d

h i g h

v o l u m e .

C e r a m i c s u b s t r a t e

A 3 3 / 4

x

4 1 / 2 - i n . s u b s t r a t e s i z e

h a s

b e e n

a d o p t e d

a s

s t a n d a r d w i t h

m u l t i p l e

c i r -

c u i t s p e r s u b s t r a t e

b e i n g

g e n e r a t e d t o

r e d u c e p r o c e s s i n g

c o s t s .

I n d i v i d u a l

c i r c u i t s a r e

s e p a r a t e d

u p o n c o m p l e t i o n

o f

t h e

p r o c e s s i n g

u s i n g l a s e r s c r i b i n g .

T h e C O , l a s e r u s e d

i s

s h o w n

i n F i g .

7 .

T h e s u b s t r a t e

m a t e r i a l i s

n o r m a l l y c e r -

a m i c o f

h i g h a l u m i n a

c o n t e n t ,

u s u a l l y

9 6

o r

9 9 . 5 % ,

w i t h

a

s u r f a c e

f i n i s h

r a n g -

i n g f r o m

2 0

µ m ( c e n t e r

l i n e a v e r a g e )

t o l e s s

t h a n

1 p m . T h e

a c t u a l

m a t e r i a l

o r

f i n i s h

w i l l

d e p e n d

u p o n t h e p a r t i c u -

A u P L A T E

- N A 1 1 1 1 1 1 1 i ï .

Q

i

F . w .

r e a n r v . s

r n

s . o - w . - n ^

a , , , , , , o i i i i i i i

. i + r

v w r r / H . a i /

/ A V

v o o , , ,

C E R A M I C

E .

F i g . 6 - S c h e m a t i c

o f c r o s s o v e r

p r o c e s s .

P H O T O R E S

S T

C u

A u

P d

A u

P d


8/18/2019 antenna----------npl


F i g . 7

- C O , l a s e r

s c r i b e r .

l a r c i r c u i t

t o

b e

f a b r i c a t e d

w i t h

t h e

f i n e r

c o n d u c t o r

l i n e s

( b o t h

l i n e

w i d t h

a n d s p a c i n g )

r e q u i r i n g

t h e f i n e r f i n i s h

a n d

t h e

h i g h e r a l u m i n a

c o n t e n t .

T h i n - f i l m

m e t a l l i z a t i o n

T h e t i t a n i u m , p a l l a d i u m ,

a n d

g o l d

l a y e r s

a r e

e a s i l y

d e p o s i t e d

b y e l e c t r o n

-

g u n

e v a p o r a t i o n .

T w o

g u n s a r e u s e d

i n

a

c o n v e n t i o n a l l y

t r a p p e d

d i f f u s i o n

p u m p

s y s t e m . T h e

t i t a n i u m a n d

p a l l a -

d i u m

a r e

e v a p o r a t e d

f r o m

a 4 - p o c k e t

s o u r c e a n d

t h e g o l d f r o m

a

s i n g l e

-

p o c k e t

u n i t .

T h e

a c t u a l

s y s t e m s h o w n

i n

F i g .

8 i s

c a p a b l e

o f c o a t i n g e i g h t

3 3 / 4 x 4 /

i n .

s u b s t r a t e s .

E a c h

s u b s t r a t e

y i e l d s

o v e r

1 2

i n .

o f u s e f u l

a r e a f o r a

t o t a l i n

e x -

c e s s

o f

1 8 0

i n . p e r

r u n . U n i f o r m i t y

o f

d e p o s i t i o n

i s

e n h a n c e d

b y

u s i n g a

p l a n e t a r y

s y s t e m c a p a b l e

o f p r o v i d i n g

± 8 ó ó

u n i f o r m i t y

a c r o s s a n

8

- i n . d i -

a m e t e r

s u b s t r a t e

h o l d e r .

I n c r e a s e d

c a -

p a c i t y

c a n

b e o b t a i n e d

b y a n a p p r o -

p r i a t e

c h a n g e

i n f i x t u r i n g .

S p u t t e r i n g

i s a n o t h e r

p r o c e s s

a v a i l a b l e

f o r c o n d u c t o r

f a b r i c a t i o n .

F i g .

9

s h o w s

a

t h r e e t a r g e t

( 1 2 - i n .

t a r g e t

d i a m e t e r )

s p u t t e r i n g

s y s t e m . T h e

s y s t e m

i s

e q u i p -

p e d

w i t h a l o a d

l o c k

t o f a c i l i t a t e

l o a d -

i n g a n d

u n l o a d i n g

w i t h o u t

o p e n i n g

t h e

m a i n

c h a m b e r .

F i g .

8 - E v a p o r a t i o n

s y s t e m s .

I

P h o t o l i t h o g r a p h y

T h e


o f

m u l t i

- c h i p

a r r a y s

u t i l i z i n g

b e a m

c r o s s o v e r s

i n v o l v e s

a

m i n i m u m

o f t h r e e p h o t o l i t h o g r a p h i c

s t e p s

p e r

s u b s t r a t e .

F o r h i g h

v o l u m e

a n d

l o w

c o s t ,

m u l t i p l e

p a t t e r n s

p e r

s u b s t r a t e

a r e

g e n e r a t e d .

P h o t o r e s i s t a p p l i c a t i o n

- T h e

p h o t o -

l i t h o g r a p h i c

p r o c e s s e s

u s e

a p o s i t i v e

p h o t o r e s i s t

e x c l u s i v e l y .

T h e

r e s i s t

i s

a p p l i e d

b y

s p r a y i n g ,

s i n c e

t h i s

m e t h o d

o f f e r s

t h e h i g h

- v o l u m e

c a p a b i l i t y

d e -

s i r e d a s

w e l l

a s

v e r s a t i l i t y

w i t h r e s p e c t

t o

a c c e p t i n g

a

w i d e

v a r i e t y

o f s u b s t r a t e

s i z e s . T h e

s p r a y b o o t h

i s

s h o w n

i n

F i g .

1 0 .

A l i g n m e n t

- a l l

p a t t e r n

a l i g n m e n t s

a r e



r a t h e r

t h a n

o p t i c a l l y .

T h e

m a s k

a l i g n e r

u s e d

i s

s h o w n

i n F i g . 1 1 .

I t

i s

c a p a b l e

o f

h a n d -

l i n g

p h o t o m a s k s

u p t o

5

x

7

i n .

a n d

s u b s t r a t e s

a s

l a r g e a s 5

x

5 i n .

E l e c t r o p l a t i n g

A p p r o x i m a t e l y

1 . 0 m i l

o f c o p p e r

i s


o n t o

a

p r e v i o u s l y

e v a p -

o r a t e d c o p p e r

l a y e r

t o f o r m t h e

s p a c e r

l a y e r

w h i c h

d e t e r m i n e s

t h e

b r i d g e

-

c o n d u c t o r

s e p a r a t i o n .

A l t h o u g h

t h e

c o p p e r

i s u l t i m a t e l y

d i s -

s o l v e d ,

i t

e x e r t s

a c o n s i d e r a b l e

i n f l u -

e n c e

o n t h e

c r o s s o v e r

p r o c e s s i n g .

T h e

p l a t i n g

s h o u l d

b e

h o m o g e n e o u s

t o

i n -

s u r e

u n i f o r m e t c h i n g

o f t h e

p i l l a r s o v e r

t h e

e n t i r e

s u b s t r a t e .

A l s o ,

t h e

c o p p e r

s u r f a c e

a f f e c t s

t h e p h o t o r e s i s t

a d h e s i o n

a n d

t h e

g r o w t h

h a b i t

o f t h e

e l e c t r o -

p l a t e d

g o l d b e a m s .

T h e

g o l d

b r i d g e s

a r e


b y

s t a n d a r d

D C


C o n t r o l

o f

t h e

u s u a l

v a r i a b l e s

s u c h

a s

b a t h

t e m p e r a -

t u r e ,

p H

c o n c e n t r a t i o n ,

a n d c u r r e n t

d e n s i t y

r e s u l t s

i n

c o n t r o l l e d

g r a i n

g r o w t h

a n d

p l a t i n g

t h i c k n e s s .

F i g .

9 -

S p u t t e r i n g

s y s t e m .

F i g . 1 0 - P h o t o r e s i s t s p r a y

b o o t h .

F i g . 1 1 -

A l i g n m e n t

a n d

e x p o s u r e

u n i t .

a )

C r u c i b l e

E

- g u n

a s s e m b l y

w i t h

d r i v e r .

7 6

b )

S i n g l e c r u c i b l e

E - g u n .

c )

V a c u u m

s y s t e m r e a r

v i e w .

i di hi t


8/18/2019 antenna----------npl


F i g .

1 2 a -

W o b b l e

h e a d

b o n d e r .

F i g . 1 2 b -

C o m p l i a n t

b o n d e r .

F i g .

1 3

- L e a d

f a m e

b o n d e r .

L _

t

f l t i i t N

,

E 4 6 V & ^ . .

V r r t a i a d i a l l

F i g .

1 4 -

T h e r m o c o m p r e s s i o n

b o n d e d

l e a d

f r a m e .

1 S T

S I L I C O N E

C O A T I N G

C E R A M I C C A P

,

\

' ` /

í ¡ 1

/ Z I ' _ I ,

C O N D U C T O R

M I C R O

B R I D G E

C E R A M I C S U B S T R A T E

F i g .

1 5

- C r o s s s e c t i o n o f

f i n i s h e d

p a c k a g e .

P a c k a g e a s s e m b l y

C h i p

a t t a c h m e n t

- T h e b e a m - l e a d c h i p s

a r e t h e r m o c o m p r e s s i o n

b o n d e d t o t h e

t h i n - f i l m c o n d u c t o r s

u s i n g

e i t h e r

a

" w o b b l e

h e a d " b o n d e r o r

a

c o m p l i a n t

b o n d e r ,

s h o w n i n

F i g .

1 2 .

I n

e i t h e r

c a s e .

a l l b e a m s a r e a t t a c h e d

s i m u l -

t a n e o u s l y .

L e a d

f r a m e

F i g .

1 3 s h o w s a l e a d

f r a m e

b o n d e r

u s e d

t o t h e r m o c o m p r e s -

s i o n

b o n d a

n i c k e l - a n d

g o l d - p l a t e d

c o p p e r

l e a d t o t h e

t h i n - f i l m

t e r m i n a -

t i o n p a d s .

T h e m e c h a n i s m

i s i d e n t i c a l

t o

t h a t

u s e d w i t h

t h e c h i p .

A g a i n m u l -

t i p l e

l e a d s a r e b o n d e d

s i m u l t a n e o u s l y .

F i g . 1 4 s h o w s a

b o n d e d l e a d f r a m e .

E n c a p s u l a t i o n a n d

c a p p i n g - T h e e n -

c a p s u l a t i o n

c o n s i s t o f a n o v e r c o a t

o f

a

s i l i c o n e

v a r n i s h

( D o w C o r n i n g

R

- 6 -

2 0 4 7 )

d i r e c t l y o v e r

t h e c h i p s a n d t h e

m e t a l l i z a t i o n , f o l l o w e d

b y a c o a t i n g o f

R T V - 3 1 4 5

t o p r o v i d e

a d d e d m e c h a n i -

c a l p r o t e c t i o n a n d

t o

a c t

a s

a n

a d h e s i v e

f o r t h e c e r a m i c c a p .

F i g .

1 5

i s a

s c h e -

m a t i c


o f

a c r o s s

s e c t i o n

o f

a

f i n i s h e d

p a c k a g e .

M i c r o c i r c u i t a p p l i c a t i o n s -

y p i c a l o f

t h e t y p e s o f


b e i n g f a b r i -

c a t e d a r e t h o s e

u s e d i n

t h e

7 2 , 0 0 0 b i t

C O S

/ M O S

m e m o r y m o d u l e b e i n g

b u i l t f o r

t h e

A i r F o r c e M a t e r i a l s

L a b -

o r a t o r y .

T h e m o d u l e ,

s h o w n

i n

F i g .

1 6 ,

c o n s i s t s

o f

1 0

c e r a m i c

c i r c u i t s

c o r n

p r i s i n g

8 m e m o r y p l a n e s ( a r r a n g e d a s

a

1 - k

w o r d

b y 9

- b i t

m e m o r y ) ,

1 a d d r e s s

r e g i s t e r , a n d 1

d a t a r e g i s t e r .

T h e

c i r -

c u i t s a r e

i n t e r c o n n e c t e d o n t h e

p r i n t e d

w i r i n g

b o a r d t o

f u n c t i o n

a s a n 8 k

w o r d

b y

9

b i t

m e m o r y .

F i g .

1 7

s h o w s t h e t h r e e

c i r c u i t s w i t h

c h i p s

m o u n t e d b u t p r i o r t o e n c a p s u l a -

t i o n

a n d c a p p i n g .

T h e

t y p e o f c i r c u i t s

s h o w n

i n

F i g . 1 7 a m p l y d e m o n s t r a t e s

t h e c o m p l e x i t y

a n d d e n s i t y o b t a i n a b l e

2 N D

S I L I C O N E

C O A T I N G

C H I P

B E A M L E A D

w i t h t h i s

t y p e

o f

a d v a n c e d p a c k a g i n g

a p p r o a c h .


T h e a u t h o r s

\ \ 1 , 1 1

t o

t h a n k

A . S .

R o s e

f o r h i s s u g g e s t i o n s

a n d

e n c o u r a g e m e n t .

F i g .

1 6 -

M e m o r y

m o d u l e .

1 1 1 , 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

F i g .

1 7 -

M e m o r y p l a n e ( t o p ) ; a d d r e s s

r e g i s -

t e r ( c e n t e r ) ; d a t a

r e g i s t e r ( b o t t o m ) .


8/18/2019 antenna----------npl


C h a r g e

- c o u p l e d d e v i c e s a n d


D r .

J .

E .

C a r n e s

D r .

W . F . K o s o n o c k y

C h a r g e

- c o u p l e d d e v i c e s

( C C D ' s )

r e p r e s e n t

a

n e w

c o n c e p t f o r

s i l i c o n

i n t e g r a t e d c i r -

c u i t s .

T h i s

a r t i c l e

r e v i e w s

t h e b a s i c

o p e r a t i o n

o f

C C D ' s ,

i n c l u d i n g t h e i r

b a s i c o p e r a t -

i n g l i m i t a t i o n s , m e t h o d s

o f f a b r i c a t i o n , a n d s t a t e

- o f - t h e - a r t


r e s u l t s ; t h e

v a r i o u s

p o t e n t i a l

a p p l i c a t i o n s a r e

t h e n

d e s c r i b e d

i n

m o r e

d e t a i l .

T

H E

C H A R G E C O U P L E D D E V I C E ' ' -

( C C D )

i s a

n e w d e v i c e c o n c e p t

w h i c h

w a s

i n t r o d u c e d

t h r e e y e a r s

a g o .

I t i s

a n a n a l o g s h i f t r e g i s t e r , a n d a s

s u c h h a s p o t e n t i a l a p p l i c a t i o n

i n

a

v a r i e t y o f a r e a s s u c h a s s e l f -

s c a n n e d

i m a g e s e n s o r s , e l e c t r o n i c a l l y -

v a r i a b l e

a n a l o g d e l a y l i n e s , m a t c h e d f i l t e r s ,

a n d

a u t o c o r r e l a t o r s .

I n

a d d i t i o n ,

t h e

s i m -

p l i c i t y

a n d c o m p a c t n e s s

o f

C C D ' s

s h o u l d

r e s u l t i n

t h e i r

u s e a s

l o w c o s t ,

h i g h

c a p a c i t y d i g i t a l

s e r i a l m e m o r i e s .

P r o g r e s s

i n C C D r e s e a r c h

h a s

b e e n

r a p i d . I n i t i a l

a n n o u n c e m e n t s

t o l d o f

d e v i c e s

h a v i n g j u s t

e i g h t

s t a g e s

w i t h

a n

e f f i c i e n c y

p e r

s t a g e o f

a p p r o x i -

m a t e l y

9 9

% :

I n

t h e s u c c e e d i n g y e a r s ,

t h e

l e n g t h

o f d e v i c e s a n d

t h e i r t r a n s -

f e r e f f i c i e n c i e s

h a v e

i n c r e a s e d

a t t h e

r a t e

o f


o n e o r d e r

o f

m a g n i t u d e

p e r

y e a r ,

s o t h a t p r e s e n t

d e v i c e s

h a v e

a s

m a n y

a s

5 0 0 s t a g e s '

a n d

e f f i c i e n c i e s o f 9 9 . 9 9 % . ` ' D e v i c e s

w i t h t h i s t y p e

o f


a r e

s a t -

i s f a c t o r y

f o r m o s t

o f t h e


m e n t i o n e d

a n d

i t i s a n t i c i p a t e d

t h a t

R e p r i n t I R E - 1 8 - 5 - 2 2 -

F i n a l

m a n u s c r i p t r e c e i v e d

A u g u s t

2 5 , 1 9 7 2 .

A u t h o r s

K o s o n o c k y

( l e f t ) a n d

C a r n e s .

7 8

C C D ' s

w i l l

s o o n

f i n d

t h e i r w a y i n t o

m a r k e t a b l e

p r o d u c t s .

M O S c a p a c i t o r

S i n c e

a

C C D i s

p h y s i c a l l y

j u s t

a

l i n e a r

a r r a y - o f

c l o s e l y - s p a c e d

M O s

( m e t a l -

o x i d e -

s e m i c o n d u c t o r )

c a p a c i t o r s , i t i s

i m p o r t a n t

t o

u n d e r s t a n d

t h e

M O s

c a -

p a c i t o r

a n d h o w

t h e s u r f a c e p o t e n t i a l ,

V , ( t h e

p o t e n t i a l

a t

t h e

S i

- S i O ,

i n t e r -

f a c e r e l a t i v e t o t h e

p o t e n t i a l i n

t h e

b u l k

o f t h e

s i l i c o n )

,

d e p e n d s u p o n

t h e

v a r i o u s

p a r a m e t e r s

i n v o l v e d .

F i g .

1

s h o w s

a

c r o s s

- s e c t i o n a l

v i e w

o f

a n

M O s

c a p a c i t o r w i t h

a p - t y p e

s i l i c o n

s u b s t r a t e . W h e n

a

p o s i t i v e s t e p v o l t a g e

i s a p p l i e d

t o

t h e g a t e

o f s u c h

a

s t r u c -

t u r e ,

t h e m a j o r i t y c a r r i e r ,

h o l e s , a r e

r e p e l l e d

a n d r e s p o n d

w i t h i n

t h e

d i e l e c -

t r i c

r e l a x a t i o n

t i m e . T h i s r e s u l t s i n a

d e p l e t i o n

r e g i o n

o f

n e g a t i v e l y - c h a r g e d

a c c e p t o r s t a t e s

n e a r

t h e

s u r f a c e o f

t h e

g s o s b . ( c o , r e s l

6 9 5 1 0 1 , 1

F i g .

1 - ( a )

C r o s s - s e c t i o n a l

v i e w o f

a n

M O S

c a p a c i t o r


e l e m e n t

f o r

c h a r g e

c o u p l e d

c i r c u i t ;

( b )

S u r f a c e

p o t e n t i a l

p r o -

f i l e

l u s t

a f t e r


o f s t e p

v o l t a g e

V G

( c ) S u r f a c e

p o t e n t i a l

p r o f i l e

w i t h

c h a r g e s i g

n a l

q .

i n t h e

p o t e n t i a l

w e l l .

s i l i c o n .

T h e

a p p l i e d g a t e

v o l t a g e

i s

d r o p p e d

a c r o s s t h e s e r i e s


o f

t h e o x i d e

a n d

t h e

d e p l e t i o n

r e g i o n

i n

t h e

s i l i c o n .

S o l u t i o n

o f

t h e

o n e

- d i -

m e n s i o n a l

P o i s s o n ' s

e q u a t i o n

s u b j e c t

t o

t h e


b o u n d a r y

c o n d i -

t i o n s ,

a n d

i n c l u d i n g

t w o

- d i m e n s i o n a l

s h e e t s

o f

c h a r g e

a t t h e

S i - S i O ,

i n t e r -

f a c e

d u e

t o

f i x e d

o x i d e

c h a r g e

( Q s . k )

a n d

s i g n a l

c h a r g e

r e p r e s e n t e d b y

m i -

n o r i t y c a r r i e r s

( Q 1 ) ,

s h o w s

t h a t

t h e

s u r f a c e

p o t e n t i a l

V s i s g i v e n

b y :

V s = V 0 ' -

B [ ( 1

+ 2 B G

%

- 1 ]

( 1 )

w h e r e

V G

= V c +

( X . / E

= )

( 0 . + Q . 0 ) ;

V o

i s

D r .

W a l t e r

F .

K o s o n o c k y

P r o c e s s

a n d

M a t e r i a l s A p p l i e d

R e s e a r c h L a b o r a t o r y

R C A


P r i n c e t o n , N e w J e r s e y

r e c e i v e d

t h e B S E E a n d M S E E f r o m N e w a r k C o l -

l e g e o f E n g i n e e r i n g i n 1 9 5 5 a n d 1 9 5 7 , r e s p e c -

t i v e l y ,

a n d t h e S c D i n E n g i n e e r i n g f r o m

C o l u m -

b i a U n i v e r s i t y i n 1 9 6 5 . F r o m J u n e 1 9 5 5 , h e h a s

b e e n

e m p l o y e d

a t R C A L a b o r a t o r i e s , w h e r e

a f t e r

o n e

y e a r

a s a R e s e a r c h T r a i n e e , h e

b e c a m e a

M e m b e r

o f t h e

T e c h n i c a l S t a f f

a n d s i n c e

t h a t

t i m e

h e h a s

b e e n

d o i n g r e s e a r c h

o n n e w

s o l i d

-

s t a t e

d e v i c e s

a n d c i r c u i t s .

S i n c e t h e

s p r i n g o f

1 9 7 0 ,

D r .

K o s o n o c k y

h a s

b e e n w o r k i n g o n t h e

s t u d y o f p e r f o r m a n c e


o f

C C D ' s

a n d

t h e


o f

c h a r g e - c o u p l e d

d e v i c e s f o r

d i g i t a l

m e m o r i e s

a n d s e l f - s c a n n e d i m a g e

s e n -

s o r s .

D r .

K o s o n o c k y

r e c e i v e d

t w o

R C A

L a b o r a -

t o r i e s A c h i e v e m e n t

a w a r d s

i n

1 9 5 9

a n d 1 9 6 3 ,

a n d

w a s

a w a r d e d

a D a v i d S a r n o f f

F e l l o w s h i p

f o r

t h e

a c a d e m i c

y e a r 1 9 5 8 - 1 9 5 9 . D u r i n g

1 9 5 8 - 1 9 5 9

a n d

1 9 6 5

- 1 9 6 6 , D r . K o s o n o c k y

w a s

a

l e c t u r e r a n d

t h e n A d j u n c t

P r o f e s s o r

o f

E l e c t r i c a l


a t N e w a r k

C o l l e g e

o f


a n d s i n c e

1 9 6 9

h e h a s

b e e n

a

l e c t u r e r a t L a S a l l e

C o l l e g e .

H e h a s

p u b l i s h e d

2 4

t e c h n i c a l

p a p e r s , a n d h a s

b e e n i s s u e d

2 3

U .

S . p a t e n t s .

D r .

K o s o n o c k y

i s

a

m e m b e r

o f

T a u

B e t a P i ,

E t a K a p p a

N u , S i g m a

X i , t h e

A m e r i c a n

O r d n a n c e A s s o c i a t i o n ,

a n d

a

S e n i o r M e m b e r

o f I E E E .

D r . K o s o n o c k y

i s

a l s o

a

m e m b e r

o f t h e

I E E E

S o l i d S t a t e

C i r c u i t

C o m -

m i t t e e .

D r . J a m e s E . C a r n e s

P r o c e s s a n d

M a t e r i a l s A p p l i e d

R e s e a r c h L a b o r a t o r y

R C A


P r i n c e t o n , N e w

J e r s e y

r e c e i v e d

t h e B S i n E n g i n e e r i n g S c i e n c e f r o m

P e n n s y l v a n i a S t a t e U n i v e r s i t y w i t h

d i s t i n c t i o n

i n

1 9 6 1 . A f t e r f o u r y e a r s I n t h e U . S . N a v y , h e e n -

t e r e d

P r i n c e t o n

U n i v e r s i t y a n d r e c e i v e d t h e

M A

a n d

P h D

i n E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ( S o l i d S t a t e

D e v i c e P h y s i c s ) i n 1 9 6 7

a n d

1 9 7 0 , r e s p e c t i v e l y .

H i s P h D

d i s s e r t a t i o n w a s a n i n v e s t i g a t i o n o f

p h o t o - i n d u c e d c u r r e n t s

a n d

c h a r g e t r a n s p o r t

i n

p o l y v i n y l - c a r b a z o l e ,

a n o r g a n i c p o l y m e r . D u r i n g

t h e

s u m m e r s

o f 1 9 6 6 a n d

1 9 6 7 , D r . C a r n e s w a s

e m p l o y e d

a t t h e D a v i d

S a r n o f f

R e s e a r c h C e n t e r

d o i n g


w o r k w i t h

e v a p o r a t e d m e t a l l i c

c o n t a c t s

a n d

D C e l e c t r o l u m i n e s c e n c e

i n

s t r o n -

t i u m

t i t a n a t e .

S i n c e S e p t e m b e r

1 9 6 9 ,

w h e n

h e

j o i n e d

t h e R C A


s t a f f ,

D r . C a r n e s h a s

s t u d i e d e l e c t r i c a l

b r e a k d o w n ,

c o n d u c t i o n

a n d i n -

t e r f a c e

p r o p e r t i e s

o f v a r i o u s

t h i n

i n s u l a t i n g

f i l m s

o n s i l i c o n ,

i n c l u d i n g

s i l i c o n

d i o x i d e ,

s i l i c o n

n i t r i d e ,

a n d

a l u m i n u m

o x i d e . H e i s

c u r r e n t l y i n -

v o l v e d

i n

t h e


o f c h a r g e

- c o u p l e d

d e v i c e s .

D r . C a r n e s

i s a

m e m b e r

o f t h e

A m e r i c a n

P h y s i c a l

S o c i e t y ,

T a u

B e t a P i ,

P h i K a p p a

P h i ,

a n d I E E E .


8/18/2019 antenna----------npl


t h e a p p l i e d

g a t e v o l t a g e ;

Q .

i s

t h e

f i x e d

o x i d e c h a r g e ;

Q , , i s t h e s i g n a l

c h a r g e o f m i n o r i t y

c a r r i e r s ( i n v e r s i o n

l a y e r

c h a r g e )

;

B = g N A E X

0 z '

/ E x '

= 0 . 1 5

( N A

/ 1 0 ' s )

( X " a / 1 0 0 0 , A ) 2 ;

q

i s t h e

e l e c -

t r o n i c c h a r g e

i n

c o u l o m b s ;

N A

i s t h e

d o p i n g d e n s i t y

i n

a c c e p t o r s

/ c m ' ;

E a

i s

t h e d i e l e c t r i c

c o n s t a n t

o f

s i l i c o n ;

e "

i s

t h e


o f t h e

o x i d e

l a y e r ; a n d

X ,

i s

t h e

t h i c k n e s s o f t h e

o x i d e

l a y e r .

E q .

1

i s a

m o s t i m p o r t a n t

o n e

i n

C C D d e s i g n .

J u s t

a f t e r t h e

s t e p

v o l t a g e

i s

a p p l i e d t o

t h e

- g a t e

a n d

i n

t h e a b s e n c e o f s i g n a l

c h a r g e

Q . , , ,

( t h e i n t r o d u c t i o n

o f s i g n a l

c h a r g e

w i l l

b e

d i s c u s s e d i n t h e n e x t

s e c t i o n )

,

t h e

s i l i c o n

c o n d u c t i o n b a n d

a t t h e

s u r f a c e

i s

w e l l

b e l o w t h e

e q u i -

l i b r i u m F e r m i

l e v e l

a n d e l e c t r o n s , t h e

m i n o r i t y c a r r i e r s ,

w i l l

t e n d t o g a t h e r

t h e r e .

H o w e v e r ,

i t

t a k e s a

r a t h e r

l o n g

p e r i o d

o f t i m e

f o r t h e r m a l l y - g e n e r a t e d

m i n o r i t y c a r r i e r s

t o a c c u m u l a t e

i n s u f -

f i c i e n t

n u m b e r s

t o

r e t u r n

t o

t h e s y s t e m

t o

t h e r m a l

e q u i l i b r i u m . W e h a v e

m e a -

s u r e d t h e r m a l

r e l a x a t i o n

t i m e s f o r

M O s

c a p a c i t o r s

r a n g i n g

f r o m

1

t o 1 0 0

s e c o n d s

i n g o o d a g r e e m e n t

w i t h

t h e

p r e d i c t e d

v a l u e s

a s s u m i n g b u l k t h e r -

m a l g e n e r a t i o n o f m i n o r i t y

c a r r i e r s :

T = T N A

/ 2 n ,

( 2 )

w h e r e

T

i s t h e m i n o r i t y

c a r r i e r l i f e -

t i m e ;

N A

i s

t h e d o p i n g

d e n s i t y ;

a n d

n ;

i s t h e

i n t r i n s i c

c a r r i e r c o n c e n t r a -

t i o n

( 1 . 4 5 x

1 0 " c m

'

f o r

s i l i c o n )

.

W h e n m i n o r i t y c a r r i e r s

d o a c c u m u l a t e

a t

t h e s u r f a c e , t h e y

s t a r t

t o c r e a t e

a n

i n v e r s i o n l a y e r

w h i c h r e s i d e s

w i t h i n

1 0 0 A

o f t h e i n t e r f a c e .

T h i s n e g a t i v e

c h a r g e

t e n d s

t o

r e d u c e

V , ,

a c c o r d i n g

t o

E q .

1 . W h e n

V , ,

g o e s

t o

z e r o ,

n o

m o r e

c h a r g e c a n

b e a c c u m u l a t e d

o r

s t o r e d i n


w e l l .

T h e

c a -

p a c i t a n c e

o f


w e l l ,

c o n s i s t s

o f

t w o

c a p a c i t a n c e s

i n

p a r a l -

l e l : t h e f i x e d

o x i d e

c a p a c i t a n c e ,

C " =

r , , , . / X _ ,

a n d

t h e c a p a c i t a n c e

a s s o c i a t e d

w i t h

t h e

d e p l e t i o n l a y e r

o f t h e

s i l i c o n ,

C d =

( 2 0 1 A E a

/ V 0

' .

S i n c e

C d

d e p e n d s

u p o n

V , C

e

i s n o t c o n s t a n t

f o r

a l l

v a l u e s

o f

V , , a n d , t h e r e f o r e ,

t h e c o n -

c e p t

o f

a

p o t e n t i a l

w e l l

c a p a c i t a n c e

h a s l i m i t e d

u s e f u l n e s s .

H o w e v e r , f o r

l a r g e e n o u g h

v a l u e s o f

V , , , C d < C s

a n d C , , . , , , . = C

s .

F o r

V ,

v a l u e s g r e a t e r

t h a n

2 0 0 8 ,

C d

w i l l b e l e s s

t h a n

1 0 %

o f

C o

a n d

C , , , P

i s e s s e n t i a l l y

c o n -

s t a n t a t C . ,

T h u s ,

t h e f o l l o w i n g f l u i d m o d e l o f t h e

M o s

c a p a c i t o r e m e r g e s :

a p o t e n t i a l

,

A / A

% / / / / /

% / / / / / % / / / / / /

% / / / / /

q

1

A n .

n - T Y P E

S ,

S U B S T R A T E

( o )

( D )

k .

g

J 4 $ - ,

7

_

0 0 0

.

.

-

o

t

t .

a ,

: + ,

i i

.

4 , Z

t

t

'

0 3

t - t ,

( C )

( d )

F i g .

2 -

O p e r a t i o n

o f

a 3

- p h a s e

c h a r g e

c o u p l e d s h i f t

r e g i s t e r : ( a )

C r o s s

s e c t i o n

o f

t h e

s t r u c t u r e

a l o n g

t h e c h a n n e l

o x i d e ;

( b )

S u r f a c e

p o t e n t i a l

p r o f i l e f o r

t ,

=

V ,

0 2 = 0 ,

ß . = 0

f o r m i n g

a p o t e n t i a l

w e l l u n d e r

t h e

p h a s e

- 1 e l e c t r o d e ;

( c )

T r a n s f e r o f

c h a r g e

f r o m t h e p o t e n t i a l w e l l s u n d e r

t h e p h a s e

- 1

e l e c t r o d e

t o

t h e

p o t e n t i a l

w e l l s u n d e r

t h e

p h a s e - 2

e l e c t r o d e


b y t h e p r o f i l e s

o f s u r f a c e p o t e n t i a l

a t

t i m e s s h o w n

i n ( d ) ;

( d )

W a v e f o r m s o f t h e

p h a s e

v o l t a g e s .

w e l l

f o r m i n o r i t y

c a r r i e r s

c a n

b e

c r e -

a t e d

b y

a p p l y i n g

a s t e p

v o l t a g e

t o

t h e

g a t e a n d

t h i s

w e l l

w i l l

t a k e

a

r e l a t i v e l y

l o n g p e r i o d

o f t i m e

t o

a c c u m u l a t e

c h a r g e t h e r m a l l y . F o r t i m e s m u c h

s h o r t e r

t h a n

t h i s

t h e r m a l

r e l a x a t i o n

t i m e , a

p o t e n t i a l

w e l l

e x i s t s a t t h e s u r -

f a c e , a n d

t h e

d e p t h o f t h i s w e l l

c a n

b e

a l t e r e d b y

c h a n g i n g

t h e g a t e v o l t a g e .

W h e n

m i n o r i t y

c a r r i e r s

a r e i n t r o d u c e d

a s s i g n a l c h a r g e

i n

t h e

p o t e n t i a l w e l l ,

t h e y

t e n d t o

r e d u c e t h e d e p t h

o f t h e

w e l l

a c c o r d i n g

t o Q , , ,

/ C o s ,

s o

t h e y

t e n d

t o

f i l l u p t h e

w e l l

m u c h l i k e

f l u i d

i n

a c o n t a i n e r .

