DD222166A1 - Hornantennen mit rillenstruktur - Google Patents

Abstract

Die Erfindung Hornantennen mit Rillenstruktur bezieht sich auf die konstruktive Gestaltung und die Herstellung von Hornantennen mit geringer Nebenstrahlung. Mit der Erfindung werden Ausfuehrungsformen und Herstellungsmoeglichkeiten fuer Rillenhornantennen angegeben, die bei gleichen charakteristischen Werten des Richtdiagramms gegenueber bisherigen Ausfuehrungen weniger Material enthalten, leichter sind und mit geringeren Kosten hergestellt werden koennen. Ausserdem werden einfachere Moeglichkeiten zum Schwenken des Richtdiagramms gezeigt. Die zu loesende Aufgabe besteht darin, die Rillenstruktur aus duennwandigem, gut leitfaehigem Material herzustellen. Merkmale der Erfindung sind die Gestaltung der Rillenstruktur derart, dass die Struktur durch spanloses Verformen eines Rohres oder Kegels aus duennem, gut leitfaehigem Blech herstellbar ist, wobei als fertigungstechnisch guenstige Strukturen Trapeze und annaehernde Sinusformen verwendet werden, oder dass sie aus vorgefertigten Strukturelementen in Gestalt geeignet geformter Bleche, Rohre oder Draehte zusammengesetzt wird. Die Elastizitaet mancher dieser Anordnung ermoeglicht dabei eine Richtungsaenderung der Horn-Apertur und damit ein Schwenken des Richtdiagramms bei feststehender Zuleitung. Derartige Antennen sind als Primaerstrahler von Reflektorantennen oder als selbstaendige Antennen in Anlagen zur Nachrichtenuebertragung, Funkortung oder Fernerkundung einzusetzen.

Description

Titel . . JL

Hornantennen mit Rillenstruktur Anwendunggebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Konstruktion und Herstellung von Hornantennen mit Rillenstruktür. Derartige Antennen zeigen bei geeigneter Dimensionierung eine im Vergleich zu Hornantennen ohne Rillenstruktur geringe Nebenstrahlung· £>ie sind als Primärstrahler von Reflektorantennen oder als selbständige Antennen sum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen in Anlagen zur Punkortung, zur Nachrichtenübertragung und zur Fernerkundung einzusetzen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

bekannt sind Ausführungen von Hornantennen mit mäanderfb'rmiger Rillenstruktur,, wobei nach Patent ΏΒ 2836869 ein rechtwinkliges'Abknicken der einzelnen Mäanderrillen oder nach Patent DB 2921596 ein Ausfüllen der Mäanderrillen mit einem verlustarmen Dielektrikum möglichst hoher Dielektrizi tätskonstante zu geringeren Rillentiefen führt. Bei diesen Ausführungen wird die Rillenstruktur durch Ausdrehen oder durch Ausfräsen eines oder mehrerer Metallkörper oder auf galvanoplastischem Wege hergestellt.

Diese Herstellungsverfahren erfordern einen relativ hohen Aufwand an Material, Bearbeitungszeit und Kosten. Die herstellungsbedingte Oberflächenrauhigkeit der Rillenstruktür

ist dabei oft Ursache für eine unerwünscht große Dämpfung der zu übertragenden elektromagnetischen Welle. Häufig werden derartige Antennen in Verbindung mit einer Einrichtung zum Schwenken des Richtdiagramms betrieben. Dabei wird die RiI-lenhornantenne als Primärstrahler eines zur Diagrammschwenkung* dienenden beweglichen Reflektors eingesetzt.

Ziel der Erfindung ,

ι .·

Mit der folgenden Erfindung sollen Aucführungöformen von und H^rstellungsmöglichkeiten für Rillenhornantennen angegeben werden, die bei gleichen charakteristischen Werten des Richtdiagramms und bei ausreichender mechanischer Stabilität gegenüber bisherigen Ausführungen weniger Material enthalten, leichter sind, mit geringeren Kosten hergestellt werden können sowie auch nach der formgebenden Bearbeitung hohe Oberflächenleitfähigkeit, geringe Oberflächenrauhigkeit und damit geriige Verluste aufweisen. Ferner sollen Möglichkeiten zum Schwenken des Richtdiagramms bei feststehender Antennenzuleitung gezeigt werden, die einfacher als bisherige Einrichtungen zum Diagrammschwenken sind und auch ohne beweglichen Reflektor oder andere wellenoptische Zusatzeinrichtungen herstellbar sind.