B a s i c c h a r g e - t r a n s f e r a c t i o n

A

t h r e e

- p h a s e

C C D

i s

j u s t

a

l i n e o f t h e s e

M o s

c a p a c i t o r s

s p a c e d

v e r y

c l o s e

t o -

g e t h e r

w i t h

e v e r y t h i r d o n e

c o n n e c t e d

t o

t h e

s a m e

g a t e , o r c l o c k v o l t a g e

a s

s h o w n

i n

F i g . 2 a . I f

a h i g h e r

p o s i t i v e

v o l t a g e

i s

a p p l i e d

t o t h e 0 ,

c l o c k l i n e

t h a n

0 , a n d

4 t h e

s u r f a c e

p o t e n t i a l

v a r i a t i o n

a l o n g t h e

i n t e r f a c e w i l l

b e

s i m i l a r

t o

F i g . 2 b .

I f

t h e

d e v i c e i s

i l -

l u m i n a t e d

b y l i g h t , c h a r g e

w i l l

a c c u m -

u l a t e

i n

t h e s e w e l l s .

C h a r g e c a n

a l s o

b e i n t r o d u c e d e l e c t r i c a l l y a t o n e e n d

o f

t h e

l i n e

o f

c a p a c i t o r s f r o m a

s o u r c e

d i f f u s i o n

c o n t r o l l e d

b y a n

i n p u t

g a t e .

T o t r a n s f e r

t h i s

c h a r g e

t o t h e r i g h t

t o

t h e

p o s i t i o n

u n d e r t h e

0 ,

e l e c t r o d e s ,

a

p o s i t i v e

v o l t a g e

i s

a p p l i e d

t o

t h e 0 ,

l i n e .

T h e

p o t e n t i a l

w e l l

t h e r e

i n i t i a l l y

g o e s

d e e p e r

t h a n

t h a t

u n d e r

a ¢ ,

e l e c -

t r o d e , w h i c h

i s

s t o r i n g

c h a r g e ,

a n d

t h e

c h a r g e

t e n d s

t o

m o v e

o v e r u n d e r t h e

0 ,

e l e c t r o d e s . C l e a r l y ,

t h e

c a p a c i t o r s

h a v e t o

b e c l o s e e n o u g h

s o t h a t t h e

d e -

p l e t i o n

l a y e r s

o v e r l a p

s t r o n g l y ,

a n d

t h e s u r f a c e

p o t e n t i a l

i n

t h e

g a p

r e g i o n

i s a s m o o t h

t r a n s i s t o n

f r o m t h e

o n e

r e g i o n

t o

t h e

o t h e r .

N e x t ,

t h e p o s i t i v e

v o l t a g e

o n

t h e 0 ,

l i n e i s

r e m o v e d t o

a

s m a l l

p o s i t i v e

n c

l e v e l ,

e n o u g h

t o

m a i n t a i n

a s m a l l

d e p l e t i o n r e g i o n ,

i n -

c r e a s i n g

t h e s u r f a c e p o t e n t i a l

u n d e r

t h e

0 ,

g a t e s

i n t h e p r o c e s s .

N o w

t h e

0 , w e l l s

a r e d e e p e r , a n d

a n y

c h a r g e

r e m a i n i n g

u n d e r ¢ , g a t e s s p i l l s

i n t o

t h e 0 , w e l l s .

T h e c h a r g e ,

a t l e a s t

m o s t

o f

i t ,

n o w r e s i d e s o n e t h i r d

o f

a

s t a g e

t o

t h e r i g h t

u n d e r

¢ , g a t e s .

T h e c h a r g e

i s p r e v e n t e d f r o m

m o v i n g t o t h e

l e f t

b y

t h e

b a r r i e r

u n d e r t h e 0 , g a t e s .

A

s i m i l a r p r o c e s s

m o v e s i t

f r o m

0 ,

t o

0 ,

a n d t h e n

f r o m

0 , t o 4 , .

A f t e r o n e c o m -

p l e t e c y c l e

o f

a g i v e n

c l o c k v o l t a g e ,

t h e c h a r g e

p a t t e r n

m o v e s o n e s t a g e

( t h r e e

g a t e s ) t o t h e r i g h t .

N o s i g n i f i -

c a n t

a m o u n t

o f

t h e r m a l c h a r g e

a c c u m -

u l a t e s

i n

a

p a r t i c u l a r

w e l l

b e c a u s e i t

i s

c o n t i n u a l l y b e i n g

s w e p t

o u t

b y

t h e

c h a r g e

t r a n s f e r

a c t i o n .

T h e c h a r g e b e i n g


i s

e v e n -

t u a l l y

t r a n s f e r r e d i n t o

a

r e v e r s e d -

b i a s e d d r a i n d i f f u s i o n

a n d

f r o m t h e r e

i t i s r e t u r n e d

t o

t h e s u b s t r a t e . T h e

c h a r g i n g c u r r e n t r e q u i r e d o n c e

e a c h

c y c l e t o m a i n t a i n

t h e

d r a i n

d i f f u s i o n

a s a

f i x e d

p o t e n t i a l

c a n

b e m e a s u r e d

t o

d e t e r m i n e

t h e s i g n a l

m a g n i t u d e

( c u r r e n t -

s e n s i n g ) o r a

r e - s e t t a b l e

f l o a t -

i n g d i f f u s i o n

w h i c h

c o n t r o l s

t h e p o t e n -

t i a l o f

a

M O S F E T

g a t e

c a n b e e m p l o y e d

( v o l t a g e - s e n s i n g ) :

T h e

o p e r a t i o n o f t h e

i n p u t a n d

t h e

o u t p u t

c i r c u i t s

f o r c o n ' s

a r e d e s c r i b e d

i n

m o r e

d e p t h l a t e r

i n t h i s

p a p e r

( s e e


R e s u l t s )

.

O n e

c a n

v i s -

u a l i z e

a

C C D

s h i f t

r e g i s t e r

a s a

m u l t i

-

g a t e

M O S F E T

i n

w h i c h

t h e c h a r g e s i g -

n a l

i s m o v e d

a s

c h a r g e

p a c k e t s

f r o m

t h e

s o u r c e

d i f f u s i o n t o

t h e d r a i n

d i f -

f u s i o n

u n d e r t h e

c o n t r o l o f

p h a s e

c l o c k

v o l t a g e s a p p l i e d

t o t h e

g a t e s .

L i m i t a t i o n s

o n

s p e e d a n d

e f f i c i e n c y

C l e a r l y , 1 0 0 %

o f t h e

c h a r g e c a n n o t

m o v e

i n s t a n t a n e o u s l y

f r o m

o n e

p o t e n -

7



8/18/2019 antenna----------npl


t i a l t o

a n o t h e r .

A l s o ,

s o m e o f t h e

c h a r g e g e t s

t r a p p e d i n f a s t i n t e r f a c e

s t a t e s

a t

e a c h

s i t e

a n d

c a n n o t m o v e

a t

a l l . T h e r e f o r e ,

i n a

g i v e n c l o c k p e r i o d

n o t

q u i t e

a l l

o f t h e c h a r g e i s t r a n s -

f e r r e d

f r o m

o n e

w e l l t o t h e n e x t . T h e

f r a c t i o n

o f t h e t o t a l

t h a t

i s


( p e r g a t e ) i s c a l l e d

t h e

t r a n s f e r

e f f i -

c i e n c y , . T h e

f r a c t i o n

l e f t

b e h i n d

i s

t h e

l o s s p e r t r a n s f e r ,

d e n o t e d

E , s o

t h a t

n

+ E

= 1 .

B e c a u s e

n

d e t e r m i n e s h o w

m a n y

t r a n s f e r s c a n

b e

m a d e

b e f o r e

t h e

s i g n a l i s

s e r i o u s l y

d i s t o r t e d

a n d d e -

l a y e d , i t

i s a

v e r y

i m p o r t a n t f i g u r e o f

m e r i t f o r

a

C C D .

I f a

s i n g l e

c h a r g e

p u l s e

w i t h i n i t i a l

a m p l i t u d e

P .

i s t r a n s f e r r e d

d o w n a C C D r e g i s t e r ,

a f t e r

n

t r a n s f e r s

t h e a m p l i t u d e P ,

w i l l b e :

P

= P o 7 7 ,

P . ( 1 - n e ) ( f o r

s m a l l

E )

( 3 )

W h e n

n r -

= 1 ,

t h e o r i g i n a l p u l s e i s c o m -

p l e t e l y

l o s t

a n d


a m o n g

s e v e r a l t r a i l i n g

p u l s e s . C l e a r l y ,

E

m u s t

b e

v e r y s m a l l i f

a

l a r g e n u m b e r o f

t r a n s f e r s

a r e

r e q u i r e d . I f

w e a l l o w

a n

n e

p r o d u c t

o f

0 . 1 , a n

o v e r a l l l o s s

o f

1 0

% ,

t h e n

a

3 0 , 3 3 0

s t a g e

s h i f t

r e g i s -

t e r r e q u i r e s

a

< _

1 0

- ° ,

o r

a

t r a n s f e r

e f f i -

c i e n c y

o f 9 9 . 9 9

% .

T h e

m a x i m u m

a c h i e v a b l e

v a l u e f o r q

i s l i m i t e d

b y

h o w f a s t

t h e f r e e c h a r g e

c a n t r a n s f e r

b e t w e e n a d j a c e n t g a t e s '

a n d h o w m u c h

o f

t h e

c h a r g e g e t s

t r a p p e d

a t

e v e r y

g a t e

l o c a t i o n

b y f a s t

i n t e r f a c e

s t a t e s "

T h r e e

s e p a r a t e m e c h a n i s m s

c a u s e

t h e

f r e e

c h a r g e

t o m o v e f r o m

o n e

w e l l

t o

a n o t h e r :

s e l f - i n d u c e d

d r i f t , t h e r m a l

d i f f u s i o n ,

a n d f r i n g i n g

f i e l d d r i f t .

S e l f

-

i n d u c e d

d r i f t ' " i s

a c h a r g e - r e p u l s i o n

e f f e c t

w h i c h

i s

o n l y i m p o r t a n t

a t l a r g e

s i g n a l

c h a r g e

d e n s i t i e s

( > _ 1 0 ' c h a r g e s /

c m ' ) a n d

i s n o t

p a r t i c u l a r l y


f o r

a c h i e v i n g

v e r y

h i g h

t r a n s f e r

e f f i -

c i e n c i e s .

T h e r m a l

d i f f u s i o n

r e s u l t s

i n

a n

e x p o n e n t i a l

d e c a y

o f c h a r g e

u n d e r

t h e

t r a n s f e r r i n g

e l e c t r o d e "

w i t h

t i m e

c o n s t a n t

r , , , =

L 2 / 2 . 5 D

( 4 )

w h e r e L

i s

t h e

c e n t e r

- t o -

c e n t e r

e l e c -

t r o d e s p a c i n g ;

a n d

D

i s

t h e d i f f u s i o n

c o n s t a n t .

B y

m e a n s

o f

t h e r m a l

d i f f u s i o n

a l o n e ,

9 9 . 9 9 %

o f t h e

c h a r g e


e a c h

c y c l e

a t


f ,

( i n H z )

g i v e n


b y :

f , ( t h e r r n a l

d i f f u s i o n )

= 5 . 6 x

1 0 7 / L 2

( 5 )

a s s u m i n g

D

= 6 . 7 5 ;

L

i s

c e n t e r - t o -

8 0

T I M E F O R

9 9 . 9 9 %

- v s

G A T E

L E N G T H

F O R V A R I O U S

D O P I N G

- D E N S I T I E S

. µ 2 5 0

_

X . .

'

2 0 0 0 A

e 4 . p = 2 0 0 0 1

V . v . ' 7 V

V o m e . ` 1 0 V -

t 1 m l

1

0 k H z

O O

k H z

I M H z

O M H z

0 0 M H z

2

5

1 0

2 0 5 0 1 0 0

G A T E

L E N G T H I N M I C R O N S

F i g .

3 - T i m e r e q u i r e d t o a c h i e v e

n

=

9 9 . 9 9 %

v s .

g a t e l e n g t h f o r v a r i o u s

d o p i n g

l e v e l s

T h e t h e r m a l d i f f u s i o n l i n e

i s

t h e

m a x i m u m

t i m e r e q u i r e d

i n

a n y c a s e .

c e n t e r s p a c i n g

m e a s u r e d

i n µ m .

F r i n g -

i n g f i e l d

d r i f t c a n h e l p t o s p e e d

u p t h e

c h a r g e t r a n s f e r p r o c e s s c o n s i d e r a b l y .

T h e f r i n g i n g

f i e l d

i s

t h e e l e c t r i c

f i e l d

a l o n g t h e

d i r e c t i o n

o f

c h a r g e p r o p a g a -

t i o n

a t

t h e

S i

- S i O ,

i n t e r f a c e . T h i s

f i e l d

w i l l v a r y w i t h

d i s t a n c e a l o n g

t h e g a t e

w i t h

t h e

m i n i m u m

o c c u r r i n g

a t

t h e

c e n t e r o f t h e t r a n s f e r r i n g

g a t e . T h e

m a g n i t u d e o f t h e

f r i n g i n g f i e l d

i n -

c r e a s e s

w i t h

i n c r e a s i n g o x i d e t h i c k -

n e s s a n d

g a t e v o l t a g e a n d d e c r e a s e s

w i t h i n c r e a s i n g

g a t e

l e n g t h a n d d o p i n g

d e n s i t y . ' T h e e f f e c t o f t h e

f r i n g i n g

f i e l d u p o n c h a r g e

t r a n s f e r

i s d i f f i c u l t t o

a s s e s s

a n a l y t i c a l l y .

A

c o m p u t e r

s i m u -

l a t i o n o f

t h e

t r a n s f e r p r o c e s s u n d e r

i n f l u e n c e o f s t r o n g f r i n g i n g f i e l d s h a s

i n d i c a t e d t h a t

t h e c h a r g e

r e m a i n i n g

u n d e r

t h e


e l e c t r o d e

s t i l l

d e c a y s e x p o n e n t i a l l y

w i t h

d e c a y

t i m e .

L 2

r 5 X d

/ L

+ 1

4

r ' 2 0 s X . . , V L

5 X d

/ L

J

( 6 )

w h e r e

V i s t h e c l o c k - p u l s e

v o l t a g e ;

a n d X ,

i s

t h e

d e p l e t i o n

l a y e r

t h i c k n e s s

a t t h e c e n t e r

o f

t h e


e l e c -

t r o d e .

F i g . 3

s h o w s t h e t i m e

r e q u i r e d

t o

r e a c h

n = 9 9 . 9 9 %

a s

a

f u n c t i o n

o f g a t e l e n g t h

f o r

v a r i o u s

s u b s t r a t e d o p i n g

d e n s i t i e s .

A c c o r d i n g t o

t h e s e

c a l c u l a t i o n s f o r

a

p -

c h a n n e l

C C D ,

n =

9 9 . 9 9 %

i s

p o s s i b l e

a t c l o c k

f r e q u e n c y

o f

1 0 M H z

w i t h

g a t e l e n g t h

L = 7 µ m

a n d s u b s t r a t e

d o p i n g

o f

1 0 1 5 c m

' .

T h i s

a s s u m e s

t h a t

t r a p p i n g

e f f e c t s a r e n e g l i g i b l e .

C h a r g e s c a n

b e l o s t f r o m

t h e s i g n a l

i n t o f a s t

i n t e r f a c e

s t a t e s b e c a u s e ,

w h i l e

t h e f i l l i n g r a t e

o f t h e s e

s t a t e s

i s

p r o -

p o r t i o n a l

t o

t h e n u m b e r

o f

f r e e

c a r -

r i e r s ,

t h e e m p t y r a t e

d e p e n d s

o n l y

u p o n t h e

e n e r g y

l e v e l o f

t h e i n t e r f a c e

s t a t e .

T h u s ,

e v e n

t h o u g h

a r o u g h l y

e q u a l a m o u n t

o f

t i m e

i s a v a i l a b l e

f o

f i l l i n g

a s

f o r e m p t y i n g ,

m a n y o f

t h

i n t e r f a c e s t a t e s

c a n

f i l l

m u c h

f a s t e

t h a n t h e y c a n

e m p t y , a n d

t h u s

r e t a i

s o m e o f t h e s i g n a l

c h a r g e a n d r e l e a s

i t

i n t o t r a i l i n g s i g n a l p a c k e t s . '

T h i

t y p e o f l o s s c a n b e m i n i m i z e d b y c o n

t i n u a l l y

p r o p a g a t i n g a

s m a l l

z e r o

- l e v e

c h a r g e

o r f a t

z e r o

t h r o u g h

t h e d e v i c e

T h i s

t e n d s t o

k e e p

t h e s l o w e r s t a t e

f i l l e d

s o t h e y d o n o t h a v e t o b e f i l l e

b y t h e s i g n a l c h a r g e . A n a n a l y t i c a l

e x

p r e s s i o n f o r

f r a c t i o n a l

l o s s

i n t o

f a s

i n t e r f a c e

s t a t e s

e

i s g i v e n b y :

E s -

n ,

- + 1

, . .

k T N . ,

l n

1 +

2 f

k , n , , .

( 7

w h e r e

n . , .

i s t h e f a t

z e r o

c a r r i e r d e n s i t

i n

c h a r g e s

/ c m ' ;

n .

i s

t h e s i g n a l

d e n s i t

i n

c h g s / c m 2 ; k T

i s

i n u n i t s o f e V ( 0 . 0 2

a t

r o o m

t e m p e r a t u r e )

;

N , , , , .

i s t h e

f a s

s t a t e d e n s i t y

i n

s t a t e s

/ ( e V

- c m ' ) ; f i

t h e c l o c k f r e q u e n c y ; a n d k , i s a c o n

s t a n t

d e p e n d i n g u p o n t h e t r a p p i n

c r o s s

- s e c t i o n

( -

1 0 - ' c m '

/ s e c ) .

E q . 7 i m p l i e s

t h a t ,

w i t h o u t

f a t z e r o

E

. Z 1 0

- '

f o r

N s , .

= 1 0

( c m ' -

e V )

- ' ,

a n

f o r N 4 . , = 1 0 ' ( c m '

- e V ) '

a

1

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c l o c k f r e q u e n c y . B y i n t r o d u c

i n g n , . .

e q u a l

t o

a p p r o x i m a t e l y 1 0 t

2 5 %

o f

a

f u l l

w e l l ,

( - 2

x

1 0 1 1 c m

2 )

i n t e r f a c e s t a t e l o s s e s

c a n

b e

e s s e n t i a l l

e l i m i n a t e d . F o r e x a m p l e , s u p p o s e

n , ,

= 2

x

1 0 , n = 1 0 ' ,

a n d 1 = 1 0 ' . T h e n :

e , = 2 . 2 X

1 0 - '

f o r

N s s

= 1 0 1 0

2 . 2 x 1 0 '

f o r N s 5

= 1 0 "

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o f

f a b r i c a t i n g

C C D ' s

T h r e e

p h a s e

s i n g l e

- l e v e l m e t a l

C C D ' s

T h e t h r e e

- p h a s e

C C D

w h o s e

o p e r a t i o n

w a s

d e s c r i b e d e a r l i e r c a n b e m a d e b y

s t a n d a r d

p - m o s

o r

n - m o s t e c h n i q u e s

O n l y

o n e l e v e l

o f

m e t a l i s r e q u i r e d i n

a d d i t i o n

t o s o u r c e a n d d r a i n d i f f u

s i o n s .

T h e g a p

b e t w e e n a d j a c e n t e l e c

t r o d e s p r e s e n t s t h e

m a j o r p r o b l e m s

T h e

g a p s h o u l d b e a s

s m a l l

a s

p o s s i b l

t o i n s u r e

g o o d

c o u p l i n g b e t w e e n g a t e

w i t h o u t a n y b u m p s

o r

b a r r i e r s i n

t h

s u r f a c e

p o t e n t i a l . T h u s 0 . 1 - m i l

e t c h i n g

b e t w e e n m e t a l

e l e c t r o d e s i s

d e s i r a b l e

b u t

i s

a

n o n

- s t a n d a r d

p r o c e s s . F u r t h e r

m o r e , i f t h e

o x i d e i n

t h e s e g a p s i s

e x -

p o s e d

t o t h e a m b i e n t

a i r ,

t h e s u r f a c e

p o t e n t i a l i n t h e

g a p s

i s

l a r g e l y

u n c o n -

t r o l l e d ,

a n d

C C D

o p e r a t i o n

c a n

b e

a d v e r s e l y

a f f e c t e d .

S i n g l e

- l e v e l

m e t a l



8/18/2019 antenna----------npl


d e v i c e s

w i l l ,

t h e r e f o r e ,

r e q u i r e

s o m e

t y p e o f

o v e r c o a t

o r

r e s i s t i v e

s e a l a y e r

o v e r

t h e g a p

r e g i o n s

t o

c o n t r o l

a n d

s t a b i l i z e

t h e s u r f a c e

p o t e n t i a l

t h e r e .

A n o t h e r

d i s a d v a n t a g e

o f

a n y

t h r e e -

p h a s e

s y s t e m

i s a

t o p o l o g i c a l

o n e .

T o

c o n t a c t

t h e


e l e c t r o d e s

a t

l e a s t

o n e

c r o s s - o v e r

o r d i g

- d o w n

s t r u c -

t u r e

i s

n e e d e d

a t

e a c h

s t a g e .

T h e

m a i n a d v a n t a g e

o f t h e t h r e e - p h a s e

s i n g l e

- m e t a l

C C D i s

t h a t

i t

c a n

b e

m a d e

w i t h

t h e

m i n i m u m

n u m b e r

o f p r o c e s s -

i n g s t e p s .

T h e

p r i c e

f o r t h i s

i s t h e

d e f i n i t i o n

o f

2 t o

3 - µ m

g a p s

b e t w e e n

t h e g a t e s .

A l s o , t h e b e s t

a n d m o r e


t r a n s f e r

e f f i c i e n c y

h a s

b e e n o b t a i n e d

u p

t o

n o w

w i t h

c l o s e l y

s p a c e d

c c n ' s i n t h e

f o r m o f

p o l y s i l i c o n

g a t e s

o v e r l a p p e d

b y

a l u m i n u m

g a t e s ,

w h i c h

a r e

d e s c r i b e d

i n t h e

n e x t

s e c -

t i o n .

T w o - p h a s e C C D ' s

I n

t h r e e

- p h a s e

C C D ' s t h e p o t e n t i a l

w e l l s

a r e s y m m e t r i c a l ,

a n d

t h e

d i r e c -

t i o n a l i t y

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c h a r g e

f l o w

i s m a i n t a i n e d

b y

t h e

a s y m m e t r y

o f t h e

c l o c k i n g

v o l t -

a g e s

a s s e e n

i n

F i g .

2 .

H o w e v e r ,

i f

e a c h p o t e n t i a l

w e l l

h a d a

b u i l t - i n

a s y m -

m e t r y t o

d e t e r m i n e

t h e d i r e c t i o n

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c h a r g e

f l o w ,

t h e n

a s y m m e t r i c a l

t w o -

p h a s e c l o c k i n g

s c h e m e

c o u l d

b e u s e d

t o

d r i v e

t h e d e v i c e .

T h e p o t e n t i a l

w e l l

a s y m m e t r y

r e q u i r e d

i s t h a t t h e w e l l

m u s t b e

d e e p e r i n t h e

d i r e c t i o n o f

c h a r g e

t r a n s f e r .

T h i s c a n

b e

a c h i e v e d

b y

h a v i n g

t w o t h i c k n e s s e s o f

o x i d e

u n d e r

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e l e c t r o d e o r

b y

h a v i n g a

v a r i a t i o n

i n s u b s t r a t e

d o p i n g

[ S e e

E q .

1 ] .

A t w o - p h a s e

d e v i c e h a s c l e a r t o p o -

l o g i c a l a d v a n t a g e s o v e r

a t h r e e - p h a s e

d e v i c e s i n c e

n o

d i g

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a r e

r e q u i r e d

f o r a c c e s s t o t h e e l e c t r o d e s .

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C I D - 2

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F i g .

5 -

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C C D

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1 2 8 - s t a g e

s h i f t

r e g i s t e r .

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m e t h o d

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c o n s t r u c t i n g

t w o

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C C D ' s

w h i c h

r e s u l t s

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t h i c k n e s s e s

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o x i d e

t o

p r o v i d e

s i g n a l

d i r e c t i o n a l i t y

c o n s i s t s

o f


g a t e s

o v e r l a p p e d

b y

a l u m i n u m

g a t e s .

T h e

m e t h o d

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m a k -

i n g

t h e s e

d e v i c e s

i s s h o w n

i n

F i g .

4 .

A f t e r

d e f i n i t i o n ,

t h e p o l y s i l i c o n

g a t e s

a r e

p a r t i a l l y

o x i d i z e d

t o

f o r m

a n

i n s u -

l a t i n g

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a n d

t o

i n c r e a s e

t h e

o x i d e

t h i c k n e s s

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t h e

r e g i o n

b e t w e e n

t h e

g a t e s .

T h e

a l u m i n u m

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d e p o s i t e d

a n d

d e f i n e d

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t h a t

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o v e r l a p s

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p o l y s i l i -

c o n

g a t e s

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s h o w n .

T h e

s p a c i n g

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t w e e n

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i s

d e t e r m i n e d

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o x i d e

t h i c k n e s s

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e x p o s e d

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s t a n d a r d

a l i g n m e n t

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m i l )

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( 0 . 2

m i l )

t e c h n i q u e s

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d e v i c e s

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b u i l t

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r e s u l t s

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C C D d e v i c e

s t r u c t u r e s

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t w o

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i n c l u d i n g

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p h a s e s i n g l e

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b y

a l u m i n u m

d e v i c e s .

T h e

t w o - p h a s e d e v i c e s h a v e g e n e r a l l y b e e n

m o r e w e l l

b e h a v e d

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d e v i c e s ,

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F i g .

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t h e


F i g .

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t h e

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t w o - p h a s e

c h a r g e

-


d e v i c e s .

c o u p l e d s h i f t

r e g i s t e r s .


8/18/2019 antenna----------npl


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t h e

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6 )

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a n d E t ; _ , .

T h e

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c u r r e n t

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d i f f u s i o n

c o n t r o l s

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a m p l i f i e r .

F i g .

7

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a 6 4 -

s t a g e ,

t w o

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( 1 1 1 )

s u b s t r a t e . T h e i m p r o v e d

o p e r a t i o n

i s

c l e a r l y

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w h e n f a t

z e r o

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i n t r o d u c e d .

T h e



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f r e q u e n c y

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t h e

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e s p e c i a l l y

c o n c e r n i n g

t h e

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d u e

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F i g .

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c l o s e

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n , ,

v a l u e s d e d u c e d

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w i t h

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g e n e r a t i o n .

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o f

a

f u l l

w e l l ) w a s

i n t e n t i o n a l l y

i n t r o d u c e d .

T h e f a s t

s t a t e

l o s s e s

h a v e

b e e n

r e d u c e d

t o

a n

i m -

m e a s u r a b l y

l o w

l e v e l a n d C C D

o p e r a -

t i o n i s

l i m i t e d

a t

t h e

h i g h e r


b y f r e e c h a r g e

t r a n s f e r .

T h e

d o p i n g o f

t h e s u b s t r a t e

h e r e i s 1 0 " c m

- t o o

h i g h

f o r

f r i n g i n g

f i e l d s

t o b e

a p p r e c i a b l e .

T h u s ,

t h e

f r e e - c h a r g e

t r a n s f e r

i s

d o m i -

n a t e d

b y

t h e r m a l

d i f f u s i o n . T h e

d o t t e d

l i n e

s h o w s

t h e l o s s

e x p e c t e d

f o r

a

1 0 -

i t m g a t e

d e v i c e -

i n d i c a t i n g

e x c e l l e n t

a g r e e m e n t

w i t h

t h e

a c t u a l

r e s u l t s .

A

h o l e

m o b i l i t y

o f 2 5 0

c m 2

( V

s e c ) - '

w a s a s s u m e d .

A n a l o g

s i g n a l

p r o c e s s i n g

C h a r g e

- c o u p l e d

d e v i c e s

r e p r e s e n t

a

n e w

c s f

t e c h n i q u e

f o r

t h e

p r o c e s s i n g

o f

a n a l o g


W i t h

c h a r g e

-

t r a n s f e r

l o s s

( i n e f f i c i e n c y )

a

= 1 0 '

p e r

s t a g e ,

a f i g u r e

w h i c h h a s

b e e n

d e m o n -

s t r a t e d e x p e r i m e n t a l l y

( a s

d i s c u s s e d

e a r l i e r )

,

t h e a n a l o g

s i g n a l

c a n

b e

t r a n s -

f e r r e d

t h r o u g h

u p

t o 1 0 0 0

s t a g e s

o f

C C D

w i t h

o n l y m i n o r

a m p l i t u d e

a n d

p h a s e

d e g r a d a t i o n

w h i c h s h o u l d

b e

a c -

c e p t a b l e

f o r

m o s t

a p p l i c a t i o n s .

O n e

c a n

s e e ,

t h e r e f o r e ,

d e l a y

l i n e s

f o r

v i d e o

a n d

a u d i o

s i g n a l s

w h i c h

c a n b e

o p e r -

a t e d

w i t h f i x e d

o r

e l e c t r o n i c a l l y

v a r i a b l e

t i m e

d e l a y

a s

o n e

o f t h e

d i r e c t

a n d

o b v i o u s


o f

C C D ' S .

T h e

t i m e

d e l a y , T ¿ ,

f o r

a C C D

d e l a y

l i n e

i s

T d

= N ( 1 / f " ) =

N

/ ( 2 A B )

( 8 )

w h e r e N

i s

t h e

n u m b e r

o f

s t a g e s , f ,

i s

t h e

c l o c k

f r e q u e n c y ,

a n d

A B

i s

t h e

b a n d w i d t h .

T h e

C C D

d e l a y

l i n e

o p e r -

a t e s

b y s a m p l i n g

t h e i n p u t s i g n a l

o n

e v e r y

c l o c k c y c l e .

T h e r e f o r e ,

i t

c a p a b l e

o f

s i g n a l

b a n d w i d t h ,

A B ,

c l o s e

t o

/ 7 2 .

T h e e l e c t r o n i c a l l

v a r i a b l e

d e l a y

i s

o b t a i n e d

b y

v a r y i

t h e c l o c k

f r e q u e n c y .

T h e

m a x i m u

t i m e d e l a y ,

T d m a x ,

f o r a c c n

d e l a y

l i

i s i n d e p e n d e n t

o f t h e

n u m b e r

o f

s t a g

a n d i s

l i m i t e d

b y t h e d a r k c u r r e n t

g e

e r a t i o n

r a t e .

T h e p r a c t i c a l u p p e r l i m

f o r

T d m a x

a t

r o o m

t e m p e r a t u r e i s 0

t o

1 . 0

s .

F o r

e x a m p l e ,

a u d i o d e l a y

1 0

t o

2 0

m s

w i t h

A B

o f

2 0 k H z

( h i -

d e l i t y d e l a y f o r

q u a d r a s o n i c s p e a k

s y n c h r o n i z a t i o n )

w o u l d r e q u i r e

f v =

k H z a n d N

= 4 0 0

t o 8 0 0

s t a g e s .

S i n c e

C C D ' S c a n

s t o r e a n d t r a n s f e r a n a

l o g

s i g n a l s

u n d e r t h e

c o n t r o l

o f

e x t e r

n a l l y

a p p l i e d

c l o c k p u l s e s , t h e y c a n

b

u s e d

a s

b a s i c c o m p o n e n t s

f o r s o r t i n

s w i t c h i n g , a n d

p r o c e s s i n g

o f a n a l o g i

f o r m a t i o n . E x a m p l e s

o f s u c h

a p p l i c a

t i o n s a r e

s e r i a l - t o - p a r a l l e l

a n d

p a r a l l e

t o - s e r i a l

c o n v e r s i o n ,

t i m e s y n c h r o n i z a

t i o n a n d

t i m e c o n v e r s i o n ( c o m p r e s s i o

o r e x p a n s i o n ) ,

a n d

t r a n s v e r s a l

f i l t e r

F o r

e x a m p l e ,

p a r a l l e l - t o -

s e r i a l c o n v e

s i o n

o f

N

e l e m e n t s

c a n b e

o b t a i n e d

b

s i m u l t a n e o u s

p a r a l l e l

l o a d i n g

o f a

C C

s h i f t

- r e g i s t e r

b y

N

i n p u t

c i r c u i t s .

O n c

t h e

s h i f t - r e g i s t e r

i s l o a d e d ,

t h e

c l o c

i s a c t u a t e d

a n d

t h e

N

e l e m e n t s

a r

r e a d o u t

s e r i a l l y a t

t h e C C D

o u t p u t

T i m e

c o n v e r s i o n

c a n

b e a c h i e v e d

u s

i n g

a C C D

s h i f t

r e g i s t e r

b y r e a d i n g

i

d a t a

a t o n e

c l o c k

r a t e a n d r e a d i n g o u

a t

a n o t h e r

h i g h e r

( c o m p r e s s i o n )

o

l o w e r

( e x p a n s i o n )

c l o c k

r a t e .

T h

t r a n s v e r s a l

f i l t e r s

c a n b e u s e d

t o i m

p l e m e n t

a

l a r g e c l a s s

o f t r a n s f e r

f u n c

t i o n s , f o r e x a m p l e ,

m a t c h e d

f i l t e r s

T h e

o p e r a t i o n

o f

t h e t r a n s v e r s a l

f i l t e

c o n s i s t s

o f

w e i g h t i n g

a n d

s u m m i n g

o

p a r a l l e l

s i g n a l s

t a p p e d f r o m

v a r i o u

p o i n t s

a l o n g

t h e

a n a l o g

d e l a y

l i n e .

C h a r g e

- c o u p l e d

i m a g e

s e n s o r


T h e

C C D

c o n c e p t

h a s

i n t r o d u c e d

a

r e v o l u t i o n a r y

n e w

a p p r o a c h

t o

t h e

d e s i g n

o f

s e l f -

s c a n n e d

s o l i d s t a t e

i m a g e

s e n s o r s .

W e

w i l l r e f e r

t o

s u c h

a

d e v i c e

a s

a

c h a r g e

- c o u p l e d

i m a g e r

( c c f )

.

O n e

c a n

t h i n k

o f t h e

C C D

a s

t h e

s e m i c o n -

d u c t o r

e q u i v a l e n t

o f a n

e l e c t r o n

- b e a m

t u b e

i n

w h i c h t h e

c h a r g e

s i g n a l

c a n

b e

m o v e d

( t r a n s f e r r e d )

a n d

s t o r e d

u n d e r

t h e

c o n t r o l

o f t h e

c l o c k

v o l t a g e p u l s e s

f r e e

o f

p i c k - u p

a n d

s w i t c h i n g

t r a n -

s i e n t .

T h e

o n l y


o n

t h e

c h a r g e

- c o u p l i n g

p r o c e s s

c o m e s

a b o u t

b e c a u s e

t h e c h a r g e

t r a n s f e r

i s

n o t


8/18/2019 antenna----------npl


1 0 0 % c o m p l e t e . T h e f i n i t e

t r a n s f e r

l o s s

( i n e f f i c i e n c y ) r e s u l t s

i n s o m e d i s -

t o r t i o n

o f

t h e s i g n a l ,

a n d i n t r o d u c e s

t r a n s f e r n o i s e .

A s

w i l l

b e c o m e

a p p a r -

e n t

f r o m

t h e

f o l l o w i n g d e s c r i p t i o n

o f

k n o w n

c c i a r r a y s ,

t h e

p i c k

- u p f r o m

t h e

c l o c k

v o l t a g e s

i s

l i m i t e d

t o

a s i n g l e

o u t p u t

s t a g e .

T w o

w a y s

b y

w h i c h

t h e

o p t i c a l

s i g n a l

c a n

b e

i n t r o d u c e d

i n t o t h e c c i

a r e

i l l u s t r a t e d i n

F i g . 9 . T h e o p t i c a l i n p u t

c a n b e i n t r o d u c e d

f r o m t h e t o p

o f

t h e

s u b s t r a t e t h r o u g h

t h e s p a c e s

b e t w e e n

n o n - t r a n s p a r e n t

m e t a l g a t e s ( F i g .

9 a ) .

T o p i l l u m i n a t i o n o f t h e

c c t i s a l s o

p o s -

s i b l e

b y


t h e

o p t i c a l i n p u t

t h r o u g h t r a n s p a r e n t g a t e s s u c h a s

t h i n

p o l y s i l i c o n . A n a l t e r n a t e a p p r o a c h

( F i g . 9 b ) c o n s i s t s o f t h i n n i n g

t h e s u b -

s t r a t e i n

t h e o p t i c a l l y -

e n s i t i v e a r e a

a n d a p p l y i n g

t h e

o p t i c a l

i n p u t f r o m

t h e

b a c k

s i d e o f t h e

s u b s t r a t e .

F i g .

9

a l s o

i l l u s t r a t e s t w o w a y s b y

w h i c h

t h e

o u t p u t c a n b e

r e m o v e d

f r o m t h e

c c t

a r r a y .

O u t p u t

- 1

i s t h e

c u r r e n t o u t p u t

d e r i v e d

f r o m t h e

d r a i n d i f f u s i o n

D .

T h e l o w

i m p e d a n c e

o u t p u t - 2 s a m p l e s

t h e

v o l t a g e

o f t h e f l o a t i n g d i f f u s i o n F

a n d

i s


t o

t h e

c h a r g e

s i g -

n a l . L e t u s a s s u m e n o w

t h a t

a n

o p t i -

c a l i n p u t

i s a p p l i e d

t o s u c h

a

C C D

r e g i s t e r

w h i l e t h e c l o c k

v o l t a g e s

a r e

a d j u s t e d

s o

t h a t

o n e

p o t e n t i a l

w e l l

i s

c r e a t e d

a t e a c h s t a g e a l o n g t h e C C D

c h a n n e l .

A s

s u g g e s t e d

i n F i g . 9 a ,

t h e

p h o t o g e n e r a t e d

c h a r g e w i l l c o l l e c t

i n

t h e s e

w e l l s d u r i n g

t h e

o p t i c a l

i n t e g r a -

t i o n t i m e . A t t h e

e n d o f

t h e i n t e g r a t i o n

t i m e , t h e

a c c u m u l a t e d

c h a r g e

p a c k e t s


t h e

i n t e g r a t e d

o p t i c a l

i n p u t

a r e

s h i f t e d d o w n

t h e c c t

r e g i s t e r

a n d

d e t e c t e d b y a

s i n g l e

o u t p u t

a m p l i -

f i e r . T o

p r e v e n t

s m e a r i n g o f t h e i m a g e ,

t h e

o p t i c a l i n t e g r a t i o n

t i m e s h o u l d b e

m u c h

l a r g e r

t h a n

t h e

t o t a l

t i m e

r e -

q u i r e d t o

t r a n s f e r

t h e

d e t e c t e d

i m a g e

f r o m t h e

C C D l i n e s e n s o r . S i n c e

a l l

c h a r g e e l e m e n t s

a r e

a m p l i f i e d

b y t h e

s a m e a m p l i f i e r , n o n - n i f o r m i t i e s -

u s u a l l y

a

p r o b l e m i n o p t i c a l a r r a y s

i n

w h i c h e a c h s e n s o r

e l e m e n t s u s e s

a

s e p a r a t e a m p l i f i e r

- a r e a v o i d e d .

S i n c e

t h e r e

i s

n o d i r e c t

c o u p l i n g o f t h e

c l o c k

v o l t a g e s t o t h e

c h a r g e

s i g n a l

i n t h e

C C D c h a n n e l ,

t h e

c l o c k p i c k - u p

i s l i m -

i t e d o n l y

t o

a s i n g l e o u t p u t s t a g e . I n

a d d i t i o n , s i n c e o n l y t h e c l o c k f r e -

q u e n c y ,

w h i c h i s o u t s i d e

o f t h e v i d e o

b a n d p a s s ,

i s

u s e d

i n

C C D

t r a n s f e r ,

c l o c k

p i c k - u p

i s

n o t

t h e p r o b l e m a s i t

i s

i n

x - y

s c a n n e d

a r r a y s

w h e r e

o n e o f

t h e

c l o c k s

o c c u r s

a t

t h e

h o r i z o n t a l

l i n e

f r e q u e n c y a n d

c a n n o t b e

r e m o v e d

b y


f i l t e r i n g .

A m o r e e f f e c t i v e

c c n l i n e s e n s o r

( o r

c c t l i n e a r r a y )

i s

s h o w n s c h e m a t i c a l l y

i n

F i g .

1 0 a .

H e r e ,

t h e

o p t i c a l

i n p u t

c a n

b e c o n t i n u o u s l y

i n t e g r a t e d

b y

t h e

l i n e a r a r r a y

o f

p h o t o d i o d e s . D u r i n g

t h e o p e r a t i o n ,

t h e

d e t e c t e d

l i n e

i m a g e

i s p e r i o d i c a l l y


i n

p a r a l l e l

t o t h e

C C D r e g i s t e r

f r o m w h e r e

i t

i s

r e a d

- o u t

s e r i a l l y .

I t i s e s s e n t i a l l y

a n

a n a l o g

p a r a l l e l

- t o - s e r i e s

c o n v e r t e r ,

w i t h

t i m e -

i n t e g r a t e d o p t i c a l

i n p u t a n d

e l e c t r i c a l o u t p u t .

A d u a l

c c D -

c h a n n e l

l i n e -

s e n s o r

i s

s h o w n i n

F i g .

1 0 b .

T h e

o p e r a t i o n

o f

t h i s

c c t i s

t h e

s a m e

a s

f o r

t h e

l i n e

s e n s o r

d e s c r i b e d

a b o v e

e x c e p t

t h a t

t h e

d e t e c t e d

i m a g e


i n t o t w o

p a r a l l e l

C C D r e g i s t e r s

a n d

t h e n c o m b i n e d

i n t o

a s i n g l e

o u t p u t

l i n e .

T h e a d v a n t a g e

o f

t h e d u a l

C C D

-

c h a n n e l

l i n e -

s e n s o r o v e r

t h e l i n e

-

s e n s o r s h o w n

i n F i g .

l 0 a i s d o u b l e

r e s o l u t i o n .

O n e

w a y o f


a n

a r e a c c t

i s


i n

F i g .

1 1 . T h i s a r r a y c a n

b e

v i s u a l i z e d

a s a p a r a l l e l

a r r a y

o f

t h e

p r e v i o u s l y

d e s c r i b e d

l i n e a r a r r a y s

w h o s e

o u t p u t s

a r e


i n

p a r a l -

l e l

i n t o

a

s i n g l e

o u t p u t

r e g i s t e r .

T h e

o p e r a t i o n

o f

t h i s

c c t

i s

a s f o l l o w s .

O n c e e v e r y f r a m e t i m e

t h e

c h a r g e

s i g -

n a l d e t e c t e d b y t h e

p h o t o d i o d e

a r r a y

i s


i n t o t h e

v e r t i c a l

c c n

c h a n n e l s , w h i c h

a r e

n o t p h o t o s e n s i -

t i v e .

T h e n ,

t h e

e n t i r e d e t e c t e d

i m a g e

i s

s h i f t e d

d o w n

i n

u n i s o n

b y

c l o c k

A

a n d t r a n s f e r r e d

i n t o

t h e

o u t p u t

r e g i s t e r

o n e

( h o r i z o n t a l )

l i n e a t a t i m e .

T h e

h o r i z o n t a l l i n e s a r e t h e n t r a n s f e r r e d

o u t f r o m t h e

o u t p u t

r e g i s t e r

b y t h e

h i g h f r e q u e n c y

c l o c k

B

b e f o r e

t h e

n e x t

h o r i z o n t a l l i n e i s s h i f t e d

i n .

A n o t h e r f r a m e t r a n s f e r

c c t t h a t d o e s

n o t r e q u i r e

s e p a r a t e

p h o t o s e n s o r s

i s

s h o w n i n

F i g . 1 2 .

" - 1 6

I n t h i s

c c i ,

t h e

p h o t o s e n s o r

f u n c t i o n

i s

p e r f o r m e d

b y

a n

a d d i t i o n a l p h o t o s e n s i t i v e

C C D

a r r a y .

T h i s

s y s t e m

i s

c o m p o s e d

o f

t h r e e

f u n c -

t i o n a l

p a r t s :

t h e p h o t o s e n s i t i v e

a r r a y ,

t e m p o r a r y

s t o r a g e a r r a y , a n d t h e

o u t -

p u t r e g i s t e r .

T h e o p t i c a l

i m a g e

i s d e -

t e c t e d

b y

t h e

p h o t o s e n s i t i v e

a r r a y .

T h e n a s s u m i n g a

T V f o r m a t

w i t h

1 / 6 0 - s

f r a m e t i m e , t h e d e t e c t e d

i m a g e

i s


i n t o t h e

t e m p o r a r y

s t o r a g e

a r r a y

b y

c l o c k s

A

a n d

B , d u r i n g

t h e

v e r t i c a l

b l a n k i n g t i m e , ( 9 0 0

µ s )

.

F r o m

t h e r e ,

i t i s

s h i f t e d d o w n

o n e h o r i z o n -

O P T I C A L

I N P U T

A I - C A T E S

- -

O U T

-

I 1 6

M M I

M 6 1 1

=

' - - 7 - . - - - , ° 6 "

-

C

i i , ' y ] . ( o o

S i

P - S U B S T R A T E

O U T

- 2

O U T

- I

( b )

O P T I C A L

I N P U T

F i g .

9 -

C r o s s e c t i o n a l

v i e w

o f

( a )

t o p

( f r o n t )

i l l u m i n a t e d

C C I ; ( b )

b a c k i l l u m i n a t e d

C C I

2

C C D

R E G I S T E R

/ ' A

F A W f f l ,

P H O T O S E N S O R

( 0 )

I b )

O U T

O U T

F i g .

1 0 -

C h a r g e -

c o u p l e d

l i n e

s e n s o r s :

( a )

w i t h s i n g l e

C C D

c h a n n e l ; ( b )

w i t h

t w o

p a r a l l e l

C C D c h a n n e l s .

O A I

0 A 2

P R O T O S E N S O R

` N I

Y N 2

O U T P U T

R E G I S T E R

P H O T O -

S E N S I T I V E

A R R A Y

O U T

F i g .

1 1 - F r a m e t r a n s f e r

w i t h

s e p -

a r a t e d p h o t o s e n s o r s .

O A I

0 A 2

0 1 1

0 1 2

T E M P O R A R Y

S T O R A G E

A R R A Y

O U T P U T R E G I S T E R

F i g .

1 2 - F r a m e t r a n s f e r

C C I

w i t h

a

t e m p o r a r y s t o r a g e

a r r a y .



8/18/2019 antenna----------npl


1 . 6 1

P H O T O S E N S I T I V E

C C O A R R A Y

O U T

A t

1 1

0 2

F i g .

1 3 -

H o r i z o n t a l

l i n e

- b y - l i n e

t r a n s f e r

C C I .

t a l

l i n e

a t a

t i m e i n t o

t h e

o u t p u t

r e g i s -

t e r

a n d


o u t

b y t h e

h i g h

s p e e d

c l o c k

C .

T h e

t i m e

a v a i l a b l e

f o r

p a r a l l e l

l o a d i n g

o f t h e

o u t p u t

r e g i s t e r


t o

t h e

h o r i z o n t a l

l i n e

r e -

t r a c e

t i m e

o f

1 0 µ s ,

w h i c h l e a v e s

5 0

/ L s f o r

t h e

r e a d - o u t

o f

t h e

h o r i z o n t a l

l i n e f r o m

t h e o u t p u t

r e g i s t e r .

A

t h i r d

t y p e

o f

C C D

a r e a a r r a y

( F i g .

1 3 )

w a s m a d e

o r i g i n a l l y

a t R C A L a b -

o r a t o r i e s

u s i n g

b u c k e t

- b r i g a d e

s h i f t

r e g i s t e r s . "

T h i s

s y s t e m

c o n s i s t s

o f

p a r a l l e l

a r r a y

o f

p h o t o s e n s i t i v e ,

h o r i -

z o n t a l ,

C C D

c h a n n e l s ,

a l l l e a d i n g

i n t o

a

s i n g l e

o u t p u t r e g i s t e r .

T h i s

c c i

o p e r -

a t e s

b y

t r a n s f e r r i n g ,

u n d e r

t h e

c o n t r o l

o f t h e

v e r t i c a l

c l o c k

g e n e r a t o r ,

o n e

h o r i z o n t a l

l i n e a t

a

t i m e , f r o m

t h e p h o -

t o s e n s i t i v e

C C D

a r r a y

t o

t h e

o u t p u t

r e g i s t e r

a n d

o u t .

T h e f r a m e

- t r a n s f e r

s y s t e m

w i t h

t e r n -

p o r a r y

s t o r a g e

a r r a y

h a s

b e e n c h o s e n

f o r t h e


o f

a

t w o

- p h a s e

c c t T V

c a m e r a .

A l t h o u g h

t h i s s y s t e m

r e q u i r e s

s o m e w h a t

l a r g e r a r e a

o f

s i l i -

c o n

t h a n t h e

o t h e r t w o

s y s t e m s ,

i t

c a n

b e

d e s i g n e d

w i t h

k n o w n

C C D

t e c h -

n i q u e s .

U s i n g

d e s i g n

r u l e s a p p l i e d

t o

o u r e x i s t i n g

t w o

- p h a s e c c D ,

t h i s

s y s -

t e m c a n

b e


w i t h o p t i c a l

r e s o l u t i o n

e l e m e n t s

o n

1 . 2

- m i l

c e n t e r s .

A

d e v i c e

w i t h b l o o m i n g

c o n t r o l a n d

a n

e l e c t r o n i c a l l y

v a r i a b l e

e x p o s u r e

t i m e

c a n b e

c o n s t r u c t e d

m o r e

e a s i l y

w i t h

t h e

f r a m e

t r a n s f e r

s y s t e m .

H o w -

e v e r ,

u n l i k e

t h e c h a r g e -

t r a n s f e r

s y s t e m

w i t h

s e p a r a t e

p h o t o d i o d e

a r r a y s ,

i t

r e q u i r e s

b a c k

- s i d e


f o r e f f i -

c i e n t

o p e r a t i o n .

I n

a d d i t i o n

t o

t h e

a d v a n t a g e s

o f

s o l i d

-

s t a t e c o n s t r u c t i o n

o f f e r i n g

s m a l l s i z e ,

r u g g e d

c o n s t r u c t i o n ,

l o n g l i f e ,

a n d l o w

p o w e r

d i s s i p a t i o n ,

c c i T V

c a m e r a s

s h o u l d

b e

r e l a t i v e l y

l o w

n o i s e

s e n s o r s

- a b o u t

a n

o r d e r

o f

m a g n i t u d e

m o r e

s e n s i t i v e

t h a n

t h e

s i l i c o n

v i d i c o n .

W h i l e

t h e

s e n s i t i v i t y

o f t h e

s i l i c o n

v i d i -

c o n

i s

l i m i t e d

b y

t h e

o u t p u t

c a p a c i -

8 4

t a n c e

( 1 0 t o

2 0 p F )

,

t h e o u t p u t c a p a c -

i t a n c e

o f

a c c t c a n

b e a b o u t t w o

o r d e r s

o f m a g n i t u d e

s m a l l e r ,

0 . 1 p F .

A n a l y s i s

s h o w s "

t h a t

t h e

s e n s i t i v i t y

o f t h e c c i

d e s i g n e d

w i t h

t h e

o u t p u t

a m p l i f i e r i n -

t e g r a t e d

o n t h e

s a m e c h i p

s h o u l d

b e

l i m i t e d

b y t h e t r a n s f e r

n o i s e

a s s o c i a t e d

w i t h

t h e c h a r g e

t r a p p e d

b y t h e f a s t

i n t e r f a c e s t a t e s

i n

t h e s u r f a c e c h a n n e l

c c D ,

a n d

t h e

s h o t

n o i s e d u e

t o

t h e

b a c k g r o u n d

c h a r g e

e i t h e r t h e r m a l l y

g e n e r a t e d

a s t h e

d a r k c u r r e n t ,

o r

i n -

t r o d u c e d

a s

a " f a t z e r o "

t o

e l i m i n a t e

t h e i n t e r f a c e

s t a t e

l o s s e s .

D i g i t a l

s t o r a g e a p p l i c a t i o n s

O n e

o f t h e

p o t e n t i a l l y

a t t r a c t i v e

d i g i -

t a l


o f t h e

C C D

i s

a n i n e x -

p e n s i v e

b u l k

d i g i t a l

s t o r a g e . H o w e v e r ,

u n l i k e

t h e

c a s e

o f a n a l o g

p r o c e s s i n g

a n d

i m a g e

s e n s i n g

d e v i c e s

w h e r e

t h e

C C D

o f f e r s

a

n e w t e c h n o l o g y p r e v i o u s l y

n o t

a v a i l a b l e ,

t h e

C C D

m u s t n o w

c o m -

p e t e i n

p r i c e

a n d p e r f o r m a n c e

w i t h

o t h e r s t o r a g e

d e v i c e s .

U s i n g

c o m -

p a r a b l e

l a y o u t

r u l e s ,

t h e

C C D

o f f e r s

p a c k i n g

d e n s i t y

a d v a n t a g e s

o n l y

a b o u t

2

t o

4

o v e r t h e d y n a m i c M o s

m e m -

o r i e s "

H o w e v e r ,

e x c e p t f o r

t h e s i g n a l

r e g e n e r a t i o n

a n d

i n p u t

/ o u t p u t

s t a g e s ,

t h e C C D m e m o r i e s

c a n b e m a d e

w i t h -

o u t d i f f u s i o n s a n d

c o n t a c t o p e n i n g s .

T h i s i m p l i e s

t h a t e v e n t u a l l y

C C D

m e m -

o r i e s

c a n b e m a d e

w i t h

m u c h h i g h e r

p a c k i n g d e n s i t y a s

w e l l

a s

h i g h e r y i e l d

a n d

l a r g e r

c h i p

s i z e s

t h a n w i l l

b e

p o s -

s i b l e u s i n g

M O s

c i r c u i t s .

C h a r g e

- c o u p l e d

s h i f t r e g i s t e r s

a r e

b a s i c a l l y

a n a l o g

d e v i c e s

w i t h

n o

s i g n a l

g a i n m e c h a n i s m s . T o

u s e t h e s e d e v i c e s

f o r

s t o r a g e

o f

d i g i t a l

s i g n a l s , i t

i s n e c -

e s s a r y

t o

p e r i o d i c a l l y

r e f r e s h o r t o

r e g e n e r a t e t h è c h a r g e

s i g n a l .

S i m p l e

c h a r g e r e g e n e r a t i o n ,

s u c h

a s

s h o w n

i n

F i g . 1 4 , c a n b e

l a i d

- o u t i n

a n

a r e a

n o

l a r g e r

t h a n

t h e

a r e a

r e q u i r e d

f o r

2

t o

4

s t a g e s

o f

s h i f t r e g i s t e r . '

V a r i o u s

s y s t e m o r g a n i z a t i o n s

c a n b e

c o n s i d e r e d f o r

t h e

c o n s t r u c t i o n o f

c h a r g e

- c o u p l e d

m e m o r i e s .

T h e

c h o i c e

o f

t h e s y s t e m


d e p e n d s

o n

t h e

d e s i r e d

s y s t e m p e r f o r m a n c e .

T w o

t y p e s

o f

s y s t e m s i n

t h e

f o r m o f

a

s i n g l e

l a r g e - s t o r a g e

l o o p p e r

c h i p a r e

i l l u s -

t r a t e d i n F i g . 1 5 .

A s

i s s h o w n , t h e

s i g n a l f l o w

i n

s y s t e m

A

f o l l o w s

a s e r -

p e n t i n e

p a t t e r n a n d h a s

s i g n a l r e f r e s h -

i n g

s t a g e s

a t e a c h c o r n e r .

T h e

s y s t e m

B

o n

t h e o t h e r

h a n d

i s i n t h e

f o r m

o f

t w o

s e r i a l

a n d

o n e

l a r g e

p a r a l l e l

s h i f t

r e g i s t e r

a s

w e l l

a s

a

s i n g l e

s i g n a l

r e -

n

- T Y P E

S U B S T R A T E

F i g .

1 4 - c h e m a t i c c r o s s - s e c t i o n o f

t w o

C C D

s h i f t

r e g i s t e r s w i t h s i m p l e

c h a r g e

r e -

g e n e r a t i o n

s c h e m e

u s i n g a

f l o a t i n g d i f f u s i o n

g e n e r a t i o n ,

s i m i l a r

t o

t h e

f r a m e t r a n s -

f e r c c i

s h o w n

i n F i g . 1 2 . T w o

p h a s e


s t r u c t u r e s

a r e

n e e d e d

f o r a n

e f f i c i e n t

d e s i g n o f

s y s t e m

A .

T h e

s y s t e m

B

o n

t h e

o t h e r

h a n d c o u l d

b e

c o n s t r u c t e d

w i t h

e i t h e r

t w o - p h a s e

o r



A t t h i s

p o i n t ,

i t

s h o u l d

a l s o b e

n o t e d

t h a t

t h e

f r a m e

-

t r a n s f e r c c t

w i t h

a

s e p a r a t e s t o r e c a n

b e d e s i g n e d

s o t h a t i t c a n

a l s o b e

o p e r -

a t e d

a s a d i g i t a l s t o r e ,

o r

a s

a n

e l e c -

t r o n i c

c a m e r a

f o r

d i g i t a l

i m a g e s .

T h e

s y s t e m o r g a n i z a t i o n s f o r o b t a i n -

i n g m o r e

p a r a l l e l

o p e r a t i o n ,

s m a l l e r

s t o r a g e

l o o p s ,

a n d

s h o r t e r

a c c e s s

t i m e

a r e

s h o w n

i n

F i g .

1 6 . T h e

a d d r e s s i n g

o f

t h e

i n d i v i d u a l

s t o r a g e l o o p s

i n

s y s -

t e m C

i s


b y

a d e c o d e r .

S t i l l

m o r e

p a r a l l e l o r g a n i z a t i o n

w i t h

s m a l l e r

s t o r a g e l o o p s

a d d r e s s a b l e

b y

a n x

- y

m a t r i x

s w i t c h

i s


b y

s y s t e m

D . A s

i n

t h e c a s e o f s y s t e m

A ,

t w o - p h a s e o r

u n i p h a s e


d e v i c e s

w i l l a l s o l e a d

t o

a m o r e

e f f i -

c i e n t

d e s i g n o f s y s t e m s

C a n d

D .

F i n a l l y ,

t h e m o s t

p a r a l l e l m e m o r y

i s

s y s t e m

E ,

s h o w n i n

F i g .

1 7 . T h i s

s y s t e m r e p r e s e n t s

t h e c h a r g e - c o u p l e d

v e r s i o n o f

o n e

t r a n s i s t o r - p e r

- b i t r e -

f r e s h a b l e

m e m o r y .

T h e

s i g n a l

i s

s t o r e d

i n

s i n g l e c h a r g e

- c o u p l e d e l e m e n t s t h a t

a r e p e r i o d i c a l l y

g a t e d

b y

t h e w o r d

l i n e s

i n t o

t h e

d i g i t

- l i n e d i f f u s i o n s .

E a c h

d i g i t

- l i n e

d r i v e s

a s i g n a l -

e g e n e r a t i o n

o r

s e n s e

a m p l i f i e r w h o s e

o u t p u t

r e -

g e n e r a t e s

t h e


i n t h e s e -

l e c t e d

b i t

l o c a t i o n

a n d

a l s o m a y

b e

g a t e d

- o u t . T h e

m a i n d i f f e r e n c e

i s

t h a t ,

i n

s y s t e m s

A

t h r o u g h D ,

t h e

s i g n a l

-


a m p l i f i e r s

a r e

d r i v e n b y

h i g h i m p e d a n c e

c h a r g e

- c o u p l e d

s t o r -

a g e

l o o p s .

T h u s ,

h i g h

p a c k i n g

d e n s i t y

c a n

b e


s i n c e r e l a t i v e l y

h i g h

v o l t a g e ( o n

t h e

o r d e r

o f

s e v e r a l

v o l t s )

i s

a v a i l a b l e

a t

t h e l o w c a p a c i -

t a n c e

i n p u t

o f

t h e s i g n a l


f o r

s m a l l c h a r g e

s i g n a l s


t h e


H o w e v e r ,

s y s t e m

E


8/18/2019 antenna----------npl


h a s

a

l a r g e n u m b e r o f i n d i v i d u a l

c h a r g e - t o r a g e e l e m e n t s c o n n e c t e d

i n

p a r a l l e l t o

a

s i n g l e


a m -

p l i f i e r .

T h e r e f o r e ,

t h e

i n p u t

v o l t a g e

a v a i l a b l e t o

t h e

s e n s e

a m p l i f i e r

i s

a t -

t e n u a t e d b y

t h e

c a p a c i t a n c e d i v i d e r


t o a r e l a t i v e l y s m a l l

s t o r a g e c a p a c i t a n c e

a n d a c o n s i d e r -

a b l y

l a r g e r c a p a c i t a n c e a s s o c i a t e d w i t h

d i g i t

- l i n e a m p l i f i e r

i n p u t .

O u r

a n a l y s i s

o f t h e t r a n s f e r o f

t h e f r e e

c h a r g e

i n d i c a t e s

t h a t t h e

m a x i m u m

b i t r a t e f o r s u c h s e r i a l m e m o r i e s m a y

b e i n e x c e s s o f

1 0 '

b i t s

/ s . T h e c h i p

s e l e c t i o n

a n d

o t h e r s i g n a l s w i t c h i n g

m a y , h o w e v e r , i m p o s e a p r a c t i c a l

u p p e r l i m i t

o n

t h e b i t r a t e i n t h e r a n g e

b e t w e e n

1 0 "

t o

1 0 '

b i t s

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a

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o f

a b o u t

1

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m i l

o f

s i l i c o n

p e r

b i t o f

s t o r a g e ,

t h e

c h a r g e -

c o u p l e d s e r i a l

m e m o r i e s

m a y

b e c o n -

s t r u c t e d w i t h a b o u t

4 0

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a

s i n g l e

c h i p

o f

s i l i c o n h a v i n g

d i m e n -

s i o n s

o f a b o u t 2 0 0 x 2 0 0 m i l s .

T h e

a b o v e p a c k i n g d e n s i t y i n v o l v e s m o r e

o r l e s s

s t a t e

o f - t h e - a r t

c i r c u i t l a y o u t

r u l e s . T h e r e f o r e , c o n s i d e r a b l y h i g h e r

p a c k i n g

d e n s i t y

m a y b e

a c h i e v e d b y

e m p l o y i n g

h i g h

r e s o l u t i o n

p r o c e s s i n g .

A n o t h e r

a t t r a c t i v e f e a t u r e

f o r a l a r g e -

c a p a c i t y c h a r g e - c o u p l e d

s e r i a l

m e m o r y

i s a r a t h e r l o w

p o w e r

r e q u i r e m e n t i f

t h e h i g h - f r e q u e n c y

p h a s e

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p u l s e s

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t h e s e l e c t e d

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r e g i s t e r s

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t h e u n s e l e c t e d

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a t

a

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A s s u m i n g

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F .

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t h e

r e a c t i v e

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R E G E N E R A T I O N

S T A G E S

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S I G N A L

R E G E N E R A T I O N

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S Y S T E M

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m e m o r y s y s t e m s u s i n g

s i n g l e s t o r a g e

l o o p .

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a s 2 0 µ W p e r

b i t .

I f

w e

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s u m e

t h a t f o r

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1 0 s

b i t

m e m o r y

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m o r e t h a n

1 0 5 b i t s

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o p e r a t i n g

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a n y t i m e a t

t h e r a t e o f

1 0 '

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c l o c k

p o w e r r e q u i r e d

f o r

t h e s e l e c t e d

c h i p s

w i l l

b e

2 W . T h e t o t a l

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p o w e r

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1 0 8 b i t

m e m o r y

w i l l

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t h e i d l i n g

c l o c k r a t e f o r

t h e

u n s e l e c t e d c h i p s

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c h o s e n

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1 0 `

b i t s

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C o n c l u s i o n s

A l t h o u g h

t h e

C C D

c o n c e p t

i s

n o t q u i t e

t h r e e

y e a r s

o l d , t h e o p e r a t i o n

o f

t h e s e

d e v i c e s i s

q u i t e

w e l l

u n d e r s t o o d ,

a n d

h a s b e e n

e x p e r i m e n t a l l y v e r i f i e d .

C h a r g e t r a n s f e r


o f

9 9 . 9 9 %

h a v e b e e n

a c h i e v e d .

A n u m b e r o f

a p -

p l i c a t i o n s i n t h e

a r e a o f a n a l o g

s i g n a l


i m a g e s e n s o r s ,

a n d d i g i t a l

m e m o r i e s

a r e i n

t h e p r o c e s s

o f d e -

v e l o p m e n t .

S o m e e x a m p l e s o f

C C D

p r o d u c t s t h a t

m a y s o o n b e c o m e

c o m -

m e r i c a l l y a v a i l a b l e u s i n g p r e s e n t

L s I

t e c h n o l o g y

a r e e l e c t r o n i c a l l y

- v a r i a b l e

a n a l o g

d e l a y l i n e s a n d

l o w - r e s o l u t i o n

i m a g e s e n s o r s

( 1 0 0 x 1 0 0

e l e m e n t s ) .

I t

i s e x p e c t e d t h a t

t h e


a

f u l l r e s o l u t i o n

c c (

T V

c a m e r a

( 5 0 0 x

5 0 0

e l e m e n t s ) s h o u l d

p r o v i d e t h e i m -

p e t u s f o r t h e a c h i e v e m e n t

o f

a

" g i a n t "

c h i p

L s l t e c h n o l o g y .

R e f e r e n c e s

1 . B o y l e , W .

S .

a n d S m i t h , G . E . ,

" C h a r g e

-

C o u p l e d S e m i c o n d u c t o r

D e v i c e s , " B e l l S y s -

t e m T e c h .

1 .

( 1 9 7 0 )

p .

5 8 7 .

2 . A m e l i o , G . F . : T o m p s e t t , M .

F . ; a n d

S m i t h .

G . E . ,

" E x p e r i m e n t a l V e r i f i c a t i o n o f

t h e

C h a r g e -

C o u p l e d D e v i c e

C o n c e p t , "

B e l l

S y s -

t e m . T e c h .

J . , B r i e f s

( A p r i l 1 9 7 0 ) p . 5 9 3 .

3 .

T o m p s e t t ,

M . F . ,

a n d Z i m a n y , E . J . , " U s e

o f

C h a r g e

- C o u p l e d D e v i c e s

f o r

A n a l o g D e -

l a y . "

D i g e s t

o f T e c h n i c a l

P a p e r s ,

1 9 7 2

I E E E


S o l i d

- S t a t e C i r c u i t s

C o n f e r -

e n c e ,


( F e b . 1 9 7 2 )

p . 1 3 6 .

4 . K o s o n o c k y , W .

F .

a n d C a r n e s , J . E . , " T w o -

P h a s e

C h a r g e

- C o u p l e d

S h i f t

R e g i s t e r s , " D i -

g e s t

o f T e c h n i c a l P a p e r s ,

I E E E I n t e r n a t i o n a l

S o l i d

S t a t e

C i r c u i t s

C o n f e r e n c e , P h i l a d e l -

p h i a , P a . ( F e b . 1 9 7 2 )

p . 1 3 2 .

5 .

K o s o n o c k y , W .

F . a n d C a r n e s ,

J . E . , " T w o -

P h a s e

C h a r g e C o u p l e d

D e v i c e , "

F i n a l

R e -

p o r t

P R R L - 7 2

- C R - 6 ,

L a n g l e y

R e s e a r c h C e n -

Y

,

A D D R E S S

/ D E C O D E R

O U T

O N T R O L B

A D D R E S S S I G N A L S

S Y S T E M

C

S Y S T E M

D

F i g . 1 6

T w o

m e m o r y s y s t e m o r g a n i z a t i o n s

f o r

o b t a i n i n g

m o r e p a r a l l e l o p e r a t i o n ,

s m a l l e r

s t o r a g e

l o o p s , a n d

s h o r t e r

a c c e s s t i m e s .

S T O R A G E

E L E M E N T S

D I G I T

L I N E S

W O R D

L I N E S

I d i l % Y J i l l í f h i y f % 3

1

i i t i i i í / . k i . t r

t

I I

I

O U T

V »

S Y S T E M

E

F i g .

1 7 -

h a r g e - c o u p l e d

v e r s i o n

o f

o n e

t r a n s i s t o r

- p e r

b i t r e f r e s h a b l e

r a n d o m

a c c e s s

m e m o r y .

t e r ,

H a m p t o n ,

V i r g i n i a ,

N A S A ,

C o n t r a c t

N o .

N A S

1 -

1 0 9 8 3 , ( F e b .

1 9 7 2 ) .