Darlegung des V/es ens der Erf indung

Die technische Aufgabe, die durch die ±JrTinduns gelöst wird, besteht darin, die erforderliche Rillonstinktur aus möglichst dünnwandigem Material mit glatter und gut leitfähiger Oberfläche in möglichst einfachen Arbeitsgängen herzustellen. Dabei sind im Interesse einer leichteren Herstellung geeignete Abweichungen von einer Mäanderstruktur zulässig, soweit die geforderten elektrischen Parameter eingehalten werden. Maßgebend bei der Gestaltung ist, daß am Rillengrund wegen der dort fließenden Kurzschlußströme eine möglichst hohe Leitfähigkeit erreicht wird, während die Verbindung zwischen • zwei benachbarten Rillen an den Rillenöffnungen in elektrischer Hinsicht unkritisch ist.

Merkmal der Erfindung ist die konstruktive Gestaltung der Rillenstruktur in einer solchen Weise, daß für die technologische Realisierung weitgehend bis ausschließlich die Fertigungsverfahren des spanlosen Umformens, insbesondere des lletalldrückens oder -Ziehens verwendet werden. Dabei lassen sich keine exakten Mäanderstrukturen herstellen. Die Diraensionierung der modifizierten Rillenstruktur (Rillenforni, -tiefe, -breite, Stegbreite bzw. Rillenperiode) ist dabei gegenüber der bekannten Dimensionierung der Mäanderstrukhur mit Hilfe geeigneter theoretischer oder experimenteller jt Untersuchungen nur wenig zu ändern.

Eine erfindungsgemäße Gestaltung besteht darin, einen Kegelmantel oder ein Rohr aus dünnem Blech mit gut leitfähiger, glatter Oberfläche so zu verformen, daß ein Konus oder ein Rohr mit gewellter Wandung entsteht. Dabei bleibt die Oberflächenrauhigkeit im wesentlichen unverändert. Strukturelle Veränderungen der Materialoberfläche beim BiegeVorgang, die zu einer Verringerung der Oberflächenleitfähigkeit führen, lassen sich durch anschließendes Tempern beseitigen. Die so entstehenden Strahler mit Rillenstruktur können infolge der Elastizität des verwendeten Bleches in gewissen Grenzen verformt werden, so daß insbesondere die für die Abstrahlung maßgebende Öffnungsfläche und damit das Richtdiagramm geschwenkt werden können. Andererseits ist der Strahler zu versteifen, indem die Außenseite der Rillenstruktur mit passenden starren Streben verbunden oder mit einem aushärtbaren Material (z. B. Epoxidharz) umhülltWird.

Bei einer weiteren Art der Gestaltung werden Ringe oder Wendeln aus gut leitfähigem, glattem ,dünnwandigem Profilmaterial (Blechprofil, Rohr) oder Draht vorgefertigt und anschließend freitragend zusammengefügt, beispielsweise gelötet oder geklebt, oder an der Innenwand eines glatten Kegel- oder Pyramidenhoras aus ebenfalls dünnwandigem Material befestigt.

. Ausführurigsbeispiel

Die Erfindung soll an einigen Ausführungsbeispielen,näher erläutert werden, wobei der Übersichtlichkeit wegen in den Bildern nur Halbschnitte symmetrischer Strukturen oder Ausschnitte aus der Rillenstruktur mit Hervorhebung der Rillenabmessungen dargestellt werden. . FigV 1 zeigt den Halb3chnitt einer Rillenhornantenne aus dünnwandigem Blech mit trapezförmiger Rillenstruktur. In Fik. 2a und 2b sind die Halbschnitte von zwei Strahlern dargestellt, bei denen eine zylindrische, trapezförmige Rillenstruktur entweder nur an die große öffnung eines glatten Kegelhornes (Pig· 2a) anschließt oder auch noch zwischen Speisehohlleiter und kleine Öffnung eines glatten Kegelhoms eingefügt ist (Pig. 2b).