6 . H e i m a n ,

F . P . ,

" O n

t h e

D e t e r m i n a t i o n

o f

M i n o r i t y

C a r r i e r

L i f e t i m e

f r o m

T h e

T r a n -

s i e n t R e s p o n s e

o f

a n M O S

C a p a c i t o r , "

I E E E

T r a n s .

E l e c t .

D e v .

V o l .

E D

- 1 4 ,

N o .

1 1 ,

( 1 9 6 7 )

p .

7 8 1

- 7 8 6 .

7 . K o s o n o c k y ,

W .

F .

a n d

C a r n e s , J .

E . ,

C h a r g e - C o u p l e d

D i g i t a l C i r c u i t s , "

I E E E

J .

S o l i d

- S t a t e

C i r c u i t s

V o l .

S C

6 , ( 1 9 7 1 )

p .

3 1 4 .

8 .

C a r n e s ,

J .

E . ;

K o s o n o c k y , W . F . ;

a n d

R a m -

b e r g ,

E . G . , " F r e e

C h a r g e

T r a n s f e r

i n

C h a r g e

- C o u p l e d

D e v i c e s , "

I E E E

T r a n s .

o n

E l e c t r o n

D e v i c e s ,

V o l . E D

- 1 9 , N o .

6 ,

( 1 9 7 2 )

p p .

7 9 8 - 8 0 8 .

9 . C a r n e s ,

J .

E . a n d

K o s o n o c k y ,

W . F . , " F a s t

I n t e r f a c e

S t a t e

L o s s e s

i n

C h a r g e

- C o u p l e d

D e v i c e s , "

A p p l .

P h y s . L t r s .

V o l .

2 0 ,

N o . 7

( A p r i l

1 , 1 9 7 2 )

p .

2 6 1 .

1 0 .

E n g e l e r ,

W .

E . ;

T i e m a n n ,

J .

T . ;

a n d

B a e r -

t s c h ,

R .

D . , " S u r f a c e

C h a r g e

T r a n s p o r t

i n

S i l i c o n , "

A p p l .

P h y s . L e t t e r s

1 7 , ( 1 9 7 0 )

p .

4 6 9 .

1 1 .

K i m ,

C .

K . ,

a n d L e n z l i n g e r ,

M . ,

" C h a r g e

T r a n s f e r

i n

C h a r g e - C o u p l e d

D e v i c e s , " J .

A p p l .

P h y s .

4 2 , ( 1 9 7 1 ) p .

3 5 8 6 .

1 2 . C a r n e s ,

J .

E . ;

K o s o n o c k y ,

W .

F . ; a n d R a m -

b e r g , E .

G . ,

" D r i f t -

A i d i n g

F r i n g i n g

F i e l d s

i n C h a r g e - o u p l e d

D e v i c e s , " I E E E

J .

S o l i d

S t a t e C i r c u i t s S C

6 ,

( 1 9 7 1 )

p .

3 2 2 .

1 3 . B e r t r a m ,

W . J . , " A p p l i c a t i o n

o f

C h a r g e -

C o u p l e d D e v i c e C o n c e p t

t o

S o l i d

S t a t e

I m a g e

S e n s o r s , "

D i g e s t

o f

T e c h n i c a l

P a -

p e r s ,

1 9 7 1 I E E E


C o n v e n t i o n ,

N e w Y o r k ( M a r c h

2 2 - 2 5 , 1 9 7 1 )

p .

2 5 0 .

1 4 .

T o m p s e t t , M .

F . ; A m e l i o ,

G .

F . ; B e r t r a m ,

W . j . ; B u c k l e y , R . R . ;

M c N a m a r a , W .

J . ;

M i k k e l s e n ,

J

C . ; a n d S e a l e r ,

D .

A . ,

" C h a r g e

C o u p l e d

I m a g i n g

D e v i c e s : E x p e r i -

m e n t a l

R e s u l t s , " I E E E

T r a n s . E l e c t r o n

D e -

v i c e s , E D

- 1 8 ,

( N o v .

1 9 7 1 )

p .

9 9 2 .

1 5 . B e r t r a m , W .

J . ;

S e a l e r , D . A . ;

S e q u i n ,

C . H . ; T o m p s e t t , M .

F . ; B u c k l e y ,

R .

R . ,

" R e c e n t A d v a n c e s i n C h a r g e -

C o u p l e d I m a g -

i n g

D e v i c e s , " D i g e s t

o f T e c h n i c a l

P a p e r s , "

1 9 7 2 I E E E I n t e r n a t i o n a l

C o n v e n t i o n ,

N e w

Y o r k

( M a r c h

2 0 - 2 3 , 1 9 7 2 )

p . 2 9 2 .

1 6 . W e i m e r , P . K . ;

K o v a c , M . G . ;

P i k e , W . S . ;

S h a l l c r o s s , I . V . ,

" C h a r g e -

C o u p l e d

I m a g e r , "

F i n a l

R e p o r t ,

S e p t .

1 9 7 2 , C o n t r a c t N u m b e r

0 0 1 4 - 7 1

- C

- 0 4 1 5 .

1 7 . K o v a c , M . G . ; W e i m e r ,

P . K . ; S h a l l c r o s s ,

F . V . ;

a n d

P i k e , W . S . , " S e l f -

c a n n e d

I m a g e S e n s o r s

B a s e d

U p o n B u c k e t - B r i g a d e

S c a n n i n g , "

a b s t r a c t

o f p a p e r

p r e s e n t e d

a t

t h e

I E E E E l e c t r o n

D e v i c e s M e e t i n g , W a s h -

i n g t o n , D . C . ,

( O c t .

1 9 7 2 ) .

1 8 .

K o v a c , M . G . ; S h a l l c r o s s ,

F . V . ;

P i k e ,

W . S . ;

a n d W e i m e r , P . K . , " I m a g e S e n s o r s

B a s e d o n C h a r g e

T r a n s f e r

b y I n t e g r a t e d

B u c k e t B r i g a d e s , "


E l e c t r o n

D e -

v i c e s

M e e t i n g , W a s h i n g t o n , D . C . , ( O c t .

I 1

- 1 3 ,

1 9 7 1 ) .

1 9 . K o v a c , M . G . ; P i k e , W . S . ;

S h a l l c r o s s ,

F .

V , ;

a n d W e i m e r , P . K . , " S o l i d

S t a t e

I m a g i n g E m e r g e s

f r o m C h a r g e

T r a n s p o r t , "

E l e c t r o n i c s , ( F e b .

2 8 , 1 9 7 2 )

p .

7 2 .

2 0 .

C a r n e s , J . E . a n d K o s o n o c k y , W .

F . ,

" N o i s e

S o u r c e s i n C h a r g e - C o u p l e d

D e v i c e s , "

R C A

R e v i e w , V o l . 3 3 , N o . 2 , ( J u n e 1 9 7 2 )

p p .

3 2 7

- 3 4 3 .

2 1 .

K a r p , J . A . ,

R e z i t z , W .

M . ;

a n d C h o u , S . ,

" A

4 0 9 6

- B i t D y n a m i c M O S

R A M , "

I S S C C

D i g e s t

o f

T e c h . P a p e r s , ( F e b .

1 9 7 2 ) p p .

1 0

- 1 1 .



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R e s e a r c h

N o t e s

A n a l o g - t o -

d i g i t a l

( r o l l i n g s a m p l e )

c o r r e l a t o r

H u n t e r

C .

G o o d r i c h

M i s s i l e

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S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n


N e w

J e r s e y

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C .

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M i s s i l e a n d

S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n


N e w

J e r s e y

E . C .

F a r n e t t

A s o l i d - s t a t e

( r o l l i n g

- s a m p l e )

c o r r e l a t o r

p r o v i d e s

f o r

s p a t i a l

c o r r e l a t i o n

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a n a n a l o g

r a d a r

s i g n a l

w i t h

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d i g i t a l l y

c o d e d

w a v e f o r m r e f e r e n c e . A l t h o u g h t h e

c o r r e l a t o r r e t a i n s

a n a l o g

s i g n a l

l e v e l s ,

a l l t r a n s i s t o r

s t a g e s

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o p e r a t e d

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s w i t c h e s

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a s h i g h l y

d e g e n e r a t i v e

e m i t t e r - f o l l o w e r s .

T h e p l a n

a l l o w s

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s u b s t i t u t i o n

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s i m p l e s a m p l e -

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a n a l o g

d e l a y l i n e

b y m e a n s

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" r o l l i n g

s a m p l e "

a n d c i r c u l a t i n g

r e f e r e n c e

s y n c h r o n i z a t i o n

m e t h o d .

T h u s

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f r e e d f r o m

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l i m i t e d

b a n d w i d t h

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b a n d w i d t h

p r o d u c t .

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P

S I G N A L

S I S M A L

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R E G I S T E R S

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B Y C O M M O N C L O C K

S H I F T

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b i p h a s e ,

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8 6

I n

t h e b l o c k

d i a g r a m

( F i g .

1 ) ,

a

s m a l l

n u m b e r

o f s t a g e s

i s

s h o w n f o r i l l u s t r a t i o n .

C o r r e l a t o r s

o f u p

t o

1 0 0 0

o r m o r e

s t a g e s

w i l l b e c o m e

p r a c t i c a l

w i t h i n t e g r a t i o n .

T h e

r e f e r e n c e

w a v e f o r m

c o d e

i s

s t o r e d i n t h e

u p p e r


w h i l e a s c a n ( o r s a m p l e )

p u l s e

i s s t o r e d

o n t h e

l o w e r s h i f t

r e g i s t e r .

B o t h

s h i f t r e g i s t e r s

a r e

c l o s e d

o n

t h e m s e l v e s

a n d t h e r e f e r e n c e

a n d s c a n p u l s e s

a r e

c o n t i n u o u s l y

r e c i r c u l a t e d

b y a

c l o c k .

T h e t i m i n g

i s

s u c h

t h a t

t h e s c a n p u l s e

i s

i n s y n c h r o n i s m

w i t h

t h e

l a s t

e l e m e n t o f t h e

r e f e r e n c e

w a v e f o r m . T h e s h i f t

r a t e o f t h e r e g i s t e r s

i s m a d e

e q u a l

t o t h e

w a v e f o r m c o d e

b i t r a t e .

A

c o r r e l a t o r

s t a g e i s

p r o v i d e d

f o r

e a c h e l e m e n t

i n t h e

w a v e f o r m

c o d e .

W h e n t h e

r a d a r

s i g n a l

r e t u r n s , e a c h

e l e m e n t o f t h e s i g n a l

i s

s a m p l e d

b y


a n d

s t o r e d

o n a

s a m p l e - a n d - h o l d

c i r c u i t .

E a c h

s a m p l e i s

h e l d

u n t i l


h a s m a d e f u l l

c i r c u l a t i o n

o f t h e

r e g i s t e r

a n d r e t u r n e d

t o

t h a t

p a r t i c u l a r

c o r -

r e l a t o r

s t a g e .

F o r

e x a m p l e ,

i n

a 1 0 0 - b i t

w a v e f o r m

w h e r e

e a c h

b i t h a s

a

d u r a t i o n

o f 0 . 1 µ s , t h e

s i g n a l s a m p l e

w o u l d b e

t a k e n

w i t h i n

a

p e r i o d l e s e

t h a n

0 . 1 A s

a n d

w o u l d b e h e l d f o r 1 0 µ s .

M u l t i p l i c a t i o n

b e t w e e n

d a t a

s t o r e d

o n t h e s a m p l e - a n d

- h o l d c i r -

c u i t s a n d

t h e r e f e r e n c e

w a v e f o r m s t o r e d

o n t h e

u p p e r

s h i f t

r e g i s t e r

o c c u r s

o n

a c o n t i n u o u s

b a s i s . W h e n

t h e f i n a l

e l e m e n t

( b i t ) o f a

g i v e n

r a d a r t a r g e t

s i g n a l

a r r i v e s , i t

i s s a m p l e d

b y t h e

s c a n p u l s e

a n d

s t o r e d

i n t h e l a s t

( u n l o a d e d )

s a m p l e - n d - h o l d

c i r c u i t .

T h e

f u l l

s i g n a l

w i l l b e c o n t a i n e d

w i t h i n t h e b a n k

o f

s a m p l e -

a n d - h o l d c i r c u i t s

f o r

t h i s o n e

- b i t p e r i o d . B e c a u s e

o f t h e

s y n c h r o n i s m

b e t w e e n


a n d t h e

l a s t

e l e m e n t o f

t h e

r e f e r e n c e

w a v e f o r m , a o n e

- t o

o n e c o r r e l a t i o n

w i l l

n o w

o c c u r

b e t w e e n e a c h e l e m e n t

o f t h e

r e f e r e n c e w a v e f o r m a n d t h ec o r r e s p o n d i n g e l e m e n t

o f t h e

r e t u r n r a d a r s i g n a l . T h e

o u t p u t

o f

t h e

s u m m i n g

b u s

w i l l n o w

b e

a t

a

m a x i m u m .

F i g .

1 i l l u s t r a t e s

t h e c a s e

w h e r e t h e f i r s t

e l e m e n t

o f t h e

s i g n a l

a r r i v e d a s

t h e

t h i r d

s t a g e f r o m

t h e l e f t

w a s

b e i n g

s a m p l e d

a n d

t h e l a s t

e l e m e n t

a r r i v e d

w h e n t h e

s a m p l e

p u l s e

h a d c i r c u l a t e d

a r o u n d

a n d

r e a c h e d

t h e

s e c o n d

s t a g e f r o m

t h e l e f t .

B e c a u s e o f

t h e s y n c h r o n i -

z a t i o n p l a n ,

t h e r e f e r e n c e

c o d e

i s i n

t h e c o r r e l a t i n g p o s i t i o n

a t

t h i s i n s t a n t .

I f t h e

t a r g e t

r a n g e

t i m e h a d

b e e n 0 . 1 A s l o n g e r ,

t h e

s t o r e d

p o s i t i o n

o f

e a c h s i g n a l

e l e m e n t

w o u l d

b e

s h i f t e d o n e

p o s i t i o n

t o t h e

r i g h t f r o m

t h a t

s h o w n , b u t

t h e

r e f e r e n c e

c o d e

w o u l d

a l s o

h a v e s h i f t e d

o n e

p o s i t i o n

t o t h e r i g h t .

T h u s ,

f u l l

c o r r e l a t i o n

w o u l d

a l s o

o c c u r f r o m

t h e s e c o n d

c a s e ,

b u t w o u l d

h a p p e n

0 . 1

A s

l a t e r

t h a n

i n t h e

f i r s t

c a s e .

F o r

w a v e f o r m s t h a t

a r e r e l a t i v e l y

s h o r t ,

s o t h a t n o


d o p p l e r p h a s e

s h i f t s

o c c u r d u r i n g

t h e

w a v e f o r m

i n t e r v a l ,

a l l t h e

c o r r e l a t o r

s t a g e

o u t p u t s

c a n b e

d i r e c t l y

s u m m e d .

I f t h e

w a v e -

f o r m

i s

l o n g ,

s o

t h a t p h a s e

s h i f t s

d o

o c c u r f o r

m o v i n g t a r g e t s ,

t h e o u t p u t s

c a n

b e

s u m m e d

i n

g r o u p s

a n d a p p l i e d

t o

a r e s i s t o r

m a t r i x

a s s h o w n

i n

F i g .

2 . T h e h o r i z o n t a l

s u m m i n g l i n e s

o f t h i s

m a t r i x

a r e c o u p l e d

t o t h e

i n p u t

l i n e s

w i t h

a

c o d e d

p a t t e r n

o f

c o u p l i n g r e s i s t o r s

s o

t h a t

a d i f f e r e n t o u t p u t

l i n e

i s

m a t c h e d f o r

e a c h d o p p l e r r e s o l u t i o n

c h a n n e l .

T h e c o r r e l a t o r

n o w b e c o m e s

t w o d i m e n s i o n a l ,

i n d i c a t i n g

b o t h

t h e

r a n g e

a n d

v e l o c i t y o f e a c h

t a r g e t .

T h e

c o r r e l a t o r


h a s b e e n d e s c r i b e d

f o r

a

c o n t i g u o u s

e l e m e n t

b i -

p h a s e . H o w e v e r ,

i t c a n

b e a d a p t e d

t o m u l t i p l e

b u r s t

s i g n a l s ,

t o

q u a d r a

- p h a s e c o d i n g ,

a n d

t o

s t r e t c h

s y s t e m s .

R e p r i n t e d

R E - 1 8

- 5 - 1

F i n a l

m a n u s c r i p t

r e c e i v e d

J u l y

8 , 1 9 7 1 .


8/18/2019 antenna----------npl


S e l f -

c o n t a i n e d

i m p a c t

d e t e c t o r

a n d

r e p o r t e r

A n t o n

J . L i s i c k y

G o v e r n m e n t

P l a n s a n d

S y s t e m s D e v e l o p m e n t


N e w

J e r s e y

E a r l D .

G r i m

M g r . ,

S p a c e S y s t e m s

G o v e r n m e n t

P l a n s a n d S y s t e m s D e v e l o p m e n t


N e w

J e r s e y

M a u r i c e G . S t a t o n

D i v . V . P . , A d v a n c e d S p a c e

P r o g r a m s

A s t r o - E l e c t r o n i c s D i v i s i o n

H i g h t s t o w n ,

N e w

J e r s e y

A c o m p a c t s e l f -

c o n t a i n e d u n i t e a s i l y a t t a c h a b l e

t o

a m i s s i l e o r

s a t e l l i t e p r o v i d e s

a m e a n s f o r d e t e c t i n g a n d

r e p o r t i n g

o n i m p a c t

b y

a f o r e i g n o b j e c t .

T h e d e v i c e i s

e a s i l y

c o n t a i n e d

i n

a

v o l u m e

o f o n e c u b i c i n c h

u t i l i z i n g i n t e g r a t e d c i r c u i t r y a n d m i n i a t u r i z e d


T h e

d e v i c e , a s

i l l u s t r a t e d i n F i g .

1 , i s

p r o v i d e d w i t h

t h e p i e z o e l e c t r i c

t r a n s d u c e r ,

a

p o w e r s u p p l y s u c h a s

a

b a t t e r y ,

a

m o d u l e o f m i c r o w a v e

i n t e g r a t e d c i r c u i t s a r r a n g e d

t o

p r o v i d e

t h e f u n c t i o n s

o f a m o d u l a t o r

a n d a

t r a n s m i t t e r ,

a s o l a r

c e l l , a n d

a

p r i n t e d

c r o s s - d i p o l e

a n t e n n a .

M I C R O V / A 4 E

I N T E G R A T E D O R C U I T S ( 1 6 )

1 0

P I E Z O E L E C T R I C

T R A N S D U C E R l 2 )

P R I N T E D

C R O S S

D I P O L E S

( 2 0 )

S O L A R C E L L

1 1 8 )

B A T T E R Y

( 1 4 )

F i g . 1 - I m p a c t

d e t e c t o r a n d r e p o r t e r .

A s

s h o w n

i n t h e s y s t e m b l o c k d i a g r a m

( F i g .

2 ) ,

t h e

t r a n s d u c e r

i s

c o u p l e d

t o

a f i l t e r a n d

t h r e s h o l d

d e v i c e ,

t h e o u t p u t o f

w h i c h

i s

c o u p l e d

t o

a

m o d u l a t o r ,

s u i t a b l y

a

o n e - s h o t

d e v i c e f o r

a c t i -

v a t i n g

a

t r a n s m i t t e r .

T h e

t r a n s m i t t e r o u t p u t

i s

c o u p l e d t h r o u g h

t h e a n t e n n a t o

a

g r o u n d s t a t i o n .

T h e s o l a r

c e l l r e c h a r g e s t h e

b a t t e r y ,

w h i c h

p r o v i d e s

t h e p o w e r

f o r

t h e v a r i o u s

c i r c u i t s a s

i n d i c a t e d .

W h e n

a n o b j e c t s t r i k e s

t h e v e h i c l e , t h e

p i e z o e l e c t r i c t r a n s d u c e r

( e . g . , a b a r i u m t i t a n a t e

c r y s t a l ) s e n s e s

t h e

v i b r a t i o n s

c a u s e d

b y

t h e

o b j e c t

s t r i k i n g i t .

T h e t r a n s d u c e r

o u t p u t i s

c o u p l e d

d i r e c t l y

o r f e d

t h r o u g h e l e c t r i c a l

f i l t e r i n g

t o

e l i m i n a t e

r e s p o n s e s

t o

v e h i c l e

o p e r a t i n g

n o i s e s .

A

b i a s a d j u s t m e n t p r o v i d e s

a m e a n s

f o r

c a l i b r a t i n g t h e l e v e l

o f t h r e s h o l d .

S e l e c t i v i t y

o f

t h e d e s i r e d

r e s p o n s e s c a n

b e

f u r t h e r

e n h a n c e d

b y

a n a d j u s t a b l e

t h r e s h o l d

o p e r a t i n g

o n

t h e

f i l t e r o u t p u t . T h e

t h r e s h o l d

t r i g g e r s

t h e

o n e -

s h o t

m u l t i v i b r a t o r w h i c h

a p p l i e s

D C

v o l t a g e

t o

t h e t r a n s m i t t e r .

F O R E I G N

O B J E C T

I M P A C T

S H O C K

S O L A R

C E L L - 1 8

B A T T E R Y

1 4

T R A N S D U C E R

F I L T E R

A N D

T H R E S H O L D

M O D U L A T O R

( O N E

S H O T )


A N T E N N A

1 2

2 3 - - 1

I S 7

2 0

1 1 3

T O

G R O U N D

S T A T I O N

A D J U S T

2 2

F i g .

2 -

S y s t e m

b l o c k d i a g r a m .

T h e

R F

e n e r g y

o u t p u t

i s

r a d i a t e d t h r o u g h

a

p r i n t e d

c r o s s

d i p o l e

o r e q u i v a l e n t ,

a n t e n n a

t o a r e c e i v e r a t t h e g r o u n d s t a t i o n

2 2 .

T h e


c a n

b e a n L -

o r

S

- b a n d u n i t .

I t

m a y b e a l o a d e d

o s c i l l a t o r s u c h

a s

a n R C A L

- b a n d R a d i o s o n d e .

I n t h e a l t e r n a t i v e ,

t h e


m a y b e a n o s c i l l a t o r

p o w e r a m p l i f i e r ,

R C A

- T A -

7 7 8 5 . A 5 0 0

m W o u t p u t a t

a

f r e q u e n c y o f

2 . 2

t o

2 . 3

G H z

f o r a

d u r a t i o n

o f 1 0 s i s

a d e q u a t e

t o

p r o v i d e a

s i g n a l

t o

a g r o u n d

f a c i l i t y f r o m

a

s a t e l l i t e

a t

s y n c h r o n o u s

a l t i t u d e .

T h e p o w e r

s u p p l y

i s

t y p i c a l l y

a

n i c k e l -

a d m i u m

s t o r a g e

b a t t e r y

w i t h

a

c a p a c i t y

o f

2 8 0

W

s .

I f d e s i r e d , a t

l a u n c h , t h e

b a t t e r y

i s

i n a d i s c h a r g e d s t a t e ,

t h e r e b y p r e v e n t i n g

t h e u n i t f r o m i n a d -

v e r t e n t l y

r e s p o n d i n g t o t h e

v i b r a t i o n s o f

t h e v e h i c l e t h a t

o c c u r

d u r i n g t h e

l a u n c h p h a s e .

A

s u i t a b l e s o l a r c e l l

p r o v i d e s

2 4 V a t

1

m A

a n d i s a d e q u a t e

f o r

t h e r e q u i r e m e n t s o f

t h e

s y s t e m .

I t

d e v e l o p s

s u f f i c i e n t

p o w e r

a f t e r

o n e h o u r e x p o s u r e t o t h e

s u n .

S u i t a b l e c o n t r o l s , s u c h a s a b a c k

b i a s e d d i o d e p r e v e n t s

t h e b a t -

t e r y f r o m d i s c h a r g i n g

t h r o u g h

t h e s o l a r c e l l .

T h i s

a r r a n g e m e n t

e l i m i n a t e s

t h e

n e e d f o r e x t e r n a l c o n t r o l

o f

t h e

u n i t

a n d t h u s t h e

n e e d f o r

a n y s o r t o f t i m e

a n d c o m m a n d

r e c e i v e r .

S i m p l i c i t y

o f d e s i g n

f o r

a

f u l l y s e l f - c o n t a i n e d

i m p a c t

s e n s o r

u n i t

i s a c c o r d i n g l y a v a i l a b l e w i t h

a s i m p l e

d e s i g n f o r m .

T h e c o m p a c t f o r m o f

t h e

u n i t

e . g . o n e c u b i c

i n c h , a l l o w s

f o r i t

t o b e a d h e r e d

t o

t h e v e h i c l e

a t o n e o r

m o r e p o s i t i o n s

w h i c h

a r e

b e s t f o r s e n s i n g

a n d r e p o r t i n g

i m p a c t

b y

f o r e i g n o b j e c t s .

I n

s a t e l l i t e s y s t e m s , t h r e e

a x i s v e h i c l e

r e b a l a n c i n g

i s

m i n i m i z e d

b e c a u s e o f t h e

l i g h t

w e i g h t

a n d

t h e p l a c e m e n t

e a s e

a t s u i t a b l e

l o c a t i o n s .

F u r t h e r m o r e , t h e

s m a l l

s i z e

r e d u c e s

t h e p r o b a b i l i t y o f

i t b e i n g

h i t

e i t h e r

d i r e c t l y

o r b y s e c o n d a r y

i m p a c t .

A l s o , t h e

n e e d f o r

" h a r d e n i n g "

f r o m r a d i a t i o n c o n t a m i n a t i o n

e f f e c t s

i s

m i n i m i z e d .

O t h e r

s e n s i n g


T h e b a s i c c o n f i g u r a t i o n o f t h i s i m p a c t s e n s o r

i s

s u i t a b l e

f o r

s y s t e m

a p p l i c a t i o n s o t h e r

t h a n s p a c e c r a f t .

F o r

e x a m p l e , i m p a c t

s e n s i n g o n

t a r g e t

d r o n e s

a n d r e m o t e l y p i l o t e d v e h i c l e s

i n

t e s t

o r

u n d e r o p e r a t i o n a l

c o n d i t i o n s i s a n o b v i o u s

a p p l i c a t i o n .

P e r h a p s

l e s s o b v i o u s ,

b u t

a l s o

v e r y

p o s s i b l e ,

i s


t o

b u r g l a r

a l a r m s , o r

p e r s o n n e l o r v e h i c l e

d e t e c t i o n

w i t h

a n

R F l i n k

t o a

c e n t r a l s t a t i o n .

A l t h o u g h

t h e s e n e w


c o u l d

r e q u i r e

c h a n g e s

i n t h e

l a y o u t o f

t h e s e n s o r ,

t h e b a s i c

c o m p o n e n t s

a n d

c o n c e p t

w o u l d

r e m a i n t h e s a m e .

T h e d e v i c e i s a l s o s u i t e d t o

o t h e r s i m i l a r a p p l i c a t i o n s

w h e r e

t h e r e i s e m p h a s i s

o n s e n s i n g

i m p a c t o r

s h o c k r e m o t e l y w i t h

a s m a l l ,

c h e a p d e v i c e w h o s e


a n d s u r v i v a b i l i t y

c a n b e

a s s u r e d t h r o u g h

r e d u n d a n c y .

R e p r i n t e d

R E -

1 8

- 5 - 1

F i n a l m a n u s c r i p t

r e c e i v e d A u g u s t

2 4 , 1 9 7 2 .


8/18/2019 antenna----------npl


P e n

a n d

P o d i u m

R e c e n t

R C A

t e c h n i c a l

p a p e r s

a n d p r e s e n t a t i o n s

B o t h

p u b l i s h e d

p a p e r s

a n d

v e r b a l

p r e s e n t a t i o n s

a r e i n d e x e d . T o

o b t a i n

a p u b l i s h e d

p a p e r , b o r r o w

t h e j o u r n a l

i n w h i c h

i t

a p p e a r s

f r o m y o u r

l i b r a r y ,

o r w r i t e

o r c a l l

t h e

a u t h o r

t o r

a

r e p r i n t .

F o r


o n u n p u b l i s h e d

v e r b a l p r e s e n t a t i o n s ,

w r i t e

o r

c a l l t h e

a u t h o r . ( T h e

a u t h o r ' s

R C A

D i v i s i o n

a p p e a r s p a r e n t h e t i c a l l y

a f t e r h i s

n a m e

i n

t h e

s u b j e c t - i n d e x

e n t r y . )

F o r

a d d i t i o n a l

a s s i s t a n c e i n l o c a t i n g

R C A

t e c h n i c a l l i t e r a t u r e ,

c o n t a c t : R C A

S t a f f T e c h n i c a l

P u b l i c a t i o n s ,

B l d g .

2

- 8 , R C A ,

C a m d e n ,

N . J . ( E x t .

P C -

0 1 8 ) .

T h i s i n d e x

i s

p r e p a r e d f r o m

l i s t i n g s

p r o v i d e d

b i m o n t h l y

b y

R C A

D i v i s i o n

T e c h n i c a l


A d m i n i s t r a t o r s

a n d

E d i t o r i a l

R e p r e s e n t a t i v e s

- w h o s h o u l d

b e c o n t a c t e d

c o n c e r n i n g

e r r o r s o r

o m i s s i o n s

( s e e i n s i d e

b a c k

c o v e r ) .

S u b j e c t i n d e x

c a t e g o r i e s

a r e b a s e d

u p o n

s t a n d a r d

a n n o u n c e m e n t

c a t e g o r i e s

u s e d b y T e c h n i c a l


S y s t e m s , C o r p o r a t e


S e r v i c e s , B l d g .

2

- 8 ,

C a m d e n ,

N . J .

S u b j e c t I n d e x

T i t l e s o f p a p e r s

a r e p e r m u t e d

w h e r e

n e c e s s a r y

t o b r i n g

s i g n i f i c a n t k e y w o r d ( s )

t o

t h e l e f t f o r

e a s i e r

s c a n n i n g .

A u t h o r s ' d i v i s i o n

a p p e a r s

p a r e n t h e t i c a l l y

a f t e r

h i s

n a m e .

S E R I E S

1 0 0

B A S I C

T H E O R Y

&

M E T H O D O L O G Y

1 0 5

C h e m i s t r y

. . . o r g a n i c ,

i n o r g a n i c ,

&

p h y s i c a l .

T I N

S E N S I T I Z I N G

S O L U T I O N S .

S o m e

A s p e c t s

o f t h e

C h e m i s t r y

o f

- N .

F e l d s t e i n ,

J . A . W i n e r ,

G . L . S c h n a b l e

( L a b s , P r ) J .

o f

t h e

E l e c t r o c h e m .

S o c . , V o l .

1 1 9 ,

N o .

1 1 ,

p p . 1 4 8 6 -

1 4 9 0 ; 1 1 / 7 2

1 2 5 P h y s i c s

. .


f i e l d t h e o r y ,

q u a n t u m m e c h a n i c s ,

b a s i c p a r t i c l e s .

p l a s m a s .

s o l i d

s t a t e ,

o p t i c s

t h e r m o d y n a m i c s ,

s o l i d m e c h a n i c s .

f l u i d

m e c h a n i c s ,

a c o u s t i c s .

I N T E R N A L

P H O T O E M I S S I O N

i n

I n s u l a t o r

S y s t e m s

- R .

W i l l i a m s

( L a b s , P r )

A m e r i c a n

V a c u u m

S o c . S y m p . ,

Y o r k t o w n

H e i g h t s ,

N . Y . ;

1 2 / 7 / 7 2

O P T I C A L

S C I N T I L L A T I O N

T h r o u g h

T u r b u l e n t A i r

( P a r t

I I ) ,

S t r o n g

- D . A .

d e W o l f

( L a b s , P r ) 1 9 7 2

F a l l

U R S I M t g . , W i l l i a m s b u r g ,

V a . ;

1 2 / 1 2 / 7 2

T U R B U L E N T

P L A S M A , D i r e c t

a n d

C r o s s

P o l a r i z e d

B a c k

S c a t t e r f r o m - I . P .

S h k a r o f s k y ,

A . K .

G h o s h ,

E . N . A l m e y

( R C A

L T D . , M o n t )

P l a s m a P h y s i c s ,

V o l . 1 4 ,

N o . 1 0 ;

1 0 / 7 2

1 6 0

L a b o r a t o r y

T e c h n i q u e s

& E q u i p m e n t

. . .


m e t h o d s

& e q u i p m e n t ,

l a b

f a c i l i t i e s ,

t e s t i n g .

d a t a

m e a s u r e m e n t ,

s p e c t r o s c o p y . e l e c t r o n

m i c r o s c o p y ,

d o s i m e t e r s .

8

I N T E G R A T I N G

S P H E R E

f o r

U s e w i t h a

S p e c t r o r a d i o m e t e r -

L . J . N í c a s t r o ,

A . L . L e a

( A T L , C a m d e n )

A p p l i e d

O p t i c s , V o l .

1 1 ,

N o .

1 0 , P P . 2 3 7 9 ; 1 0 / 7 2

P H O T O E M I S S I O N


o f

t h e

S i l i c o n / S i l i c o n

D i o x i d e I n t e r f a c e ,

L a s e r

S c a n n i n g R .

W i l l i a m s ,

M .

W o o d s

(

L a b s , P r )

J .

o f A p p l i e d

P h y s i c s ,

V o l . 4 3 , N o .

1 0 ,

p p . 4 1 4 2 -

4 1 2 3 ; 1 0 / 7 3

S H E E T - R E S I S T I V I T Y


w i t h

T w o

- P o i n t

P r o b e s .

N o n -

D e s t r u c t i v e - J . L .

V o s s e n (

L a b s , P r ) R C A R e v i e w ,

V o l .

3 3 ,

N o . 3 ,

p p .

5 3 7 - 5 4 2 ; 7 / 7 2

E L E C T R O L E S S

P L A T I N G ,

T h e

M e c h a n i s m

o f

- N .

F e l d s t e i n

(

L a b s , P r )

S e m i n a r

-

D e p t .

o f

P h y s i c s ,

U n i v . o f W i n d s o r , W i n d s o r ,

O n t ;

1 2 / 1 4 / 7 2

C O N N E C T O R

S Y S T E M S ,

B a s i c

S e l e c t i o n

o f

- B . R .

S c h w a r t z ( M

& S R ) H a n d b o o k

o f

W i r i n g ,

C a b l i n g

a n d I n t e r c o n n e c t i n g

f o r

E l e c t r o n i c s ;

1 1 / 7 2

Q U A L I T Y - C O S T

E Q U A T I O N ,

T h e

S o l i d

S t a t e ,

I t s I m p a c t

o n

t h e

S p e c i f i e r ,

B u y e r , a n d

S u p p l i e r

- D . P .