Mit Pig. 3a bis 3d werden jeweils als Ausschnitt aus der Hornwand vier Varianten gezeigt, bei denen die elektromag·? netisch wirksame Rillenstruktur in Gestalt vorgefertigter Ringe" oder V/endeln aus Profilmaterial auf der Innenwand eines glatten Horns aufgebracht ist. Dabei wird ein trapezförmiges Profil nach Fig. 3a oder ein etwa sinusförmiges Profil nach Pig· 3b aus entsprechend verformten Blechstreifen hergestellt, wobei die einzelnen Ringe oder Windungen an den Stellen, geringster Längsströme miteinander verbunden sind· Pig.. 3c zeigt ein aus geschlitzten Rohren bestehendes Profil, bei dem die innere Oberfläche der Rohre aus gut leitfähigem, glattem Material besteht« Gewissermaßen als Gegenstück dazu wird in Pig. 3d ein aus ungeschlitzten Rohren bestehendes Profil gezeigt, bei dem die Zwischenräume zwischen den Rohren die elektromagnetisch wirksamen Rillen darstellen. Dabei müssen die äußere Oberfläche der Rohre, die Innenwand des glatten Horns und die Verbindung zwischen beiden möglichst große Leitfähigkeit und geringe Rauhigkeit besitzen. In allen genannten Fällen lassen sich zusätzlich nach Patent DB 2921596 die Rillenabmessungen durch Ausfüllen der Rillen mit einem festen Dielektrikum verringern.

Claims (7)

Erfindungsana pruch

1. Hornantenne rait Rillenstruktui-, die in bekannter öder naheliegender Weise dimensioniert ist, g e kennzeiohne t dar. durch, daß die Antenne mit*der elektrisch wirksamen Rillenstruktur aus dünnem, gut leitfähigem Blech mit glatter Oberfläche oder durch nachträgliches Aufbringen gut leitfähiger Strukturelemente mit glatter Oberfläche auf\die Innenwandung eines glatten Homes hergestellt ist. J^

2· Hornantenne nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch^ &&Ά die aus dünnem Blech bestehende Rillenstruktur ein trapezförmiges oder sinusförmiges oder ein zwischen trapez- und sinusförmig liegendes Profil besitzt.

3. Hornantenne nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, .daß die auf die Innenwand eines glatten Homes nachträglich aufzubringenden Strukturelemente aus wendölförmig oder ringförmig angeordneten, die Rillenstruktur bildenden gut leitfähigen Drähten, Stäben, Rohren oder Profilblechen bestehen.

4· Hornantenne nach Punkt 1 mit einem konusformigen Teil» dessen innere Oberfläche aus glattem, gut leitfähigem Material besteht, gekennzeichnet dadurch, daß die Seite des konusförmigen Teiles, die den größeren der beiden Durchmesser besitzt, verbunden ist mit einem kreiszylindrischen Rohrstück, dessen Wandung die erwähnte Rillenstruktur enthält und deren Innendurchmesser gleich dem größeren Durchmesser des konusförmigen Teiles der Antenne ist.

5. Hornantenne nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch; daß zwischen dem glatten, kreiszylindrischen Speisehohlleiter und der Anschlußseite des konusförmigen Teiles, die den kleineren der beiden Durchmesser besi/fczt, ein kreiszylindrisches Rohrstück eingefügt ist, deasen Wandung die erwähnte Rillenstruktur enthält und deren Innendurch- , messer gleich dem Durchmesser des Speisehohlleiters ist.

6. Hornantenne nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Außenseite der aus dünnem Blech "bestehenden und insbesondere die Rillenstruktur enthaltenen Teile der Antenne mit einer Umhüllung aus einem Duroplastwerkstoff oder'mit in Längsrichtung aufgebrachten und mit den erhabenen Teilen^der Außenseite verbundenen starren Stäben versehen ist« . '

7. Hprnantenne nach Punlct 1, 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch , daß an wenigstens je drei, zvieclonäßig gleichmäßig über den Umfang verteilten Stellen auf dem Umfang des Anschlußflansches einerseits und der Offnungsfläche andererseits zwischen Anschlußflansch und Öffnungsfläche mechanische oder elektromechanische Bauteile, deren Länge veränderbar ist, eingefügt sind.

Hierzu 1 S*ite Zeicbnunoen