D e l

F r a t e

( S S D , S o m )

W e s t e r n

E l e c t r o n i c

S h o w a n d

C o n v e n t i o n

( W E S C O N ) ,

L o s A n g e l e s ,

C a l i f . ; C o n t . P r o c . ;

9 / 7 2

P L A S T I C

P A C K A G E f o r

I n t e g r a t e d

C i r c u i t s ,

H i g h - R e l i a b i l i t y

- H .

K h a j e z a d e h

( S S D , S o m )

1 9 7 3


P h y s i c s

S y m p . ,

L a s V e g a s ,

N e v a d a ; 4 / 7 3

P R O D U C I B I L I T Y :

t h e

C r i t i c a l E n g i n e e r i n g /

M a n u f a c t u r i n g

I n t e r f a c e

( S e s s i o n

C h a i r m a n

a n d

P a n e l

M o d e r a t o r )

- A .

L e v y

(

E A S D , V a n

N u y s )

' 7 2 W E S C O N


P a n e l ,

L o s

A n g e l e s ,

C a l i f . ;

9 / 7 2

Y I E L D

A N A L Y S I S F O R

H y b r i d

M i c r o e l e c t r o n i c s

C i r c u i t s - A . L e v y

( E A S D ,

V a n

N u y s ) 1 9 7 2

I n t l

M i c r o e l e c t r o n i c s

S y m p . ,

W a s h i n g t o n , D . C . ;

1 0 / 3 0 / 7 2

1 8 0 M a n a g e m e n t

&

B u s i n e s s

O p e r a t i o n s

. o r g a n i z a t i o n ,

s c h e d u l i n g ,

m a r k e t i n g ,

p e r s o n n e l .

B E T T E R P R O D U C T S

a t L o w e r

C o s t s

E .

S h e c t e r

( M

& S R , M r s t n )

J o i n t


M a n a g e m e n t

C o n t .

A t l a n t a ,

G a . ; 1 0 / 3 0 / 7 2

C A N A D I A N

S C I E N C E P O L I C Y ,

P e r s p e c t i v e s

i n - M . P . B a c h y n s k i ( R C A

L T D . , M o n t )

S c i t e c

F o r u m

o n S c i e n c e

P o l i c y ,

O t t a w a ;

1 0 / 7 2

T E C H N O L O G Y o n M a n a g e m e n t

a n d t h e

W o r k F o r c e ,

E f f e c t

o f

- E . B .

G a l t o n

( A S D , B u r l ) N . E .

A e r o n a u t i c a l

I n s t i t u t e

M t g . ,

D a n i e l W e b s t e r J u n i o r

C o l l e g e .

N a s h u a ,

N . H . ;

1 1 / 8 / 7 2

S E R I E S 2 0 0

M A T E R I A L S ,

D E V I C E S ,

&

C O M P O N E N T S

2 0 5 M A T E R I A L S

( E L E C T R O N I C )

. . p r e p a r a t i o n

& p r o p e r t i e s

o f

c o n d u c t o r s , s e m i c o n d u c t o r s ,

d i e l e c t r i c s ,

m a g n e t i c , e l e c t r o p t i c a l ,

r e c o r d i n g ,

&


m a t e r i a l s

A s P E M I T T E R S

f r o m D o p e d

G l a s s e s

- F .

L e e

( L a b s , P r )

1 9 7 2

I E E E

I n t l E l e c t r o n

D e v i c e s

M t g . ,

W a s h i n g t o n ,

D . C . ; 1 2 / 4

- 6 / 7 2

B i

- S b

A L L O Y S

f o r

M a g n e t o

- T h e r m o e l e c t r i c

a n d

T h e r m o m a g n e t i c

C o o l i n g -

W . M . Y i m ,

A .

A m i t h

( L a b s , P r )

S o l i d

- S t a t e


V o l .

1 5 , p p . 1 1 4 1 - 1 1 6 5 ;

1 9 7 2

C d S S i n g l e C r y s t a l

O p t i c a l C a v i t i e s ,

H i g h

-

I n t e n s i t y I n j e c t i o n L u m i n e s c e n c e

i n

- F . H .

N i c o l l

( L a b s , P r )

J .

o f

A p p l i e d P h y s i c s ,

V o l . 4 3 ,

N o 1 0 p p . 4 1 1 9

- 4 1 2 3 ' 1 0 / 7 2

I N S U L A T I N G

G a N ,

E l e c t r o l u m i n e s c e n c e

i n -

J . I . P a n k o v e

( L a b s , P r )

A m e r i c a n P h y s i c a l

S o c i e t y M t g . .

L o s

A n g e l e s ,

C a l i f . ; 1 2 / 2 7

2 9 / 7 2

L I Q U I D

C R Y S T A L .

M a t e r i a l s

a n d

D i s p l a y

D e v i c e s

- J . A . C a s t e l l a n o

( L a b s , P r )

L i q u i d

C r y s t a l

I n s t . ,

K e n t S t a t e

U n i v . , K e n t ,

O h i o :

1 1 / 2 9 / 7 2

p

- T Y P E

P b T e - P b S e

A L L O Y S ,

T h e r m o e l e c t r i c

P r o p e r t i e s

o f - I . K u d m a n

( L a b s , P r )

J .

o f

M a t e r i a l s

S c i e n c e ,

V o l . 7 , p p .

1 0 2 7

- 1 0 2 9 ;

1 9 7 2

P Y R A C Y L O Q U I N O N E ,

T h e

P h o t o c h e m i s t r y

o f

- J . A .

G a s t l l a n o ,

F . J . M . B e r i n g e r ,

R . E . K .

W i n t e r ( L a b s , P r )

J . o f O r g a n i c

C h e m i s t r y ,

V o l .

3 7 ,

N o .

2 0 , p p .

3 1 5 1 - 3 1 6 0 ;

1 0 / 6 / 7 2

S C H I F F - B A S E

L I Q U I D -

C R Y S T A L M i x t u r e s ,

E q u i l i b r i u m

P r o p e r t i e s

o f -

H . S o r k i n

( S S D , S o m )

S y m p .

o n

L i q u i d

C r y s t a l s , K e n t

S t a t e U n i v . ;

8 / 7 2 , K e n t .

O h i o

S r T i O ' , F u n d a m e n t a l

A b s o r p t i o n

E d g e

o f - D . R e d f i e l d ,

W . J . B u r k e

( L a b s , P r )

P h y s i c a l

R e v .

B , V o l . 6 ,

N o . 8 ,

p p .

3 1 0 4 - 3 1 0 9 ;

1 0 / 1 5 / 7 2

Z n S e

a n d

C d T e ,

M i s c i b i l i t y

B e t w e e n

- W . M .

Y i m ,

J . P .

D i s m u k e s ,

E . J .

S t o f k o . R . J .

U l m e r

( L a b s , P r )

P h y s i c a

S t a t u s

S o l i d i

( a ) , S h o r t

N o t e s , V o l .

1 3 , P P .

K 5 7

- K 6 1 ;

1 9 7 2

2 1 0

C i r c u i t

D e v i c e s

& M i c r o c i r c u i t s

. . e l e c t r o n

t u b e s

&

s o l i d

- s t a t e

d e v i c e s

( a c t i v e

& p a s s i v e ) , i n t e g r a t e d ,

a r r a y ,

&

h y b r i d

m i c r o c i r c u i t s ,

f i e l d -

e f f e c t

d e v i c e s ,

r e s i s t o r s

& c a p a c i t o r s ,

m o d u l a r

&

p r i n t e d

c i r c u i t s ,

c i r c u i t

i n t e r c o n n e c t i o n ,

w a v e g u i d e s

&


l i n e s .

C H A N N E L

C O N C E N T R A T I O N

i n

M O S

T r a n s i s t o r s

b y

S t a t i s t i c a l

A n a l y s i s

o f

t h e

S u b s t r a t e

B i a s

E f f e c t

o n T h r e s h o l d

V o l t a g e

- W . A .

B o s e n b e r g

( L a b s , P r )

1 9 7 2 E l e c t r o n

D e v i c e s

M t g . , W a s h i n g t o n ,

D . C . ; 1 2 / 4

- 6 / 7 2

C H A R G E

- C O U P L E D

D E V I C E S ,


M e a s u r e m e n t

o f N o i s e i n - J . E .

C a r n e s ,

W . F .

K o s o n o c k y ,

P . A .

L e v i n e

( L a b s , P r )

1 9 7 2

I E E E E l e c t r o n

D e v i c e s

M t g . ,

W a s h i n g t o n , D . C . ;

1 2 / 4

- 6 / 7 2

C O S M O S

-

T h e P e r v a s i v e

T e c h n o l o g y - V . E .

H i l l s

( S S D , S o m )

N Y I E E E

S u b s e c t i o n

o n

C i r c u i t

T h e o r y ,

N u t l e y ,

N . J . ;

9 / 7 2

G a A s

M I L L I M E T E R

- W A V E

I M P A T T S ,

F a b r i c a t i o n

a n d

P e r f o r m a n c e o f

- K . P . W e l l e r ,

A . B . D r e e b e n ,

S . T . J o l l y ( L a b s , P r )

1 9 7 2 I E E E

I n t l E l e c t r o n

D e v i c e s


D . C . ;

1 2 / 4 - 6 / 7 2

G R E E N

E L E C T R O L U M I N E S C E N T

D I O D E S

b y

" D o u b l e

- B i n " L i q u i d

- P h a s e

E p i t a x y ,

E f f i c i e n t

- I . L a d a n y , H . K r e s s e l (

L a b s , P r )

P r o c .

o f

t h e I E E E ,

V o l . 6 0 , N o .

9 ;

9 / 7 2

G R E E N

- L I G H T E M I T T I N G D I O D E S ,

A n


S t u d y o f

H i g h -

f f i c i e n c y

G a P ; N -

I . L a d a n y , H . K r e s s e l ( L a b s , P r ) R C A

R e v i e w

V o l .

3 3 , N o

3 ; p p . 5 1 7 - 5 3 6 ; 9 / 7 2

I N T E G R A T E D

C I R C U I T S ,

D i a g n o s t i c s

o f

E . R .

L e v i n (

L a b s , P r )

E l e c t r o n

I o n B e a m s

i n M i c r o f a b r i c a t i o n

o f

I n t e g r a t e d

C i r c u i t s ,

F a i r l e i g h

D i c k i n s o n

U n i v . ; 1 1

/ 1 7 / 7 2

L U M P E D -

L E M E N T I n t e g r a t e d

C i r c u i t s

f o r

U H F

a n d

L

- B a n d


- H . S . V e l o r i c ,

S . L a z a r ,

R . M i n t o n ,

H . M e i s e l , P . S c h n i t z l e r ,

C . K a m n i t s i s

( S S D , S o m )

F i r s t R e g i o n a l

S e m i n a r

o n H i g h - F r e q u e n c y


o f

H y b r i d

M i c r o e l e c t r o n i c s ,

T e c h n i c a l


a n d

P o s s i b i l i t i e s ;

C a m b r i d g e ,

M a s s . :

6 / 7 2 :

S e m i n a r N o t e s

M I N I A T U R E

T W T

D e s i g n

S u i t a b l e

f o r H i g h

O u t p u t P o w e r ,

N e w

- M . J .

S c h i n d l e r

( C E , H a r )

1 9 7 2 I E E E

I n t l

E l e c t r o n D e v i c e s

M t g . ,


D . C . ; 1 2 / 4 - 6 / 7 2

M O N O L I T H I C

D R I V E R S ,

H i g h P o w e r

R . N .

G u a d a g n o l o

( E A S D , V a n N u y s )

G o v e r n m e n t

M i c r o c i r c u i t A p p l i c a t i o n s

C o n f . ( G O M A C )

D i g e s t ;

S a n

D i e g o ,

C a l i f . ;

1 0 / 1 1 / 7 2

P H O T O M U L T I P L I E R

w i t h

G a P

( C s )

D y n o d e s , F a s t

F i v e - S t a t e

- D . E .

P e r s y k

( C E , H a r ) 1 9 7 2 I E E E

I n t l E l e c t r o n D e v i c e s


D . C . ;

1 2 / 4

- 6 / 7 2

P O W E R

T U B E

f o r M o b i l e


a t

9 0 0

M H z ,

N e w - F . W . P e t e r s o n

( C E ,

H a r ) 1 9 7 2

I E E E

I n t l

E l e c t r o n D e v i c e s M t g . , W a s h i n g t o n ,

D . C . ; 1 2 / 4

- 6 / 7 2

T a T a ' O ' - A u

T h i n

F i l m

S h o t t k y / P o o l e

F r a n k e l

E f f e c t D e v i c e s

- G . D . O ' C l o c k

( E A S D ,

V a n

N u y s )

J . o f

A p p l i e d

P h y s i c s .

9 / 7 2

T H R E S H O L D

C O N T R O L i n

C O S / M O S

C i r c u i t s , I o n

I m p l a n t a t i o n

f o r

- A . G . F .

D i n g w a l l ,

E . C . D o u g l a s

( L a b s , P r ) 1 9 7 2 I E E E

I n t l

E l e c t r o n D e v i c e s M t g . , W a s h i n g t o n ,

D . C . ;

1 2 / 4

6 / 7 2

T R A N S I S T O R

C U R R E N T

D I S T R I B U T I O N ,

T h e

Q u a s i - S a t u r a t i o n

R e g i m e ,

I n f r a r e d

O b s e r v a t i o n

o f - R A .

S u n s h i n e (

L a b s , P r )

1 9 7 2

I E E E

I n t l

E l e c t r o n

D e v i c e s

M t g . ,

W a s h i n g t o n

D . C . ;

1 2 / 4 - 6 / 7 2

2 1 5 C i r c u i t

&

N e t w o r k D e s i g n s

. . a n a l o g

&

d i g i t a l f u n c t i o n s

i n

e l e c t r o n i c

e q u i p m e n t : a m p l i f i e s ,

f i l t e r s , m o d u l a t o r s ,

m i c r o w a v e

c i r c u i t s ,

A -

D

c o n v e r t e r s ,

e n c o d e r s , o s c i l l a t o r s ,

s w i t c h e s ,

m a s e r s ,

l o g i c

n e t w o r k s , t i m i n g

&

c o n t r o l f u n c t i o n s ,

f l u i d i c

c i r c u i t s .

A C O U S T I C

S U R F A C E

W A V E

S i g n a l

P r o c e s s i n g

D e v i c e s i n


S y s t e m s ,


o f

G . D .

O ' C l o c k ,

D . A .

G a n d o l f o


1 9 7 2

U l t r a s o n i c s S y m p . ,

C o n f .

D i g e s t , B o s t o n ,

M a . ;

1 0 /

- 7 / 7 2

A t o

D

C O N V E R S I O N ,

A d v a n c e s

i n H i g h

S p e e d

- D . B e n i m a

( A T L , C a m d e n )

G o v e r n m e n t

M i c r o c i r c u i t


S a n

D i e g o ,

C a l i f . ; 1 0 / 1 1 / 7 2

A M P L I F I E R ,

5 W , L o w

D i s t o r t i o n ,

H i g h

S e n s i t i v i t y - A . J .

L e i d i c h ,

L .

T e s l e n k o ,

C . F .

W h e a t l e y ,

J r .

( S S D ,

S o m )

I E E E

S o l i d - S t a t e

C i r c u i t s C o n f . . P h i l a d e l p h i a , P a . ;

2 / 7 2

C O S / M O S F u z e

T i m e r

C o m b i n e s

S C R

a n d

A n a l o g V o l t a g e

D e t e c t o r i n

S i n g l e I C

- R .

F i l l m o r e

( S S D , S o m )

1 9 7 2

G o v e r n m e n t

M i c r o c i r c u i t

A p p l i c a t i o n s C o n f . , S a n

D i e g o ,

C a l i f . ; 1 0 / 7 2


8/18/2019 antenna----------npl


D I G I T A L

I N T E G R A T E D

C I R C U I T S

f o r

C o n s u m e r

A p p l i c a t i o n s ,

A n


A s s e s s m e n t

o f

- D . R .

C a r l e y

( S S D , S o m )

W e s t e r n

E l e c t r o n i c S h o w

a n d

C o n v e n t i o n ( W E S C O N ) ,

L o s A n g e l e s , C a l i f . ;

C o i l ,

P r o c .

D U A L

- T R A C K I N G

V O L T A G E

R E G U L A T O R

f o r

L e s s

t h a n

$ 8 -

A . S h e n g

( S S D , S o m )

E l e c t r o n i c

P r o d u c t s ;

9 / 7 2

F R E Q U E N C Y

M O D U L A T O R ,

S e r r a s o i d

- B .

Z u k ,

J . P . K e l l e r ( S S D , S o m )

I E E E

S o l i d - S t a t e

C i r c u i t s

C o n t . ,

P h i l a d e l p h i a ,

P a . :

2 / 7 2

F U N C T I O N

G E N E R A T O R ,

S u p e r

-

S w e e p - H . A .

W i t t l i n g e r ,

A . J . V i s i o l i

(

S S D , S o m )

E l e c t r o n i c

P r o d u c t s :

8 / 7 2

M I C R O W A V E

P O W E R

T R A N S I S T O R

S t r u c t u r e s ,

C o m p a r i s o n

o f

- D . S . J a c o b s o n

( S S D . S o m )

M i c r o w a v e s ;

7 / 7 2

M I S

I N P U T

/ O U T P U T

S U B S Y S T E M

D e v e l o p m e n t ,

R a d i a t i o n

H a r d e n e d - L .

D i l l o n

( A T L ,

C a m d e n )

H a r d e n e d

G u i d a n c e

&

W e a p o n

D e l i v e r y

T e c h n o l o g y

M t g . ,

P r i n c e t o n . N . J .

1 0

/ 1 8 / 7 2

O S C I L L A T O R S ,

H i g h - P o w e r

M i c r o w a v e

T r a n s i s t o r

- G .

H o d o w a n e c (

S S D , S o m )

M i c r o w a v e

J . :

1 0 / 7 2

P H A S E - L O C K E D

L O O P ,

T h e R C A

C O S

/ M O S ( C D 4 0 4 6 A )

- A

V e r s a t i l e

B u i l d i n g

B l o c k

f o r M i c r o - P o w e r

D i g i t a l

a n d

A n a l o g


- D . M .

M o r g a n , G .

S t e u d e l ( S S D ,

S o m )

M i d

A m e r i c a E l e c t r o n i c s

C o n f . ,

K a n s a s ,

C i t y .

M i s s o u r i , ;

1 0 / 7 2

P H A S E

- L O C K E D

L O O P ,

T h e

R C A

C O S

/ M O S

C D 4 0 4 6 A

M i c r o - P o w e r

D .

M o r g a n

( S S D , S o m )

E l e c t r o n i c s .

9 / 2 5 / 7 2

P O W E R

S W I T C H

/ A M P L I F I E R

I C

f o r

I n d u s t r i a l

A p p l i c a t i o n s .

P r o g r a m m a b l e

- G . J .

G r a n i e r i

( S S D ,

S o m )

M i d - A m e r i c a


C o n f . ,

K a n s a s

C i t y ,

M i s s o u r i :

1 0 / 7 2

S A M P L E -

A N D - H O L D

C I R C U I T ,

S i m p l e ,

L o w -

C o s t

- H . A .

W i t t l i n g e r

( S S D , S o m )

E l e c t r o n i c

D e s i g n :

1 0 / 1 2 / 7 2

T H Y R I S T O R

R E G U L A T O R

C i r c u i t

f o r S C R

D e f l e c t i o n

- W .

D i e t z

(

S S D , S o m ) F e r n s e h

T e c h n i s c h e

T a g u n g ( T V

B d c s t . R e c v r ,

S e m i n a r ) ,

B r a u n s c h w i e g ,

G e r m a n y ;

1 0 / 7 2

V O L T A G E

R E F E R E N C E

S O U R C E S ,

S t a b l e

- D . H a m p e l

( G C S ,

C a m d e n )

I E E E

J . o f

S o l i d

S t a t e

C i r c u i t s ,

V o l . S C

- 7 ,

I s s u e

N o . 3 ,

p p .

2 6 7 - 2 6 9 ;

7 / 7 2

2 2 5

A n t e n n a s &


. . . a n t e n n a

d e s i g n

& p e r f o r m a n c e ,

f e e d s &

c o u p l e r s .

p h a s e d

a r r a y s .

r a d o m e s

&

a n t e n n a s t r u c t u r e s ,


w a v e

p r o p a g a t i o n ,

s c a t t e r ,

e f f e c t s

o f

n o i s e

&

i n t e r f e r e n c e .

A N T E N N A S

i n

P l a s m a

a s

a

F u n c t i o n

o f t h e

F r e q u e n c y

o f

E x c i t a t i o n ,

T h e

B e h a v i o r

o f

- M . P .

B a c h y n s k i

( R C A

L T D . ,

M o n t ) R a d i o

S c i e n c e .

V o l .

7 . N o

8

- 9 :

8 / 9 / 7 2

E A R T H

S T A T I O N

A N T E N N A

f o r D o m e s t i c

S a t e l l i t e

C o m m u n i c a t i o n s .

N e w - P .

F o l d e s

( R C A L t d . ,

M o n t )

C a n a d i a n C o m m u n i c a t i o n s

a n d

E H V

C o n f . ,

M o n t r e a l ;

1 1 / 8 - 9 / 7 2

P H A S E D

A R R A Y S ,

N o n - C l a s s i f i e d


o f

- W . T . P a t t o n

( M & S R ,

M r s t n )

I n t ' l

I E E E / G - A P

S y m p . ,

W i l l i a m s b u r g ,

V a . ;

1 2 / 1 3 / 7 2

R A D I A T I V E -

T R A N S F E R

M E T H O D S

A p p l i e d

t o E l e c t r o m a g n e t i c

R e f l e c t i o n f r o m

T u r b u l e n t

P l a s m a ,

D i s c u s s i o n

o f - D . A .

d e W o l f

(

L a b s , P r )

I E E E

T r a n s .

o n A n t e n n a s

a n d

P r o p a g a t i o n ,

p p . 8 0 5

- 8 0 7 ,

V o l .

A P - 2 0

N o . 6 ;

1 1 / 7 2

2 4 0

L a s e r s ,

E l e c t r o - o p t i c a l

&

O p t i c a l

D e v i c e s

. . .

d e s i g n

&


o f

l a s e r s ,

c o m p o n e n t s

u s e d

w i t h

l a s e r s , e l e c t r o -

o p t i c a l

s y s t e m s ,

l e n s e s ,

e t c .

( e x c l u d e s : m a s e r s ) .

A C O U S T O

- O P T I C

D E F L E C T O R S

U s i n g

S o n i c

G r a t i n g s

f o r

F i r s t - O r d e r

B e a m S t e r r i n g ,

B r o a d - B a n d

- G . A .

A l p h o n s e

(

L a b s , P r )

R C A

R e v i e w ,

V o l . 3 3 ,

N o . 3 ,

p p .

5 4 3 - 5 9 4 ;

9 / 7 2

F A X F E A T

- C . R .

H o r t o n ,

L . W . D o b b i n s

( G C S ,

C a m d e n ) L a s e r F o c u s

p .

4 6 ;

1 0 / 7 2

H O L O G R A P H I C

M O V I E S ,

E m b o s s e d

- W . J .

H a n n a n (

L a b s , P r )

O p t i c a l

S o c .

o f

A m e r i c a ,

R o c h e s t e r , N . Y . ;

1 2 / 5 / 7 2

H O L O T A P E

- M . J .

L u r i e

(

L a b s , P r )

O p t i c a l

S o c .

o f

A m e r i c a ,

R o c h e s t e r

S e c t i o n ,

R o c h e s t e r ,

N . Y . ;

1 2 / 5 / 7 2

H O L O T A P E ,

H o l o g r a p h i c

M o t i o n

P i c t u r e s

f o r

T V

P l a y b a c k ,

R C A

- R . A .

B a r t o l i n i

( L a b s , P r )

P r e s e n t a t i o n t o

I E E E

S t u d e n t

C h a p t e r

C C N Y ;

1 2 / 2 1 / 7 2

I M A G E

S C A N N E R

/ R E C O R D E R ,

L R

7 1

L a s e r

- L . W .

D o b b i n s

( G C S ,

C a m d e n )

S P I E 1 6 t h

A n n u a l

T e c h .

M t g . ,

S a n

F r a n c i s c o ,

C a l i f . ;

1 0 / 1 6 -

1 8 / 7 2 ;

P r o c . o f 1 6 t h

A n n u a l T e c h .

M t g . &

E q u i p .

D i s p l a y

I N J E C T I O N

L A S E R


- W .

B a r r e t t ,

L .

O ' H a r a .

F .

S h a s h o u a

( A T L ,

C a m d e n )

1 s t

E u r o p e a n

E l e c t r o - O

p t

i c .

M a r k e t s &

T e c h n o l o g y

C o n f . ,

G e n e v a ,

S w

i t z e r l a n d

: 9 / 1 2

- 1 5 / 7 2

I N J E C T I O N

L A S E R S ;


S t u d i e s

o f

S p o n t a n e o u s

S p e c t r u m

a t

R o o m

T e m p e r a t u r e

H . S .

S o m m e r s ,

J r .

(

L a b s , P r )

J .

o f

A p p l i e d P h y s i c s

V o l .

4 3 ,

N o .

1 0 , p p .

4 0 6 7 -

4 1 2 3 ;

1 0 / 7 2

M O D U L A T O R S ,

S i m p l e

A c o u s t i c

G r a t i n g

- J . M .

H a m m e r ,

D . J . C h a n n i n

( L a b s , P r )

A p p l i e d

O p t i c s .

V o l .

1 1 , N o .

1 0 p p .

2 2 0 3

- 2 2 0 9 :

1 0 / 7 2

O P T I C A L

D E T E C T O R S

f o r H i g h -

D a t a - R a t e

O p t i c a l


F a c t o r s

A f f e c t i n g

t h e U l t i m a t e

D e t e c t i v i t i e s

o f

- R . J .

M c I n t y r e

( R C A L t d . ,

M o n t ) C a n a d i a n


a n d E H V C o n f . .

M o n t r e a l ;

1 1 / 8

- 9 / 7 2

0 - S W I T C H E D

C O '

L A S E R ,


A n a l y s i s o f

t h e

V i b r a t i o n a l - R o t a t i o n a l L i n e

C o n t e n t

o f

a - S . S i z g o r i c ,

A .

W a k s b e r g

( R C A

L t d . , M o n t )

C a n a d i a n

J . o f P h y s t i c s ,

V o l . 5 0 .

N o .

1 3

: 7 1 7 2

R E T U R N

- B E A M

V I D I C O N

A

H i g h

-

R e s o l u t i o n

C a m e r a

T u b e .

S i l i c o n

- R .

W .

E n g s t r o m ,

J . H .

S t e r n b e r g

( A E D .

P r )

R C A

R e v i e w .

9 / 7 2

2 4 5

D i s p l a y s

. . .

e q u i p m e n t

f o r

t h e

d i s p l a y

o f g r a p h i c ,

a l p h a n u m e r i c ,

& o t h e r

d a t a

I n

c o m m u n i c a t i o n s ,

c o m p u t e r ,

m i l i t a r y , &

o t h e r

s y s t e m s ,

C R T

d e v i c e s ,

s o l i d

s t a t e

d i s p l a y s ,

h o l o g r a p h i c

d i s p l a y s ,

e t c .

D I G I T A L D I S P L A Y S y s t e m s , L i q u i d C r y s t a l

D r i v e n

b y

C M O S

O f f e r s

M i n i m a l

P o w e r

- R . C .

H e u n e r

(

S S D , S o m )

N o r t h e a s t


R e s e a r c h

a n d


M t g . ( N E R E M ) ,

B o s t o n ,

M a s s . ;

1 1 / 7 2

L I Q U I D

C R Y S T A L

R E A D O U T

D i s p l a y

f o r

U s e

i n W a t c h e s ,

C a l c u l a t o r s ,

a n d G e n e r a l

I n s t r u m e n t a t i o n

- H . C . S c h i n d l e r

(

S S D , S o m )

M i d -

A m e r i c a


C o n f . , K a n s a s

C i t y ,

M i s s o u r i ;

1 0 / 7 2

2 8 0

T h e r m a l

C o m p o n e n t s

&

E q u i p m e n t

. . .

h e a t i n g

& c o o l i n g

c o m p o n e n t s

&

e q u i p m e n t ,

t h e r m a l


d e v i c e s ,

h e a t s i n k s

&

t h e r m a l

p r o t e c t i o n

d e s i g n ,

e t c .

H E A T

P I P E S , L i q u i d

M e t a l

- W . E .

H a r b a u g h

( C E ,

H a r )

H e a t

P i p e

C o u r s e

a t G e o r g e

W a s h i n g t o n

U n i v e r s i t y ,

U n i v .

o f

T e n n e s s e e

1 2 / 8 / 7 2

P E L T I E R

C O O L I N G

A R e v i e w ,

C o m p o u n d

T e l l u r i d e s

a n d

T h e i r

A l l o y s

f o r

- W . M .

Y i m ,

F . D . R o s i

( L a b s , P r ) S o l i d

- S t a t e


V o l .

1 5 ,

p p .

1 1 2 1 - 1 1 4 0 ;

1 9 7 2

S E R I E S

3 0 0

S Y S T E M S ,

E Q U I P M E N T ,

&

A P P L I C A T I O N S

3 0 5

A i r c r a f t

&

G r o u n d

S u p p o r t

. . . a i r b o r n e

i n s t r u m e n t s ,

f l i g h t

c o n t r o l

s y s t e m s , a i r t r a f f i c

c o n t r o l ,

e t c .

S E C A N T

- J .

B r o w d e r

( E A S D ,

V a n

N u y s ) S a n

F e r n a n d o

V a l l e y , C h a p t e r ,

I E E E

1 1 / 1 4 / 7 2

3 1 0

S p a c e c r a f t

& G r o u n d

S u p p o r t

. . . s p a c e c r a f t

& s a t e l l i t e

d e s i g n .

l a u n c h

v e h i c l e s ,

p a y l o a d s .

s p a c e

m i s s i o n s ,

s p a c e

n a v i g a t i o n .

O R B I T -

A D J U S T

P R O P U L S I O N

S U B S Y S T E M

A b o a r d

A t m o s p h e r e

E x p l o r e r

- Y . B r i l l ,

J .

M a v r o g e n i s ( A E D ,

P r )

J A N N A F ,

P r o p u l s i o n

S p e c i a l i s t s '

S e s s i o n ,

N e w O r l e a n s ,

L a . : 1 1 / 2 7

- 3 0 / 7 2

3 1 5

M i l i t a r y

W e a p o n s

& L o g i s t i c s

. . .

m i s s i l e s .

c o m m a n d

& c o n t r o l .

A E G I S

S y s t e m

a n d

I t s

T e c h n o l o g y

- W . V .

G o o d w i n

( M & S R ,

M r s t n )

A I A A E v e n i n g

T e c h n i c a l

M t g . ,

R C A M o o r e s t o w n

1 2 / 1 3 / 7 2

I N T E G R A T E D

L o g i s t i c s - J .

H u r l e y

( M

& S R ,

M r s t n ) A d u l t

E d u c a t i o n a l

P r o g r a m a t

W i l l i n g b o r o

H i g h S c h o o l ;

1 2 / 7 2

3 2 0

R a d a r , S o n a r ,

&

T r a c k i n g

S y s t e m s

. . .

m i c r o w a v e ,

o p t i c a l ,

&

o t h e r

s y s t e m s

f o r d e t e c t i o n ,

a c q u i s i t i o n ,

t r a c k i n g ,

&

p o s i t i o n

i n d i c a t i o n .

M U L T I P A T H

- A N G L E

E R R O R

R E D U C T I O N

U s i n g

M u l t i p l e - T a r g e r

M e t h o d s

- P .

Z .

P e e b l e s

( M & S R , M r s t n )

I E E E

T r a n s . o n

A e r o s -

p a c e

a n d

E l e c t r o n i c S y s t e m s ,

p p .

1 1 2 3 1 1 3 0 ;

1 1 / 7 1

3 2 5 C h e c k o u t ,

M a i n t e n a n c e ,

&

U s e r

S u p p o r t

a u t o m a t i c

t e s t

e q u i p m e n t ,

m a i n t e n a n c e

&

r e p a i r

m e t h o d s ,


&

u s e r

s u p p o r t .

A U T O M A T I C

T E S T I N G ,

E Q U A T E ,

N e w

C o n c e p t s

i n -

P . M . T o s c a n o ,

J . K e l l y

( A S D , B u r l )

I E E E A u t o m a t i c

S u p p o r t

S y s t e m s

S y m p . .

P h i l a d e l p h i a ,

P a . : 1 1 / 1 4 / 7 2

H I G H E R

O R D E R

T E S T

L A N G U A G E

R E Q U I R E M E N T ,

A F o r t r a n S o l u t i o n

t o

a - A .

V a l i a n c e ,

H . L .

F i s c h e r ( A S D , B u r l )

I E E E

A u t o m a t i c

S u p p o r t

S y s t e m s

S y m p . .

P h i l a d e l p h i a , P a . ;

1 1 / 1 5 / 7 2

V E H I C L E R E A D I N E S S T E S T I N G , G o

/ N o

G o

I n d i c a t o r

S y s t e m

f o r - H . E .

F i n e m a n

( A S D , B u r l )

I E E E

A u t o m a t i c

S u p p o r t

S y s t e m s

S y m p . ,

P h i l a d e l p h i a . P a . ;

1 1 / 1 4 / 7 2

3 4 0


E q u i p m e n t

& S y s t e m s

. . . i n d u s t r i a l ,

m i l i t a r y ,

c o m m e r c i a l

s y s t e m s ,

t e l e p h o n y ,

t e l e g r a p h y ,

&

t e l e m e t r y ,

( e x c l u d e s :

t e l e v i s i o n

&

b r o a d c a s t

r a d i o ) .

A N A L O G

M I C R O W A V E

S Y S T E M S

a s

D i g i t a l

C a r r i e r s .

S i m u l a t i o n

o f -

K . F e h e r ,

R .

W i l l i a m s o n

( R C A

L t d . . M o n t )

C a n a d i a n


a n d

E H V C o n f . ,

M o n t r e a l , :

1 1 / 8

- 9 / 7 2

C O M M E R C I A L

S A T E L L I T E

E A R T H

S T A T I O N S

f o r

O p e r a t i o n

w i t h

I n t e i s a t G l o b a l

N e t w o r k

a n d i t s

I n f l u e n c e

o n

M a i n t e n a n c e

C o s t s ,

F i v e P h a s e

E v a l u a t i o n

i n

D e s i g n

o f

- J . A . C o l l i n s

( R C A

L t d . .

M o n t ) C a n a d i a n


a n d E H V

C O N F . ,

M o n t r e a l ;

1 1 / 8 9 / 7 2

D I G I T A L

S W I T C H

M A T R I X

T e c h n i q u e

E v a l u a t i o n ,

T i m e D i v i s i o n

- A . M a c k ,

B . P a t r u s k y ,

F . K o z i e n

(

C D , C a m d e n )

I E E E

I n t ' l C o . i f .

o n C o m m u n i c a t i o n s ,

P h i l a . ,

P a . : I C C

7 2 C o n t .

P r o c . : 7 / 1 9

- 2 1 / 7 2

M O B I L E T E C H N O L O G Y

U p d a t e ,

R C A

- M . O .

O ' M o l e s k y

( S S D , S o m )

P y e

T e l e c o m m u n i c a t i o n s

S e m i n a r ,

C a m b r i d g e ,

E n g l a n d ;

9 / 7 2

P H A S E

L O C K

L O O P

R E C E I V E R S ,

P h a s e

D e t e c t o r

D a t a

D i s t o r t i o n

i n - G . D .

O ' C l o c k

( E A S D ,

V a n N u y s ) I E E E T r a n s . o n A E S ;

5 / 7 2

3 4 5

T e l e v i s i o n

&

B r o a d c a s t

S y s t e m s

. . .

t e l e v i s i o n

&

r a d i o

b r o a d c a s t i n g ,

r e c e i v e r s ,

t r a n s m i t t e r s ,

&

s y s t e m s ,

t e l e v i s i o n s

c a m e r a s ,

r e c o r d e r s ,

s t u d i o

e q u i p m e n t ,

c l o s e d -

i r c u i t ,

s p a c e c r a f t ,

&

s p e c i a l

p u r p o s e

t e l e v i s i o n .

F M S I G N A L

P R O C E S S I N G

i n a B r o a d c a s t

M a g n e t i c

T a p e

E q u i p m e n t .

D e s i g n C r i t e r i a

f o r - K .

S a d a s h i g e

( C S D . C a m d e n )

2 2 r d

I E E E

B r o a d c a s t S y m p . , W a s h i n g t o n .

D . C .

T C R

- 1 0 0 -

A F u n d a m e n t a l

I n n o v a t i o n

f o r t h e

B r o a d c a s t e r

- R . N .

H u r s t ( C S D , C a m d e n )

I R E E A u s t r a l i a

3 8 0

G r a p h i c

A r t s &

D o c u m e n t a t i o n

. . . p r i n t i n g ,

p h o t o g r a p h y ,

&

t y p e s e t t i n g ;

w r i t i n g ,

e d i t i n g ,

&

p u b l i s h i n g ; i n f o r m a t i o n

s t o r a g e ,

r e t r i e v a l ,

& l i b r a r y

s c i e n c e ;

r e p r o g r a p h y

&

m i c r o f o r m s .

H o w

C o h e r e n t

M y L i g h t ,

H o w G o o d

M y

P r i n t -

H . O . H o o k

( L a b s , P r )

E a s t m a n

K o k a k

S e m i n a r ,

S a n

D i e g o , C a l i f . ;

1 2 / 1 1

- 1 3 / 7 2

A u t h o r

I n d e x

S u b j e c t

l i s t e d

o p p o s i t e

e a c h a u t h o r ' s

n a m e

i n d i c a t e s

w h e r e c o m p l e t e

c i t a t i o n

t o h i s p a p e r

m a y

b e

f o u n d i n

t h e

s u b j e c t

i n d e x .

A n

a u t h o r

m a y

h a v e

m o r e

t h a n o n e

p a p e r

f o r

e a c h

s u b -

j e c t

c a t e g o r y .

A d v a n c e d

T e c h n o l o g y


B a r r a t t .

W . , 2 4 0

B e n i m a .

D . , 2 1 5

D i l l o n .

L . ,

2 1 5

L e a ,

A . L . , 1 6 0

N i c a s t r o . L . J . ,

1 6 0

O ' H a r a .

L . , 2 4 0

S h a s h o u a ,

F . , 2 4 0

A e r o s p a c e

S y s t e m s

D i v i s i o n

F i n e m a n ,

H . E . ,

3 2 5

F i s c h e r ,

H . L . , 3 2 5

G a l t o n ,

E . B . ,

1 8 0

K e l l y , J . ,

3 2 5

T o s c a n o ,

P . M . ,

3 2 5

V a l i a n c e ,

A . ,

3 2 5

A s t r o -


D i v i s i o n

B r i l l ,

Y . ,

3 1 0

E n g s t r o m ,

R . W . , 2 4 0

M a v r o g e n i s ,

J . , 3 1 0

S t e r n b e r g ,

J . H . ,

2 4 0


8/18/2019 antenna----------npl


C o m m e r c i a l E l e c t r o n i c s

H a r b a u g h .

W . E . ,

2 8 0

P e r s y k .

D . E . ,

2 1 0

P e t e r s o n .

F . W . ,

2 1 0

S c h i n d l e r ,

M . J . ,

2 1 0


S y s t e m s

D i v i s i o n

H u r s t . R . N . , 3 4 5

S a d a s h i g e ,

K . . 3 4 5

E l e c t r o m a g n e t i c

a n d A v i a t i o n

S y s t e m s

D i v i s i o n

B r o w d e r ,

J . , 3 0 5

G a n d o l f o , D . A . , 2 1 5

G u a d a g n o l o , R . N . ,

2 1 0

L e v y , A . , 1 7 0

O ' c l o c k , G . D . , 2 1 0 , 2 1 5 , 3 4 0

G o v e r n m e n t


S y s t e m s

D o b b i n s ,

L . W . ,

2 4 0

H a m p e r , D . , 2 1 5

H o r t o n , C . R . , 2 4 0

K o z i e n ,

F . ,

3 4 0

M a c k , A . ,

3 4 0

P a t r u s k y ,

B . , 3 4 0

M i s s i l e

a n d R a d a r

D i v i s i o n

G o o d w i n ,

W . V . ,

3 1 5

P a t t o n ,

W . T . , 2 2 5

P e e b l e s ,

P . Z . ,

3 2 0

S c h w a r t z ,

B . R . ,

1 7 5

S h e c t e r ,

E . , 1 8 0

R C A

L i m i t e d

A l m e y ,

E . N . , 1 2 5

B a c h y n s k i ,

M . P . , 1 8 0 , 2 2 5

C o l l i n s , J . A . , 3 4 0

F e t t e r ,

K . , 3 4 0

F o l d e s , P . , 2 2 5

G h o s h ,

A . K . ,

1 2 5

M c I n t y r e , R . J . , 2 4 0

S h k a r o f s k y , I . P . , 2 4 0

S i z g o r i c , S . , 2 4 0

W a k s b e r g ,

A . , 2 4 0

W i l l i a m s o n ,

R . , 3 4 0

S o l i d

S t a t e D i v i s i o n

C a r l e y ,

D . R . , 2 1 5

D e l F r a t e ,

D . P . , 1 7 5

D i e t z . W . , 2 1 5

F i l l m o r e ,

R . , 2 1 5

G r a n i e r i , G . J . ,

2 1 5

H e u n e r , R . C . , 2 4 5

H i l l s , V . E . , 2 1 0

H o d o w a n e c , G . , 2 1 5

J a c p b s o n , D . S . , 2 1 5

K a m n i t s i s ,

C . , 2 1 0

K e l l e r ,

J . P . ,

2 1 5

K h a j e z a d e h ,

H . ,

1 7 5

L a z a r ,

S . ,

2 1 0

L e i d i c h ,

A . J . , 2 1 5

M e i s e l ,

H . , 2 1 0

M i n t o n ,

R . ,

2 1 0

M o r g a n , D . , 2 1 5

O ' M o l e s k y ,

M . , 3 4 0

S c h i n d l e r ,

H . C . , 2 4 5

S c h n i t z l e r ,

P . , 2 1 0

S h e n g , A . ,

2 1 5

S t e u d e l , G . ,

2 1 5

T e s l e n k o ,

L . , 2 1 5

V e l o r i c , H . S . ,

2 1 0

V i s i o l i , A . J . , 2 1 5

W h e a t l e y ,

C . F . ,

2 1 5

W i t t l i n g e r ,

H . A . , 2 1 5

Z u k , B . ,

2 1 5

R C A


A l p h o n s e ,

G . F . . , 2 4 0

A m i t h ,

A . , 2 0 5

B a r t o l i n i , R . A . , 2 4 0

B e r i n g e r , F . M . , 2 0 5

B u r k e , W . J . ,

2 0 5

C a r n e s ,

J . E . ,

2 1 0

C a s t e l l a n o ,

J . A . ,

2 0 5

C h a n n i n ,

D . J . , 2 4 0

d e W o l f , D . A . , 1 2 3 , 2 2 5

D i n g w a l l , A . G . F . ,

2 1 0

D i s m u k e s ,

J . P . , 2 0 5

D o u g l a s ,

E . C . ,

2 1 0

D r e e b e n , A . B . ,

2 1 0

F e l d s t e i n ,

N . ,

1 7 0

H a m m e r ,

J . M . ,

2 4 0

H a n n a n , W . J . ,

2 4 0

H o o k , H . O . , 3 8 0

J o l l y , S . T . , 2 1 0

K o s o n o c k y ,

W . F . , 2 1 0

K o v a c , M . G . ,

3 4 5

K r e s s e l , H . , 2 1 0

K u d m a n ,

I . ,

2 0 5

L a d a n y ,

I . , 2 1 0

L e e , F . , 2 0 5

L e v i n ,

E . E . , 2 1 0

L e v i n e , P . A . ,

2 1 0

L u r i e ,

M . J . , 2 4 0

N i c o l l ,

F . H . ,

2 0 5

P a n k o v e ,

J . I . , 2 0 5

P i k e ,

W . S . ,

3 4 5

R e d f i e l d ,

D . , 2 0 5

R o s e , F . D . ,

2 8 0

S c h n a b l e ,

G . L . , 1 0 5

S h a l l c r o s s , F . V . ,

3 4 5

S o m m e r s ,

H . S . ,

2 4 0

S t o f k o , E . J . , 2 0 5

S u n s h i n e ,

R . A . ,

2 1 0

U l m e r ,

R . J . , 2 0 5

V o s s e n ,

J . L . ,

1 6 0

W e i m e r , P . K . ,

3 4 5

W e l l e r ,

K . P . , 2 1 0

W i l l i a m s ,

R . , 1 2 5 , 1 6 0

W i n e r ,

J . A . ,

1 0 5

W i n t e r ,

R . E . K . , 2 0 5

W o o d s ,

M . ,

1 6 0

Y i m , W . M . ,

2 0 5 , 2 8 0

P a t e n t s

G r a n t e d

t o

R C A

E n g i n e e r s

A d v a n c e d

T e c h n o l o g y


A e r i a l

P h o t o g r a p h y

-

R . D .

S c o t t ( A T L ,

C a m . )

U . S .

P a t .

3 7 0 7 2 5 4 , D e c e m b e r

2 6 ,

1 9 7 2

L i g h t B e a m

S c a n n i n g - M . L . L e v e n e

( A T L ,

C a m . )

U . S .

P a t .

3 7 0 7 7 2 3 ,

D e c e m b e r 2 6 , 1 9 7 2

A r t i c l e

I d e n t i f i c a t i o n

A p p a r a t u s

-

J .

F .

S c h a n n e ( A T L ,

C a m . ) U . S . P a t .

3 7 0 8 6 5 5 ,

J a n u a r y 2 , 1 9 7 3

A e r o s p a c e

S y s t e m s D i v i s i o n

H i g h - E f f i c i e n c y

C a p a c i t o r C h a r g i n g

C i r c u i t

- E .

E .

C o r e y , R . A . T u f t ,

J H .

W o o d w a r d

( A S D ,

B u r l . )

U . S . P a t .

3 , 7 0 6 , 0 2 2 ,

D e c e m b e r

1 2 , 1 9 7 2 ;

A s s i g n e d t o

U . S .

G o v e r n m e n t .


S y s t e m s

D i v i s i o n

M e t h o d

o f M a k i n g

a

G r a d e d

P h o t o p r i n t i n g

M a s t e r -

J .

A . D o d d ,

J r . , R . A . G e s h n e r ( G C S ,

C a m . ) U . S .

P a t .

3 6 9 8 9 0 3 ,

O c t o b e r

1 7 ,

1 9 7 2

V i d e o

S i g n a l

N o i s e

- L i m i t i n g A p p a r a t u s

- C

L . O l s o n ,

J .

F .

M o n a h a n ,

R .

A .

D i s c h e r t ( G C S

C a m . ) U . S . P a t .

3 7 1 5 4 7 7 ,

F e b r u a r y

6 , 1 9 7 3

A P h a s e o r F r e q u e n c y

M o d u l a t o r

U s i n g P I N

D i o d e

- L . S c h a e p e r k o e t t e r

( C S D ,

M d w l d s . )

U . S .

3 6 2 4 5 5 9 ,

N o v e m b e r

3 0 ,

1 9 7 1

9 0

S h u t t e r i n g A p p a r a t u s

f o r T e l e v i s i o n C a m e r a s

-

H .

G .

W r i g h t , R .

A . D i s c h e r t

( G C S ,

C a m . )

U . S .

P a t .

3 7 1 5 4 8 6 , F e b r u a r y

6 , 1 9 7 3


C o m m u n i c a t i o n A m o n g C o m p u t e r s

- B . W .

B e y e r s ,

L . L .

T r e s t e r

( C E , I n d p l s . )

U . S . P a t .

3 6 9 9 5 2 9 ,

O c t o b e r 1 7 ,

1 9 7 2

S a f e t y A p p a r a t u s

f o r H o t - C h a s s i s

E l e c t r o n i c

I n s t r u m e n t s

- G . E . K e l l y ( C E , I n d p l s . )

U . S .

P a t .

3 6 9 9 5 6 2 ,

O c t o b e r

1 7 ,

1 9 7 2

A m p l i f i e r

C i r c u i t s - L . A . H a r w o o d ,

E . J .

W i t t m a n n

( C E .

S o m . )

U . S . P a t .

3 6 9 9 2 5 7 ,

O c -

t o b e r 1 7 ,

1 9 7 2

P h o n o g r a p h

P i c k u p w i t h

S e l f F o r m e d F e m a l e

R e c e p t a c l e s

-

M .

E .

M i l l e r

( C E ,

I n d p l s )

U . S .

P a t . 3 6 9 9 2 6 8 ,

O c t o b e r 1 7 ,

1 9 7 2

A u t o m a t i c

D e g u a s s i n g

A p p a r a t u s

f o r

M i n i m i z i n g R e s i d u a l

C u r r e n t D u r i n g

S t e a d y

S t a t e

O p e r a t i o n

-

J .

C .

M a r s h ,

J r . ( C E ,

I n d p l s . )

U . S . P a t .

3 6 9 9 4 0 0 ,

O c t o b e r

1 7 , 1 9 7 2

C o l o r

C ó m p e n s a t i n g

N e t w o r k

w i t h R a n g e

L i m i t a t i o n

- L . R . K i r k w o o d ,

L . A .

C o c h r a n , R .

D .

A l t m a n s h o f e r

( C E ,

I n d p l s . )

U . S . P a t .

3 7 0 1 8 4 2 .

O c t o b e r

3 1 , 1 9 7 2

C o l o r

C o m p e n s a t i n g N e t w o r k

f o r

a n

I n t e g r a t e d

C i r c u i t

T e l e v i s i o n

- L . A .

C o c h r a n

( C E ,

I n d p l s . )

U . S . P a t .

3 7 0 1 8 4 4 ,

O c t o b e r 3 1 ,

1 9 7 2

H u e C o n t r o l C i r c u i t f o r a C o l o r T e l e v i s i o n

R e c e i v e r - J .

S t a r k , J r . ,

D . H . C a r p e n t e r ( C E ,

I n d p l s . )

U . S . P a t . 3 7 0 1 8 4 5 ,

O c t o b e r

3 1 . 1 9 7 2

P r o c e s s

f o r F o r m i n g

a C o n d u c t i v e C o a t i n g o n

a S u b s t r a t e -

R . R .

R u s s o ( C E , I n d p l s . ) U . S .

P a t .

3 7 0 4 2 0 8 ,

N o v e m b e r

2 8 , 1 9 7 2

M o t o r C o n t r o l C i r c u i t

- T . A . B r i d g e w a t e r

( C E ,

I n d p l s . )

U . S .

P a t .

3 7 0 6 0 1 6 , D e c e m b e r 1 2 ,

1 9 7 2

V i d e o

B l a n k i n g a n d A u d i o M u t i n g

C i r c u i t

-

L .

M . L u n n ( C E ,

I n d p l s . )

U . S .

P a t .

3 7 0 7 5 9 7

g e m m a C o r r e c t i o n B a n d p a s s

A m p l i f i e r

C i r c u i t s

-

J .

H . W h a r t o n ( C E ,

I n d p l s . )

U . S .

P a t . 3 7 0 8 6 1 5 ,

J a n u a r y

2 , 1 9 7 3

H i g h V o l t a g e a n d

W i d t h R e g u l a t i o n

C i r c u i t

-

W .

V . F i t z g e r a l d ,

J r . , R . C . L e m m o n ( C C E ,

I n d p l s . )

U . S . P a t . 3 7 1 1 7 3 8 ,

J a n u a r y 1 6 ,

1 9 7 3

A l i g n m e n t

a n d T e s t

F i x t u r e A p p a r a t u s

- J . W .

H a m ,

J . M . P o p l i n

( C E ,

I n d p l s . )

U . S . P a t .

3 7 1 4 5 7 2 ,

J a n u a r y 3 0 , 1 9 7 3

M e t h o d

o f

M a n u f a c t u r i n g T h i c k

- F i l m H y b r i d

i n t e g r a t e d

C i r c u i t s - W . H . L i e d e r b a c h

( C E ,

I n d p l s . )

U . S .

P a t .

3 7 1 4 7 0 9 ,

F e b r u a r y

6 ,

1 9 7 3

H i g h V o l t a g e

H o l d - D o w n C i r c u i t

- G .

K .

S e n d e l w e c k ( C E , I n d p l s . )

U . S . P a t .

3 7 1 5 4 6 4 ,

F e b r u a r y

6 , 1 9 7 3

S e r v i c e

S w i t c h A r r a n g e m e n t f o r

I m p r o v e d

I n t e r l a c e

P e r f o r m a n c e -

J .

K . A l l e n

( C E ,

I n d p l s . )

U . S .

P a t .

3 7 1 5 4 9 3 , F e b r u a r y

6 , 1 9 7 3

D u a l M o d e

A u t o m a t i c F r e q u e n c y

C o n t r o l l e d

O s c i l l a t o r S y s t e m

- S . A .

S t e c k l e r

( C E ,

S o m . )

U . S .

P a t .

3 7 1 5 4 8 9 , F e b r u a r y

6 ,

1 9 7 3

M u t i n g

C i r c u i t

-

J . C r a f t ( C E ,

S o m . )

U . S . P a t .

3 7 1 4 5 8 5 ,

J a n u a r y 3 0 ,

1 9 7 3


& A v i a t i o n

S y s t e m s

D i v i s i o n

A p p a r a t u s f o r

M o u n t i n g a n d S p a c i n g

a S i g n a l

T r a n s d u c e r w i t h

R e s p e c t t o a

R e c o r d i n g

M e d i u m

-

G . J . G i e l ( A v i a t i o n E q u i p . ,

L o s

A n g e l e s )

U . S .

P a t .

3 7 0 6 8 6 1 , D e c e m b e r

1 9 ,

1 9 7 2

F l i p

- f l o p

a n d H o l d P h a s e

D e t e c t o r

- H . M .

V o l m e r a n g e

( A v i a t i o n E q u i p . ,

L o s A n g e l e s )

U . S .

P a t .

3 7 1 0 1 4 0 ,

J a n u a r y 9 ,

1 9 7 3

M e c h a n i c a l D r i v e

M e c h a n i s m

w i t h P r o g r a m -

m a b l e

O u t p u t F u n c t i o n -

A .

B e r n s t e i n


U . S . P a t .

3 7 1 2 1 4 7 ,

J a n u a r y

2 3 , 1 9 7 3

E l e c t r o n i c

C o m p o n e n t s

N e g a t i v e

E f f e c t i v e E l e c t r o n

A f f i n i t y

E m i t t e r s

w i t h D r i f t F i e l d s

U s i n g D e e p A c c e p o r t

D o p i n g

- R . E .

S i m o n ,

B .

F . W i l l i a m s

( E C , P r . ) U . S .

P a t .

3 6 9 9 4 0 4 ,

O c t o b e r

1 7 ,

1 9 7 2

M e t h o d

o f

A s s e m b l i n g

a M a s k

w i t h a F r a m e

A s s e m b l y f o r M o u n t i n g

i n

a C a t h o d e - R a y

T u b e U s i n g

a

R e m o t e A s s e m b l y

P o s i t i o n

-

M . V a n

R e n s s e n ( E C ,

L a n c . )

U . S .

P a t .

3 7 0 1 1 8 5 ,

O c t o b e r

3 1 , 1 9 7 2

M e t h o d

o f A s s e m b l i n g

a n d

M o u n t i n g

a n

A p e r t u r e M a s k i n

a M a s k - P a n e l

A s s e m b l y

o f a

C a t h o d e

- R a y

T u b e U s i n g

a F u l l S u r f a c e

S p a c e r - F . R .

R a g l a r d ,

J r .

( E C ,

L a n c . )

U . S

P a t .

3 7 0 1 1 9 3 ,

O c t o b e i 3 1 , 1 9 7 2

A p p a r a t u s

a n d M e t h o d f o r

A p p l y i n g

a B e a d

o

S e a l i n g

M a t e r i a l

t o a

S e a l i n g S u r f a c e

o f a

C a t h o d e

- R a y

T u b e

-

L . B . K i m b r o u g h

( E C

L a n c . )

U . S . P a t .

3 7 0 1 6 7 4 , O c t o b e r

3 1 , 1 9 7 2

M e t h o d f o r P r e p a r i n g

t h e

V i e w i n g -

S c r e e n

S t r u c t u r e

o f a C a t h o d e - R a y -

S .

B .

D e a l ,

D .

W . B a r t c h ( E C ,

L a n c . )

U . S .

P a t .

3 7 0 3 4 0 1 ,

N o v e m b e r

2 1 , 1 9 7 2

R a d i o F r e q u e n c y

W i n d o w

A s s e m b l y

H a v i n g

S h i e l d e d S o l d e r

J o i n t s

a n d

R e w e l d a b l e

R e p l a c e m e n t F l a n g e s

-

W .

A .

N o v a j o v s k y , M .

W .

H e r s c h e r

( E C ,

L a n c . )

U . S .

P a t .

3 7 0 1 0 6 1 ,

O c t o b e r 2 4 ,

1 9 7 2 ; A s s i g n e d

t o

U . S

G o v e r n m e n t .

P h o t o g r a p h i c

M e t h o d

f o r P r i n t i n g

V i e w i n g

S c r e e n S t r u c t u r e I n c l u d i n g

T r e a t m e n t

o f E x -

p o s e d C o a t i n g B e f o r e


-

H .

R .

F r e y

( E C , L a n c . )

U . S .

P a t .

3 7 0 6 5 5 8 ,

D e c e m b e

1 9 ,

1 9 7 2

C a t h o d e

- R a y

T u b e w i t h

L a m i n a t e d

S a f e t y

P a n e l

a n d

S e p a r a t e

L i g h t - A t t e n u a t i n g

L a y e r

-

G . J .

G u i l l e ,

J r .

( E C ,

S c r a n t o n ) M .

G .

B r o w n ,

J r . ,

G .

E . L o n g ,

I l l ( E C ,

L a n c . )

U . S .

P a t .

3 7 0 8 6 2 2 ,

J a n u a r y 2 , 1 9 7 3

A u t o m a t i c

B r i g h t n e s s

C o n t r o l f o r

I m a g e

I n t e n s i f i e r

T u b e

- P . A .

K r y d e r ( E C ,

L a n c . )

U . S .

P a t .

3 7 1 1 7 2 1 ,

J a n u a r y 1 6 ,

1 9 7 3

M e t h o d o f

M a k i n g a n E l e c t r o n

E m i t t e r D e v i c e

-

A . H . S o m m e r

( E C , P r . )

U . S . P a t . 3 7 1 2 7 0 0 ,

J a n u a r y

2 3 ,

1 9 7 3

M e t h o d

f o r

P r e p a r i n g

a

C o n d u c t i v e

C o a t i n g

o n a

G l a s s

S u r f a c e - J .

J .

M a l e y

( E C ,

L a n c . )

J a n u a r y

3 0 , 1 9 7 3

P a i r e d

N o n l i n e a r A c t i v e

E l e m e n t s

i n a

W a v e g u i d e

C a v i t y A d a p t e d

t o

S u p p o r t

O r t h o g o n a l

T E o M o d e

W a v e s

a n d

T E o

M o d e

W a v e s - B .

S .

P e r l m a n

( E C , P r . )

U . S . P a t .

3 7 1 5 6 8 6 , F e b r u a r y

6 , 1 9 7 3

E n c a p s u l a t e d

M a g n e t i c

M e m o r y E l e m e n t

-

T .

P .

F u l t o n ,

H . D i

L u c a

( E C ,

N e e d h a m H g t s )

U . S .

P a t .

3 7 1 3 8 8 6 ,

J a n u a r y

3 0 , 1 9 7 3


8/18/2019 antenna----------npl


A s

a n

i n d u s t r y l e a d e r , R C A

m u s t

b e

w e l l r e p r e s e n t e d i n

m a j o r

p r o f e s s i o n a l c o n f e r e n c e s . . .

t o

d i s p l a y

i t s

s k i l l s a n d

a b i l i t i e s

t o

b o t h c o m m e r c i a l a n d g o v e r n m e n t i n t e r e s t s .

H o w

c a n

y o u

a n d y o u r m a n a g e r , l e a d e r ,

o r c h i e f

- e n g i n e e r

d o t h i s f o r

R C A ?

P l a n a h e a d

W a t c h t h e s e c o l u m n s

e v e r y

i s s u e f o r

a d v a n c e

n o t i c e s

o f

u p c o m i n g

m e e t i n g s

a n d " c a l l s

f o r p a p e r s

" .

F o r m u l a t e

p l a n s a t s t a f f m e e t i n g s - a n d s e l e c t p e r t i n e n t t o p i c s t o r e p r e s e n t y o u a n d

y o u r

g r o u p p r o f e s s i o n a l l y .

E v e r y e n g i n e e r

a n d s c i e n t i s t

i s u r g e d t o

s c a n

t h e s e c o l u m n s ;

c a l l a t t e n t i o n

o f

i m p o r t a n t m e e t i n g s

t o

y o u r T e c h n i c a l P u b l i c a t i o n s

A d m i n i s t r a t o r

( T P A ) o r

y o u r m a n a g e r . A l w a y s

w o r k

c l o s e l y

w i t h y o u r

T P A

w h o c a n

h e l p w i t h s c h e d u l i n g a n d s u p p l e m e n t c o n t a c t s b e t w e e n

e n g i n e e r s

a n d p r o f e s s i o n a l

s o c i e t i e s .

I n f o r m y o u r T P A w h e n e v e r y o u

p r e s e n t

o r

p u b l i s h

a

p a p e r .

T h e s e

p r o f e s -

s i o n a l a c c o m p l i s h m e n t s w i l l

b e

c i t e d

i n t h e " P e n

a n d P o d i u m " s e c t i o n o f

t h e R C A E n g i n e e r , a s

r e p o r t e d

b y y o u r

T P A .

C a l l s f o r

p a p e r s

- b e s u r e d e a d l i n e s

a r e m e t .

D a t e

L o c a t i o n S p o n s o r s

D e a d l i n e

D a t e

S u b m i t

T o

A U G . 2 1 - 2 4 , 1 9 7 3

I n t l G - A P

S y m p o s i u m

&

U S N C

/ U R S I M e e t i n g

U n i v .

o f C o l o .

&

H a r v e s t H o u s e

H o t e l ,

B o u l d e r , C O

G - A P , U S N C /

U R S I

5 / 2 8 / 7 3

( a

& s ) J . R . W a i t ,

N O A A ,

D e p t . o f

C o m m e r c e ,

B o u l d e r ,

C O 8 0 3 0 2

S E P T .

1 6 - 2 0 ,

1 9 7 3 J t .

P o w e r

G e n e r a t i o n

M a r r i o t t H o t e l

S - P E ,

A S M E

5 / 4 / 7 3

( m s )

L .

C .

G r u n d m a n n ,

J r .

T e c h n i c a l

C o n f e r e n c e

N e w

O r l e a n s ,

L A

N e w O r l e a n s

P u b l i c

S v c .

I n c .

3 1 7

B a r o n n e S t .

N e w

O r l e a n s ,

L A

7 0 1 6 0

S E P T .

1 7

- 1 9 , 1 9 7 3

P e t r o l e u m & C h e m i c a l

R e g e n c y H y a t t S - I A

5 / 1 5 / 7 3 ( m s )

R .

H .

C u n n i n g h a m

I n d u s t r y

T e c h n i c a l

H o t e l

A t l a n t i c

R i c h f i e l d

C o .

C o n f e r e n c e

H o u s t o n ,

T X

P O B

2 4 5 1

H o u s t o n ,

T X 7 7 0 0 1

S E P T .

2 5 - 2 8 ,

1 9 7 3

C o n f e r e n c e

o n

A u t o m a t i c

C o n t r o l i n

G l a s s

M a n u f a c t u r i n g

P u r d u e

U n i v .

L a f a y e t t e ,

I N

S - I A , I F A C ,

A A C C ,

I S A

e t

a l

7 / 1 5 / 7 3 ( a b a t )

I E E E

O f f i c e

3 4 5

E a s t 4 7 t h

S t .

N e w Y o r k ,

N Y

1 0 0 1 7

O C T . 3 0 -

1 9 7 3

F a l l

M e e t i n g

S t .

F r a n c i s H o t e l N u c l e a r

6 / 1 / 7 3

( a b e t )

J . M . L e i t n a k e r

N O V .

2 , 1 9 7 3

T h e A m e r i c a n

C e r a m i c

S a n F r a n c i s c o , C A

D i v . , A C S

P r o g r a m C h a i r m a n

S o c i e t y

N u c l e a r

D i v .

B u i l d i n g

4 5 0 0 - S

R o o m A - 1 5 6

O a k R i d g e

N a t ' l

L a b o r a t o r y

O a k

R i d g e ,

T N

3 7 8 3 0

D a t e s o f

u p c o m i n g m e e t i n g s

p l a n

a h e a d .

D a t e

C o n f e r e n c e L o c a t i o n

S p o n s o r s

P r o g r a m

C h a i r m a n

A P R I L

2 6 - 2 7 , 1 9 7 3

T r e n d s

i n

N a v e l


S h o r e h a m H o t e l


D C

A S N E P a p e r s

C h a i r m a n

A S N E

D a y 1 9 7 3

A m e r i c a n S o c i e t y o f

N a v a l E n g i n e e r s ,

I n c .

1 0 1 2 1 4 t h S t r e e t ,

N W


D C

2 0 0 0 5

A P R I L

2 9 -

7 5 t h

A n n u a l

M e e t i n g a n d

C i n c i n n a t i

A C S T h e A m e r i c a n

C e r a m i c

M A Y 3 , 1 9 7 3

E x p o s i t i o n

C o n v e n t i o n

S o c i e t y , I n c .

C e n t e r 4 0 5 5

N o r t h H i g h S t .

C o l u m b u s ,

O H

4 3 2 1 4

A P R I L

3 0 -

S o u t h e a s t - C o n

G a l t

H o u s e R e g i o n

3

R .

D .

S h e l t o n

M A Y 2 ,

1 9 7 3

L o u i s v i l l e ,

K Y

U n i v . o f

L o u i s v i l l e

E E

D e p t . ,


K Y 4 0 2 0 2

A P R I L 3 0 -

S y m p o s i u m

o n C o m p u t e r A m e r i c a n a

H o t e l

S - C , G - R ,

M a r t i n

S h o o m a n ,

P I B

M A Y 2 ,

1 9 7 3

S o f t w a r e R e l i a b i l i t y

N e w

Y o r k ,

N Y

L o n g

I s l a n d

S e c t i o n ,

N e w Y o r k

3 3 3

J a y S t . ,

B r o o k l y n ,

N Y 1 1 2 0 1

S e c t i o n

M A Y

1

- 2 , 1 9 7 3

E l e c t r o n D e v i c e T e c h .

U n i t e d

E n g r g .

C t r .

G

- E D

H a y d e n

G a l l a g h e r

C o n f e r e n c e

N e w Y o r k ,

N Y

H u g h e s R e s .

L a b s .

3 0 1 1

M a l i b u C a n y o n

R d .

M a l i b u ,

C A

9 0 2 6 5

M A Y 2 - 4 , 1 9 7 3

R e g i o n S i x

" M i n i - C o m p u t e r s

S h e r a t o n - W a i k i k i

R e g i o n

6

D .

J . G r a c e

a n d T h e i r

A p p l i c a t i o n s " H o n o l u l u ,

H l

H a w a i i

K e n t r o n

H a w a i i L t d .

S e c t i o n

2 3 3

K e a w e S t .

H o n o l u l u , H l 9 6 8 1 3

M A Y

1 3 1 7 , 1 9 7 3

I n d u s t r i a l

&

C o m m e r c i a l

P o w e r S y s

C o n f e r e n c e

R e g e n c y

H y a t t

H o u s e

S

- I A ,

A t l a n t a

R .

G .

H e n d e r s o n

G e o r g i a

P w r . C o .

A t l a n t a ,

G A

S e c t i o n

I n d u s t r i a l S a l e s

D e p t .

P O B 4 5 4 5 ,

A t l a n t a ,

G A 3 0 3 0 2


8/18/2019 antenna----------npl


D a t e s

o f u p c o m i n g

m e e t i n g s

- p l a n

a h e a d .

D a t e

C o n f e r e n c e

L o c a t i o n

S p o n s o r s P r o g r a m C h a i r m a n

M A Y 1 4 - 1 6 , 1 9 7 3

A e r o s p a c e


C o n f e r e n c e

( N A E C O N )

S h e r a t o n D a y t o n

H o t e l

G

- A E S ,

D a y t o n

H o w a r d

S t e e n b e r g e n

A F A L

/ T E A ,

W P A F B ,

O H


D C

S e c t i o n

4 5 4 3 3

M A Y

1 4

- 1 6 ,

1 9 7 3 E l e c t r o n i c

C o m p o n e n t s

S t a t l e r H i l t o n

G

- P H P , E I A

W .

E . P a r k e r

C o n f e r e n c e

H o t e l ,

W a s h i n g t o n , D C

A i r c o

S p e e d

E l e c .

P a c k a r d R d a t 4 7 t h

S t .

N i a g a r a F a l l s ,

N Y 1 4 3 0 2

M A Y

1 5 - 1 7 , 1 9 7 3

E l e c t r i c a l

& E l e c t r o n i c

M e a s u r e m e n t

&

T e s t

I n s t r u m e n t

C o n f e r e n c e

( E E M T I C )

S k y l i n e

H o t e l

O t t a w a ,

O n t a r i o ,

C a n a d a

G - I M ,

O t t a w a

S e c t i o n ,

C o m m .

P . C a t h ,

K i e t h l e y

I n s t r . I n c .

2 8 7 7 5 A u r o r a

R d .

C l e v e l a n d ,

O H

4 4 1 3 1

M A Y

1 7

- 1 9 ,

1 9 7 3 C o n f .

o n t h e

F u t u r e

o f

C o m m o d o r e

H o t e l

G

- P C

J o h n

P h i l l i p s ,

B l d g .

2

- 8

S c i e n t i f i c

& T e c h n i c a l u

N e w Y o r k ,

N Y

R C A ,

C a m d e n , N J

0 8 1 0 2

J o u r n a l s

M A Y 2 0

- 2 2 , 1 9 7 3

E c o l o g y , E c o n o m i c s ,

a n d

E n e r g y

S t o u f f e r s


K Y

A S M E P .

D r u m m o n d , M g r .

C o n f e r e n c e s

&

D i v s .

T h e

A m e r i c a n

S o c i e t y

o f

M e c h a n i c a l E n g i n e e r s

U n i t e d


C t r .

3 4 5

E . 4 7 t h

S t .

N e w

Y o r k , N Y 1 0 0 1 7

M A Y

2 1

- 2 3 ,

1 9 7 3 E l e c t r o n , I o n a n d

L a s e r

B e a m T e c h n o l o g y

M I T ,

C a m b r i d g e ,

M A

G

- E D ,

A S ,

M I T

I E E E O f f i c e

3 4 5 E a s t 4 7 t h S t .

C o n f e r e n c e

N e w

Y o r k , N Y 1 0 0 1 7

M A Y 3 0 -

C o n f e r e n c e

o n

L a s e r

Q u a n t u m

D .

R .

W h i t e h o u s e

J U N E

1 , 1 9 7 3


&

E l e c .

R a y t h e o n

C o .


C o u n c i l ,

O S A , W a s h -

i n g t o n .

D C

1 3 0

S e c o n d

A v e .

W a l t h a m ,

M A

0 2 1 5 4

J U N E

4 - 6 ,

1 9 7 3 I n t l M i c r o w a v e

S y m p o s i u m

U n i v .

o f

C o l o r a d o

B o u l d e r ,

C O

G

- M I T

R . W .

B e a t t y , N B S ,B o u l d e r ,

C O 8 0 3 0 2

J U N E 4 - 7 , 1 9 7 3

P o w e r I n d u s t r y

C o m p u t e r

R a d i s s o n

H o t e l

S

- P E

J . W .

S k o o g l u n d


C o n f e r e n c e

M i n n e a p o l i s ,

M N

W e s t i n g h o u s e

E l e c .

C o r p . ,

8 L 4 1 ,

7 0 0

B r a d d o c k

A v e .

P i t t s b u r g h ,

P A

1 5 1 1 2

U N E

1 1

- 1 2 , 1 9 7 3

C h i c a g o S p r i n g C o n t . o n

B r o a d c a s t

& T e l e v i s i o n

M a r r i o t t

M o t o r

H o t e l ,

C h i c a g o ,

I L

G

- B T R ,

C h i c a g o

I E E E

O f f i c e

3 4 5

E a s t 4 7 t h

S t .

R e c e i v e r s

S e c t i o n

N e w

Y o r k N Y

1 0 0 1 7

J U N E

1 1

- 1 3 ,

1 9 7 3

I n t l


S e a t t l e

C e n t e r

S

- C o m m . S . T a s h i r o ,

P O B

C o n f e r e n c e

S e a t t l e ,

W A

S e a t t l e

S e c t i o n

6 4 8 , B e l l e v u e ,

W A

9 8 0 0 9

J U N E

1 1

- 1 3 ,

1 9 7 3

1 9 7 3 I E E E

P o w e r E l e c t r o n i c s

C a l i f o r n i a

I n s t .

A E S

G r o u p

D r .

T .

G .

W i l s o n

S p e c i a l i s t s

C o n f e r e n c e

o f T e c h .

o f I E E E

E E D e p t . ,

D u k e U n i v .

P a s a d e n a ,

C A

D u r h a m ,

N C

2 7 7 0 6

J U N E 2 0

- 2 3 , 1 9 7 3 E l e c t r o m a g n e t i c

N e w

Y o r k H i l t o n

G - E M C ,

N Y

R .

B r o o k , A I L , E M C

C o m p a t i b i l i t y

S y m p o s i u m

H o t e l ,

N e w Y o r k ,

N Y

S e c t i o n

S e c t i o n ,

C o r n a c

R d .

D e e r P a r k , N Y

1 1 7 2 9

J U N E

2 0 - 2 3 , 1 9 7 3

J o i n t A u t o m a t i c C o n t r o l

C o n f e r e n c e

O h i o S t a t e U n i v .

C o l u m b u s ,

O H

S

- C S , A I A A ,

A S M E ,

I S A ,

T A P P I , S C I

R . E .

L a r s o n ,

S y s .

C o n t r o l

I n c . ,

2 6 0 S h e r m a n

A v e .

I T E P a l o

A l t o ,

C A 9 4 3 0 6

J U N E

2 5 - 2 7 , 1 9 7 3

D e s i g n A u t o m a t o l n

W o r k s h o p

S h e r a t o n P o r t l a n d

H o t e l

C - S .

A C M ,

S H A R E

J . M .

G a l e y , B l d g 1 4

D e p t .

G 9 0 .

B l d g 1 4

P o r t l a n d ,

O R

M o n t e r e y &

C o t t l e

R d s .

S a n

J o s e ,

C A

9 4 1 1 4

J U N E

2 5 - 2 9 , 1 9 7 3


T h e o r y

A s h k e l o n ,

I s r a e l

G - I T

N .

J .

A .

S l o a n e , B e l l

S y m p o s i u m

L a b s . , M u r r a y

H i l l ,

N J

0 7 9 7 4

J U L Y 9

- 2 7 ,

1 9 7 3 C o n f e r e n c e

o n t h e S c i e n c e

a n d

t h e U n f o l d i n g o f

T e c h n o l o g y

M e x i c o

C i t y ,

M e x i c o

I E E E M e x i c o

S e c t i o n ,

A A A S ,

C O N A C Y T

B r u n o

D e V e c c h t

M a r t i n M e n d a l e N o .

1 0 5 4

M e x i c o

C i t y

1 2

J U L Y 1 0 - 1 2 , 1 9 7 3

C o n f e r e n c e o n

V i d e o a n d

U n i v . o f I E R E ,

I E E E I E R E ,

8 - 9

B e d f o r d

S q .

D a t a

R e c o r d i n g

B i r m i n g h a m

U K R I

L o n d o n

W . C .

1 B 3 R G

B i r m i n g h a m ,

E n g l a n d

S e c t i o n

e t

a l

E n g l a n d

J U L Y

1 0

- 1 2 , 1 9 7 3

J o i n t

S p a c e

M i s s i o n ,

P l a n n i n g

a n d E x e c u t i o n

M e e t i n g

S t a u f f e r ' s

D e n v e r

I n n ,

D e n v e r ,

C O

A I A A , A S M E ,

S A E

M . J o n e s , M g r .


S v c s . , A S M E

U n i t e d


C t r .

3 4 5 E . 4 7 t h

S t .

N e w

Y o r k , N Y

1 0 0 1 7

J U L Y

1 5

- 2 0 , 1 9 7 3

I E E E

P o w e r


V a n c o u v e r

H o t e l

S - P E D .

G .

M c F a r l a n e

S o c i e t y

S u m m e r M e e t i n g

&

V a n c o u v e r ,

B C

B r i t i s h

C o l u m b i a

E H V

/ U H V

C o n f e r e n c e

C a n a d a

H y d r o & P w r . A u t h .

9 7 0 B u r r a r d S t .

V a n 1

B C

C a n a d a

J U L Y 1 6

- 1 9 , 1 9 7 3 I n t e r s o c i e t y

C o n f e r e n c e

o n

E n v i r o n m e n t a l

S y s t e m s

H i l t o n

I n n

S a n

D i e g o ,

C A

S A E ,

A S M E ,

A I A A , A I C E ,

A M S

M .

J o n e s , M g r .

I n f o r m a t i o n S v c s . ,

A S M E

U n i t e d E n g i n e e r i n g

C t r .

3 4 5 E a s t 4 7 t h

S t .

N e w Y o r k ,

1 0 0 1 7

J U L Y

1 8 , 1 9 ,

2 0 , 1 9 7 3 1 9 7 3 F i f t h I n t e r n a t i o n a l

R i c k e y ' s H y a t t

S o n i c s

& P .

S .

G r e e n

S y m p o s i u m

o n A c o u s t i c a l

H o l o g r a p h y

a n d

I m a g i n g

H o u s e ,

P a l o

A l t o ,

C A

U l t r a s o n i c s

G r o u p

o f

B l d g .

3 0 , K 1 0 8 8

S t a n f o r d R e s .

I n s t .

I E E E , A S A ,

S t a n f o r d

M e n l o

P a r k ,

C A 9 4 0 2 5

R e s .

I n s t .

9 2


8/18/2019 antenna----------npl



V o n d e r s c h m i t t

h e a d s S o l i d

S t a t e

D i v i s i o n

W i l l i a m C .

H i t t i n g e r ,

E x e c u t i v e

V i c e

P r e s i d e n t ,

R C A C o n s u m e r a n d S o l i d S t a t e

E l e c t r o n i c s , r e c e n t l y a n n o u n c e d t h a t

B e r n a r d

V .

V o n d e r s c h m i t t w i l l

b e c o m e

h e a d

o f t h e

R C A

S o l i d S t a t e D i v i s i o n .

M r .

V o n d e r s c h m i t t w h o i s c u r r e n t l y

D i v i s i o n


S o l i d S t a t e

I n t e g r a t e d

C i r c u i t s , s u c c e e d s

M r .

H i t

-

t i n g e r a s h e a d

o f t h e

R C A

S o l i d S t a t e

D i v i s i o n .

I n h i s

n e w p o s t ,

M r .

V o n d e r s c h m i t t w i l l b e


f o r t h e

e n g i n e e r i n g , m a n u f a c -

t u r i n g a n d m a r k e t i n g

o f i n t e g r a t e d

c i r c u i t s , p o w e r

t r a n s i s t o r s , t h y r i s t o r s ,

l i -

q u i d

c r y s t a l s

a n d

p o w e r

h y b r i d m o d u l e s

f o r

c o m m e r c i a l , c o n s u m e r ,

i n d u s t r i a l a n d

a e r o s p a c e

m a r k e t s .

H e w i l l

b e

l o c a t e d a t

t h e D i v i s i o n ' s h e a d q u a r t e r s i n


N . J .

O t h e r d i v i s i o n l o c a t i o n s

a r e

a t

M o u n t a i n t o p ,

P a . ;

F i n d l a y , O h i o ;

L i e g e ,

B e l g i u m ;

S u n b u r y

- o n -

T h a m e s , E n g l a n d

a n d

T a o y u a n , T a i w a n .

M r . V o n d e r s c h m i t t r e c e i v e d t h e B S E E

f r o m

R o s e

P o l y t e c h n i c I n s t i t u t e

i n 1 9 4 4

a n d

t h e

M S E E

f r o m

t h e

U n i v e r s i t y o f


i n 1 9 5 6 .

H e j o i n e d

R C A

i n

1 9 4 4 a s a n e n g i n e e r a n d

w a s

e n g a g e d

i n

c o m p o n e n t

d e s i g n p r o j e c t s

a t

C a m d e n ,

N . J . A f t e r s e r v i n g

a s a

r a d a r o f f i c e r

i n

t h e

U . S . N a v y ,

h e

r e t u r n e d t o R C A a n d

w o r k e d

o n

d e f l e c t i o n

s y s t e m


f o r

m o n o c h r o m e

a n d c o l o r

T V

r e c e i v e r s .

H e


t o

t h e

S e m i c o n d u c t o r

D i v i s i o n

i n 1 9 5 9 a s

M a n a g e r

o f


i n

t h e

M i c r o E l e c t r o n i c s

D e p a r t m e n t

a n d s u b s e -

q u e n t l y h e l d

e n g i n e e r i n g m a n a g e m e n t

p o s i t i o n s

o f

i n c r e a s i n g

r e s p o n s i b i l i t y .

I n

1 9 7 1 ,

M r .

V o n d e r s c h m i t t

w a s

n a m e d

M a n a g e r ,

I n t e g r a t e d

C i r c u i t s

a n d ,

l a t e r

i n

t h e s a m e

y e a r ,

b e c a m e

D i v i s i o n

V i c e

P r e s i d e n t , S o l i d

S t a t e

I n t e g r a t e d

C i r c u i t s

I n J a n u a r y

o f

1 9 7 1 ,

M r . V o n d e r s c h m i t t

w a s

h o n o r e d

a s a

c o -

r e c i p i e n t

o f

t h e

D a v i d

S a r n o f f

O u t s t a n d i n g


A w a r d

i n


T h i s

a w a r d

c i t e d h i s e f -

f o r t s

a n d

l e a d e r s h i p

i n

t h e

t i m e l y


o f s u p e r i o r

i n t e g r a t e d

c i r c u i t s

f o r

t e l e v i s i o n

r e c e i v e r s .

N e w s

a n d

H i g h l i g h t s

S t o c k t o n i s

C h i e f E n g i n e e r

a t A S D

S t a n l e y

S .

K o l o d k i n ,

D i v i s i o n

P r e s i d e n t

a n d

G e n e r a l M a n a g e r ,

A e r o s -

p a c e

S y s t e m s D i v i s i o n ,


M A

r e c e n t l y a n n o u n c e d t h e a p p o i n t m e n t

o f

E u g e n e M . S t o c k t o n a s C h i e f

E n g i n e e r .

V i c e

I n t h i s c a p a c i t y ,

M r .

S t o c k t o n

h a s o v e r a l l

r e s p o n s i b i l i t y f o r t h e


D e p a r t m e n t o f

t h e

D i v i s i o n , a m a j o r

d e v e l o p e r o f a d v a n c e d s y s t e m s

f o r

g o v e r n m e n t ,

m i l i t a r y ,

a n d c o m m e r c i a l

p r o g r a m s .

H e w i l l

r e p o r t

t o

M r . K o l o d k i n .

P r i o r t o h i s

p r o m o t i o n ,

h e w a s

M a n a g e r ,

A u t o m a t i c

T e s t


M r .

S t o c k t o n


f r o m

M i c h i g a n S t a t e C o l l e g e

i n 1 9 5 5 , a n d t h e

M S f r o m

t h e D r e x e l I n s t i t u t e o f

T e c h n o l o g y

i n 1 9 5 9 . H e i s a g r a d u a t e o f

t h e

U n i v e r s i t y

o f

C h i c a g o ' s

A d v a n c e d

M a n a g e m e n t P r o g r a m .

M r .

S t o c k t o n j o i n e d R C A i n 1 9 5 5

a s

a n

A s -

s o c i a t e E n g i n e e r . I n 1 9 5 9 , h e

w a s

a s s i g n e d

r e s p o n s i b i l i t y

f o r t h e

d e s i g n

a n d


e l e c t r o n i c a u t o m a t i c t e s t

e q u i p m e n t .

H e b e c a m e M a n a g e r

o f

A u t o m a t i c

T e s t

E q u i p m e n t

P r o d u c t

D e s i g n

i n 1 9 6 6 ,

a n d

a y e a r l a t e r

w a s

p r o m o t e d

t o t h e p o s i t i o n h e h e l d p r i o r t o

h i s n e w a s s i g n m e n t .

D o n

P e t e r s o n

r e t i r e s

D o n a l d

W .

P e t e r s o n r e t i r e d

o n J a n u a r y

2 4 ,

1 9 7 3 ,

f o l l o w i n g

a

b r i l l i a n t

s e n d o f f

a t

t h e

W o o d b u r y C o u n t r y C l u b .

A p p r o x i m a t e l y

1 5 0 o f

D o n ' s

f r i e n d s

a n d

a s s o c i a t e s

w e r e

o n

h a n d t o a d d

t h e i r

b e s t

w i s h e s

t o t h e o c -

c a s i o n .

D o n t o o k

e a r l y

r e t i r e m e n t

a t a g e

5 8 ,

h e a d -

i n g

f o r

A r i z o n a w h e r e

h e w i l l

p a r k

h i s b o a t

a n d

m o b i l e

h o m e . D o n ' s c a r e e r

a t

R C A ,

a f t e r g r a d u a t i o n

f r o m U n i v e r s i t y

o f

W i s -

c o n s i n ,

s t a r t e d

i n

1 9 3 7 w i t h

N B C , t h e n

i n

P r i n c e t o n

a n d

M o o r e s t o w n

w i t h

D r .

B r o w n

a n d

a s s o c i a t e s ,

d e s i g n i n g

s p a c e

a n t e n n a s .

H i s

w o r k

a t R C A

D e p t f o r d

i n

l a t t e r

y e a r s

w a s

h i g h l i g h t e d b y t h e

d e s i g n

A z ,

A l k

L a s c h e v e r i s M a n a g e r

o f

P l a n n i n g

a t

A S D

S t a n l e y

S .

K o l o d k i n .

D i v i s i o n

V i c e

P r e s i d e n t

a n d

G e n e r a l M a n a g e r ,

A e r o -

s p a c e S y s t e m s D i v i s i o n ,


M a s s . ,

r e c e n t l y a n n o u n c e d

t h e a p -

p o i n t m e n t o f

N o r m a n L . L a s c h e v e r a s

M a n a g e r , P l a n n i n g .

I n

h i s n e w

c a p a c i t y , M r . L a s c h e v e r w i l l b e

r e s p o n s i b l e f o r b u s i n e s s


a n d

i n v e s t m e n t p l a n n i n g . H e

w i l l r e p o r t

t o M r .

K o l o d k i n .

M r .

L a s c h e v e r r e c e i v e d t h e B S E E

i n 1 9 4 0

f r o m

M a s s a c h u s e t t s I n s t i t u t e o f

T e c h n o l o g y .

H e r e c e i v e d t h e

M S E E f r o m

N o r t h e a s t e r n U n i v e r s i t y , B o s t o n .

H e a l s o

h a s

c o m p l e t e d


S t a t e

U n i v e r s i t y ' s E x e c u t i v e M a n a g e m e n t

P r o g r a m .

M r .

L a s c h e v e r

j o i n e d

t h e

A e r o s p a c e

S y s t e m s D i v i s i o n i n 1 9 6 2 , a s a S t a f f

E n g i n e e r i n g S c i e n t i s t .

H e b e c a m e M a n -

a g e r o f

T e c h n i c a l P l a n n i n g a n d , l a t e r ,

M a n a g e r

o f

R a d i o

F r e q u e n c y E n g i n e e r -

i n g . P r i o r

t o h i s

p r e s e n t

a s s i g n m e n t ,

h e

w a s C h i e f E n g i n e e r f o r

t h e

D i v i s i o n .

F o l l o w i n g

h i s

d i s c h a r g e f r o m t h e

U . S . A i r

F o r c e

i n 1 9 4 6 w i t h t h e r a n k o f

C a p t a i n ,

M r .

L a s c h e v e r s p e n t n i n e y e a r s

a s a n

A s -

s o c i a t e

E n g i n e e r

a n d S e c t i o n

C h i e f a t

W r i g h t

P a t t e r s o n A i r

F o r c e

B a s e ,

O h i o .

H e

j o i n e d

t h e

L a b o r a t o r y

f o r E l e c t r o n i c s ,

B o s t o n , i n

1 9 5 5

a n d

w a s

M a n a g e r ,

T e c h n i c a l S t a f f O f f i c e

a n d A s s i s t a n t

D i r e c t o r ,

R e s e a r c h


t h e r e

w h e n

H e

w a s

e m p l o y e d

b y R C A .

o f

a

c o m p l e t e l y

n e w

l i n e o f a l l

- R C A

h o m e

r e c e i v i n g

a n t e n n a s ,

t h e

f i r s t i n

R C A

h i s -

t o r y

a n d

a m o n g

t h e

b e s t

i n t h e

i n d u s t r y .

A

n u m b e r o f

p a t e n t s

a n d

a w a r d s

f o r o t h e r


t h r o u g h

t h e y e a r s

g r a c e

t h e

s t u d y

o f

h i s h o m e

a n d a t t e s t

t o

a

m o s t

b r i l l i a n t

a n d c o l o r f u l

c a r e e r .

M r .

P e t e r s o n ' s

l a t e r

w o r k

i s d e s c r i b e d

i n

h i s

a r t i c l e

i n

t h i s i s s u e ,

p .

6 .

9



8/18/2019 antenna----------npl


S t a f f

A n n o u n c e m e n t s

R C A


R o b e r t

W .

S a r n o f f , C h a i r m a n

a n d

C h i e f

E x e c u t i v e

O f f i c e r

h a s

a n n o u n c e d t h e e l e c -

t i o n

o f

W i l l i a m

J . K e n n e d y ,

I l l ,

t o t h e B o a r d

o f

D i r e c t o r s

o f

R C A

C o r p o r a t i o n .

R C A

L i m i t e d ( C a n a d a )

F r a n k

J . O ' H a r a ,

V i c e

- P r e s i d e n t ,

R C A

E l e c t r o n i c

C o m p o n e n t s

h a s

a n n o u n c e d

t h e a p p o i n t m e n t o f

G e o f f r e y G e d u l d a s

M a n a g e r , R C A

S o l i d S t a t e D i v i s i o n .

M a r k e t i n g

J a m e s

J .

J o h n s o n ,


M a r k e t i n g ,

h a s a p p o i n t e d

J o s e p h

W .

C u r r a n , S t a f f V i c e P r e s i d e n t ,

C o n s u m e r

M a r k e t i n g

a n d M a r k e t i n g

S e r v i c e s a n d

E d w a r d

J .

H o m e s , D i r e c t o r , M a r k e t i n g A d -

m i n i s t r a t i o n .

R i c h a r d

W .

S o n n e n f e l d t ,

S t a f f V i c e

P r e s i d e n t ,

S y s t e m s M a r k e t i n g

a n d

D e v e l o p m e n t h a s a n n o u n c e d

t h e

f o l l o w -

i n g

o r g a n i z a t i o n :

H o l m e s

B a i l e y , D i r e c t o r ,

C o n s u m e r I n f o r m a t i o n

S y s t e m s

D e v e l o p m e n t ;

H e n r y D u s z a k , M a n a g e r ,

S y s t e m s P l a n n i n g ;

P a t r i c k

S . F e e l y ,

M a n a g e r , B u s i n e s s

P l a n n i n g ;

a n d J a m e s

D .

L i v i n g s t o n , M a n a g e r ,

S y s t e m s

M a r k e t i n g .


D o n a l d

S .

M c C o y , D i r e c t o r ,

C o n s u m e r

E l e c t r o n i c s R e s e a r c h


h a s

a n -

n o u n c e d



J a y

J .

B r a n d i n g e r

c o n t i n u e s

a s

H e a d , T V

S y s t e m s R e s e a r c h ;

P a u l

K .

W e i m e r

c o n -

t i n u e s

a s

F e l l o w ,

T e c h n i c a l

S t a f f ,

H .

N e l s o n

C r o o k s c o n t i n u e s

a s M a n a g e r ,

H i g h - D e n s i t y

R e c o r d i n g

P r o j e c t ;

E u g e n e

O .

K e i z e r

c o n t i n u e s

a s

H e a d , V i d e o

-

S y s t e m s

R e s e a r c h ;

J . G u y W o o d w a r d

c o n t i n u e s

a s F e l l o w ,

T e c h n i c a l

S t a f f ;

C h a r l e s

B .

O a k l e y

i s

a p p o i n t e d

H e a d ,

E l e c t r o

- O p t i c

S y s t e m s

R e s e a r c h ;

a n d

J o h n

A .

v a n

R a a l t e

c o n t i n u e s

a s H e a d ,

D i s p l a y s

a n d

D e v i c e

C o n c e p t s

R e s e a r c h .

G e r a l d

B .

H e r z o g ,

D i r e c t o r

o f

R C A


S o l i d

S t a t e

T e c h n o l o g y

C e n t e r h a s

a n n o u n c e d

t h e

a p p o i n t m e n t

o f

J o h n

W .

G a y l o r d

a s

M a n a g e r ,

P o w e r

T e c h n o l o g y .

P a r t s a n d


J o h n

D .

C a l l a g h a n ,

M a n a g e r ,


h a s

a n n o u n c e d

t h e


o f R o b e r t

M .

W i l s o n

a s

M a n a g e r ,

P r o d u c t



N a t i o n a l

B r o a d c a s t i n g

C o m p a n y ,

I n c .

D o n

D u r g i n ,

P r e s i d e n t ,

N B C

T e l e v i s i o n

N e t w o r k

h a s

a n n o u n c e d

t h e


o f

J o h n

R .

K e n n e d y

a s

V i c e

P r e s i d e n t ,

O p e r a t i o n s

a n d


9 4

C o n s u m e r

a n d

S o l i d

S t a t e E l e c t r o n i c s

W i l l i a m

C .

H i t t i n g e r ,

E x e c u t i v e V i c e

P r e s i d e n t ,

R C A

C o n s u m e r a n d

S o l i d S t a t e

E l e c t r o n i c s h a s a p p o i n t e d

B e r n a r d V .

V o n d e r s c h m i t t ,

V i c e

P r e s i d e n t a n d

G e n e r a l M a n a g e r

o f t h e R C A S o l i d S t a t e

D i v i s i o n .

S o l i d S t a t e

D i v i s i o n

B e r n a r d V . V o n d e r s c h m i t t ,

V i c e P r e s i d e n t

a n d G e n e r a l M a n a g e r ,

S o l i d

S t a t e

D i v i s i o n

h a s a n n o u n c e d


o r g a n i z a t i o n : D .

J o s e p h D o n a h u e ,

D i v i s i o n


S o l i d S t a t e

I n t e g r a t e d

C i r c u i t s ,

E d w a r d

K .

G a r r e t t ,

D i r e c t o r , F i n a n c e ,

a n d J o s e p h

W .

K a r o l y ,

D i v i s i o n V i c e P r e s i d e n t ,

S o l i d

S t a t e -

E u r o p e .

R i c h a r d A .

S a n t i l l i , M a n a g e r , L i n e a r

I n t e g r a t e d

C i r c u i t s ,

R C A

S o l i d S t a t e

D i v i s i o n

h a s

a n n o u n c e d t h e f o l l o w i n g

a p -

p o i n t m e n t s i n

t h e M a r k e t i n g


R a l p h

S . l o v i n o ,

A d m i n i s t r a t o r ,

C o n s u m e r

E l e c t r o n i c s L i n e a r

I C

M a r k e t i n g ; S e y m o u r

R e i c h , A d m i n i s t r a t o r ,

I n d u s t r i a l M a r k e t s

L i n e a r I C

M a r k e t i n g ;

a n d W i l l i a m K . W e s t ,

P r i c e A n a l y s t f o r

I n d u s t r i a l M a r k e t s .

B e n A .

J a c o b y ,

D i v i s i o n


P o w e r

D e v i c e s h a s

a n n o u n c e d

t h e a p -

p o i n t m e n t

o f W i l l i a m

A .

G l a s e r a s

M a n a g e r ,

T h y r i s t o r s

a n d

R e c t i f i e r s .

H a r r y W e i s b e r g ,

M a n a g e r ,

M O S

I n t e g r a t e d

C i r c u i t s a n d L i q u i d

C r y s t a l

P r o d u c t s

h a s

a n n o u n c e d

t h e a p p o i n t m e n t

o f

H e r b e r t

B .

S h a n n o n

a s

M a r k e t i n g

M a n a g e r ,

M O S I n t e g r a t e d

C i r c u i t s a n d L i -

q u i d

C r y s t a l P r o d u c t s .


W i l l i a m

H .

A n d e r s o n ,

D i v i s i o n

V i c e

P r e s i d e n t ,

M a r k e t i n g

f o r

R C A

C o n s u m e r


h a s

a n n o u n c e d

t h e

a p -

p o i n t m e n t

o f

W i l l i a m

S . L o w r y

a s D i v i s i o n

V i c e

P r e s i d e n t ,

C o l o r T e l e v i s i o n

P r o d u c t

M a n a g e m e n t ,

a n d

W i l l i a m

E .

B o s s

a s

D i v i s i o n

V i c e ,

P r e s i d e n t ,

P r o d u c t

M a n a g e m e n t .

E l e c t r o n i c

C o m p o n e n t s

C l i f f o r d

H . L a n e ,

D i v i s i o n

V i c e

P r e s i d e n t ,

T e c h n i c a l

P l a n n i n g

h a s

a n n o u n c e d

t h e

f o l l o w i n g


H a r o l d

S .

B a s c h e ,

A d m i n i s t r a t o r ,

F a c i l i t i e s

S e r v i c e s ;

W e l l e s l e y

J .

D o d d s , M a n a g e r ,

Q u a l i t y

a n d


A s s u r a n c e ;

C l i f f o r d

H .

L a n e ,

A c t i n g ,

S t a f f

E n g i n e e r ;

C l i f f o r d

H .

L a n e ,

A c t i n g

M a n a g e r ,

T e c h n i c a l

A i d

a n d

L i c e n s e

C o o r d i n a t i o n ;

F r e d e r i c k

C .

W e i s

-

b a c h ,

M a n a g e r ,

G e n e r a l

P l a n t

E n g i n e e r i n g ;

a n d

J o h n

F .

W i l h e l m ,

M a n a g e r ,

C o m m e r c i a l


E x e c u t i v e

V i c e

P r e s i d e n t

a n d

G e n e r a l

C o u n s e l

S t e p h e n

S .

B a r o n e ,

V i c e

P r e s i d e n t ,

L i c e n -

s i n g

h a s

a n n o u n c e d

t h e

f o l l o w i n g


J e r o l d

J .

B e n a v i e ,

S t a f f

V i c e

P r e s i d e n t , D o m e s t i c L i c e n s i n g ; A l l a n D .

G o r d o n ,

S t a f f V i c e P r e s i d e n t ,


L i c e n s i n g ;

H . R u s s e l l L .

L a m o n t , D i r e c t o r , E u r o p e a n

T e c h n i c a l

R e l a t i o n s ; N o r m a n E . R o s e n ,

C o u n s e l ,

L i c e n s i n g ; a n d

P h i l i p

A . R o t h , D i r e c t o r ,

F i n a n c e

L i c e n s i n g .

P h i l i p A .

R o t h ,

D i r e c t o r ,

F i n a n c e - L i c e n -

s i n g

h a s

a n n o u n c e d t h e

f o l l o w i n g

o r g a n i z a t i o n : R o b e r t

F .

A m i t r a n i ,

M a n a g e r , F i n a n c e

- D o m e s t i c

L i c e n s i n g

a n d

S t e v e n

N .

M o r r i s , M a n a g e r ,

F i n a n c e - I n t e r n a t i o n a l L i c e n s i n g .

G o v e r n m e n t a n d C o m m e r c i a l

S y s t e m s

I . K . K e s s l e r , E x e c u t i v e


G o v e r n m e n t

a n d

C o m m e r c i a l S y s t e m s

h a s

a n n o u n c e d t h e f o l l o w i n g

a p -

p o i n t m e n t s : N i c h o l a s

J .

C a p e l l o ,

D i v i s i o n

V i c e P r e s i d e n t , M a n a g e m e n t

C o n s u l t i n g

S e r v i c e s

a n d

G e o r g e

D .

B l a c k ,

D i v i s i o n


I n d u s t r i a l

R e l a t i o n s .


a n d A v i a t i o n

S y s t e m s

D i v i s i o n

F r e d e r i c k

H . K r a n t z ,

D i v i s i o n

V i c e

P r e s i d e n t

a n d

G e n e r a l M a n a g e r

h a s

a n -

n o u n c e d

t h e

f o l l o w i n g

a p p o i n t m e n t s :

J a m e s H .

C a r b o n e ,

I l l ,

a s M a n a g e r ,

B u s i n e s s P l a n n i n g ;

G e o r g e F .

F a i r h u r s t

a s

M a n a g e r ,

P r o d u c t

A s s u r a n c e ; a n d

O .

T e r r y

H e s e l l u s

a s

M a n a g e r , M a n a g e m e n t


S y s t e m s .

C a r l J .

C a s s i d y ,

D i r e c t o r , G o v e r n m e n t

M a r k e t i n g

h a s

a n n o u n c e d t h e a p -

p o i n t m e n t

o f

E d w a r d

A . E l s t o n a s

M a n a g e r , G o v e r n m e n t

D a t a S y s t e m s ,

M a r k e t i n g .

J o h n

P .

M o l l e m a , M a n a g e r , M a r k e t i n g

h a s

a n n o u n c e d t h e


o f D a n

N o r t h r o p

a s M a n a g e r ,

C e n t r a l R e g i o n

S a l e s

f o r

R C A ' s

A v i a t i o n

E q u i p m e n t

D e p a r t m e n t .

A e r o s p a c e


S t a n l e y

S .

K o l o d k i n ,

D i v i s i o n

V i c e

P r e s i d e n t

a n d

G e n e r a l

M a n a g e r ,

h a s

a n -

n o u n c e d

t h e


o f E u g e n e

M .

S t o c k t o n

a s

C h i e f

E n g i n e e r

a n d N o r m a n

L .

L a s c h e v e r

a s

M a n a g e r

o f P l a n n i n g ;

a l s o

h e

h a s

a n n o u n c e d

t h e

f o l l o w i n g


J o h n

M . N a z a k

a s M a n a g e r ,

T a c t i c a l

S y s t e m s

S a l e s ;

M a l c o l m

M . K n o p f

a s

M a n a g e r

N a v y

A f f a i r s ;

M e l v i n

E .

L o w e

a s

D i r e c t o r , B u i l d i n g M a n a g e m e n t

S y s t e m s .

E u g e n e

B .

G a l t o n ,

P l a n t

M a n a g e r

h a s

a n -

n o u n c e d

t h e


o f

J o h n

W .

P a x -

t o n

a s

M a n a g e r ,

Q u a l i t y

A s s u r a n c e .


a n d

A v i a t i o n

S y s t e m s

D i v i s i o n

F r e d e r i c k

H .

K r a n t z ,

D i v i s i o n

V i c e

P r e s i d e n t

a n d

G e n e r a l

M a n a g e r

h a s

a n -

n o u n c e d

t h e


o f

G e o r g e

F .

F a i r h u r s t

a s

M a n a g e r ,

P r o d u c t

A s s u r a n c e .



8/18/2019 antenna----------npl


P r o m o t i o n s

A s t r o -


D i v i s i o n

P . S .

A b i t a n t o

f r o m

A s s o c .

E n g r g . , T i r o s

P r o j e c t

M a n a g e m e n t ,

t o M g r . ,

S p e c i a l t y

E n g r g . ( A .

D u s i o ,

H g h t s n . )

A l a s k a

C o m m u n i c a t i o n ,

I n c .

G . P .

R o b e r t s f r o m

M g r . ,

S p e c i a l P r o j .

t o

M g r . , E n g r g .

( F . D .

C h i e i ,

J r . , A n c h o r a g e )


F . C .

H a r v e y f r o m

M b r . ,

E n g r g .

S t a f f t o L d r . ,

E n g r g .

S t a f f ( C . W .

H o y t , I n d p l s . )

E . E .

J a n s o n

f r o m

L d r . ,

E n g r g .

S t a f f

t o

M g r . ,

E n g r g . B l a c k -

a n d - W h i t e

T V ( R . J .

L e w i s ,

I n d p l s . )

J . A . M c D o n a l d

f r o m L d r . ,

E n g r g .

S t a f f t o

M g r . ,

E n g r g . V i d e o D i s c s

( R . K .

L o c k h a r t ,

n d p l s . )

J . O . S i m p k i s s f r o m

S r .

M b r . , E n g r g .

S t a f f

t o

L d r . ,

E n g r g .

S t a f f ( J . K .

K r a t z , I n d p l s . )

E l e c t r o n i c

C o m p o n e n t s

D .

C h e m e l e w s k i f r o m E n g r . , E q u i p .

D e v .

t o

E n g . L d r . ,

E q u i p . D e v . ( K . D .

S c e a r c e ,

L a n c . )

D . H .

H e a d i n g t o n

f r o m E n g r . M f g .

t o M g r . ,

P r o d .

E n g r g . ( N .

M e e n a ,

M a r i o n )

S . T .

V i l l a n y f r o m

E n g r . , P r o d .

D e v .

t o S r .

E n g r . , P r o d . D e v .

( A . M o r r e l l ,

L a n c . )

J . P .

W o l f f

f r o m E n g r g .

L d r . , P r o d . D e v e l o p .

t o

M g r . ,

P r o d .

D e v . ( W . H .

W a r r e n , H r s n . )

G l o b a l C o m m u n i c a t i o n s

A .

L o n g o f r o m

E n g r .

t o

G r o u p L d r . , L e a s e d

F a c .

&

E n g r g .

D e p t . ( D . M a n d a t o ,

6 0

B r o a d , N e w Y o r k )

M .

F r u c h t e r f r o m

L d r . , T e c h .

C o n t r o l &

T r a n s . E n g r g .

t o M g r . , L e a s e d

C h a n n e l

E n g r g . ( S .

S c h a d o f f , 6 0

B r o a d , N e w Y o r k )

P a r t s a n d


R . M .

W i l s o n

f r o m E l e c .

E n g r .

t o

M g r . ,

P r o d u c t

D e v e l o p .

E n g r g . ( J . D .

C a l l a g h a n ,

D e p t f o r d )

S o l i d

S t a t e

D i v i s i o n

E .

C h a b a k

f r o m

E n g r .

t o

L d r . ,

T e c h . S t a f f

( E .

C z e c k ,

M o u n t a i n t o p )

W .

G u e r i n

f r o m

E n g r .

t o

L d r . ,

T e c h .

S t a f f

( R . S a t r i a n o ,


E . S c h m i t t f r o m

E n g r .

t o L d r . , T e c h .

S t a f f

( R .

S a t r i a n o ,


G .

D i e h l f r o m

I n d .

E n g r . t o M g r . ,

F a c i l i t i e s

& E q u i p .

S t a n d a r d s

( G . R e a z e r ,

M o u n -

t a i n t o p )

A . B i a n c u l l i

f r o m

M e m b e r ,

T e c h .

S t a f f t o

M g r . ,

E n g r g .

S t a n d a r d s

( R . M .

C o h e n ,

S o m e r v i l l e )

L .

G a l l a c e f r o m

M e m b e r ,

T e c h .

S t a f f t o

M g r . , Q u a l i t y

a n d R e l .

E n g r g .

( R . M .

C o h e n ,


J .

G a y l o r d

f r o m

L d r . , T e c h .

S t a f f t o M g r . ,

P o w e r

T e c h . ( G .

H e r z o g ,


F .

S c h e l i n e f r o m

M e m b e r , T e c h .

S t a f f

t o

L d r . , T e c h .

S t a f f ( G . H e r z o g ,


R . B a i l e y f r o m M e m b e r ,

T e c h .

S t a f f t o L d r . ,

T e c h .

S t a f f

( C . R .

T u r n e r ,


W .

B e n n e t t f r o m

S r . M e m b e r , T e c h .

S t a f f

t o L d r . , T e c h .

S t a f f

( C . R .

T u r n e r ,


A w a r d s

M i s s i l e

a n d

S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n

T h e

f o l l o w i n g

M S R D

e n g i n e e r s

r e c e i v e d

T e c h n i c a l

E x c e l l e n c e

A w a r d s

f o r t h e

t h i r d

q u a r t e r o f 1 9 7 2 :

W .

C .

B l u m e n s t e i n

- f o r

c o n c e p t , d e s i g n ,

a n d

d e m o n s t r a t i o n o f

a

n e w

h i g h -

d e n s i t y

c i r c u i t p a c k a g i n g

s y s t e m w i t h

i n h e r e n t

l o w c o s t a n d h i g h

r e l i a b i l i t y .

W .

L . D v o r a k - f o r

e x c e l l e n c e i n

s y s t e m

d e s i g n

a n d i m p l e m e n t a t i o n

o f t h e

A u t o m a t i c A n t e n n a

P a t t e r n D a t a

A c -

q u i s i t i o n S y s t e m ( A A P D A S ) .

J .

W o n d e r l i c h

- f o r


a c -

c o m p l i s h m e n t s

i n t h e f i e l d

o f a d v a n c e d

c o m p u t e r - a i d e d


d e s i g n ,

o n

t h e

b a s i s

o f

h i s


a n a l y s i s

o f

t h e V i k i n g

H i g h - G a i n

A n t e n n a

C o n t r o l

S y s t e m .

T h e f o l l o w i n g

M S R D r e c e i v e d

T e c h n i c a l

E x c e l l e n c e

A w a r d s f o r

t h e f o u r t h q u a r t e r

o f 1 9 7 2 :

R . A . B a u g h - f o r


t e c h n i c a l

l e a d e r s h i p i n

t h e

s u c c e s s f u l d e v e l o p m e n t

a n d

t e s t

o f

t h e

A N

/ S P Y

- 1 r a d a r c o n t r o l

s y s t e m

p r o g r a m s f o r

E D M - 1 .

C . C .

M a t h e w s

-

f o r

h i s

w o r k

i n

i m -

p l e m e n t i n g

t w o p r o g r a m

m o d u l e s o f

t h e

o v e r a l l

A A P D A S p r o g r a m

( T A B O R

a n d

D I S P L A Y )

w h i c h w e r e

u s e d

t o d i s p l a y

t h e

c e r t i f i c a t i o n

d a t a

o n

t h e

A N / S P Y

- 1 A r r a y

a n d

B e a m S t e e r i n g

C o n t r o l C a b i n e t

a t

t h e

A A P D A S

T e s t R a n g e .

J .

W . S m i l e y

-

f o r o u t s t a n d i n g


i n

i n i t i a t i n g ,

p r o p o s i n g ,

a n d


n e w

d e s i g n s

i n c i r c u i t s

a n d

i n t e r c o n n e c t i o n s

f o r

d e s i g n

a u t o m a t i o n

b a s e d

o n

A E W R A P .

I n

a d d i t i o n ,

R i c h a r d

A . B a u g h

w a s

s e l e c t e d

a s

t h e

A n n u a l

T e c h n i c a l

E x -

c e l l e n c e A w a r d

f o r

1 9 7 2 . H i s

s e l e c t i o n

r e p r e s e n t s

r e c o g n i t i o n

w i t h i n

M S R D

o f h i s



d u r i n g t h e

y e a r .

M r .

B a u g h

w a s c i t e d f o r


t e c h n i c a l

l e a d e r s h i p

i n t h e

s u c c e s s f u l


a n d

t e s t o f t h e A N

/ S P Y

- 1

r a d a r

c o n t r o l s y s t e m

p r o g r a m s

f o r

E D M - 1 .

A s

b o t h

l e a d

e n g i n e e r

a n d

w o r k i n g

l e a d e r

o f t h e t e a m

d u r i n g 1 9 7 2 ,

h e

d i r e c t e d t o i t s

c o m p l e t i o n

t h e

r e a l - t i m e

c o m p u t e r

c o n -

t r o l

s y s t e m p r o g r a m s

f o r t h e

m o s t s o p h i s -

t i c a t e d

r a d a r

e v e r b u i l t

a t M S R D . H e

d e v e l o p e d t h e

p l a n s a n d

t e s t e n v i r o n m e n t

r e q u i r e d

t o

q u a l i f y t h e


i n

f o r m a l p e r f o r m a n c e

t e s t s ,

a n d t h e n l a t e r

i n

t h e y e a r s u p e r v i s e d

t h e f o r m a l

t e s t a n d

e v a l u a t i o n

o f

t h e s e p r o g r a m s

i n

a c -

c o r d a n c e w i t h

a

s c h e d u l e

d e v e l o p e d

a t t h e

b e g i n n i n g

o f

1 9 7 2 . T h e s e

t e s t s

c o n s i s t e d

o f a

f u l l

c o n t r o l

s y s t e m

o p e r a t i n g a g a i n s t

a

s o p h i s t i c a t e d r e a l

- t i m e

s i m u l a t i o n

o f

t h e

A N

/ S P Y

1

r a d a r

a n d o t h e r r e a l - t i m e

c o n -

t r o l s y s t e m s

i n A E G I S .

T h e

t e s t

s e t u p

i n -

c l u d e d

t h e r a d a r

c o n t r o l p r o g r a m s

i n t w o

A N / U Y K 7 .

V i r t u a l l y

a l l o f t h e f u n c t i o n a l


o f t h e r a d a r

c o n t r o l

s y s t e m

w e r e

d e m o n s t r a t e d

i n

a n

e x h a u s t i v e s e r i e s

o f t e s t s .

A e r o s p a c e


T h e

t e a m

o f

F r a n k

J .

B r o w n

( G C S ) , A r t h u r

L .

B u c h a n a n ,

H o m e r D .

E c k h a r d t , H a r v e y

F i c h t e l b e r g ,

a n d

D a v i d

W e l l i n g e r

w a s

s e l e c t e d

f o r t h e

D e c e m b e r

1 9 7 2

T e c h n i c a l

E x c e l l e n c e

T e a m A w a r d

f o r i t s w o r k

o n

t h e

D r o n e

C C C s t u d y .

O u t s t a n d i n g

p e r f o r m a n c e w a s

d e m o n s t r a t e d

b y t h e

t e a m

d u r i n g

t h e

s e v e n - m o n t h

s t u d y

e n -

t i t l e d

" C o m m a n d ,

C o n t r o l a n d

C o m -


o f T a c t i c a l

U n m a n n e d A e r i a l

V e h i c l e s

" .

T h e s t u d y

w a s

c o n c e r n e d

p r i m a r i l y w i t h

h o w

b e s t t o i n t e g r a t e

d r o n e s

i n t o

t h e A F T a c t i c a l

A i r

C o m m a n d

S y s t e m . I t

r e q u i r e d

a

f u l l

t e c h n o l o g y

a s s e s s m e n t

i n t h e

a r e a s o f

c o m -

m u n i c a t i o n s ,

p o s i t i o n l o c a t i o n

a n d

r e p o r t i n g ,

a n d c o m m a n d

a n d c o n t r o l . T h e

c u s t o m e r ( E S D )

h a d

a l s o f u n d e d

a

c o m p e t i t o r

t o

c o n d u c t

a

s e c o n d , p a r a l l e l

s t u d y .

G o v e r n m e n t


S y s t e m s

T h e T e l e x E n g i n e e r i n g

T e a m

h a s b e e n

s e l e c t e d f o r t h e

f i r s t T e c h n i c a l E x c e l l e n c e

A w a r d

o f

1 9 7 3 . T h i s t e a m c o n s i s t s o f

e n g i n e e r s

-

E d

T y n d a l l ,

N e i l C o l e m a n ,

a n d

B e r n i e S i l v e r s t e i n ;

P r o g r a m m e r / A n a l y s t s

-

D o n S c h a e f e r ,

G a l e

F e r r i s ,

a n d

G e r r y

M o o r e ;

a n d

M a t e r i a l a n d

F a b r i c a t i o n S p e c i a l i s t s

-

" W h i t e y "

C o l i g a n ,

F r a n k B a u m i e s t e r ,

a n d

C h e s t e r

K a s i a n .

T h i s t e a m d i d

a n o u t s t a n -

d i n g j o b

i n


o f a c o s t

e f f e c t i v e ,

c o m p u t e r

c o n t r o l l e d ,

t i m e

d i v i s i o n

T e l e x s w i t c h

c a p a b l e

o f

i n t e r f a c -

i n g

w i t h

a l l k n o w n

i n t e r n a t i o n a l

T e l e x

s w i t c h i n g

s y s t e m s

a n d

f l e x i b l e

e n o u g h

t o

p e r m i t

f u t u r e

s i g n a l i n g

c h a n g e s

t o b e

i n -

c l u d e d

b y p r o g r a m

m o d i f i c a t i o n .

9



8/18/2019 antenna----------npl


D r .

M u e l l e r h o n o r e d

b y I E E E g r o u p

D r . C h a r l e s

W .

M u e l l e r ,

a

F e l l o w o f

R C A


h a s

b e e n

h o n o r e d

b y

t h e

E l e c t r o n

D e v i c e s

G r o u p

o f

t h e I E E E .

T h e

J .

J .

E b e r s

A w a r d

w a s

p r e s e n t e d

t o

D r . M u e l l e r

" f o r o u t s t a n d i n g

t e c h n i c a l


t o e l e c t r o n

d e v i c e s ,

s p a n -

n i n g t h e

e v o l u t i o n

o f

m o d e r n e l e c t r o n i c s

f r o m g r i d

- c o n t r o l l e d

t u b e s

t h r o u g h

t h e

a l l o y

t r a n s i s t o r ,

t h e t h y r i s t o r ,

a n d

M O S

d e v i c e s

t o s i l i c o n

v i d i c o n s

a n d

s i l i c o n

s t o r a g e

v i d i c o n s . "

A l l

o f D r .

M u e l l e r ' s s i g n i f i c a n t

r e s e a r c h

w a s

d o n e

a t


P r i n c e t o n ,

N .

J . ,

w h e r e

h e h a s

w o r k e d s i n c e s i n c e

r e c e i v i n g t h e S c D

f r o m M a s s a c h u s e t t s

I n s t i t u t e

o f

T e c h n o l o g y i n 1 9 4 2 .

D r .

M u e l l e r


B . . S c . ( m a g n a

c u m

l a u d e ) f r o m t h e U n i v e r s i t y

o f

N o t r e

D a m e i n 1 9 3 4 a n d

t h e

M S

f r o m

M I T

i n

1 9 3 6 . H e

w o r k e d

f o r

t h e R a y t h e o n


f o r

t w o

y e a r s b e f o r e

r e t u r n -

i n g t o M I T f o r

h i s

d o c t o r a t e .

D r .

M u e l l e r i s

a F e l l o w o f t h e

I E E E , a n d

a

m e m b e r o f t h e A m e r i c a n

P h y s i c a l

S o c i e t y

a n d S i g m a

X i . H e h a s t w i c e r e c e i v e d R C A ' s

h i g h e s t t e c h n i c a l h o n o r ,

t h e D a v i d

S a r n o f f

A w a r d ,

a s w e l l a s t h r e e R C A L a b o r a t o r i e s


A w a r d s .

H e h a s

p u b l i s h e d 1 7

t e c h n i c a l

p a p e r s

a n d h o l d s

1 8 U . S .

P a t e n t s .

C o r p o r a t e

i d e n t i f i c a t i o n

o n e n g i n e e r i n g

d o c u m e n t a t i o n

Y o u c a n

b e h e l p f u l

i n

o v e r c o m i n g

a

d i f -

f i c u l t

p r o b l e m

i n

c o n n e c t i o n

w i t h

t h e u s e

o f

o u r

c o r p o r a t e

n a m e a n d

l o g o t y p e

o n a

v a r i e t y o f


a n d r e l a t e d

d o c u m e n t a t i o n .

S p e c i f i c a l l y ,

t h i s

i n -

c l u d e s ,

b u t

i s

n o t n e c e s s a r i l y

r e s t r i c t e d

t o ,

a

g r e a t

a m o u n t

o f e n g i n e e r i n g

m a t e r i a l

s u c h

a s

d r a w i n g s

a n d

s p e c i f i c a t i o n s .

T h e r e

a r e

l i t e r a l l y

m i l l i o n s

o f

p i e c e s

o f

m a t e r i a l s u c h

a s t h i s

i n

e x i s t e n c e ,

m o s t o f

w h i c h w e r e p r o d u c e d

p r i o r

t o t h e

c o r p o r a t e

n a m e

c h a n g e o v e r .

O u r

c o r p o r a t e

p o l i c y

r e q u i r e s

t h a t

t h e

p r o p e r i d e n t i f i c a t i o n

b e

u s e d o n

m a t e r i a l

p r o d u c e d o r

i s s u e d

e i t h e r

i n t e r n a l l y o r

e x -

t e r n a l l y .

T h e

f o l l o w i n g p r o c e d u r e

i s

r e c o m m e n d e d

i n c o n n e c t i o n

w i t h


d o c u m e n t a t i o n :

1 ) O l d d o c u m e n t a t i o n

t h a t

i s

i n a c t i v e

n e e d

n o t

b e

a l t e r e d ;

2 )

O l d

m a t e r i a l t h a t i s s t i l l

a c t i v e

a n d

b e a r s

a l a s t

d a t e

p r i o r

t o M a y ,

1 9 6 9

m a y

b e u s e d

w i t h o u t a l t e r a t i o n ;

3 )

O l d

m a t e r i a l

t h a t

i s a c t i v e

a n d

b e a r s

a

d a t e

l a t e r t h a n M a y ,

1 9 6 9

m a y

n o t

b e

p u b l i s h e d

o r d i s t r i b u t e d

w i t h o u t

c o r r e c -

t i n g o r

u p d a t i n g

t h e i d e n t i f i c a t i o n .

T h i s

c a n

b e


i n

a v a r i e t y

o f

w a y s ,

i n c l u d i n g

s t i c k e r s ,

d e c a l s o r

c o m p l e t e

r e v i s i o n s

t o b e s t

m e e t t h e

c i r c u m s t a n c e s .

4 ) N e w o r

n e w l y r e v i s e d

d o c u m e n t s

m a y

n o t b e

i s s u e d u n l e s s

t h e s e

d o c u m e n t s

h a v e t h e c o r r e c t

l o g o t y p e o r

c o r p o r a t e

n a m e , R C A C o r p o r a t i o n

o r

R C A .

I f

y o u

n e e d

a n y a s s i s t a n c e

i n

a c h i e v i n g

o u r c o r p o r a t e o b j e c t i v e o f

u s i n g c o r r e c t

c o r p o r a t e i d e n t i f i c a t i o n

o n


d o c u m e n t a t i o n , y o u c a n c a l l

e i t h e r

t h e

C o r p o r a t e

I d e n t i f i c a t i o n

D e p a r t m e n t

i n

N e w

Y o r k o r C o r p o r a t e

S t a n d a r d s


i n

C h e r r y H i l l .


a c t i v i t i e s

G o v e r n m e n t

a n d

C o m m e r c i a l

S y s t e m s

E d w i n

S .

S h e c t e r , M a n a g e r ,

P r o d u c t

A s -

s u r a n c e ,

w a s

n a m e d

C h a i r m a n

o f t h e

n e w l y -

c r e a t e d

M a n d a t o r y

S t a n d a r d s

G r o u p

o f

t h e

S t a n d a r d s

C o m m i t t e e

o f

t h e

A m e r i c a n S o c i e t y

o f

Q u a l i t y C o n t r o l .

A s t r o -


D i v i s i o n

F r a n k

P a p i a n o

i s

a

m e m b e r

o f

t h e I n s t i t u t e

o f P r i n t e d

C i r c u i t s '

S p e c i a l

B l u e

R i b b o n

C o m m i t t e e

d e a l i n g

w i t h

s u r f a c e

d e f e c t s

o n

p r i n t e d -

c i r c u i t

b o a r d s .

H e

r e c e n t l y

s u p p l i e d

a

s e t

o f c o l o r

p h o t o g r a p h s

a n d

d e f i n i t i o n s

o f

d e f e c t s

s u c h

a s

m e a s l i n g ,

b l i s t e r i n g ,

h a l o i n g ,

a n d

d e l a m i n a t i o n

f o r

u s e

i n


o f

a n

A c c e p t a b i l i t y

S t a n d a r d

t o

b e

i s s u e d

b y

t h e

I P C .

9 6

G o v e r n m e n t C o m m u n i c a t i o n

S y s t e m s

B . T i g e r

w a s

C h a i r m a n

o f

t h e

C o m p u t e r


S e s s i o n

o f t h e 1 9 7 3

A n n u a l


a n d

M a i n t a i n a b i l i t y

S y m p o s i u m .

M i s s i l e

a n d

S u r f a c e

R a d a r

D i v i s i o n

T h o m a s

G .

G r e e n , L e a d e r , D e s i g n a n d



w a s

a p p o i n t e d

t o

t h e M e m b e r s h i p

C o m m i t t e e

o f

t h e

A I A A

( A m e r i c a n

I n s t i t u t e

o f

A e r o n a u t i c s

a n d

A s t r o n a u t i c s ) .

M e r r i l l

W .

B u c k l e y ,

J r .

w a s

M o d e r a t o r

a t

I E E E


S e c t i o n

J o i n t

M e e t i n g

o f t h e


M a n a g e m e n t

G r o u p ,

C o m p u t e r

S o c i e t y ,

S y s t e m s

M a n

a n d

C y b e r n e t i c s

S o c i e t y ,

a n d

E l e c t r o n

D e v i c e s

G r o u p

o n

J a n u a r y

3 0 ,

1 9 7 3 .

T h e

s u b j e c t

w a s

" E l e c t r o n i c


-

h e

P r o f e s s i o n

i s

C h a n g i n g . "

W i n t e r s

i s T P A

f o r

P a t e n t s

M i l t o n S .

W i n t e r s

h a s b e e n

a p p o i n t e d

T e c h n i c a l


A d m i n i s t r a t o r

f o r

P a t e n t s

a n d L i c e n s i n g ,

P r i n c e t o n ,

N . J . I n

t h i s

c a p a c i t y ,

M r .

W i n t e r s i s


f o r

t h e

r e v i e w a n d

a p p r o v a l

o f t e c h n i c a l

p a p e r s ;

f o r c o o r d i n a t i n g

t h e

t e c h n i c a l

r e p o r t i n g

p r o g r a m ;

a n d

f o r

p r o m o t i n g

t h e


o f

p a p e r s f o r

t h e

R C A

E n g i n e e r a n d o t h e r

j o u r n a l s ,

b o t h

i n t e r n a l

a n d e x t e r n a l .

M r .

W i n t e r s

i s

p r e s e n t l y

D i r e c t o r

o f

P a t e n t

P l a n s a n d S e r v i c e s .

H e h a s

b e e n

w i t h

R C A

s i n c e

1 9 4 8 . H e

r e c e i v e d

t h e B A i n

M a t h e m a t i c s

( c u m

l a u d e ) f r o m

t h e

U n i v e r s i t y

o f

I o w a

i n 1 9 3 1 ;

t h e M A i n

M a t h e m a t i c s

f r o m

t h e

U n i v e r s i t y

o f

M i c h i g a n

i n 1 9 3 2 ;

a n d t h e L L . B .

f r o m

t h e

D e s

M o i n e s C o l l e g e o f L a w i n

1 9 3 8 .

A f t e r

c o l l e g e ,

h e

e n t e r e d g e n e r a l

p r a c t i c e

( 1 9 3 8

- 4 1 ) ,

w a s

a

j u n i o r

e n g i n e e r

w i t h

t h e

S i g n a l C o r p s .

( 1 9 4 1

- 4 2 ) ,

a

P a t e n t O f f i c e r

( 1 9 4 3

- 4 5 ) ,

a n d a

P a t e n t A t t o r n e y w i t h

P h i l i p s L a b o r a t o r i e s

( 1 9 4 5 - 4 8 ) .

R C A R e v i e w ,

D e c e m b e r

1 9 7 2

V o l u m e

3 3 , N u m b e r

4

C o n t e n t s

S e n s i t i v i t y

a n d r e s o l u t i o n o f


i m a g e r s

a t

l o w

l i g h t

l e v e l s

J .

E .

C a r n e s I W . F .

K o s o n o c k y

A t e l e v i s i o n r a t e l a s e r

s c a n n e r - l .

g e n e r a l

c o n -

s i d e r a t i o n s

I .

G o r o g

J . D .

K n o x

P . V .

G o e d e r t i e r

A

t e l e v i s i o n

r a t e l a s e r

s c a n n e r

- I l .

r e c e n t


I .

G o r o g

J . D .

K n o x

P .

V .

G o e d e r t i e r l

I . S h i d l o v s k y

T h i n - F i l m

L a s e r s

J .

P .

W i t t k e

A

n e w

e a r t h

- s t a t i o n

a n t e n n a

f o r

d o m e s t i c

s a t e l l i t e


P .

F o l d e s

W i d e b a n d

c l a s s

- C T r a p a t t

a m p l i f i e r s

A .

R o s e

J .

F .

R e y n o l d s

1 S .

G .

L i u

G .

E .

T h e r i a u l t

1

- 2

G H z

h i g h

- p o w e r

l i n e a r

t r a n s i s t o r

a m p l i f i e r

A .

P r e s s e r

E .

F .

B e l o h o u b e k

I n t e g r a l

h e a t

s i n k


e l e c t r o n

o s c i l l a t o r s . _ .

S . Y e g n a

N a r a y a n

J .

P .

P a c z k o w s k i

T h e

R C A

R e v i e w

i s

p u b l i s h e d

q u a r t e r l y .

C o p i e s

a r e

a v a i l a b l e

i n

a l l

R C A

l i b r a r i e s .

S u b s c r i p t i o n

r a t e s

a r e

a s

f o l l o w s

( r a t e s

a r e

d i s c o u n t e d

2 0 %

f o r

R C A

e m p l o y e e s )

D O M E S T I C

F O R E I G N

1

- y e a r

$ 6 . 0 0

$ 6 . 4 0

2 - y e a r

1 0 . 5 0

1 1 . 3 0

3 - y e a r

1 3 . 5 0

1 4 . 7 0



8/18/2019 antenna----------npl


T h e E d i t o r i a l R e p r e s e n t a t i v e

i n y o u r g r o u p

i s

t h e o n e y o u s h o u l d

c o n t a c t

i n

s c h e d u l i n g t e c h n i c a l p a p e r s

a n d a n n o u n c e m e n t s

o f

y o u r p r o f e s s i o n a l

a c t i v i t i e s .

E n g i n e e r i n g , B u r l i n g t o n , M a s s .

I n d u s t r y

S y s t e m s . B u r l i n g t o n , M a s s .


a n d


V a n

N u y s ,

C a l i f .

A v i a t i o n

S y s t e m s

D i v i s i o n

E n g i n e e r i n g , V a n N u y s ,

C a l i f .

A s t r o - E l e c t r o n i c s D i v i s i o n E n g i n e e r i n g ,


A d v a n c e d D e v e l o p m e n t

a n d R e s e a r c h ,

P r i n c e t o n ,

N . J .

M i s s i l e

&

S u r f a c e


E n g i n e e r i n g , M o o r e s t o w n ,

N . J

G o v e r n m e n t E n g i n e e r i n g

A d v a n c e d

T e c h n o l o g y L a b o r a t o r i e s ,

C a m d e n , N . J .

A d v a n c e d

T e c h n o l o g y L a b o r a t o r i e s ,

C a m d e n , N . J .

C e n t r a l E n g i n e e r i n g ,

C a m d e n ,

N . J .

G o v e r n m e n t P l a n s a n d


l n f c r m a t i o n a n d

C o m m u n i c a t i o n s , C a m d e n , N . J .

S y s t e m s



S y s t e m s

D i v i s i o n

B r o a d c a s t s

S y s t e m s

S t u d i o ,

R e c o r d i n g ,

& S c i e n t i f i c E q u i p . E n g i n e e r i n g ,

C a m d e n , N . J .

B r o a d c a s t

T r a n s m i t t e r

&

A n t e n n a

E n g . ,

G i b b s b o r o ,

N . J .

C o m m e r c i a l S y s t e m s

G o v e r n m e n t


S y s t e m s

P a l m B e a c h D i v i s i o n


E n t e r t a i n m e n t T u b e D i v i s i o n

A d v a n c e d D e v e l o p m e n t ,

M e a d o w L a n d s .

P a .

E n g i n e e r i n g . C a m d e n ,

N . J .

P a l m

B e a c h P r o d u c t

L a b o r a t o r y , P a l m B e a c h G a r d e n s , F l a .

R e s e a r c h ,


S o l i d S t a t e

T e c h n o l o g y

C e n t e r , S o m e r v i l l e ,

N . J .

S o l i d S t a t e T e c h n o l o g y C e n t e r , S o m e r v i l l e ,

N . J .

C h a i r m a n ,

E d i t o r i a l B o a r d , H a r r i s o n , N . J .

R e c e i v i n g

T u b e

O p e r a t i o n s , W o o d b r i d g e ,

N . J .

T e l e v i s i o n P i c t u r e T u b e O p e r a t i o n s , M a r i o n .

I n d .

T e l e v i s i o n P i c t u r e T u b e

O p e r a t i o n s .

L a n c a s t e r .

P a .

I n d u s t r i a l

T u b e D i v i s i o n

l n u d s t r i a l

T u b e

O p e r a t i o n s , L a n c a s t e r .

P a .

M i c r o w a v e

T u b e

O p e r a t i o n s .

H a r r i s o n , N . J .

R C A

S e r v i c e C o m p a n y

C h a i r m a n , E d i t o r i a l B o a r d , S o m e r v i l l e ,

N . J .

S o l i d

S t a t e

D i v i s i o n . M o u n t a i n t o p , P a .

P o w e r T r a n s i s t o r s , S o m e r v i l l e , N . J .

I n t e g r a t e d

C i r c u i t s , S o m e r v i l l e ,

N . J .

S o l i d S t a t e

D i v i s i o n , F i n d l a y , O h i o

C h a i r m a n ,

E d i t o r i a l B o a r d ,

I n d i a n a p o l i s . I n d .


I n d i a n a p o l i s , I n d .

A u d i o

P r o d u c t s E n g i n e e r i n g , I n d i a n a p o l i s ,

I n d .

A d v a n c e d D e v e l o p m e n t , I n d i a n a p o l i s .

I n d .

B l a c k a n d

W h i t e

T V


I n d i a n a p o l i s ,

I n d .

C e r a m i c

C i r c u i t s E n g i n e e r i n g ,

R o c k v i l l e , I n d .

C o l o r T V E n g i n e e r i n g ,

I n d i a n a p o l i s , I n d .

E n g i n e e r i n g , R C A

T a i w a n

L t d . ,

T a i p e i , T a i w a n

C o n s u m e r

P r o d u c t s A d m i n i s t r a t i o n ,

C h e r r y

H i l l , N . J .

C o n s u m e r

P r o d u c t s S e r v i c e D e p t . ,

C h e r r y H i l l ,

N

J .

T e c h a n i c a l S u p p o r t ,

C h e r r y H i l l , N . J .

M i s s i l e T e s t P r o j e c t , C a p e

K e n n e d y , F l a .

P a r t s a n d


P r o d u c t D e v e l o p m e n t E n g i n e e r i n g . D e p t f o r d ,

N . J .

R C A G l o b a l


I n c . . N e w Y o r k ,

N . Y .

( A c t i n g )

R C A

A l a s k a


I n c . , A n c h o r a g e , A l a s k a

S t a f f

E n g . , N e w Y o r k ,

N . Y .

R e c o r d E n g . , I n d i a n a p o l i s ,

I n d .

N e w Y o r k , N . Y .

R C A

L t d

-

-

R e s e a r c h &

E n g . ,

M o n t r e a l , C a n a d a

P a t e n t P l a n s a n d S e r v i c e s ,


T e c h n i c a l


A d m i n i s t r a t o r s

( a s t e r i s k e d

a b o v e )

a r e


f o r r e v i e w a n d a p p r o v a l o f

p a p e r s

a n d p r e s e n t a t i o n s .

P h o t o

a t

r i g h t

w a s t a k e n

d u r i n g

a

r e c e n t

R C A E n g i n e e r

A d v i s o r y

B o a r d

m e e t i n g .

A t

s u c h

m e e t i n g s ,

A d v i s o r y

B o a r d

m e m b e r s ,

T e c h n i c a l


A d m i n i s t r a t o r s ,

a n d

E d i t o r i a l

R e p r e s e n t a t i v e s

l a y o u t p l a n s

f o r f u t u r e

R C A

E n g i n e e r

i s s u e s .



8/18/2019 antenna----------npl


antenna----------npl

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